Қытай: көмірсутектерден сутегі – технология және экология? 

Қытайдағы адамдар сутегі туралы айтқанда, көптеген адамдар бірден «жасыл» деп елестетеді. электролиз. Бірақ жердегі шындық, әсіресе өнеркәсіптік ауқымда, әлі де басқаша. Негізгі көлем бұрынғысынша көмірсутектерден алынған сутегі болып табылады және бұл жерде салалық есептерде жиі жасырылатын көптеген нюанстар жатыр. Мен өзім бу метанының конверсиясы бойынша бірнеше жобаларда жұмыс істедім және айта аламын: мұнда экология туралы әңгімені қарапайым ұрандармен қысқартуға болмайды. Бұл экономика, қол жетімді технология және көміртегі ізі арасындағы тұрақты келіссөз, қазір барлығын қатты алаңдатады.

Технологиялық негіз: тек SMR емес

Иә, бу метан риформингі (SMR) - бұл классикалық. Бірақ Қытайда бұл жергілікті шикізатқа түзетулер енгізу арқылы жүзеге асырылуда. Біз көбінесе идеалды табиғи газбен емес, ілеспе мұнай газымен немесе тіпті кокс газымен жұмыс істейміз. Құрамы тұрақсыз, демек катализаторлармен бас ауруы. Шаньсидегі жоба есімде, мұнда шикізат құрамындағы күкірттің жоғары болуына байланысты алдын ала өңдеу схемасын толығымен қайта қарауға тура келді. Стандартты шешімдер сәйкес келмеді; нәтижесінде мырыш оксиді мен цеолиттер негізіндегі адсорбенттермен гибридті жүйе жасалды. Тиімділік деңгейге жетті, бірақ конверсия катализаторының қызмет ету мерзімі әлі де 15% -ға қысқарды. Бұл бейімделудің бағасы.

Ішінара тотығу (POX) ауыр шикізаттар үшін басқа оқиға. Технология энергияны көп қажет етеді және күрделі және қымбат оттегі қондырғысын қажет етеді. Бірақ кейбір жағдайларда сіз онсыз жасай алмайсыз. Ляониндегі мұнай өңдеу зауыттарының бірінде олар шайырды өңдеуге арналған POX қондырғысын енді ғана енгізді. Негізгі мәселе тіпті процесте емес, ілеспе жабдықта болды - реактор мен жылу алмастырғыштарға арналған ыстыққа төзімді қорытпалар. Коррозия мен эрозиямен тұрақты проблемалар. Қытайлық аналогтар әрқашан шыдамды емес; қымбат импорттық материалдарды сатып алуға тура келді, бұл жобаның бастапқы экономикалық пайдасын жоққа шығарды.

Қазіргі уақытта икемді технология ретінде автотермиялық реформалау (ATR) туралы көптеген шу бар. Сутегінің шығымдылығы мен шығарындылары жағынан жақсырақ дейді. Қағазда - иә. Бірақ іс жүзінде негізгі мәселе оттегі/бу/беру қатынасын дәл бақылау болып табылады. Кішкентай сәтсіздік және оңтайлы процестің орнына сіз күйе немесе конверсияланбаған метанмен аяқталасыз. Тәжірибелік кешенде мұндай қондырғыны іске қосу әрекетін көрдім. Басқару жүйесі мінсіз зертханалық жағдайларда «қайралды», бірақ шын мәнінде газ құбырындағы қысымның ауытқуы бәрін құртты. Алгоритмдерді нақтылау үшін бір ай қажет болды. Осылайша, технология перспективалы, бірақ әлі де көп «жүгіруді» талап етеді. далада.

Экологиялық парадокс және CCS трикі

Бұл басты кедергі. Метаннан сутегін алу сөзсіз СО2 түзеді. Көптеген. Сондықтан қазір Қытайдағы «төмен көміртекті» деп мәлімдейтін барлық жобалар «CCS-дайын ба?» префиксімен келеді. немесе ?көміртек ұсталды?. Бірақ дайындық бір бөлек, нақты іске асыру бір бөлек. Негізгі мәселе тіпті түсіру технологиясы емес (бұл қымбат болса да), логистика және сақтау. Бұл CO2 қайда кетуі керек? Зауыттардың жанында өнеркәсіптік көлемде сақтауға арналған геологиялық құрылымдар көп емес.

Жобаны бағалауға қатыстыкөмірсутектерден сутегіШыңжаңдағы толық циклді ОКЖ-мен. Техникалық тұрғыдан бәрі есептелген: 90% басып алу, СО2 150 км таусылған газ кен орнына тасымалдау үшін құбыр. Бірақ экономика тұрақсыз. Ауып алынған және көмілген СО2 тоннасының құны «таза» СО2-ден түсетін барлық ықтимал пайданы жейді. сутегі. Ақырында жоба тоқтап қалды, ол үкіметтің үлкен субсидияларын немесе көміртегі квоталарына жоғары бағаларды күтті. Әзірге Қытайдағы CCS жаппай тәжірибеден гөрі демонстрациялық жоба болып табылады.

Тағы бір мәселе жанама шығарындылар. Әр адам көміртекті конверсия процесінің өзінен есептейді, бірақ олар көбінесе «сұр» бөлікті ұмытып кетеді. компрессорлардың, сорғылардың, басқару жүйелерінің жұмысына арналған электр энергиясын өндіруден түсетін із. Егер зауыт желі көмірге қосылған аймақта орналасса, онда жалпы шығарындылар көрсеткіші 20-25%-ға нашарлайды. Сондықтан, қазір жобалау кезінде олар қажеттіліктерді ішінара жабу үшін өздерінің жаңартылатын энергия қондырғыларын көбірек пайдаланады. Бірақ бұл тағы да бағаны арттырады.

Жабдық және локализация: біз қазір қайдамыз?

Бұрын негізгі жабдықтар - реформаторлар, Syngas компрессорлары, PSA жүйелері - Linde, Air Products, Topsoe компанияларынан белсенді түрде сатып алынған. Қазіргі тенденция толық локализацияға бағытталған. Қытай өндірушілері синтездік газ бағандарын, жылу алмастырғыштарды және басқару жүйелерін өндіруде жақсы деңгейге жетті. Бірақ жоғары температура аймақтары үшін катализаторлармен және кейбір арнайы қорытпалармен әлі де қиындықтар бар.

-мен жұмыс істеуChengdu Yizhi Technology Co.(бұл Huaxi Technology құрған жобалау институты), олардың көзқарасын байқады. Олар дайын шешімдерді қайталап қана қоймайды, бірақ көбінесе клиенттің нақты шикізаты үшін технологиялық пакеттерді бейімдейді. Олардың веб-сайтыyzkjhx.ruшын мәнінде, мұндай стандартты емес жобалардың портфолиосы болып табылады. Олардың өзіндік дамуы бар - күкіртпен улануға төзімділігі жоғарылаған метанды түрлендірудің көп қабатты катализаторы. Сычуаньдағы қондырғыда іске асырылды. Нәтижелері жаман емес, бірақ тағы да идеалды жағдайлар үшін. Жүктеменің кенеттен өзгеруімен белсенділік импортталған аналогқа қарағанда тезірек төмендеді. Прогресс бар, бірақ толық теңдікке жету үшін әлі де жұмыс істеу керек.

Қызықты жағдай - төмен және орташа қуатты дайын модульдік қондырғыларды пайдалану. Бұл орталықтандырылмаған сутегі өндірісінің үрдісі, мысалы, жанармай құю станциялары үшін. Мұнда қытайлық компаниялар, соның ішінде Yizhi Technology өте белсенді. Жиналған, қосылған, іске қосылған. Бірақ Қытайдың солтүстігіндегі қатал қыста немесе оңтүстіктегі жоғары ылғалдылықта мұндай «қораптан тыс» шешімдердің сенімділігі үлкен сұрақ болып табылады. Жиі техникалық қызмет көрсетуді тоқтату және сүзгіні ауыстыру. Сенімділік әлі де үлкен стационарлық кешендерден төмен.

Аралық заттар: синтез газының рөлі

Көбінесе назардан тыс қалған нәрсе - сутегін өндіру әрқашан түпкілікті мақсат емес. Синтез газының өзі бағалы шикізат болып табылады. Қуатты химия өнеркәсібі бар Қытайда бұл өте маңызды. Көптеген жобалар бастапқыда икемді өндіріс ретінде ойластырылған: бүгін біз мұнай өңдеу зауыттары үшін сутегінің шығымдылығын барынша арттырамыз, ертең метанол немесе аммиак өндіру режиміне ауысамыз.

Мен нарық конъюнктурасының өзгеруіне байланысты (сутегі бағасы төмендеді, метанол бағасы көтерілді) операциялық жүйені шұғыл өзгертуге тура келетін жағдайға тап болдым. Бұл жай ғана баптау емес, сутегі жұқа тазарту жүйесіндегі (PSA) картридждерді физикалық ауыстыру және компрессорлық жүйені қайта реттеу болды. Тоқтау бір айға жуық болды. Енді жаңа қондырғыларды жобалау кезінде әлдеқайда икемділік орнатылған, бірақ бұл қайтадан күрделі шығындардың өсуін білдіреді.

Тағы бір аспект - сутегінің тазалығы. Отын жасушалары ең жоғары тазартуды қажет етеді (99,999% дейін). Көмірсутек шикізатын пайдалана отырып, оған қол жеткізу қиын және қымбат. Негізгі қоспалар - СО және СО2 - отын жасушаларының катализаторының улары. Стандартты адсорбция әдістері әрқашан қажетті нәтиже бермейді. Біріктіру керек: жоғары температуралық түрлендіру, содан кейін төмен температуралық түрлендіру, содан кейін PSA, кейде сонымен қатар мембраналық бөлу. Әрбір қосымша кезең - қысымның, энергияның және, әрине, ақшаның жоғалуы. Сондықтан «тасымалдау үшін сутегі?» Тазалық талаптары төменірек мұнай өңдеу үшін метанның бағасы бірдей сутегімен әлі бәсекеге түсе алмайды.

Болашаққа көзқарас: бұл сегментпен не болады?

Жасыл сутегінің айналасындағы барлық дүрбелеңге қарамастан, көмірсутектердің сұр және көк сызықтары ұзақ уақыт бойы Қытайда үстемдік етеді. Себептер – инфрақұрылым, шығын және ең бастысы шикізаттың қолжетімділігі. Мәселе бұл процесті экологиялық тұрғыдан қалай қолайлы етуде. Менің ойымша, болашақ бір ғана серпілісте емес, шаралар кешенінде: ОКЖ-ны географиялық және экономикалық тұрғыдан негізделген кезең-кезеңмен енгізу; қондырғыларды электрмен жабдықтау үшін жаңартылатын энергия көздерімен будандастыру; және өнім бірлігіне шикізат пен энергия шығынын азайту үшін катализаторлар мен термиялық схемалардың ПӘК бойынша үздіксіз жұмыс.

Көп нәрсе көміртегі баға саясатына байланысты болады. Егер CO2 шығарындыларының құны айтарлықтай болса, жобалардың экономикасы күрт өзгереді. Қазір көптеген шешімдер ұзақ мерзімді экологияға емес, қысқа мерзімді экономикаға негізделген.

Мен өз басым сутегінің көмірсутек шикізатынан толық бас тартуына күмәнмен қараймын. Керісінше, біз оның орнын көреміз. Тұтыну орталықтарының немесе СО2 сақтау орындарының жанындағы ірі, заманауи, мүмкін гибридті (жартылай биометанды пайдаланатын) кешендер. Ал шалғайдағы немесе шағын тұтынушылар үшін жаңартылатын энергия көздерімен жұмыс істейтін электролизерлер әзірленетін болады. Бірақ база – химия өнеркәсібі, мұнай өңдеу – тағы 20-30 жыл бойы метан мен оның аналогтарын конверсиялау технологияларына негізделген. Ең бастысы, проблемаларды жасырмай, барлық шығындарды, соның ішінде экологиялық шығындарды ескере отырып, олармен адал жұмыс істеу.