China: vooruitzichten voor ontzwaveling van ionen en vloeistoffen? 

Wanneer je erover hoortion-vloeistofontzwavelingin China is de eerste gedachte een nieuwe “doorbraak?” een laboratoriummethode die geen wortel zal schieten in de industrie. Veel mensen denken van wel, en ikzelf was zo'n vijf jaar geleden sceptisch. Maar nu is het beeld aan het veranderen, en snel, ook al zijn er specifieke ‘Chinese’ kenmerken. functies.

Van laboratorium tot fabriek: hoe het allemaal begon

Ik herinner me de eerste rapporten op conferenties in Dalian of Nanjing zeven of acht jaar geleden. Wetenschappers van CAS (Chinese Academie van Wetenschappen) toonden grafieken met een fantastische zuiveringsgraad: 99,9% voor H2S en mercaptanen. Ingenieurs van de olieraffinaderijen van Sinopec of CNPC zaten in de hal, knikten en stelden vragen over corrosie, over stabiliteitionische vloeistoffenin een lange cyclus. De antwoorden waren, laten we zeggen, theoretisch. De belangrijkste barrière was toen niet eens de technologie op zich, maar de kosten. De productie van deze gespecialiseerde ionische vloeistoffen, bijvoorbeeld op basis van tetraalkylfosfonium, was kamergebaseerd en duur. Het idee dat dit monoethanolamine (MEA) zou kunnen vervangen in een centrale met een capaciteit van miljoenen kubieke meter gas per dag leek utopisch.

Maar de Chinese aanpak is vaak om eerst de marktvraag of het politieke momentum te creëren. Aanscherping van de milieuregels, vooral rond belangrijke economische zones zoals de Yangtzedelta of Bohai Bay, is de drijvende kracht geworden. Het werd duidelijk dat traditionele aminen niet altijd bestand zijn tegen de nieuwe beperkingen op het totale zwavelgehalte, en dat het probleem van de afvalverwerking (dezelfde verbruikte aminen) steeds ernstiger wordt.Ionische vloeistoffenverklaarden zichzelf als ?groen? Het alternatief is een lage stoomdruk, een theoretisch volledige regeneratie en de mogelijkheid om nauwkeurig af te stemmen op een specifieke gassamenstelling.

Hier verschenen de eerste piloten. Niet meteen bij giganten als Sinopec, maar bij middelgrote ondernemingen, vaak in samenwerking met universiteiten. Een van de eerste projecten waarover ik uit de eerste hand hoorde, betrof het Sichuan-gasveld. Het gas bevatte veel CO2 en H2S, een klassiek probleem bij selectieve zuivering. Proefinstallatie opionische vloeistoffenwerkte, maar stuitte op een onverwacht probleem: verstopping van warmtewisselaars als gevolg van het neerslaan van polymeeronzuiverheden die zich niet in de laboratoriumreactor bevonden. Dit was een belangrijke les: de echte stroom is altijd vuiler.

Praktische barrières en Chinese oplossingen

En dit is waar het plezier begint: technische aanpassing. Chinese technologiebedrijven, vooral degenen die voortkwamen uit onderzoeksinstituten, begonnen niet te werken aan het creëren van het 'ideale'. vloeistoffen, maar eerder op het oplossen van specifieke knelpunten. Belangrijkste pijnpunten: 1) Prijs. 2) Viscositeit (beïnvloedt het energieverbruik voor de circulatie). 3) Stabiliteit op lange termijn (thermisch en chemisch). 4) Herstel van activiteit na inbeslagname van “zware” personen. onzuiverheden zoals thiofeen.

De oplossing volgde het pad van het vereenvoudigen en opschalen van de chemische synthese. Als ze zich in Europa of de VS concentreren op complexe kation-anionparen met unieke eigenschappen, dan hebben Chinese leveranciers naar mijn mening vertrouwd op verschillende relatief eenvoudige maar betrouwbare formules die in tonnen kunnen worden geproduceerd. Laten we zeggen dezelfde fosfoniumzouten, maar met goedkopere bronnen. Dit verminderde de kosten per kilogram aanzienlijk, hoewel dit ten koste ging van enige selectiviteit.

Het tweede punt is procesintegratie. Chinese ingenieurs hebben het er niet gewoon “in gestoken?” een kolom met een ionische vloeistof in plaats van een aminevloeistof. Ze zijn begonnen met het aanbieden van hybride regelingen. Zo is de eerste trap een traditioneel amine voor de grove reiniging en verwijdering van het grootste deel van de CO2, de tweede trap welion-vloeistofontzwavelingvoor diepe zuivering van achtergebleven H2S en organische zwavelverbindingen. Dit verminderde het benodigde volume aan dure ionische vloeistof scherp en loste het probleem van de zwelling door CO2 op. Dit pragmatisme is kenmerkend voor de lokale aanpak.

Case uit de realiteit: niet alleen successen

Ik zal je vertellen over een project waarmee ik indirect bekend was. De klant is een chemische fabriek in Shandong; een kraakinstallatie produceerde een stroom propaan-propyleenfractie (PPF) met een hoog gehalte aan mercaptanen. Voor de productie van polymeren was het noodzakelijk om het totale zwavelgehalte te verlagen tot minder dan 10 ppm. We kozen voor een technologie op basis van ionische chloridevloeistoffen. De installatie is ontworpen en geleverd door een bedrijf verbonden aan een onderzoeksgroep uit Sichuan.

De eerste maanden was alles geweldig. Toen begonnen de problemen met de pompen - de verhoogde viscositeit van de vloeistof bij wintertemperaturen (ja, het kan +5°C zijn in Shandong) leidde tot cavitatie. We moesten dringend het verwarmingssysteem voor de lijnen aanpassen. Een ander verhaal: uit de analyse bleek een geleidelijke ophoping van oxidatieproducten en zware koolwaterstoffen in de vloeistof, die tijdens de regeneratie niet werden afgedestilleerd. Na 14 maanden daalde de activiteit met 40%. Geen catastrofe, maar niet het soort ‘eeuwige’. de vloeistof die de verkopers beloofden. Er werd een empirische oplossing gevonden: neem eens in de zes maanden 10% van het volume voor rectificatie en voeg een nieuwe portie toe. De economische aspecten van het project waren nog steeds positief, maar daar kwamen de operationele problemen bij.

Dit is een typische situatie. De technologie werkt, maar vereist meer doordachte en individuele serviceondersteuning dan de gebruikelijke ‘out of the box’-ondersteuning. oplossingen. Niet alle operators zijn hier klaar voor. Ze willen het “instellen en vergeten” zoals bij MEA, zij het tegen hogere kosten voor de stoomketel.

De rol van gespecialiseerde ingenieursbureaus

Hier komt een belangrijke speler in beeld: ontwerpinstituten, die de rol op zich nemen van integrator tussen fundamentele wetenschap en industrie. Ze verkopen niet zomaar een reagens, ze verkopen een kant-en-klaar technologisch proces, met alle leidingen, geautomatiseerde procescontrolesystemen en garanties voor het resultaat. Een van de sprekende voorbeelden isChengdu Yizhi Technologie Co. (https://www.yzkjhx.ru). Dit bedrijf, opgericht op basis van Chengdu Huaxi Chemical Technology, is daar slechts één van. Hun profiel is niet alleen de verkoop van chemicaliën, maar totaaloplossingen op het gebied van gaszuivering en -scheiding.

Hun kracht is, voor zover ik weet, dat ze toegang hebben tot hun eigen productiemogelijkheden en de synthese van de ionische vloeistoffen die ze nodig hebben, kunnen opschalen. Bovendien bieden ze de klant vaak geen standaardproduct aan, maar een selectie van samenstellingen “op maat?” na analyse van de grondstoffen. Dit is van cruciaal belang. De stroom uit een kolenvergasser en de stroom uit een FCC-installatie zijn twee heel verschillende dingen, en er bestaat geen universele vloeistof voor.

WebsiteChengdu Yizhi-technologie (https://www.yzkjhx.ru) positioneert het bedrijf als een ontwerpinstituut met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, wat duidt op serieuze bedoelingen en middelen. In contextion-vloeistofontzwavelingDergelijke bedrijven vormen de belangrijkste schakel. Ze nemen de risico's van het debuggen van de technologie op zich, beschikken over een staf van ingenieurs voor de inbedrijfstelling en, wat belangrijk is in China, bouwen ze relaties op met lokale milieuregelgevende instanties, waardoor de klant wordt geholpen alle vergunningen te verkrijgen.

Van welke kant waait de wind? Vooruitzichten en twijfels

Dus wat zijn de vooruitzichten? Op de korte termijn (3-5 jaar) zie ik een niche, maar gestage penetratie van de technologie. Belangrijkste groeipunten: 1) Diepe zuivering van synthesegas voor de chemische industrie (methanol, ammoniak), waar de eisen voor zwavel bijzonder streng zijn. 2) Zuivering van geassocieerde petroleumgassen (APG) in middelgrote en kleine velden, waar het niet rendabel is om een omvangrijke aminefabriek en een modulaire fabriek te bouwenionische vloeistoffenzou kunnen werken. 3) Speciale toepassingen, zoals de ontzwaveling van ethyleen of propyleen voor de productie van premium polymeren.

De middellange termijn (5-10 jaar) zal afhangen van doorbraken op twee gebieden. De eerste is het creëren van echt goedkope en ‘onverwoestbare’ exemplaren. vloeistoffen, mogelijk gebaseerd op afval uit andere industrieën (Chinese chemici experimenteren hier actief). De tweede is de accumulatie van een reeks gegevens over de werking op lange termijn (5+ jaar) onder verschillende omstandigheden. Tot nu toe zijn er weinig van dergelijke verwijzingen, en dit houdt de grote spelers tegen.

De grootste uitdaging ligt naar mijn mening niet eens op technisch vlak. Dit is het conservatisme van de industrie. Managers van raffinaderijen en gasverwerkingsfabrieken zijn mensen die hun carrière maken van betrouwbaarheid. Ze werken al tientallen jaren met amines, ze kennen al hun problemen en weten hoe ze daar mee om moeten gaan. Overstappen naar een nieuwe, zij het efficiëntere, technologie is voor hen persoonlijk altijd een risico. Daarom zal de implementatie niet revolutionair zijn, maar evolutionair: eerst op nieuwe, ‘groene’. projecten waar geen bestaande infrastructuur bestaat, of waar traditionele methoden niet langer werken.

Als gevolg hiervanion-vloeistofontzwavelingin China is dit geen mythe of een wondermiddel. Het is een opkomend praktisch instrument dat zijn plek vindt door een combinatie van politieke druk, technisch vernuft en de pragmatische aanpak van integratorbedrijven. Het proces verloopt in een tempo dat kenmerkend is voor China: snel, met vertragingen, maar onomkeerbaar. Het is de moeite waard om in de gaten te houden, maar zonder een roze bril bestaat perfecte technologie niet.