الصين: تقنيات جديدة لاستخدام غاز الذيل؟ 

متى تسمع عن "التقنيات الجديدة لاستخدام غاز الذيل؟" في الصين، الفكرة الأولى هي التسويق مرة أخرى. الجميع يصرخون حول الابتكار، ولكن في الواقع غالبًا ما يتبين أنه عبارة عن PSA قديم جيد (امتصاص تأرجح الضغط) أو أغشية، فقط في عبوات جديدة. ولكن على مدى السنوات الخمس إلى السبع الماضية، تغيرت الصورة بالفعل. لا يعني ذلك أن هناك ثورة، ولكن ظهرت حلول محددة نجحت على أكمل وجه لتلك التدفقات التي كانت إما محترقة في السابق، أو، معذرةً، تم تنفيسها ببساطة. والمحرك الرئيسي ليس حتى البيئة نفسها، بل الاقتصاد الصارم للموارد وسياسة "الإنتاج النظيف". لقد أصبح من المربح للشركات الحصول على هذه النسب.

من ؟يجب أن يكون؟ إلى "كيف بالضبط؟": تطور النهج

في السابق، كانت القصة نموذجية: يحتوي التثبيت على تدفق غاز خلفي، وخاصة الهيدروجين مع الشوائب. وفقًا للمشروع، قم بتوجيهه إلى الشعلة أو إلى وقود الفرن. هناك تكنولوجيا لإعادة التدوير، ولكن النفقات الرأسمالية مرتفعة والعائد على الاستثمار مشكوك فيه. وكل شيء يتجمد. الآن النهج مختلف. ليس "كيف يمكننا الاستفادة منه؟"، ولكن "ما الذي له قيمة في هذا التدفق هنا والآن؟" هيدروجين؟ ثم تتم تنقيته وإعادته إلى عملية، على سبيل المثال، المعالجة بالهيدروجين. الهيدروكربونات C1-C4؟ ثم إما التنقية لغاز الوقود، أو، إذا سمح التركيب، بفصل الكسور الفردية. الكلمة الرئيسية -التكامل. لا يتم اختيار التكنولوجيا بشكل مجرد، ولكن لنقطة محددة يتم عندها إدخال المنتج في مخطط المصنع الحالي.

فيما يلي مثال حي من إحدى مصفاة التكرير في شاندونغ. كان هناك تيار من وحدة تكسير هيدروجيني غني بالهيدروجين، ولكن عند ضغط 0.3 ميجا باسكال فقط ومع كمية مناسبة من ثاني أكسيد الكربون. لم تكن طريقة الغشاء الكلاسيكي أو الامتزاز المتأرجح مناسبة جدًا بسبب الضغط المنخفض والحاجة إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون بعمق. تم العثور على حل هجين: أولاً، التنظيف والضغط الخام، ثم تكوين خاص لوحدة امتصاص الدورة القصيرة (PSA) مع مواد ماصة متعددة الطبقات تتكيف مع ثاني أكسيد الكربون. وعاد الهيدروجين إلى العملية، ولم يتم إرسال جزء النفايات، الذي لا يزال عالي السعرات الحرارية، إلى الشعلة، بل إلى شبكة غاز الوقود للغلايات. دفعت لنفسها في 3 سنوات. ولكن من المهم هنا أن النجاح لم يكن في التكنولوجيا الفائقة الجديدة، بل في الهندسة الدقيقة لظروف محددة. ترجع العديد من حالات الفشل على وجه التحديد إلى حقيقة أنهم يأخذون حالات "معبأة". الحل ومحاولة المسمار عليه.

النقطة الأخرى التي غالبًا ما يتم تجاهلها هي استقرار تركيبة الغاز الخلفي. من الناحية النظرية، يتم تحديد التدفق، وأخذ العينات، وعمل التصميم. من الناحية العملية، يمكن أن "تطفو" التركيبة اعتمادًا على وضع التثبيت الرئيسي والمواد الخام والمحفز. إذا لم يكن لدى التكنولوجيا نافذة تشغيل كافية، تبدأ المشاكل: المنتج لا يفي بالمواصفات، أو فحم الكوك المعدات. من الضروري تركيب خزانات عازلة، أو، بشكل أكثر تكلفة، أنظمة التحليل والتحكم الآلي عبر الإنترنت. هذا هو نفس "التافه" الذي يلتهم اقتصاديات المشروع بالكامل إذا لم يتم أخذه في الاعتبار في مرحلة التغذية (التصميم).

حديقة الحيوان التكنولوجية: ما الذي يعمل حقًا على المواقع

إذا وضعنا الضجيج جانبا، فإن العديد من المناطق تهيمن على المواقع الصناعية الصينية اليوم. أولا، هذا، بطبيعة الحال،فصل الغشاءللتدفقات ذات الضغط الجزئي العالي للمكون المستهدف (نفس الهيدروجين). حققت الشركات المصنعة للأغشية الصينية، مثل شركة تشنغدو، والتي سيتم مناقشتها لاحقًا، تقدمًا كبيرًا. وتتنافس أفلامهم بالفعل مع نظيراتها الغربية من حيث الانتقائية والاستقرار، كما أنها أرخص بشكل ملحوظ. لكن الأغشية متقلبة تجاه الهباء الجوي والهيدروكربونات الثقيلة والملدنات - هناك حاجة إلى تنظيف أولي عالي الجودة.

ثانيا،امتزاز دورة التأرجح (PSA). هنا، يتم التقدم بشكل أساسي في خوارزميات التحكم وتصميمات الممتزات، مما يجعل من الممكن تقليل فقد الهيدروجين وزيادة عمر خدمة الممتز. لقد رأيت منشآت حيث، من خلال تحسين الدورة واستخدام الممتزات ذات الطبقات (المناخل الجزيئية + الكربون المنشط)، فإنها تحقق معدل استخلاص الهيدروجين بنسبة 90٪ من تيارات قذرة إلى حد ما. ولكن هذا الأمر يستهلك الطاقة، حيث يتم استخدام كميات كبيرة من غاز الوقود للتجديد.

والاتجاه الثالث -التقنيات المبردة. يتم استخدامها بشكل أقل، بشكل أساسي للتدفقات الكبيرة، حيث يكون من الضروري الحصول ليس فقط على غاز الوقود، ولكن أيضًا على المنتجات السائلة (الإيثان وغاز البترول المسال) عالية النقاء. إن النفقات الرأسمالية مرتفعة إلى عنان السماء، ولكن بالنسبة للشركات العملاقة مثل شينهوا أو سينوبك، التي تبني مجمعات كيميائية متكاملة، فإن هذا أمر مبرر. إنها "تغلق" دورة الكربون، وتحول الغازات الخلفية إلى مواد أولية للانحلال الحراري.

ولكن من السابق لأوانه الحديث عن الطرق البيولوجية أو أي عمليات بلازما كيميائية على المستوى الصناعي. هناك عينات مختبرية، كما تظهر المنشآت التجريبية أيضًا في الأخبار، لكنها لا تزال بعيدة عن الموثوقية التجارية والاقتصاد المفهوم. ويأتي الاستثمار في مثل هذه "الخيول السوداء" في الأساس من خلال صناديق الأبحاث الحكومية، وليس من الشركات نفسها.

مثال تحت التركيز: تجربة Chengdu Yizhi التكنولوجية

وفي سياق الحديث عن التنفيذ العملي، فالتجربة مثيرة للاهتمامتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(شركة تابعة لشركة Chengdu Huaxi Chemical Technology). موقعهم الإلكتروني(https://www.yzkjhx.ru) يضعهم كمعهد للتصميم، وهذه هي الكلمة الأساسية. إنهم لا يبيعون المعدات فحسب، بل يقومون بهندسة الدورة الكاملة. ويتضح من حالاتهم المفتوحة أن تخصصهم هو الغازات في الكيمياء وتكرير النفط.

وكان أحد مشاريعهم التي أتيحت لي الفرصة لدراستها بشكل غير مباشر هو استخراج الغاز الخلفي من مصنع لإنتاج الأوليفين. كانت المشكلة كلاسيكية: تيار من تركيبة متغيرة (الإيثيلين، الإيثان، البروبيلين، الهيدروجين)، والذي تم حرقه بشكل دوري. الحل القياسي هو بناء مصنع تجزئة منفصل، ولكن هذا يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا. اقترح مهندسو Yizhi ونفذوا مخططًا مع وحدة غشائية أولية لفصل وإعادة جزء من الهيدروجين والأوليفينات الخفيفة، وتم إرسال التيار المتبقي، المخصب بالإيثان، مباشرة إلى فرن الانحلال الحراري كمواد خام إضافية. في الأساس، قاموا بدمج إعادة التدوير في العملية الرئيسية، وتجنب إنشاء مجمع قائم بذاته.

ما هي القيمة هنا؟ ليست معجزة تكنولوجية، بل تفكير منظومي. لقد نظروا إلى النبات ككائن حي واحد. تكمن قوتهم، كمعهد تصميم برأس مال مسجل قدره 120 مليون يوان، في القدرة على تنفيذ نماذج العمليات التفصيلية (Aspen HYSYS، وما إلى ذلك) وتقديم حلول مخصصة بدلاً من الحلول القياسية. تشتمل محفظتها على كل من أنظمة PSA والأغشية، ولكن يتم تبرير الاختيار دائمًا من خلال حسابات فنية واقتصادية لعميل معين.

وبطبيعة الحال، ليس كل شيء يسير بسلاسة بالنسبة لهم أيضًا. في أحد المشاريع المبكرة لاستخدام غاز فرن فحم الكوك في أحد مصانع المعادن، واجهوا الانسداد السريع للمرشحات الأولية بالقطران والغبار. كان علينا تعديل نظام الغسيل سريعًا وإدخال مرحلة تنظيف إضافية. وأدى ذلك إلى تجاوز الميزانية وتأخير المواعيد النهائية. لكن هذه الخبرة جزء من النمو المهني. الآن، أنا متأكد من أنهم يضعون تفاوتات أكثر تحفظًا لنقاء المواد الخام عند المدخل.

عثرات ودروس لا تكتب في الكتيبات

عندما نتحدث عن التكنولوجيات الجديدة، لا يمكن للمرء أن يتجاهل المخاطر. أولا وقبل كل شيء -الاقتصاد بتركيزات منخفضة. إذا كان المكون القيم في التدفق أقل من 15-20%، ففي أغلب الأحيان لن ينطلق المشروع. تكلفة عزله سوف تتجاوز تكلفة المنتج. في بعض الأحيان يكون استخدام الغاز مباشرة كوقود منخفض السعرات الحرارية في أقرب فرن، من خلال تحديث الشعلات، أكثر ربحية من بناء نظام تنقية كامل.

والحجر الثاني هو البنية التحتية. لنفترض أنك عزلت الهيدروجين الجميل والنقي. ولكن أين لتقديمه؟ وإذا لم يكن لدى المصنع شبكة أنابيب هيدروجين ذات ضغط مناسب أو سعة حرة للاستقبال، فإن المشروع سيواجه الحاجة إلى استثمارات إضافية ضخمة. في كثير من الأحيان، لا يكون الحل الأمثل هو أقصى قدر من التنقية، بل الحصول على منتج "جيد بما فيه الكفاية". للاستخدام في أقرب نقطة استهلاك.

النقطة الثالثة هي نفقات التشغيل (OPEX). المحفزات الجديدة، الممتزات الخاصة، العناصر الغشائية - كل هذا له عمر الخدمة الخاص به وتكلفة الاستبدال. إذا كانت الإمدادات والخدمات تعتمد على مورد أجنبي واحد، فهذه مخاطر كبيرة. والآن، بالمناسبة، يعد هذا حافزًا قويًا لتطوير المصنعين المحليين في الصين. تكون موثوقية الخدمة وتوافرها في بعض الأحيان أكثر أهمية من بضعة بالمائة من الكفاءة وفقًا لجواز السفر.

وآخر شيء هو العامل البشري. يجب صيانة مصنع إعادة التدوير المعقد. إذا لم يكن هناك موظفين مدربين في المصنع، فحتى التكنولوجيا الأكثر تقدمًا ستظل خاملة أو تعمل بنصف طاقتها. لا تتضمن المشاريع الناجحة دائمًا توريد "الأجهزة" فحسب، بل تشمل أيضًا التدريب الكامل للتقنيين والمشغلين، وكتابة اللوائح التفصيلية. وبدون ذلك يتحول أي ابتكار إلى صداع.

التطلع إلى الأمام: في أي اتجاه تهب الرياح؟

إذن ما هي النتيجة النهائية؟ ولم تخترع الصين عصا سحرية للتخلص من الغازات العادمة. ولكن تم إنشاء نظام بيئي قوي هنا من أجل التنفيذ العملي والسليم اقتصاديًا للتكنولوجيات الحالية. الدوافع - تطورات السياسات الخضراء، وتشديد لوائح الانبعاثات، والأهم من ذلك، النضج المتزايد والمنافسة بين الشركات الهندسية المحلية مثلتكنولوجيا تشنغدو Yizhi.

المستقبل، في رأيي، ينتمي إلى الأنظمة الهجينة. ليست PSA أو الأغشية، ولكن تم اختيار مجموعات من كليهما لتعظيم قيمة تيار معين. وأيضًا وراء الرقمنة - استخدام البيانات في الوقت الفعلي والتحليلات التنبؤية لتحسين أوضاع تشغيل مصانع إعادة التدوير في ظروف التركيب المتغير للمواد الخام.

التحول الرئيسي هو في الوعي. أصبح يُنظر إلى الغاز الخلفي بشكل أقل على أنه نفايات يجب تدميرها. ويُنظر إليه بشكل متزايد على أنه مورد غير مستغل بالقدر الكافي، أو مصدر محتمل للدخل، أو على الأقل، وسيلة لخفض تكاليف التشغيل في الإنتاج الرئيسي. وربما تكون هذه هي أهم تقنية جديدة؟ - ليس في المعدات بل في النهج. والتكنولوجيا، كما نعلم، تتبع الطلب. ومن الواضح أن الطلب هنا ينمو.