Қытай: метанолдан сутегіге дейін – технология және экология? 

«Метанолдан сутегіге дейін» туралы естігенде, көптеген адамдар бірден зертханалық қондырғылар немесе алыстағы пилоттық жобалар туралы ойлайды. Шын мәнінде, Қытайда бұл енді тек технология емес, екі тірекке сүйенетін тұтас сала: процестің нақты экономикасы және оның экологиялық қолайлылығы. Және бұл полюстер арасында есептерде жиі жіберілмейтін көптеген нюанстар бар. Мен өзім мұндай жүйелерді ұзақ уақыт бойы бағалап келемін және айтайын: негізгі қате түсінік - метанолды конверсиялау реакциясы ондаған жылдар бойы белгілі болғандықтан, оны іске асыру оңай деп сену. Мұның бәрі егжей-тегжейлерге байланысты: шикізаттың тазалығынан бастап СО2 жанама өнімін қалай нақты пайдаланатыныңызға дейін.

Теориядан практикаға: жобалар сүрінетін жерде

Метанолдың классикалық бу риформингін алайық. Оқулықтардағы формулалар талғампаз болып көрінеді, бірақ іс жүзінде негізгі параметр - жеткізудің жүйелілігі. Метанол объектіде цистерналарда тасымалданса және үзілістер болса, катализатор шаршауы мүмкін. жылыту-салқындату циклдарынан. Мен Шаньдундағы сайттардың бірінде жағдайды көрдім: орнатуметанолға айналуыЖобалық қуаты 500 Нм3/сағ сутегі алғашқы айларда тамаша көрсеткіштерді берді, бірақ алты ай пайдаланудан кейін белсенділік 15% дерлік төмендеді. Себеп шамалы болып шықты – жеткізуші үндемейтін логистикаға байланысты шикізатта мезгіл-мезгіл хлоридтердің іздері табылды.

Немесе басқа аспект - жылу балансы. Эндотермиялық реакция жылуды нақты беруді қажет етеді. Теориялық тұрғыдан сіз түтін газдарының немесе электр жылытқыштарының жылуын пайдаланасыз. Бірақ солтүстік провинцияларда қыста учаскедегі температура -20 ° C-қа дейін төмендеген кезде, реакторға кіретін жерде тұрақты температураны сақтау жеке міндетке айналады. Оқшаулау және алдын ала жылыту жүйесін қайта қарау қажет - бұл алдын ала техникалық-экономикалық негіздемеде әрқашан ескерілмейтін күрделі шығындарды арттырады.

Бұл жерде Chengdu Yizhi Technology Co. әріптестерінің тәжірибесін атап өткен жөн (олардың веб-сайтыhttps://www.yzkjhx.ru). Бұл Huaxi Technology компаниясы жасаған елеулі жарғылық капиталы бар жобалау институты. Олар қондырғыларды сатуға ғана емес, жан-жақты инженерлік шешімдерге назар аударады. Олардың көзқарасындағы маңызды егжей-тегжей көрінеді: олар көбінесе клиенттерге белгілі бір зауыттың нақты шикізаты бойынша сынақ сынақтарын ұсынады. Бұл сізге ?ұстауға мүмкіндік береді? сол қоспаларды және кеш қымбат модификацияларды болдырмай, ерте кезеңде технологиялық схеманы реттеңіз.

Экология: CO2 туралы ғана емес

Адамдар қоршаған орта туралы айтқанда, бәрі бірден көмірқышқыл газының шығарындыларын ойлайды. Иә, СО2 метанолды түрлендіру кезінде түзіледі. Бірақ табиғи газдың дәстүрлі бу риформингімен салыстырғанда, көміртегі ізі әртүрлі болуы мүмкін - оның қаншалықты жасыл болуына байланысты. метанолдың көзі. Егер метанол биомассадан синтезделсе немесе СО2 тұтынылса, тізбек әлдеқайда таза болады. Қытай қазір дәл осындай «жасыл метанол» жобаларын белсенді түрде дамытуда. Гуанси сияқты биомассасы мол аймақтарда.

Дегенмен, экологиялық жағынан азырақ көрінетін аспект бар - жергілікті шығарындылар. Орнатусутегі өндірісіметанолдан жасалған ықшам, оны тұтынушыға жақын орналастыруға болады (мысалы, сутегі толтыру станциясында немесе шыны зауытында). Бұл сығылған немесе сұйытылған сутекті тасымалдауға байланысты логистиканы және тәуекелдерді азайтады. Бірақ сонымен бірге метанолдың және реакция өнімдерінің ықтимал микроағып кетуін өте қатаң бақылау қажет. Метанол кейбір көмірсутектерге қарағанда ұшпалығы аз болса да, әлі де улы.

Шанхай маңындағы оптикалық шыны шығаратын зауыттардың бірінде шикізатты төгу және сақтау сатысында қондырғыны қосымша бу сіңіру жүйесімен жабдықтау қажеттілігіне тап болдық. Бұл бастапқы жобада көрсетілмеген, бірақ жергілікті экологиялық қадағалаудың талаптары күшейтілген. Біз модульді белсенді көмірмен тез біріктіруге тура келді. Мұндай нюанстар конференцияларда сирек талқыланады, бірақ олар жобаның шынымен тұрақты және экологиялық таза болатынын анықтайды.

Технологиялық вариациялар: реформалау ғана емес

Steam риформинг негізгі бағыт болып табылады, бірақ жалғыз емес. Метанолдың бір бөлігі ауамен тотығатын автотермиялық риформинг қарқын алып, эндотермиялық риформинг реакциясының өзін жылумен қамтамасыз етеді. Бұл жылдамырақ көтерілуді береді және айнымалы жүктеме қолданбалары үшін жақсырақ. Бірақ бас ауруы бар - көміртегі тотығы сияқты жанама өнімдер нормадан асып кетпеуі үшін тотығу аймағында ауаның дәл дозалануы және температураны бақылау.

Тағы бір бағыт - мембраналық реакторлар, онда сутегі реакция кезінде тікелей тепе-теңдікті ауыстырады. Технология тиімділік тұрғысынан уәде береді, бірақ мембраналар (көбінесе палладий) күкірт пен хлормен улануға бейім. Қытайда бірнеше ғылыми топтар мен компаниялар, соның ішінде Chengdu Yizhi Technology Co., төзімдірек композиттік мембраналармен жұмыс істеуде. Олардың профилі дәл химиялық технологияларды жобалау және енгізу болып табылады, сондықтан олардың зерттеулері көбінесе пилоттық өнеркәсіп үлгілеріне тез жол табады.

Біз мұны сынап көрдік пе? Иә, 50 Нм3/сағ шағын қондырғыға арналған мембраналық модуль бар пилоттық жоба болды. Негізгі қиындық мембрананың өзінде емес, метанолды «өте жоғары тазалық» деңгейіне дейін алдын ала тазарту жүйесінде болды. Бұл алдын ала дайындықтың құны конверсияны арттырудан түсетін барлық экономикалық пайданы жеп қойды. Өңірдегі метанол нарығының қазіргі жағдайы мен бағасы үшін сутегін шығаруда көп сатылы адсорбциялық тазарту арқылы дәлелденген бу риформингі тиімдірек деген қорытындымен жоба тоқтатылды.

Экономика: сандар сөйлей бастағанда

Технология туралы кез келген әңгіме ақшаға түседі. Құныметанолдан алынған сутегіҚытайда аймақпен тығыз байланысты. Метанолдың ауқымды өндірісі бар провинцияларда (Нинся, Ішкі Моңғолия) шикізаттың бағасы оны тасымалдауды қажет ететін оңтүстікке қарағанда 30-40% төмен болуы мүмкін. Сондықтан стандартты экономикалық есептеулер жоқ - әрбір жоба жергілікті жағдайларға сілтеме жасауды талап етеді.

Маңызды сәт - байланысты өнімдер. Процесс кезінде бөлінетін таза СО2 лақтыруға болмайды, бірақ сол тамақ өнеркәсібінің кәсіпорындарына немесе дәнекерлеуге сатылуы мүмкін. Бірақ бұл тазалау, қысу және тарату жүйесіне қосымша инвестицияны қажет етеді. Шағын қондырғы үшін бұл көбінесе тиімсіз, бірақ тәулігіне бірнеше мың Нм3/сағ қуаттылығы бар ірі нысандар үшін ол қазірдің өзінде айтарлықтай қосымша кірісті қамтамасыз ете алады.

Өтелу де баламаға байланысты. Жақын жерде табиғи газ құбыры болмаса және электролизер қымбат «жасыл» қажет болса. электр және үлкен аумақтар, содан кейін метанол зауыты өте бәсекеге қабілетті көрінеді. Әсіресе, салыстырмалы түрде жоғары тазалықтағы сутегі қажет, бірақ міндетті түрде бес-тоғыз емес, фармацевтикалық аралық өнімдер немесе металды термиялық өңдеу сияқты салалар үшін.

Алға қарау: жел қай жаққа соғады

Тренд айқын - интеграция. Орнатуметанол-сутегіоқшауланған аппарат болудан қалады. Ол көбірек энергетикалық немесе химиялық жүйенің бөлігі ретінде қарастырылады. Мысалы, коксты газдың артық мөлшері бар болат фабрикаларында оны метанолды синтездеу үшін пайдалануға болады, ал темірді азайту үшін метанолдан сутегін алуға болады. Бұл қосылған құнға ие жабық циклге әкеледі.

Тағы бір вектор – жаңартылатын энергия көздерімен байланыс. Шамадан тыс жел немесе күн генерациясы кезінде электр қуатын «жасыл» электр энергиясын өндіру үшін пайдалануға болады. метанол («жасыл» H2 өндіру және алынған СО2-мен кейіннен синтездеу арқылы). Содан кейін бұл метанолды күн немесе жел болмаған кезде ыңғайлы энергия тасымалдаушысы және сутегі көзі ретінде пайдаланыңыз. Бұл ЖЭК үзіліс мәселесін шешеді. Қытайда мұндай демонстрациялық жобалар қазірдің өзінде іске қосылды, мысалы, Ганьсу провинциясында.

Енді не болады? Менің ойымша, бізді революция емес, эволюция күтіп тұр. Катализаторларды жақсарту (қоспаларға үлкен төзімділік, жұмыс температурасының төмендеуі), жұқа тазалау жүйелерінің құнын төмендету, әртүрлі қуаттар үшін модульдік шешімдерді стандарттау. Және, әрине, бүкіл тізбектің жалпы көміртегі ізін азайту үшін реттеуші қысым. Технология перспективалы санаттан практикалық санатқа өтуде, бірақ оның жетістігі әлі де әдемі презентациялармен емес, инженерлердің әрбір юаньды санау және оны іске қосудан бір жыл бұрын сайттағы проблемаларды болжау қабілетімен анықталады. Айтпақшы, олар Chengdu Yizhi Technology Co.-да дәл осылай істейді, ол туралы толығырақ олардың веб-сайтынан оқи аласыз. Олардың көзқарасы - жабдықтың бағасын ғана емес, бүкіл қызмет ету құнын ескере отырып жобалау - бүкіл сала үшін соңғы жылдардағы басты сабақ болуы мүмкін.