Métodos de liquefação de gás na China? 

Quando se trata de métodos de liquefação de gás na China, muitos imaginam imediatamente fábricas gigantes de GNL e projetos nacionais de grande escala. Esta é, obviamente, a base, mas a imagem é muito mais sutil e interessante. Na prática, especialmente na última década, tudo mudou no sentido da adaptação, da flexibilidade e da procura de rentabilidade para fluxos médios e mesmo relativamente pequenos. Não se trata apenas de construir de acordo com um livro didático, mas de fazer com que a tecnologia funcione em condições específicas - com matérias-primas locais, sob regulamentações locais e, o que é fundamental, de acordo com as necessidades de um mercado específico. Aqui começam as nuances que não são descritas nos artigos de revisão.

Da teoria às realidades do site

Se pegarmos os clássicos -método de liquefação de gásbaseado em ciclos em cascata, por exemplo, usando propano, etileno e metano, na China é usado principalmente em instalações emblemáticas, como terminais de recebimento. A tecnologia foi comprovada, a eficiência é elevada, mas os custos de capital são enormes. O problema é que para muitos campos, especialmente aqueles que são mais pequenos ou localizados no interior, tal esquema é um luxo inacessível. É aqui que eles entram em jogorefrigerantes mistos(MRC) e ciclos do nitrogênio.

Pela minha própria experiência, deparei-me com um projecto para a utilização de gás de petróleo associado em Xinjiang. O cliente inicialmente queria “algo confiável e simples”, voltado para o ciclo do nitrogênio. Mas quando a logística e o custo da produção de azoto líquido num local remoto foram considerados, a economia desmoronou. Tive que estudar detalhadamente a opção comrefrigerante misto, onde hidrocarbonetos leves do próprio campo poderiam ser usados como componentes. A questão chave passou a ser a estabilidade da composição da matéria-prima - se ela “flutuar”, a eficiência de toda a cadeia cai catastroficamente. Foi necessário projetar um tanque tampão e um sistema preliminar de estabilização, que não constavam nas especificações técnicas originais.

É nessas situações que a diferença entre “papel” é visível. projeto e implementável. Muitas vezes, os empreiteiros, especialmente os locais, oferecem soluções aparentemente prontas, mas sem uma ligação profunda às matérias-primas. Como resultado, a instalação atinge seus parâmetros de projeto apenas com gás ideal de laboratório e, na vida real, sua eficiência é uma vez e meia menor. Isto não é falta de tecnologia, é falta de análise pré-projeto.

O equipamento e seus equipamentos ?chineses? especificidade

Mercado de equipamentos paraliquefação de gás naturalna China hoje há uma confusão de possibilidades. Existem jogadores sérios que não apenas copiam, mas desenvolvem seus próprios designs. Se falamos de equipamentos de troca de calor - o coração de qualquer ciclo de liquefação, então o progresso é perceptível. Grandes trocadores de calor de aletas de placas (PHEs) para megaprojetos ainda são frequentemente adquiridos da Linde ou da Air Products, mas para instalações de média e baixa potência, fabricantes chineses como Hangyang ou Sitic já oferecem produtos bastante competitivos.

Mas também há uma desvantagem. Em busca da redução de custos, existem muitas ofertas no mercado, relativamente falando, “simplificadas”. versões de equipamentos principais. Por exemplo, turboexpansores. Um expansor de alta qualidade com alta eficiência é uma máquina complexa. Algumas fábricas locais oferecem opções que funcionam em teoria, mas têm uma faixa operacional estreita e problemas de confiabilidade sob cargas variáveis. Num dos projectos de mini-GNL, foi necessário reequilibrar efectivamente todo o ciclo na fase de comissionamento devido ao facto de o desempenho real do expansor ser diferente do nominal. O que me salvou foi a capacidade de ajustar com flexibilidade a composição do refrigerante.

Uma tendência interessante nos últimos anos é o design modular. Cada vez mais, os clientes, especialmente de postos de abastecimento de gás (postos de GNV) ou pequenas fontes de fornecimento de energia, não desejam construir uma instalação do zero, mas sim receber módulos prontos e com alta disponibilidade de fábrica. Isto impõe suas próprias limitações ao design - tudo deve ser compacto e de fácil manutenção em condições restritas. É aqui que as soluções híbridas se mostram bem, onde, por exemplo, o pré-resfriamento ocorre ao longo de um circuito e o resfriamento profundo ocorre ao longo de outro, mais compacto.

O papel da engenharia e um exemplo específico de empresa

A tecnologia é apenas metade da história. A segunda metade é uma engenharia competente, que leva em conta milhares de pequenas coisas: desde as condições climáticas (por exemplo, alta umidade nas áreas costeiras, afetando a operação dos refrigeradores de ar) até as qualificações do futuro pessoal operacional. É por isso que são valorizadas empresas com ciclo completo – desde a fase FEED até à supervisão e formação da instalação.

Neste contexto, podemos recordarTecnologia Co. de Chengdu Yizhi. (https://www.yzkjhx.ru). Este instituto de design fundado em 2013 pela Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., com um capital social de 120 milhões de yuans, é apenas um exemplo de um player profundamente imerso no assunto. Eles não apenas vendem licenças, mas estão envolvidos no projeto complexo de processos tecnológicos, inclusive para plantas de liquefação. A sua força, na minha opinião, reside na ênfase dada à componente química e tecnológica, fundamental para trabalhar comrefrigerantes mistose matérias-primas instáveis.

Seu portfólio inclui soluções para liquefação de gás de coqueria, gás de petróleo associado e biogás - ou seja, justamente para aqueles casos em que é impossível retirar um projeto padrão de um livro didático. Sei pelas discussões do setor que eles estão trabalhando ativamente na otimização do consumo de energia em ciclos, o que é hoje uma das principais solicitações do mercado. Quando os custos de capital não podem mais ser reduzidos, eles começam a lutar pelos custos operacionais, e aqui cada detalhe do processo é importante.

Desafios: eficiência energética e desafios ?não ideais? matérias-primas

O principal desafio para qualquer ummétodo de liquefaçãonas realidades modernas - consumo de energia. Os compressores “consomem” a maior parte do custo do produto. Portanto, agora todas as pesquisas se resumem a como reduzir o trabalho de compressão. Uma forma é utilizar turboexpansores com recuperação de energia, a outra é selecionar com maior precisão a composição do refrigerante para a pressão e ponto de ebulição específicos da matéria-prima. Às vezes é mais rentável optar por um esquema um pouco mais complexo com dois circuitos, se isso resultar numa poupança de energia de 10-15%.

Uma dor de cabeça separada são os gases com alto teor de nitrogênio, CO2 ou hidrocarbonetos pesados. Os ciclos padrão imediatamente começam a funcionar aqui. O CO2 congela em baixas temperaturas, obstruindo os trocadores de calor. O nitrogênio reduz o poder calorífico do GNL final e requer uma etapa adicional para sua separação, o que complica o processo. Muitas vezes é preciso fazer um acordo: ou construir um pré-tratamento caro, ou aguentar algumas perdas e uma operação mais complexa do ciclo principal. Em um dos projetos de liquefação de metano de mina de carvão com alto teor de nitrogênio, eles acabaram optando por um esquema com adsorção sem calor de ciclo curto (PSA) na entrada e um ciclo de liquefação de nitrogênio. Acabou sendo caro em CAPEX, mas barato em OPEX, o que acabou sendo a escolha certa no longo prazo.

Olhando para o futuro: tendências e aplicações de nicho

Para onde tudo vai? Além da óbvia tendência à miniaturização e modularidade, vejo interesse em soluções híbridas e customizadas. Não é mais incomum que as pessoas combinem, por exemplo,liquefação de gás naturalpara as necessidades de transporte e a produção de CO2 líquido a partir de fluxos de resíduos para a indústria alimentar. Isso requer a maior flexibilidade no design do processo.

Outro segmento em crescimento é a liquefação de biogás e gás de aterro. Os volumes aqui não são gigantescos, mas a política de desenvolvimento “verde” é alimentada pela procura. A especificidade é a composição monstruosamente variável de matérias-primas e de pequena escala, o que torna inaplicáveis ​​as tecnologias de grande escala. Aqui, soluções baseadas em métodos de pré-tratamento por absorção ou adsorção, juntamente com ciclos de liquefação compactos usando refrigerantes mistos, geralmente vencem.

Como resultado, para resumir,métodos de liquefação de gásna China hoje não se trata de cópia cega, mas de adaptação. Adaptação das tecnologias globais às condições económicas locais, às especificidades da base de matérias-primas e às tarefas específicas do cliente. O método mais eficaz é aquele que se justifica economicamente para uma determinada área, um determinado mercado e um determinado orçamento. E por trás deste princípio simples existe uma enorme camada de trabalho de engenharia, tentativa, erro e uma busca constante pelo equilíbrio ideal entre confiabilidade, eficiência e custo. É nessa busca que nasce a própria experiência prática que determina o real estado da indústria.