China: perspectivas para dessulfurização íon-líquido? 

Quando você ouve falardessulfuração íon-líquidona China, o primeiro pensamento é outro “avanço?” um método laboratorial que não se enraizará na indústria. Muitas pessoas pensam assim, e eu próprio estava cético há cerca de cinco anos. Mas agora o quadro está a mudar, e a mudar rapidamente, embora não sem as suas características “chinesas” específicas. características.

Do laboratório à fábrica: como tudo começou

Lembro-me dos primeiros relatórios em conferências em Dalian ou Nanjing, há sete ou oito anos. Cientistas da CAS (Academia Chinesa de Ciências) mostraram gráficos com um grau de purificação fantástico - 99,9% para H2S e mercaptanos. Engenheiros das refinarias de petróleo Sinopec ou CNPC sentaram-se no corredor, acenaram com a cabeça, fizeram perguntas sobre corrosão, sobre estabilidadelíquidos iônicosem um longo ciclo. As respostas foram, digamos, teóricas. A principal barreira então nem sequer era a tecnologia em si, mas sim o custo. A produção desses líquidos iônicos especializados, por exemplo, à base de tetraalquilfosfônio, era cara e baseada em câmara. A ideia de que isso poderia substituir a monoetanolamina (MEA) numa planta com capacidade de milhões de metros cúbicos de gás por dia parecia utópica.

Mas a abordagem chinesa consiste muitas vezes em criar primeiro a procura de mercado ou a dinâmica política. O reforço das regulamentações ambientais, especialmente em torno de zonas económicas importantes, como o Delta do Yangtze ou a Baía de Bohai, tornou-se o motor. Tornou-se claro que as aminas tradicionais nem sempre suportam os novos limites do teor total de enxofre, e o problema da eliminação de resíduos (as mesmas aminas gastas) está a tornar-se cada vez mais grave.Líquidos iônicosdeclararam-se como ?verdes? A alternativa é a baixa pressão do vapor, a regeneração teoricamente completa e a capacidade de ajuste fino para uma composição específica de gás.

Foi aqui que apareceram os primeiros pilotos. Não imediatamente em gigantes como a Sinopec, mas em empresas de média dimensão, muitas vezes em cooperação com universidades. Um dos primeiros projetos de que ouvi falar em primeira mão foi no campo de gás de Sichuan. O gás tinha alto teor de CO2 e H2S, um problema clássico para purificação seletiva. Instalação piloto emlíquidos iônicosfuncionou, mas encontrou um problema inesperado - entupimento dos trocadores de calor devido à precipitação de impurezas poliméricas que não estavam no reator do laboratório. Esta foi uma lição importante: o verdadeiro riacho é sempre mais sujo.

Barreiras práticas e soluções chinesas

E é aqui que começa a diversão: adaptação de engenharia. As empresas chinesas de tecnologia, especialmente aquelas que surgiram a partir de institutos de pesquisa, começaram a trabalhar não na criação do ?ideal? fluidos, mas sim na resolução de gargalos específicos. Principais pontos problemáticos: 1) Preço. 2) Viscosidade (afeta o consumo de energia para circulação). 3) Estabilidade a longo prazo (térmica e química). 4) Restauração da atividade após apreensão dos “pesados”. impurezas como o tiofeno.

A solução seguiu o caminho da simplificação e dimensionamento da síntese química. Se na Europa ou nos EUA eles se concentram em pares cátion-ânion complexos com propriedades únicas, então os fornecedores chineses, na minha opinião, confiaram em várias fórmulas relativamente simples, mas confiáveis, que podem ser produzidas em toneladas. Digamos os mesmos sais de fosfônio, mas com fontes mais baratas. Isto reduziu significativamente o custo por quilograma, embora à custa de alguma seletividade.

O segundo ponto é a integração de processos. Os engenheiros chineses não apenas “apertaram”? uma coluna com um líquido iônico em vez de um amina. Eles começaram a oferecer esquemas híbridos. Por exemplo, o primeiro estágio é uma amina tradicional para limpeza grosseira e remoção da maior parte do CO2, o segundo estágio édessulfuração íon-líquidopara purificação profunda de H2S residual e compostos orgânicos de enxofre. Isso reduziu drasticamente o volume necessário de líquido iônico caro e resolveu o problema de seu inchaço devido ao CO2. Este pragmatismo é característico da abordagem local.

Caso da realidade: não apenas sucessos

Vou contar sobre um projeto com o qual estava indiretamente familiarizado. O cliente é uma fábrica de produtos químicos em Shandong; uma unidade de craqueamento produziu um fluxo de fração propano-propileno (PPF) com alto teor de mercaptanos. Foi necessário reduzir o teor de enxofre total para menos de 10 ppm para a produção de polímeros. Escolhemos uma tecnologia baseada em líquidos iônicos cloreto. A instalação foi projetada e fornecida por uma empresa associada a um grupo de pesquisa de Sichuan.

Nos primeiros meses foi tudo ótimo. Então começaram os problemas com as bombas - o aumento da viscosidade do fluido nas temperaturas do inverno (sim, pode ser de +5°C em Shandong) levou à cavitação. Tivemos que modificar urgentemente o sistema de aquecimento das linhas. Outra história: a análise mostrou um acúmulo gradual de produtos de oxidação e hidrocarbonetos pesados ​​​​no líquido, que não foram destilados durante a regeneração. Após 14 meses, a atividade caiu 40%. Não é uma catástrofe, mas não o tipo de catástrofe “eterna”. o líquido que os vendedores prometeram. Foi encontrada uma solução empírica - uma vez a cada seis meses, retirar 10% do volume para retificação e adicionar uma nova porção. A economia do projeto ainda era positiva, mas as dificuldades operacionais foram acrescentadas.

Esta é uma situação típica. A tecnologia funciona, mas requer um suporte de serviço mais cuidadoso e individual do que os habituais “prontos para usar”. soluções. Nem todos os operadores estão preparados para isso. Eles querem “configurar e esquecer” como no MEA, embora com um custo mais elevado para a caldeira a vapor.

O papel das empresas especializadas de engenharia

Aqui entra em cena um ator importante: os institutos de design, que assumem o papel de integrador entre a ciência fundamental e a indústria. Não vendem apenas um reagente, vendem um processo tecnológico chave na mão, com todas as tubagens, sistemas automatizados de controlo do processo e garantias de resultado. Um dos exemplos marcantes éTecnologia Co. de Chengdu Yizhi. (https://www.yzkjhx.ru). Esta empresa, criada com base na Chengdu Huaxi Chemical Technology, é apenas uma delas. Seu perfil não é apenas a venda de produtos químicos, mas soluções abrangentes na área de purificação e separação de gases.

A sua força, pelo que posso dizer, é que têm acesso às suas próprias capacidades de produção e podem aumentar a síntese dos líquidos iónicos de que necessitam. Além disso, muitas vezes oferecem ao cliente não um produto padrão, mas uma seleção de composição “sob medida?” depois de analisar as matérias-primas. Isto é crítico. O fluxo de um gaseificador de carvão e o fluxo de uma instalação de FCC são duas coisas muito diferentes e não existe um líquido universal para eles.

SiteTecnologia Chengdu Yizhi (https://www.yzkjhx.ru) posiciona a empresa como um instituto de design com capital social de 120 milhões de yuans, o que indica intenções e recursos sérios. No contextodessulfuração íon-líquidoEssas empresas são o elo principal. Eles assumem os riscos de depurar a tecnologia, contam com uma equipe de engenheiros para o comissionamento e, principalmente na China, constroem relacionamentos com autoridades reguladoras ambientais locais, ajudando o cliente a obter todas as licenças.

Para que lado o vento está soprando? Perspectivas e dúvidas

Então, quais são as perspectivas? No curto prazo (3-5 anos), vejo um nicho, mas uma penetração constante da tecnologia. Principais pontos de crescimento: 1) Purificação profunda de gás de síntese para indústrias químicas (metanol, amônia), onde os requisitos de enxofre são especialmente rigorosos. 2) Purificação de gases de petróleo associados (APG) em campos de médio e pequeno porte, onde não é lucrativo construir uma planta de amina volumosa e uma planta modularlíquidos iônicospode funcionar. 3) Aplicações especiais, como dessulfurização de etileno ou propileno para produção de polímeros premium.

O médio prazo (5-10 anos) dependerá de avanços em duas áreas. A primeira é a criação de outros verdadeiramente baratos e “indestrutíveis”. líquidos, possivelmente baseados em resíduos de outras indústrias (químicos chineses estão experimentando ativamente aqui). A segunda é a acumulação de uma série de dados sobre operações de longo prazo (5+ anos) sob diferentes condições. Até agora existem poucas referências desse tipo, e isso está atrasando os grandes jogadores.

O principal desafio, na minha opinião, não reside sequer no plano técnico. Este é o conservadorismo da indústria. Os gerentes de refinarias e plantas de processamento de gás são pessoas que fazem carreira com base na confiabilidade. Eles trabalham com aminas há décadas, conhecem todos os seus problemas e sabem como contorná-los. Mudar para uma tecnologia nova, embora mais eficiente, é sempre um risco para eles pessoalmente. Portanto, a implementação não será revolucionária, mas evolutiva: primeiro nas novas e “verdes”. projetos onde não há infraestrutura legada ou onde os métodos tradicionais não funcionam mais.

Como resultado,dessulfuração íon-líquidona China, isso não é um mito nem uma panacéia. É uma ferramenta prática emergente que está a encontrar o seu nicho através de uma combinação de pressão política, engenhosidade de engenharia e abordagem pragmática das empresas integradoras. O processo avança a um ritmo característico da China: rapidamente, com retrocessos, mas irreversivelmente. Vale a pena ficar de olho, mas sem óculos cor de rosa não existe tecnologia perfeita.