China: novas tecnologias de liquefação de GNL? 

Quando as pessoas falam sobre novas tecnologias de liquefação na China, muitas pessoas imediatamente imaginam fábricas gigantescas na costa. Mas a realidade é muitas vezes mais subtil e interessante - reside na adaptação e modernização de processos para condições específicas, por vezes bastante complexas, e não apenas em avanços de grande visibilidade. Às vezes parece que o principal desafio não é criar algo do zero, mas sim fazer com que soluções comprovadas funcionem de forma mais confiável e barata em um novo ambiente.

Dos gigantes às soluções de nicho: a evolução da abordagem

Anteriormente, o foco estava na escala. Projetos como as fábricas de Xangai ou Shenzhen seguiram designs clássicos como o processo AP-X ou o ciclo em cascata C3MR. As tecnologias foram principalmente importadas. Agora o vetor mudou. Sim, os grandes projetos não desapareceram, mas, paralelamente, está em curso um trabalho ativo em soluções para médias e pequenas capacidades, para instalações flutuantes de liquefação (FLNG) e até para a utilização de gás de petróleo associado em campos remotos. Isso requer óptica diferente.

Soluções licenciadas prontas nem sempre são adequadas aqui. Precisa de adaptação. Por exemplo, as empresas de engenharia chinesas oferecem cada vez mais designs híbridos. Vamos pegar o mesmotecnologia de liquefaçãobaseado na dupla expansão de nitrogênio, mas com trocadores de calor otimizados de projeto próprio para reduzir o consumo de energia. Isto não é uma revolução, mas sim uma evolução, mas é precisamente isto que dá um efeito económico em projectos específicos.

Um dos principais impulsionadores é a procura interna de gaseificação de áreas remotas e o desenvolvimento de energia distribuída em pequena escala. A demanda por plantas de liquefação compactas e modulares, com capacidade de, digamos, 50 a 500 mil toneladas por ano tem crescido exponencialmente. E esta é uma área onde os intervenientes locais estão a demonstrar mais flexibilidade do que os gigantes tecnológicos tradicionais.

Ciclo de refrigeração e “ferro”: onde se busca eficiência

Se você se aprofundar, os principais esforços em novos desenvolvimentos estão focados em duas coisas: otimização do ciclo de refrigeração e localização de equipamentos críticos. Eles trabalham com o ciclo, tentando aumentar sua flexibilidade. Por exemplo, para instalações flutuantes, não só a eficiência é importante, mas também a resistência à inclinação e à compactação. Estão surgindo soluções que combinam o pré-resfriamento do propano com o ciclo principal de refrigerante misto (MR), mas com um circuito de controle simplificado e mais confiável.

Quanto ao hardware, é aqui que o progresso é mais perceptível. Há apenas cinco anos, os principais turboexpansores, bombas criogênicas e trocadores de calor “cold box”. adquirido na Europa ou nos EUA. Agora, vários fabricantes chineses, como Hangyang ou Siyuan, atingiram um nível totalmente competitivo em algumas posições. Seus equipamentos costumam ser mais baratos e, para modos de operação padrão, a confiabilidade já foi comprovada por projetos. Mas para parâmetros extremos ou maiores capacidades, a confiança em marcas ocidentais comprovadas é ainda maior.

Um ponto interessante é trabalhar com refrigerantes. Devido às regulamentações ambientais, alternativas estão sendo buscadas. Alguns projectos-piloto estão a testar misturas com menor potencial de aquecimento global (GWP). Por enquanto, isso adiciona complexidade aos cálculos e à operação, mas a tendência foi definida e os engenheiros devem levar isso em consideração já na fase de projeto conceitual.

Testes de campo: teoria vs. prática usando o exemplo de instalações modulares

Tudo parece bem no papel e nos centros de teste. Mas o verdadeiro teste está no campo. Tive a experiência de supervisionar o start-up de uma planta modular de liquefação em Xinjiang. A capacidade é pequena, cerca de 100 mil toneladas por ano, a tecnologia é híbrida, com destaque para refrigeração de ar devido à escassez de água na região.

O primeiro problema que encontramos foi a instabilidade da composição do gás bruto dos poços. O projeto foi pensado para uma determinada faixa, mas as flutuações reais foram mais amplas. Isso levou ao congelamento periódico nos trocadores de calor e ao mau funcionamento do expansor. Tivemos que modificar rapidamente o sistema de pré-limpeza e adaptar os algoritmos de controle. Esta é uma história típica: as condições ideais existem apenas em estudos de viabilidade.

Outra lição é a logística e a qualificação do pessoal local. Montar módulos em uma fábrica é uma coisa. Instalá-los em um local com clima adverso e treinar operadores que antes trabalhavam apenas com mineração tradicional é uma tarefa de outra ordem. Às vezes, o erro mais simples durante a inicialização pode levar ao desligamento por vários dias. Portanto, agora muitas empresas, incluindo institutos de engenharia, incluem nos seus contratos não apenas o fornecimento de tecnologia, mas um pacote ampliado de supervisão e treinamento de instalação.

Falando em engenharia. Recentemente, a atividade de institutos de design comoTecnologia Co. de Chengdu Yizhi. (https://www.yzkjhx.ru). Este é apenas um exemplo de estrutura criada para o desenvolvimento aprofundado de soluções tecnológicas. Como instituto subsidiário da Huaxi Technology, com um capital registrado de 120 milhões de RMB, eles se concentram em todo o ciclo, desde P&D até o projeto detalhado. A sua abordagem baseia-se frequentemente na adaptaçãoTecnologias de liquefação de GNLpara matérias-primas de depósitos específicos, o que é crítico para essas mesmas condições de campo.

Tecnologias relacionadas: sem as quais uma nova liquefação é impossível

Quando falamos de novas tecnologias não podemos limitar-nos ao processo de liquefação. Isso é apenas parte da cadeia. O progresso em áreas relacionadas não é menos importante. Por exemplo, sistemas de pré-purificação de gases (remoção de CO2, mercaptanos, humidade). Se antes eram utilizadas unidades de adsorção volumosas, agora são cada vez mais utilizadas tecnologias de membrana ou híbridas, que reduzem o tamanho e os custos de energia, especialmente para soluções offshore.

A automação fez grandes avanços. A introdução de gêmeos digitais para monitoramento e análise preditiva de equipamentos não é mais uma fantasia, mas uma realidade em algumas novas fábricas. Isso permite prever o desgaste das turbinas ou a queda na eficiência dos trocadores de calor, planejar reparos e minimizar o tempo de inatividade. Embora, para ser honesto, em muitas instalações existentes, os operadores ainda olhem para estas “inteligentes” com desconfiança. sistemas e confiar mais nas leituras de manômetros convencionais.

Outro bloco são as tecnologias de armazenamento e transporte. Desenvolvimento de materiais isolantes mais eficazes para tanques e tanques, sistemas de regaseificação aprimorados. Tudo isso junto determina a economia de todo o projeto. Você pode ter o ciclo de liquefação mais eficiente, mas perder todos os benefícios em uma logística cara.

Olhando para o futuro: o que moverá a indústria a seguir

Então, para onde tudo vai? Na minha opinião, os principais pontos de crescimento serão três direções. A primeira é uma maior miniaturização e modularização para a energia descentralizada e a utilização de gás nos transportes. A segunda é a integração profunda com fontes de energia renováveis. Já existem projetos piloto onde o excesso de energia de turbinas eólicas ou painéis solares é usado para acionar eletricamente compressores de liquefação. Por enquanto é caro, mas no longo prazo esses híbridos são o futuro.

A terceira direção é?verde? GNL e descarbonização do próprio processo. Isto inclui tanto a utilização de biometano como matéria-prima como a captura de carbono durante a fase de liquefação. Por enquanto, trata-se mais de uma questão de imagem e de conformidade com futuras normas regulatórias, mas grandes players já estão incorporando as capacidades correspondentes nos projetos de novas fábricas.

Voltemos ao início. NovoTecnologias de liquefação de GNLna China, não se trata tanto de descobertas fundamentais, mas sim de um trabalho sistemático e meticuloso de adaptação, integração e otimização. Este é um caminho que vai da importação de soluções prontas à criação de um ecossistema onde equipamentos próprios, engenharia e experiência operacional em condições específicas começam a desempenhar um papel fundamental. E neste ecossistema, não só os gigantes são importantes, mas também players de nicho capazes de resolver problemas específicos, por vezes não óbvios.