Methoden voor het vloeibaar maken van gas in China? 

Als het gaat om methoden voor het vloeibaar maken van gas in China, denken velen onmiddellijk aan gigantische LNG-fabrieken en grootschalige nationale projecten. Dit is natuurlijk de basis, maar het beeld is veel subtieler en interessanter. In de praktijk, vooral de laatste tien jaar, is alles verschoven naar aanpassing, flexibiliteit en het zoeken naar winstgevendheid voor middelgrote en zelfs relatief kleine stromen. Het gaat er niet alleen om om volgens een leerboek te bouwen, maar om de technologie onder specifieke omstandigheden te laten werken - met lokale grondstoffen, onder lokale regelgeving en, wat van cruciaal belang is, voor de behoeften van een specifieke markt. Hier beginnen nuances waarover niet in overzichtsartikelen wordt geschreven.

Van theorie tot realiteit op de locatie

Als we de klassiekers nemen -methode voor het vloeibaar maken van gasgebaseerd op cascadecycli, waarbij bijvoorbeeld propaan, ethyleen en methaan worden gebruikt, wordt het in China voornamelijk gebruikt in vlaggenschipfaciliteiten, zoals ontvangstterminals. De technologie is bewezen, de efficiëntie is hoog, maar de kapitaalkosten zijn enorm. Het probleem is dat een dergelijk plan voor veel velden, vooral die welke kleiner zijn of landinwaarts gelegen zijn, een onbetaalbare luxe is. Dit is waar ze in het spel komengemengde koelmiddelen(MRC) en stikstofcycli.

Uit eigen ervaring kwam ik een project tegen voor het gebruik van bijbehorend petroleumgas in Xinjiang. De klant wilde in eerste instantie “iets betrouwbaars en simpels”, neigend naar de stikstofcyclus. Maar toen de logistiek en de kosten van de productie van vloeibare stikstof op een afgelegen locatie in ogenschouw werden genomen, stortte de economie in elkaar. Ik moest de optie in detail bestuderengemengd koelmiddel, waarbij lichte koolwaterstoffen uit het veld zelf als componenten gebruikt zouden kunnen worden. Het belangrijkste probleem is de stabiliteit van de samenstelling van de grondstof geworden: als deze “zweeft”, daalt de efficiëntie van de hele keten catastrofaal. Het was noodzakelijk om een ​​buffertank en een voorlopig stabilisatiesysteem te ontwerpen, wat niet was opgenomen in de oorspronkelijke technische specificaties.

Het is in dergelijke situaties dat het verschil tussen “papier” zichtbaar is. projectmatig en uitvoerbaar. Vaak bieden aannemers, vooral lokale, schijnbaar kant-en-klare oplossingen, maar zonder een diepe connectie met grondstoffen. Als gevolg hiervan bereikt de installatie haar ontwerpparameters alleen op ideaal laboratoriumgas, en in de praktijk is het rendement anderhalf keer lager. Dit is geen gebrek aan technologie, het is een gebrek aan analyse voorafgaand aan het ontwerp.

De apparatuur en zijn ?Chinese? specificiteit

Apparatuurmarkt voorvloeibaar maken van aardgasin China bestaat er tegenwoordig een verwarring van mogelijkheden. Er zijn serieuze spelers die niet alleen kopiëren, maar hun eigen ontwerpen ontwikkelen. Als we het hebben over apparatuur voor warmtewisseling, de kern van elke vloeibaarmakingscyclus, dan is er vooruitgang merkbaar. Grote platenwarmtewisselaars (PHE's) voor megaprojecten worden nog steeds vaak gekocht bij Linde of Air Products, maar voor installaties met middelhoog en laag vermogen bieden Chinese fabrikanten zoals Hangyang of Sitic al behoorlijk concurrerende producten aan.

Maar er is ook een keerzijde. Bij het nastreven van kostenreductie zijn er veel aanbiedingen op de markt voor, relatief gesproken, “vereenvoudigde” oplossingen. versies van belangrijke apparatuur. Bijvoorbeeld turbo-expanders. Een hoogwaardige expander met hoog rendement is een complexe machine. Sommige lokale fabrieken bieden opties die in theorie werken, maar die een beperkt werkingsbereik en betrouwbaarheidsproblemen hebben bij variabele belastingen. Bij een van de mini-LNG-projecten was het nodig om de hele cyclus in de inbedrijfstellingsfase opnieuw in evenwicht te brengen, omdat de werkelijke prestaties van de expander verschilden van de nominale prestaties. Wat mij bespaarde was de mogelijkheid om de koudemiddelsamenstelling flexibel aan te passen.

Een interessante trend van de afgelopen jaren is modulair ontwerp. Klanten, vooral voor gastankstations (CNG-tankstations) of kleine energiebronnen, willen steeds vaker geen faciliteit helemaal opnieuw bouwen, maar liever kant-en-klare modules ontvangen die in hoge mate fabrieksgereed zijn. Dit legt zijn eigen beperkingen op aan het ontwerp: alles moet compact zijn en onderhoudbaar in krappe omstandigheden. Dit is waar hybride oplossingen zich goed laten zien, waarbij bijvoorbeeld voorkoeling plaatsvindt langs het ene circuit en diepe koeling langs een ander, compacter circuit.

De rol van engineering en een specifiek bedrijfsvoorbeeld

Technologie is slechts de helft van het verhaal. De tweede helft is competente engineering, waarbij rekening wordt gehouden met duizenden kleine dingen: van klimatologische omstandigheden (bijvoorbeeld hoge luchtvochtigheid in kustgebieden, die de werking van luchtkoelers beïnvloeden) tot de kwalificaties van toekomstig bedieningspersoneel. Daarom worden bedrijven met een volledige cyclus gewaardeerd – van de FEED-fase tot installatiesupervisie en training.

In deze context kunnen we ons dit herinnerenChengdu Yizhi Technologie Co. (https://www.yzkjhx.ru). Dit ontwerpinstituut, opgericht in 2013 door Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, is slechts een voorbeeld van zo'n speler die diep verdiept is in het onderwerp. Ze verkopen niet alleen licenties, maar houden zich bezig met het complexe ontwerp van technologische processen, ook voor vloeibaarmakingsinstallaties. Hun kracht ligt naar mijn mening in hun nadruk op de chemische en technologische component, die van cruciaal belang is om mee te werkengemengde koelmiddelenen onstabiele grondstoffen.

Hun portfolio omvat oplossingen voor het vloeibaar maken van cokesovengas, bijbehorend petroleumgas en biogas - dat wil zeggen, juist voor die gevallen waarin het onmogelijk is om een ​​standaardproject uit een leerboek te halen. Uit discussies in de sector weet ik dat ze actief werken aan het optimaliseren van het energieverbruik in cycli, wat nu een van de belangrijkste marktverzoeken is. Wanneer de kapitaalkosten niet langer kunnen worden verlaagd, beginnen ze te vechten om de bedrijfskosten, en hier is elk detail van het proces van belang.

Uitdagingen: energie-efficiëntie en ?niet-ideaal? grondstoffen

De belangrijkste uitdaging voor iedereenvloeibaarmakingsmethodein de moderne realiteit - energieverbruik. Compressoren "vreten" het leeuwendeel van de kosten van het product op. Daarom komen alle zoekopdrachten nu neer op het verminderen van het compressiewerk. Eén manier is om turbo-expanders met energieterugwinning te gebruiken, de andere is om de koelmiddelsamenstelling nauwkeuriger te selecteren voor de specifieke druk en kookpunt van de grondstof. Soms is het rendabeler om voor een iets complexer schema met twee circuits te gaan, als dit uiteindelijk een besparing van 10-15% op energie oplevert.

Een aparte hoofdpijn zijn gassen met een hoog gehalte aan stikstof, CO2 of zware koolwaterstoffen. Standaardcycli beginnen hier onmiddellijk te werken. CO2 bevriest bij lage temperaturen, waardoor de warmtewisselaars verstopt raken. Stikstof verlaagt de verwarmingswaarde van het uiteindelijke LNG en vereist een extra fase voor de scheiding ervan, wat het proces ingewikkelder maakt. Vaak moet je een compromis sluiten: óf een dure voorbehandeling bouwen, óf wat verliezen en een complexere werking van de hoofdcyclus accepteren. In een van de projecten voor het vloeibaar maken van methaan uit de kolenmijn met een hoog stikstofgehalte kwamen ze uiteindelijk tot een schema met kortcyclische warmteloze adsorptie (PSA) aan de inlaat en een stikstofvloeibaarmakingscyclus. Het bleek duur op CAPEX, maar goedkoop op OPEX, wat op de lange termijn de juiste keuze bleek te zijn.

Vooruitblik: trends en nichetoepassingen

Waar gaat alles heen? Naast de voor de hand liggende trend richting miniaturisering en modulariteit zie ik interesse in hybride en maatwerkoplossingen. Het is niet langer ongewoon dat mensen bijvoorbeeld combinerenvloeibaar maken van aardgasvoor transportbehoeften en de productie van vloeibare CO2 uit afvalstromen voor de voedingsmiddelenindustrie. Dit vereist de hoogste flexibiliteit van het procesontwerp.

Een ander groeiend segment is het vloeibaar maken van biogas en stortgas. De volumes zijn hier niet gigantisch, maar het beleid van “groene” ontwikkeling wordt gevoed door de vraag. Het specifieke is de monsterlijk variabele samenstelling van grondstoffen en de kleinschaligheid, waardoor grootschalige technologieën niet toepasbaar zijn. Hier winnen oplossingen op basis van absorptie- of adsorptievoorbehandelingsmethoden in combinatie met compacte vloeibaarmakingscycli met behulp van gemengde koelmiddelen vaak.

Als gevolg hiervan, om samen te vatten,methoden voor het vloeibaar maken van gasin China gaat het tegenwoordig niet om blind kopiëren, maar om aanpassing. Aanpassing van mondiale technologieën aan lokale economische omstandigheden, aan de specifieke kenmerken van de grondstoffenbasis en aan de specifieke taken van de klant. De meest effectieve methode is degene die economisch verantwoord is voor een bepaald vakgebied, een bepaalde markt en een bepaald budget. En achter dit eenvoudige principe schuilt een enorme laag technisch werk, vallen en opstaan ​​en een constante zoektocht naar de optimale balans tussen betrouwbaarheid, efficiëntie en kosten. Het is in deze zoektocht dat de zeer praktische ervaring die de werkelijke toestand van de industrie bepaalt, wordt geboren.