الصين: آفاق إزالة الكبريت من السائل الأيوني؟ 

عندما تسمع عنإزالة الكبريت من السائل الأيونيفي الصين، الفكرة الأولى هي "اختراق" آخر؟ طريقة مختبرية لن تتجذر في الصناعة. يعتقد الكثير من الناس ذلك، وأنا شخصياً كنت متشككاً منذ حوالي خمس سنوات. لكن الصورة الآن تتغير، وتتغير بسرعة، رغم أن ذلك لا يخلو من سماتها «الصينية» المحددة. سمات.

من المختبر إلى المصنع: كيف بدأ كل شيء

أتذكر التقارير الأولى في مؤتمرات في داليان أو نانجينغ قبل سبع أو ثماني سنوات. أظهر علماء من CAS (الأكاديمية الصينية للعلوم) رسومًا بيانية بدرجة رائعة من التنقية - 99.9٪ لكبريتيد الهيدروجين والميركابتانات. جلس مهندسون من مصافي النفط سينوبك أو سي إن بي سي في القاعة، وهزوا رؤوسهم، وطرحوا أسئلة حول التآكل، وحول الاستقرارالسوائل الأيونيةفي دورة طويلة. دعنا نقول، كانت الإجابات نظرية. ولم يكن العائق الرئيسي آنذاك حتى التكنولوجيا في حد ذاتها، بل التكلفة. كان إنتاج تلك السوائل الأيونية المتخصصة، على سبيل المثال، المعتمدة على رباعي ألكيل فوسفونيوم، يعتمد على الغرفة وكان مكلفًا. فكرة أن هذا يمكن أن يحل محل أحادي الإيثانول أمين (MEA) في مصنع بطاقة ملايين الأمتار المكعبة من الغاز يوميًا تبدو فكرة طوباوية.

لكن النهج الصيني غالباً ما يهدف إلى خلق الطلب في السوق أو الزخم السياسي أولاً. وأصبح تشديد القواعد التنظيمية البيئية، وخاصة حول المناطق الاقتصادية الرئيسية مثل دلتا اليانغتسي أو خليج بوهاي، هو المحرك. أصبح من الواضح أن الأمينات التقليدية لا تتعامل دائمًا مع الحدود الجديدة لمحتوى الكبريت الإجمالي، وأصبحت مشكلة التخلص من النفايات (نفس الأمينات المستهلكة) أكثر خطورة.السوائل الأيونيةأعلنوا أنفسهم؟ الأخضر؟ البديل هو انخفاض ضغط البخار، والتجديد الكامل نظريًا، والقدرة على الضبط الدقيق لتركيبة غاز معينة.

هذا هو المكان الذي ظهر فيه الطيارون الأوائل. ليس في الشركات العملاقة مثل سينوبك على الفور، ولكن في الشركات المتوسطة الحجم، وغالبا بالتعاون مع الجامعات. أحد المشاريع المبكرة التي سمعت عنها مباشرة كان في حقل الغاز في سيتشوان. كان الغاز يحتوي على نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، وهي مشكلة كلاسيكية للتنقية الانتقائية. التثبيت التجريبي فيالسوائل الأيونيةعملت، ولكن واجهت مشكلة غير متوقعة - انسداد المبادلات الحرارية بسبب هطول شوائب البوليمر، والتي لم تكن موجودة في مفاعل المختبر. لقد كان هذا درسًا مهمًا: التيار الحقيقي دائمًا ما يكون أقذر.

العوائق العملية والحلول الصينية

وهنا تبدأ المتعة: التكيف الهندسي. بدأت شركات التكنولوجيا الصينية، وخاصة تلك التي انبثقت من معاهد البحوث، في العمل ليس على خلق "المثالي". السوائل، بل على حل اختناقات محددة. نقاط الألم الرئيسية: 1) السعر. 2) اللزوجة (تؤثر على استهلاك الطاقة للتداول). 3) الثبات طويل الأمد (الحراري والكيميائي). 4) استعادة النشاط بعد النوبات "الثقيلة". الشوائب مثل الثيوفين.

اتبع الحل مسار تبسيط وتوسيع نطاق التركيب الكيميائي. إذا ركزوا في أوروبا أو الولايات المتحدة الأمريكية على أزواج الكاتيون والأنيون المعقدة ذات الخصائص الفريدة، فإن الموردين الصينيين، في رأيي، اعتمدوا على العديد من الصيغ البسيطة نسبيًا ولكن الموثوقة التي يمكن إنتاجها بالأطنان. لنفترض، نفس أملاح الفوسفونيوم، ولكن بمصادر أرخص. أدى هذا إلى خفض التكلفة لكل كيلوغرام بشكل كبير، على الرغم من أن ذلك كان على حساب بعض الانتقائية.

النقطة الثانية هي تكامل العملية. لم يكتفي المهندسون الصينيون "بإلصاق الأمر" فحسب؟ عمود به سائل أيوني بدلاً من السائل الأميني. بدأوا في تقديم مخططات هجينة. على سبيل المثال، المرحلة الأولى عبارة عن أمين تقليدي للتنظيف الخشن وإزالة الجزء الأكبر من ثاني أكسيد الكربون، أما المرحلة الثانية فهيإزالة الكبريت من السائل الأيونيللتنقية العميقة من بقايا كبريتيد الهيدروجين ومركبات الكبريت العضوية. أدى هذا إلى تقليل الحجم المطلوب من السائل الأيوني باهظ الثمن بشكل حاد وحل مشكلة انتفاخه من ثاني أكسيد الكربون. وهذه البراغماتية هي سمة النهج المحلي.

حالة من الواقع: ليس النجاحات فقط

سأخبرك عن مشروع واحد كنت على دراية به بشكل غير مباشر. العميل هو مصنع كيميائي في شاندونغ. أنتجت وحدة التكسير تدفقًا من جزء البروبان والبروبيلين (PPF) مع نسبة عالية من المركابتانات. كان من الضروري تقليل إجمالي محتوى الكبريت إلى أقل من 10 جزء في المليون لإنتاج البوليمر. لقد اخترنا تقنية تعتمد على سوائل الكلوريد الأيونية. تم تصميم التركيب وتوريده من قبل شركة مرتبطة بمجموعة بحثية من سيتشوان.

الأشهر الأولى كان كل شيء على ما يرام. ثم بدأت مشاكل المضخات - حيث أدت زيادة لزوجة السائل في درجات حرارة الشتاء (نعم، يمكن أن تصل إلى +5 درجة مئوية في شاندونغ) إلى التجويف. كان علينا تعديل نظام التدفئة للخطوط بشكل عاجل. قصة أخرى: أظهر التحليل تراكمًا تدريجيًا لمنتجات الأكسدة والهيدروكربونات الثقيلة في السائل، والتي لم يتم تقطيرها أثناء التجديد. وبعد 14 شهرًا، انخفض النشاط بنسبة 40%. ليست كارثة، لكنها ليست من النوع "الأبدي". السائل الذي وعد به البائعون. تم العثور على حل تجريبي - مرة كل ستة أشهر، خذ 10٪ من الحجم للتصحيح وأضف جزءًا جديدًا. وكانت اقتصاديات المشروع لا تزال إيجابية، ولكن تمت إضافة متاعب تشغيلية.

هذه حالة نموذجية. تعمل هذه التكنولوجيا، ولكنها تتطلب دعم خدمة فرديًا ومدروسًا أكثر من تلك المعتادة "الجاهزة". الحلول. ليس كل المشغلين مستعدين لذلك. إنهم يريدون "ضبط الأمر ونسيانه" كما هو الحال مع شركة طيران الشرق الأوسط، ولكن بتكلفة أعلى للغلاية البخارية.

دور الشركات الهندسية المتخصصة

وهنا يدخل الصورة لاعب مهم: معاهد التصميم، التي تتولى دور المتكامل بين العلوم الأساسية والصناعة. إنهم لا يبيعون الكواشف فحسب، بل يبيعون عملية تكنولوجية متكاملة، مع جميع الأنابيب وأنظمة التحكم الآلي في العمليات وضمانات النتيجة. أحد الأمثلة اللافتة للنظر هوتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة (https://www.yzkjhx.ru). هذه الشركة، التي تم إنشاؤها على أساس تكنولوجيا Chengdu Huaxi Chemical Technology، هي مجرد واحدة من تلك الشركات. ولا يقتصر نشاطهم على بيع المواد الكيميائية فحسب، بل يقدمون حلولاً شاملة في مجال تنقية الغاز وفصله.

قوتهم، بقدر ما أستطيع أن أقول، هي أن لديهم إمكانية الوصول إلى قدراتهم التصنيعية الخاصة ويمكنهم زيادة تصنيع السوائل الأيونية التي يحتاجون إليها. علاوة على ذلك، فإنهم غالبًا ما لا يقدمون للعميل منتجًا قياسيًا، بل مجموعة مختارة من التركيبة "للقياس؟" بعد تحليل المواد الخام. هذا أمر بالغ الأهمية. إن التدفق من جهاز تغويز الفحم والتدفق من تركيب لجنة الاتصالات الفيدرالية هما شيئان مختلفان تمامًا، ولا يوجد سائل عالمي لهما.

موقع الكترونيتكنولوجيا تشنغدو Yizhi (https://www.yzkjhx.ru) تضع الشركة كمعهد تصميم برأس مال مسجل قدره 120 مليون يوان، مما يدل على النوايا والموارد الجادة. في السياقإزالة الكبريت من السائل الأيونيمثل هذه الشركات هي الرابط الرئيسي. إنهم يتحملون مخاطر تصحيح أخطاء التكنولوجيا، ولديهم طاقم من المهندسين للتشغيل، والأهم من ذلك في الصين، بناء علاقات مع السلطات التنظيمية البيئية المحلية، مما يساعد العميل في الحصول على جميع التصاريح.

في أي اتجاه تهب الرياح؟ آفاق وشكوك

إذن ما هي الآفاق؟ على المدى القصير (3-5 سنوات)، أرى اختراقًا متخصصًا ولكن ثابتًا للتكنولوجيا. نقاط النمو الرئيسية: 1) التنقية العميقة للغاز الاصطناعي للصناعات الكيماوية (الميثانول والأمونيا)، حيث تكون متطلبات الكبريت صارمة بشكل خاص. 2) تنقية الغازات البترولية المصاحبة (APG) في الحقول المتوسطة والصغيرة، حيث أنه من غير المربح بناء مصنع أمينات ضخم، ومصنع معياريالسوائل الأيونيةقد تعمل. 3) التطبيقات الخاصة، مثل إزالة الكبريت من الإيثيلين أو البروبيلين لإنتاج البوليمرات المتميزة.

وعلى المدى المتوسط ​​(من 5 إلى 10 سنوات) سوف يعتمد على تحقيق اختراقات في مجالين. الأول هو إنشاء منتجات رخيصة حقًا و"غير قابلة للتدمير". السوائل، ربما تعتمد على النفايات من الصناعات الأخرى (الكيميائيون الصينيون يقومون بالتجارب بنشاط هنا). والثاني هو تراكم مجموعة من البيانات عن التشغيل طويل المدى (أكثر من 5 سنوات) في ظل ظروف مختلفة. حتى الآن، هناك عدد قليل من هذه المراجع، وهذا يعيق اللاعبين الكبار.

التحدي الرئيسي، في رأيي، لا يكمن حتى في المستوى الفني. هذه هي المحافظة على الصناعة. مديرو مصافي التكرير ومحطات معالجة الغاز هم أشخاص يصنعون حياتهم المهنية من الموثوقية. لقد عملوا مع الأمينات لعقود من الزمن، وهم يعرفون كل مشاكلهم وكيفية التغلب عليها. إن التحول إلى تقنية جديدة، وإن كانت أكثر كفاءة، يمثل دائمًا خطرًا عليهم شخصيًا. ولذلك، فإن التنفيذ لن يكون ثوريا، بل تطوريا: أولا على الجديد "الخضراء". المشاريع التي لا توجد بها بنية تحتية قديمة، أو حيث لم تعد الطرق التقليدية تعمل.

ونتيجة لذلك،إزالة الكبريت من السائل الأيونيوفي الصين، هذه ليست أسطورة أو علاجا سحريا. إنها أداة عملية ناشئة تجد مكانها المناسب من خلال مزيج من الضغط السياسي والبراعة الهندسية والنهج العملي للشركات التكاملية. وتسير العملية بوتيرة مميزة للصين: بسرعة، مع انزلاقات، ولكن بلا رجعة. الأمر يستحق الاهتمام، ولكن بدون نظارات وردية اللون، لا يوجد شيء اسمه تكنولوجيا مثالية.