Cina: hidrogen dari hidrokarbon - teknologi dan ekologi? 

Ketika orang berbicara tentang ekonomi hidrogen di Tiongkok, banyak orang langsung berpikir tentang “hijau”. hidrogen dari elektrolisis. Namun gambaran sebenarnya di bumi, terutama pada skala industri, masih didasarkan pada hal lain – hidrogen dari hidrokarbon. Dan di sinilah letak paradoks dan tantangan utamanya: bagaimana menggabungkan produksi skala besar dengan persyaratan lingkungan, yang semakin ketat. Saya sendiri telah mengerjakan beberapa proyek konversi uap metana, dan jujur ​​saja: pembicaraan tentang ekologi di sini bukan tentang ide-ide “hijau” yang abstrak. labelnya, namun tentang teknologi penangkapan CO2 tertentu, efisiensi proses dan, yang sering terlewatkan, tentang keseluruhan siklus hidup pabrik.

Basis teknologi: tidak hanya CH4

Tentu saja, steam methane reforming (SMR) adalah landasannya. Berhasil, dapat diprediksi. Namun ketika Anda melihat basis bahan mentah di berbagai wilayah di Tiongkok, Anda memahami bahwa teknologi saja tidak dapat melakukannya. Di wilayah barat laut, misalnya, yang banyak mengandung batu bara, gasifikasi yang diikuti dengan konversi masih diminati. Efisiensi lebih rendah, jejak karbon lebih rendah - namun keekonomian proyek terkadang menentukan pilihan seperti itu. Poin kuncinya yang sering kami diskusikan dengan rekan-rekan dariChengdu Yizhi Technology Co.— ini adalah adaptasi rantai teknologi untuk bahan mentah tertentu. Anda tidak bisa hanya mengambil yang “ideal”. diagram dari buku teks.

Saya ingat sebuah proyek di Shanxi, di mana mereka mencoba menggabungkan gasifikasi batubara coklat dengan sistem pemurnian gas sintesis modern. Tujuannya adalah untuk mendapatkan hidrogen untuk kilang lokal. Sakit kepala utama bahkan bukan pada proses utama, tetapi pada persiapan awal batubara dan pengoperasian sistem penghilangan belerang dan debu yang stabil. Perhentian yang sering dilakukan untuk meregenerasi penyerap menghabiskan seluruh perekonomian. Akibatnya, proyek ini direvisi secara signifikan untuk menyederhanakan desain, tetapi kehilangan keramahan lingkungan secara keseluruhan. Ini adalah contoh khas dari kompromi.

Saat ini lebih banyak perhatian diberikan pada prosesnyaoksidasi parsial(PO) residu berat. Teknologi ini bukanlah hal baru, namun katalis modern dan desain reaktor memungkinkan kinerja yang lebih baik. Hal ini terutama berlaku untuk kompleks petrokimia besar, di mana hidrogen tersebut merupakan produk sampingan atau diintegrasikan ke dalam skema keseluruhan. Masalah lingkungan di sini berkisar pada pemulihan panas dan pembuangan CO. Jika aliran ini tidak digunakan, semua ?kemurnian? hidrogen hilang selama produksinya.

Ekologi sebagai tugas rekayasa, bukan slogan

Di sinilah kesenangan dimulai. Saat pelanggan mengatakan “kita memerlukan hidrogen ramah lingkungan?”, hal pertama yang kami lakukan adalah memahami maksudnya. Seringkali hal ini merupakan persyaratan penangkapan dan penyimpanan/pemanfaatan karbon (CCUS). Namun mengimplementasikan CCUS ke dalam instalasi PCM yang sudah ada bukan hanya sekedar menambah unit. Ini adalah perubahan tekanan, penyeimbangan kembali aliran panas, persyaratan baru untuk material.

Di situs webyzkjhx.rudiTeknologi Yizhipendekatan mereka terhadap rekayasa solusi kompleks tersebut dijelaskan. Dari latihan: tahap tersulit bukanlah desain, tapi “mengikat?” menangkap teknologi untuk kondisi pabrik tertentu. Komposisi pengotor dalam gas buang, ruang yang tersedia, persyaratan kemurnian CO2 yang dihasilkan untuk transportasi lebih lanjut - semua ini membunuh larutan standar apa pun. Suatu kali kita dihadapkan pada kenyataan bahwa scrubber amina, yang bekerja dengan sempurna di bangku cadangan, dengan cepat terdegradasi di pabrik nyata karena sejumlah kecil oksigen dan pengotor logam di dalam gas. Kami harus mengulang sepenuhnya sistem pra-pembersihan.

Aspek lain yang jarang dibicarakan adalah konsumsi air. PCM adalah proses yang haus. Di wilayah kering di Tiongkok, permasalahan pasokan air ke suatu instalasi dapat menjadi hal yang penting baik dari sudut pandang lingkungan hidup maupun ekonomi. Skema air limbah tertutup atau yang sudah diolah harus dipertimbangkan, sehingga menambah biaya dan kompleksitas. Ekologi dalam konteks ini bukan hanya soal karbon.

Integrasi dan sinergi: di mana mencari efisiensi

Produksi hidrogen terisolasi dari hidrokarbon dengan CCUS penuh seringkali tidak ekonomis saat ini. Hal lainnya adalah integrasi ke dalam cluster kimia besar. Misalnya, CO2 yang ditangkap tidak dapat disuntikkan ke dalam reservoir, namun dapat digunakan untuk memproduksi urea atau metanol. Hal ini segera mengubah keekonomian proyek.

Saat mengerjakan konsep untuk satu kompleks di provinsi Jiangsu, kami baru saja mempertimbangkan opsi di mana aliran CO2 dari pabrik hidrogen dialirkan ke produksi karbonat di sekitarnya. Hal ini memungkinkan kami menghindari biaya kompresi dan transportasi jarak jauh. Namun muncul masalah dalam sinkronisasi kerja dua fasilitas produksi. Jika pabrik kimia tidak berfungsi karena pemeliharaan terjadwal, ke mana CO2 harus dibuang? Kami harus merancang sistem buffer untuk kompresi dan penyimpanan jangka pendek, yang tentu saja menghabiskan sebagian manfaatnya.

Mungkin juga ada sinergi dalam penggunaan limbah panas. Boiler panas limbah modern dapat meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan secara signifikan. Namun penerapannya bermuara pada masalah keandalan. Di pabrik produksi bahan kimia, penghentian karena rusaknya peralatan bantu berarti kerugian yang sangat besar. Oleh karena itu, pelanggan sering kali lebih memilih skema pembuangan panas yang lebih sederhana, meskipun kurang efisien, namun terbukti. Pendekatan berbasis risiko berlaku dalam pengambilan keputusan tersebut.

Peran perusahaan teknik khusus

Dalam kondisi yang rumit dan ambigu itulah yang disukai perusahaanChengdu Yizhi Technology Co, Ltd.Profil mereka bukanlah penjualan peralatan jadi, tetapi desain dan integrasi teknologi. Sebagai lembaga desain yang didirikan berdasarkan Teknologi Huaxi, mereka telah memperoleh pengalaman dalam mengadaptasi teknologi ke teknologi yang “tidak ideal”. kondisi produksi nyata. Itu berharga.

Dari percakapan dengan teknisi mereka, Anda memahami bahwa kekuatan mereka ada pada detailnya. Ini bukan tentang mengatakan “kita membuat hidrogen ramah lingkungan?”, tetapi tentang menghitung sorben mana untuk pra-pemurnian gas dari aromatik yang akan bertahan lebih lama dalam kondisi tertentu, atau bagaimana merancang penukar panas sehingga dapat dibersihkan dari kemungkinan endapan tanpa waktu henti yang lama. Modal dasar sebesar 120 juta yuan, yang ditunjukkan dalam deskripsi perusahaan, menunjukkan peluang serius untuk melakukan siklus penuh pekerjaan desain, mulai dari studi kelayakan hingga dokumentasi kerja.

Situs web mereka bukan sekadar kartu nama, tetapi sering kali menjadi titik awal dialog. Yang jelas materinya disiapkan oleh praktisi: ada diagram, deskripsi komponen teknologi, tapi tanpa janji pemasaran yang besar. Ini adalah gaya yang menginspirasi kepercayaan dalam lingkungan industri di mana setiap orang saling mengenal dan menghargai hal-hal spesifik.

Ke depan: jalan buntu atau jembatan?

Jadi ke mana arah industri ini? Banyak orang sekarang berdebat: apakah hidrogen dari hidrokarbon dengan CCUS merupakan cabang buntu atau “jembatan” yang diperlukan? menuju masa depan energi terbarukan. Dari sudut pandang praktis, ini jelas sebuah jembatan, dan cukup panjang. Karena permintaan hidrogen dalam penyulingan minyak dan kimia meningkat saat ini, dan tidak dalam 20 tahun ke depan. Dan ini adalah satu-satunya cara untuk memuaskannya dalam jangka pendek.

Vektor utama pengembangan teknologi terlihat pada peningkatan efisiensi konversi dan pengurangan biaya modal untuk sistem pemulihan. Mengerjakan membran baru untuk pemisahan hidrogen, katalis yang lebih tahan lama untuk proses dengan kandungan CO tinggi, adalah hal yang sulit dilakukan oleh laboratorium dan pusat teknik. Kesuksesan akan datang dari solusi yang mengurangi kompleksitas. Karena setiap pompa tambahan, setiap penukar panas tambahan merupakan titik potensi kegagalan dan item pengeluaran.

Pada akhirnya, keberlanjutan produksi hidrogen dari hidrokarbon bukanlah persoalan biner ya/tidak, melainkan sebuah skala yang berkesinambungan. Tugas para insinyur adalah mengalihkan proyek tertentu pada skala ini menuju kemurnian yang lebih tinggi, sehingga meminimalkan kenaikan biaya. Ini sulit, tetapi pekerjaan yang benar-benar nyata. Dan dilihat dari aktivitas di industri ini dan permintaan yang ditujukan kepada perusahaan seperti Yizhi Technology, jalur ini adalah satu-satunya jalan yang mungkin bagi Tiongkok di masa mendatang. Tanpa ilusi, tetapi juga tanpa rasa panik, dengan penekanan pada solusi teknologi spesifik.