Metodi di liquefazione del gas in Cina? 

Quando si parla di metodi di liquefazione del gas in Cina, molti immaginano immediatamente giganteschi impianti di GNL e progetti nazionali su larga scala. Questa è, ovviamente, la base, ma il quadro è molto più sottile e interessante. In pratica, soprattutto nell’ultimo decennio, tutto si è spostato verso l’adattamento, la flessibilità e la ricerca di redditività per flussi medi e anche relativamente piccoli. Non si tratta solo di costruire secondo un libro di testo, ma di far funzionare la tecnologia in condizioni specifiche - con materie prime locali, secondo le normative locali e, cosa fondamentale, secondo le esigenze di un mercato specifico. Qui iniziano le sfumature di cui non si parla negli articoli di recensione.

Dalla teoria alla realtà del sito

Se prendiamo i classici -metodo di liquefazione del gasbasato su cicli a cascata, ad esempio, utilizzando propano, etilene e metano, poi in Cina viene utilizzato principalmente nelle strutture di punta, come i terminali di ricezione. La tecnologia è stata collaudata, l’efficienza è elevata, ma i costi di capitale sono enormi. Il problema è che per molti settori, soprattutto quelli più piccoli o situati nell’entroterra, un simile progetto rappresenta un lusso insostenibile. È qui che entrano in giocorefrigeranti misti(MRC) e cicli dell'azoto.

Dalla mia esperienza mi sono imbattuto in un progetto per l'utilizzo del gas di petrolio associato nello Xinjiang. Inizialmente il cliente desiderava “qualcosa di affidabile e semplice”, propendendo per il ciclo dell’azoto. Ma quando si sono presi in considerazione la logistica e il costo della produzione di azoto liquido in un sito remoto, l’economia è andata in pezzi. Ho dovuto studiare in dettaglio l'opzione conrefrigerante misto, dove gli idrocarburi leggeri provenienti dal giacimento stesso potrebbero essere utilizzati come componenti. La questione chiave è diventata la stabilità della composizione della materia prima: se “galleggia”, l'efficienza dell'intera catena diminuisce in modo catastrofico. È stato necessario progettare un serbatoio di accumulo ed un sistema preliminare di stabilizzazione, che non era previsto nelle specifiche tecniche originali.

È in tali situazioni che la differenza tra "carta" è visibile. progettuale e realizzabile. Spesso i terzisti, soprattutto quelli locali, offrono soluzioni apparentemente già pronte, ma senza un legame profondo con le materie prime. Di conseguenza, l'installazione raggiunge i parametri di progettazione solo con il gas di laboratorio ideale e nella vita reale la sua efficienza è una volta e mezza inferiore. Questa non è una mancanza di tecnologia, è una mancanza di analisi pre-progettazione.

L'attrezzatura e il suo? Cinese? specificità

Mercato delle attrezzature perliquefazione del gas naturalein Cina oggi c’è una confusione di possibilità. Ci sono giocatori seri che non si limitano a copiare, ma sviluppano i propri progetti. Se parliamo di apparecchiature per lo scambio di calore, il cuore di qualsiasi ciclo di liquefazione, i progressi sono evidenti. I grandi scambiatori di calore a piastre (PHE) per megaprogetti vengono ancora spesso acquistati da Linde o Air Products, ma per installazioni di media e bassa potenza produttori cinesi come Hangyang o Sitic offrono già prodotti abbastanza competitivi.

Ma c'è anche uno svantaggio. Alla ricerca della riduzione dei costi, sul mercato ci sono molte offerte, relativamente parlando, “semplificate”. versioni delle apparecchiature principali. Ad esempio, i turboespansori. Un espansore di alta qualità ad alta efficienza è una macchina complessa. Alcune fabbriche locali offrono opzioni che funzionano in teoria, ma hanno un raggio operativo ristretto e problemi di affidabilità con carichi variabili. In uno dei progetti mini-GNL, è stato necessario riequilibrare effettivamente l'intero ciclo in fase di messa in servizio a causa del fatto che le prestazioni effettive dell'espansore differivano da quelle nominali. Ciò che mi ha salvato è stata la possibilità di regolare in modo flessibile la composizione del refrigerante.

Una tendenza interessante degli ultimi anni è il design modulare. Sempre più spesso i clienti, soprattutto per le stazioni di rifornimento di gas (stazioni di rifornimento CNG) o per piccole fonti di approvvigionamento energetico, non vogliono costruire un impianto da zero, ma piuttosto ricevere moduli già pronti con un'elevata disponibilità di fabbrica. Ciò impone i propri limiti al design: tutto deve essere compatto e manutenibile in condizioni anguste. È qui che le soluzioni ibride si mostrano bene, dove, ad esempio, il preraffreddamento avviene lungo un circuito e il raffreddamento profondo avviene lungo un altro, più compatto.

Il ruolo dell'ingegneria e un esempio aziendale specifico

La tecnologia è solo metà della storia. La seconda metà è un'ingegneria competente, che tiene conto di migliaia di piccole cose: dalle condizioni climatiche (ad esempio, l'elevata umidità nelle zone costiere, che influisce sul funzionamento dei refrigeratori d'aria) alle qualifiche del futuro personale operativo. Per questo sono apprezzate le aziende con un ciclo completo: dalla fase FEED alla supervisione e formazione dell'installazione.

In questo contesto, possiamo ricordareChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Questo istituto di design fondato nel 2013 da Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, è solo un esempio di un attore profondamente immerso nell'argomento. Non si limitano a vendere licenze, ma sono impegnati nella progettazione complessa di processi tecnologici, compresi gli impianti di liquefazione. La loro forza, secondo me, risiede nell'enfasi sulla componente chimica e tecnologica, fondamentale per lavorarerefrigeranti mistie materie prime instabili.

Il loro portafoglio comprende soluzioni per la liquefazione del gas di cokeria, del gas di petrolio associato e del biogas, proprio per quei casi in cui è impossibile prendere un progetto standard da un libro di testo. So dalle discussioni del settore che stanno lavorando attivamente per ottimizzare il consumo energetico nei cicli, che ora è una delle principali richieste del mercato. Quando i costi di capitale non possono più essere ridotti, iniziano a lottare per i costi operativi, e qui ogni dettaglio del processo conta.

Sfide: efficienza energetica e ?non ideale? materie prime

La sfida principale per chiunquemetodo di liquefazionenelle realtà moderne: consumo di energia. I compressori “consumano” la parte del leone del costo del prodotto. Pertanto, ora tutte le ricerche si riducono a come ridurre il lavoro di compressione. Un modo è utilizzare turboespansori con recupero di energia, l'altro è selezionare più accuratamente la composizione del refrigerante per la pressione specifica e il punto di ebollizione della materia prima. A volte è più vantaggioso optare per uno schema leggermente più complesso con due circuiti, se alla fine ciò si traduce in un risparmio energetico del 10-15%.

Un mal di testa separato sono i gas con un alto contenuto di azoto, CO2 o idrocarburi pesanti. I cicli standard iniziano immediatamente ad agire qui. La CO2 congela a basse temperature, intasando gli scambiatori di calore. L'azoto riduce il potere calorifico del GNL finale e richiede una fase aggiuntiva per la sua separazione, il che complica il processo. Spesso è necessario scendere a compromessi: realizzare un pretrattamento costoso oppure sopportare alcune perdite e un funzionamento più complesso del ciclo principale. In uno dei progetti per la liquefazione del metano delle miniere di carbone con un alto contenuto di azoto, alla fine si è optato per uno schema con adsorbimento senza calore a ciclo breve (PSA) all'ingresso e un ciclo di liquefazione dell'azoto. Si è rivelato costoso in termini di CAPEX, ma economico in termini di OPEX, il che si è rivelato la scelta giusta a lungo termine.

Guardando al futuro: tendenze e applicazioni di nicchia

Dove sta andando tutto? Oltre all’evidente tendenza alla miniaturizzazione e alla modularità, vedo interesse per soluzioni ibride e personalizzate. Non è più raro che le persone combinino, ad esempio,liquefazione del gas naturaleper le esigenze di trasporto e la produzione di CO2 liquida dai flussi di rifiuti per l’industria alimentare. Ciò richiede la massima flessibilità nella progettazione del processo.

Un altro segmento in crescita è la liquefazione del biogas e del gas di discarica. I volumi qui non sono giganteschi, ma la politica di sviluppo “verde” è alimentata dalla domanda. La specificità è la composizione mostruosamente variabile delle materie prime e la piccola scala, che rende inapplicabili le tecnologie su larga scala. In questo caso, spesso vincono soluzioni basate su metodi di pretrattamento ad assorbimento o adsorbimento abbinati a cicli di liquefazione compatti che utilizzano refrigeranti misti.

Di conseguenza, per riassumere,metodi di liquefazione del gasin Cina oggi non si tratta di copia cieca, ma di adattamento. Adattamento delle tecnologie globali alle condizioni economiche locali, alle specificità della base delle materie prime e ai compiti specifici del cliente. Il metodo più efficace è quello economicamente giustificato per un dato settore, un dato mercato e un dato budget. E dietro questo semplice principio si nasconde un enorme lavoro di ingegneria, prove, errori e una ricerca costante dell'equilibrio ottimale tra affidabilità, efficienza e costi. È in questa ricerca che nasce l'esperienza pratica che determina il reale stato del settore.