China: LNG-liquefactietechnologie, beschrijving? 

Als mensen het hebben over Chinese liquefactietechnologieën, denken veel mensen onmiddellijk aan gigantische kant-en-klare fabrieken. of over het lenen van westerse licenties. Maar dit is slechts het topje van de ijsberg. In feite is er de afgelopen tien jaar een hele laag van technische competenties gevormd, waarbij de sleutel ligt in aanpassing, integratie en, belangrijker nog, het verlagen van de kosten van processen voor specifieke, vaak niet-ideale omstandigheden. Het gaat hierover, over diezelfde ‘keuken’ die niet altijd zichtbaar is in glossy persberichten, waarover ik wil speculeren.

Van licentie tot aanpassing: evolutie van de aanpak

Het begon natuurlijk allemaal met licenties. Technologieën van Air Products, Linde, Shell - zij werden de basis. Maar blindelings kopiëren is duur en vaak ineffectief. De Chinese markt had oplossingen nodig voor kleinere capaciteiten, voor gassen met een onstabiele samenstelling (hetzelfde geassocieerde petroleumgas of methaan uit de kolenmijn), voor locaties met logistieke en waterbeperkingen. En hier begon het echte werk.

Er verschenen ontwerpinstituten die zich niet alleen bezighielden met tekeningen, maar ook met de herziening van technologische ketens. Een sprekend voorbeeld -Chengdu Yizhi Technologie Co.(een dochteronderneming van Huaxi Technologie). Ze zijn aanvankelijk voortgekomen uit de chemisch-technologische technologie, wat betekent dat er in hun DNA een diep begrip zit van warmte- en massaoverdracht, scheiding en cryogene techniek. Hun websiteyzkjhx.ru- dit is niet zomaar een visitekaartje, het toont een evolutie: van standaardinstallaties naar modulaire oplossingen en technologieën voor stikstofrijk gas.

De belangrijkste verschuiving heeft naar mijn mening plaatsgevonden in de mentaliteit. We stopten met proberen te doen ‘zoals zij’, en gingen op zoek naar ‘wat is het beste voor dit specifieke geval?’ Het klassieke vloeibaarmakingsschema met een turbo-expander is bijvoorbeeld effectief, maar moeilijk te handhaven voor een afgelegen station. We hebben de weg ingeslagen van het optimaliseren van gemengde koudemiddelen (MRC) en cascadecycli om de flexibiliteit te vergroten en de toetredingsdrempel voor kleine investeerders te verlagen.

Belangrijke knooppunten en “pijnlijke plekken”-proces

Als je hem uit elkaar haalt, is het hart van elke installatie de warmtewisselaar. China heeft veel ingezet op spiraalgewonden warmtewisselaars uit eigen productie. Ja, de eerste monsters bleven achter qua efficiëntie, er waren problemen met de uniformiteit van de koelmiddelstroom. Maar nu hebben een aantal fabrikanten, inclusief degenen die samenwerken met instituten als Yizhi Technology, een volledig concurrerend niveau bereikt. Hun voordeel zijn de kosten en de snelheid van levering.

Een ander kritisch punt is de gasvoorbehandeling. Chinese grondstoffen kunnen erg “vies” zijn. Het is noodzakelijk om de verwijderingseenheden voor CO2, mercaptanen en kwik te versterken. Hierbij wordt vaak gebruik gemaakt van hybride oplossingen: adsorptie + membraanscheiding. Ik zal niet zeggen dat dit altijd ideaal is; bij sommige faciliteiten waren er problemen met de snelle vervuiling van de membranen, maar ingenieurs leren van deze fouten en werken de regeneratiecycli voortdurend bij.

En natuurlijk koelmiddelen. Werken met propaan, ethaan en ethyleen in mengsels is altijd een evenwicht tussen veiligheid en efficiëntie. Op een van de projecten waarbij we deelnamen aan de inbedrijfstelling was er een ernstig probleem met “runaway?” mengselsamenstelling met een scherpe daling van de inlaatdruk. We moesten de online analyse en het automatische topping-systeem verbeteren. Dergelijke nuances worden nooit in leerboeken beschreven, dit is pure praktijk.

Modulariteit als antwoord op uitdagingen

Een trend die niet te vermijden is, is modulaire (blok)bouw. Chinese bedrijven inclusiefChengdu Yizhi Technologie Co., Ltd., promoot het zeer actief. Het gaat er niet alleen om een ​​fabriek op een scheepswerf te assembleren en af ​​te leveren. Het punt is de diepgaande standaardisatie van technologische modules voor verschillende capaciteiten: 50, 100, 500 duizend ton per jaar.

Dit resulteert in een fantastische reductie van de bouwtijd op de bouwplaats. Maar het levert ook hoofdpijn op. Het aanmeren van modules langs pijpleidingen, elektrische, instrumentatie- en controlesystemen is het werk van een juwelier. De kleinste fout in het interfaceontwerp kan maandenlange vertragingen op de site tot gevolg hebben. Hun bedrijf heeft trouwens een hele digital twin-afdeling speciaal om deze verbindingen virtueel uit te werken, voordat de module wordt verzonden. Het werkt niet altijd perfect, maar de aanpak is correct.

Voor de klant is dit vaak een tweesnijdend zwaard. Aan de ene kant is het sneller en soms goedkoper. Aan de andere kant is er minder flexibiliteit voor veranderingen die al gaande zijn. Ik heb projecten gezien waarbij de klant, nadat hij de modules had ontvangen, nog steeds veel wijzigingen “ter plekke” aanbracht, waardoor alle voordelen teniet werden gedaan. Modulariteit is dus geen wondermiddel, maar een instrument dat een zeer gedisciplineerde aanpak van alle deelnemers vereist.

Focus op specifieke gassen en nichemarkten

Terwijl grote spelers vechten voor megaprojecten, hebben dergelijke ingenieursbedrijven hun niche gevonden. Dit is bijvoorbeeldvloeibaar maken van biogasafkomstig van stortplaatsen of afvalwaterzuiveringsinstallaties. Of de inzet van APG in kleine olievelden, waar het gas simpelweg werd afgefakkeld. Hier hebben we totaal andere oplossingen nodig: compact, mobiel, bestand tegen schommelingen in de samenstelling.

Een van de interessantste gevallen die ik tegenkwam was een installatie voor het vloeibaar maken van methaan uit een kolenmijn met een hoog gehalte aan stikstof en zuurstof. Het probleem is dat zuurstof bij afkoeling kan condenseren, waardoor een explosief mengsel ontstaat. De oplossing die de ingenieurs voorstelden was een scheiding in meerdere fasen met cryogene rectificatie en strikte controle van de concentraties in elke fase. De installatie bleek niet de meest efficiënte in termen van energieverbruik, maar loste het grootste probleem op: veiligheid en de transformatie van problematisch gas in een verkoopbaar product.

Het was in zulke complexe, niet-standaard projecten dat praktische ervaring werd opgedaan. Het gaat hier niet om mooie plaatjes, maar om de dagelijkse strijd met de natuur- en scheikunde van het proces.

Vooruitkijken: uitdagingen en groeipunten

Waar gaat alles heen? Het is duidelijk dat de trend richting energie-efficiëntie en het verkleinen van de CO2-voetafdruk niet meer weg te denken is. Er wordt in China nu veel gesproken over het gebruik van hernieuwbare energie voor het aandrijven van vloeibaarmakingsinstallaties. Technisch gezien is dit mogelijk, maar de vraag is economisch en vooral de stabiliteit van de energievoorziening. Zonnepanelen en windturbines zorgen niet voor een gelijkmatige belasting, en daar houdt het vloeibaarmakingsproces niet zo van. Voorlopig zijn dit meer pilotprojecten.

Een andere richting zijn intelligente besturingssystemen en voorspellende analyses. Implementatie van IoT-sensoren om trillingen van turbines, de toestand van katalysatoren en microlekken in warmtewisselaars te monitoren. Chinese bedrijven experimenteren hier actief en verzamelen enorme hoeveelheden gegevens van werkende installaties. Het is waar dat de diepgang van analyses vaak ontbreekt: de gegevens zijn er, maar het is niet altijd mogelijk om er praktische voordelen uit te halen voor optimalisatie. We hebben nauwere verbindingen nodig tussen technologen en datawetenschappers.

En natuurlijk de beelden. Ervaren cryogene ingenieurs die van start-up naar langdurig gebruik zijn gegaan en alle installaties voor ‘kinderziekten’ hebben gezien, zijn nog steeds niet genoeg. Kennis verkregen uit projecten zoals die onder leiding vanChengdu Yizhi Technologie Co.- dit is het belangrijkste bezit. Maar ze moeten worden gesystematiseerd en overgedragen, en niet worden opgeslagen in de hoofden van een paar belangrijke specialisten. Dit is misschien wel een van de belangrijkste uitdagingen voor de hele industrie in China: de overstap maken van opgebouwde ervaring naar het creëren van een duurzaam kennissysteem.