Çin: PSA hidrojen arıtımı için beklentiler? 

“Çin'de hidrojen arıtmanın PSA'sı” dendiğinde akla ilk gelen devasa ölçek, bitmek bilmeyen inşaat projeleri ve ucuz ekipmanlardır. Fakat bu yüzeyseldir. Aslında son 5-7 yılda sürecin anlaşılmasında sessiz bir devrim yaşandı. Artık yalnızca eski UOP veya Linde şemalarını kopyalamakla kalmıyorlar, bunları aktif olarak kendi, bazen benzersiz hammadde akışlarına ve saflık gereksinimlerine uyarlıyorlar. Artık asıl zorluk kurulumu yapmak değil, gerçek, “kirli” koşullarda istikrarlı ve ekonomik bir şekilde çalışmasını sağlamaktır. Bileşiminin o kadar sıçrayabildiği Çin hidrojen gazı Aspen'deki herhangi bir modelin ağlamasını sağlıyor. Birçok proje bu konuda tökezledi.

Teoriden pratiğe: Tuzaklar nerede?

Örneğin bir rafineri reformerinden çıkan tipik bir gazı ele alalım. Bir PSA klasiği gibi görünüyor. Ancak Çin rafinerileri genellikle ağır, ekşi ham petrolle çalışıyor ve yüksek miktarda merkaptan veya aromatik madde izleri ön arıtmadan geçebiliyor. Adsorbanlar için bu ölümdür. Lansmandan altı ay sonra tahliye basıncının neredeyse her hafta manuel olarak değiştirilmesinin gerektiği Shandong'daki bir projeyi hatırlıyorum - adsorban, teknik özelliklerde dikkate alınmayan yabancı maddeler nedeniyle kapasitesini zamanından önce kaybetmeye başladı. Girişte ek bir adsorpsiyon aşaması kurmak zorunda kaldık, bu da kârın bir kısmını tüketti. Hammadde tedarikçisinin reformerdeki katalizör partisini değiştirdiği ve bileşimin biraz ama kritik ölçüde değiştiği ortaya çıktı.

Veya başka bir husus - enerji verimliliği. Daha düşük sermaye maliyetleri arayışı içinde bazı yerel üreticiler valf tasarımını ve kontrollerini basitleştirdiler. Sonuç olarak temizleme ve yeniden sıkıştırmadan kaynaklanan hidrojen kayıpları rakiplere göre %10-15 daha yüksekti. Müşteri kurulum için daha az para ödüyor, ancak onlarca yıl boyunca elektriğe fazla para ödüyor. Bu sadece teknolojiyle değil, tasarım kültürüyle de ilgili bir sorun.

Burada konuya sistematik olarak yaklaşan şirketlerden bahsetmeye değer. Örneğin,Chengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(kendi web siteleriyzkjhx.ru), kimya teknolojisi şirketi Huaxi'den doğan bir tasarım enstitüsü olarak, genellikle derin kişiselleştirmeye güveniyor. Sadece üzerinde “PSA” yazan bir kutu satmıyorlar, önce kendi pilot tesislerinde hammaddelerin uzun bir analizini yapıyorlar. BESLEME aşamasında daha pahalıdır ancak daha sonra daha az sürpriz olur. Yaklaşımları kesinlikle kaprisli Çin hammaddeleriyle çalışmanın birikmiş deneyiminin bir sonucudur.

Pazar ve faktörler: Rafinerilerin yanı sıra talebi yönlendiren nedir?

Evet, geleneksel olarak motor petrol arıtma ve amonyak üretimiydi. Ancak şimdi yeni güçlü itici güçler ortaya çıkıyor. Birincisi, kömürden elde edilen sentez gazıdır (CTO, kömürden olefinlere). Burada çok büyük miktarlarda hidrojene ihtiyaç duyulur ve bu genellikle CO bakımından zengin akıntıdan geri kazanılır. Buradaki PSA üniteleri seçiciliğin sınırında çalışır; H2'nin saflığı ve atık gazlarla kayıplarının azaltılması konusunda sürekli bir mücadele vardır. Tesisler çok büyük, 200-300 bin Nm3/saat ve üzeri.

İkincisi ve en ilginç olanı hidrojen enerjisidir. Şu ana kadar çoğunlukla “mavi?”den bahsediyoruz. CO2 veya ilgili gazlarla birlikte doğal gazdan elde edilen hidrojen. Yenilenebilir enerji kaynakları açısından zengin illerde, hidrojeni oksijen ve nemden arındırmak için elektroliz ve PSA'yı birleştiren pilot projeler ortaya çıkmaya başlıyor. Buradaki saflık gereklilikleri engelleyicidir; %99,999 ve daha yüksektir, ancak hacimler hala küçüktür. Daha çok teknoloji için bir test alanı.

Üçüncüsü metalurji. İndirgeyici madde olarak hidrojen bir trenddir. Ancak kok fırınlarından veya konverterlerden çıkan gazlar müthiş bir karışımdır. Geliştirme devam ediyor ancak Çin'de bu tür durumlara yönelik ticari PSA projelerini henüz görmedim. Daha fazla konuşma ve Ar-Ge.

Teknoloji Trendleri: Mühendislik Nereye Gidiyor?

Ana eğilim hibridizasyondur. PSA tek başına sıklıkla başarısız olur. Bu nedenle "emilim + PSA?" gibi şemaları giderek daha fazla görüyorsunuz. veya “membranlar + PSA?”. Örneğin, CO2'den derinlemesine temizlik için PSA'dan önce bir amin yıkama kurulur. Bu, karmaşıklığı artırır ancak adsorbanların güvenilirliğini ve hizmet ömrünü önemli ölçüde artırır. Bu özellikle yüksek CO2 kısmi basıncına sahip gazlar için geçerlidir.

İkincisi akıllı kontroldür. PID kontrolörleri değil, ham maddelerin bileşimindeki değişikliklere gerçek zamanlı olarak uyum sağlayabilen, safsızlığın ortaya çıkma anını tahmin edebilen ve döngüyü optimize edebilen sistemler. Çinli mühendisler burada aktif olarak makine öğrenimi algoritmaları üzerinde deneyler yapıyor ve onları işletim kurulumlarından elde edilen geçmiş veriler konusunda eğitiyor. senChengdu Yizhi TeknolojisiBu arada, bir tasarım enstitüsü olarak yaklaşımlarının açıklamasında, ekipman satışına değil, entegre tasarım ve yaşam döngüsü yönetimine yapılan vurgu hissediliyor.

Üçüncü nokta ise malzemeler. Belirli safsızlıklar için yeni, daha kapasiteli ve seçici adsorbanların geliştirilmesi. Huaxi (Yizhi'nin ebeveyni) gibi Çin bilimsel enstitüleri ve şirketleri, değiştirilmiş zeolitler ve karbon moleküler elekler üzerine birçok makale yayınlıyor. Sorun, bu gelişmelerin laboratuvarlardan ne kadar hızlı çıkıp ticari sütunlara gireceğidir.

Ekonomi ve gelecek: Oyun muma değer mi?

Beklentiler çok büyük ama riskler de öyle. Çin düzinelerce yeni rafineri ve kimyasal kompleks inşa ediyor ve neredeyse her birinde birHidrojen temizleme PSA. Mühendisler ve tedarikçiler için pazar çok zengindir. Ancak rekabet zorlu. Fiyatlar baskılanıyor, proje teslim tarihleri ​​kısaltılıyor. Kazanan bir ihale peşinde koşan bazıları tehlikeli basitleştirmeler yapıyor.

Öte yandan mevcut tesislerin servis, modernizasyon ve dijitalleştirilmesine yönelik talep de artıyor. Burası sadece çizim yapma yeteneğinin değil, gerçek deneyimin de gerekli olduğu yerdir. Sadece bir çalışma ünitesi inşa etmekle kalmayıp, aynı zamanda hidrojen geri kazanımını yüzde birkaç oranında artırarak "ince ayar" yapabilen şirketler de talep görecek.

Yeşil gelince? hidrojen, PSA kritik bir saflaştırma teknolojisi olmaya devam edecek. Ama rolü değişebilir. Belki de dağıtılmış enerjiye yönelik daha kompakt, hızlı ve esnek modüler çözümler ortaya çıkacaktır. Bu, dev sabit ünitelere alışkın olan geleneksel tedarikçiler için halihazırda bir zorluktur.

Sonuç olarak, beklentiler var ve bunlar düşüncesizce kopyalamayla değil, ayrıntıların derinleştirilmesiyle, karmaşık hammaddelere uyumla ve daha geniş teknolojik zincirlere entegrasyonla ilişkilendiriliyor. Bunu anlayanlar, Chengdu'daki aynı ekip gibi, ayakta kalacak. Geri kalanlar ucuz ama sorunlu donanım tedarikçileri haline gelebilir ve bu donanımların itibarı, operatörlerin korkunç hikayeleri şeklinde piyasada dolaşacaktır.

Kişisel gözlem: kilit faktör olarak işletme kültürü

Sonuç olarak teknik makalelerde nadiren yazılan bir şeyi söylemek istiyorum. En gelişmiş PSA ünitesi, yanlış kullanım nedeniyle bir ayda bozulabilir. Çin'de, operatörlerin döngünün nüanslarını diğer mühendislerden daha iyi anladığı yeni fabrikalarda inanılmaz derecede organize edilmiş kontrol merkezleri ve vanaların sızdırdığı, kontrol mantığının bozulduğu ve kimsenin tamir etmediği eski fabrikalarda korkunç bir tablo gördüm.

Dolayısıyla buradaki teknolojinin geleceği sadece tasarım mühendislerine değil, aynı zamanda personel eğitimine ve bilgi aktarımına da bağlı. Sözleşmelerinde uzun süreli devreye alma ve eğitime yer veren tasarım enstitüleri uzun vadede fayda sağlıyor. Çünkü kurulumları saat gibi çalışır ve müşteri geri döner.

Yani PSA'nın Çin'deki geleceği sorusunun "ne?" sorusu değil, "nasıl?" sorusu olduğu ortaya çıktı. Nasıl tasarlayacaklar, nasıl adapte olacaklar, nasıl hizmet edecekler. Teknoloji kanıtlanmış, dünya standartlarında. Ancak yerel özellikler ve bunların detaylandırılmasının derinliği, gerçek mücadelenin şu anda üzerinde gerçekleştiği alandır. Ve bazı projelere bakılırsa, Çinli uzmanlar bu savaşı yavaş yavaş kazanarak kendi benzersiz deneyimlerini kazanıyorlar.