Tiongkok: teknologi baru untuk pemanfaatan gas buang? 

Kapan Anda mendengar tentang “teknologi pemanfaatan gas buang yang baru?” di Cina, pemikiran pertama lagi-lagi adalah pemasaran. Semua orang berteriak tentang inovasi, tetapi kenyataannya sering kali inovasi tersebut merupakan PSA (adsorpsi ayunan tekanan) atau membran lama yang bagus, hanya dalam kemasan baru. Namun dalam 5-7 tahun terakhir, gambaran tersebut telah berubah. Bukan berarti ada revolusi, namun solusi-solusi spesifik yang berhasil secara maksimal justru muncul pada aliran-aliran yang sebelumnya telah dibakar atau, maaf, dibuang begitu saja. Dan pendorong utamanya bukanlah ekologi itu sendiri, namun penghematan sumber daya yang ketat dan kebijakan “produksi bersih”. Menjadi menguntungkan bagi perusahaan untuk menangkap persentase ini.

Dari?harus? menjadi “bagaimana tepatnya?”: evolusi pendekatan

Sebelumnya, cerita yang khas: instalasi memiliki aliran gas ekor, terutama hidrogen dengan pengotor. Menurut proyek, arahkan ke obor atau ke bahan bakar tungku. Terdapat teknologi daur ulang, namun CAPEX tinggi dan laba atas investasi dipertanyakan. Dan semuanya membeku. Sekarang pendekatannya berbeda. Bukan “bagaimana kita bisa memanfaatkannya?”, tapi “apa yang ada dalam aliran ini yang bernilai di sini dan saat ini?” Hidrogen? Kemudian dimurnikan dan dikembalikan ke suatu proses, misalnya hydrotreating. Hidrokarbon C1-C4? Kemudian pemurnian menjadi bahan bakar gas, atau, jika komposisinya memungkinkan, pemisahan fraksi individu. Kata kunci -integrasi. Teknologi ini tidak dipilih secara abstrak, namun untuk titik tertentu di mana produk diperkenalkan ke dalam tata letak pabrik yang ada.

Berikut adalah contoh langsung dari salah satu kilang di Shandong. Terdapat aliran dari hydrocracker yang kaya akan hidrogen, tetapi pada tekanan hanya 0,3 MPa dan dengan jumlah CO yang cukup. Metode membran klasik atau adsorpsi ayunan tidak terlalu cocok karena tekanan rendah dan kebutuhan untuk menghilangkan CO dalam-dalam. Solusi hibrida ditemukan: pertama, pembersihan dan kompresi kasar, kemudian konfigurasi khusus unit adsorpsi siklus pendek (PSA) dengan adsorben multilapis yang mampu mengatasi CO. Hidrogen kembali diproses, dan bagian limbah, yang masih berkalori tinggi, dikirim bukan ke suar, tetapi ke jaringan bahan bakar gas untuk boiler. Dibayar sendiri dalam 3 tahun. Namun yang penting di sini: kesuksesan bukan terletak pada teknologi super baru, melainkan pada rekayasa presisi untuk kondisi tertentu. Banyak kegagalan justru disebabkan oleh fakta bahwa mereka mengambil yang “kotak”. solusi dan mencoba untuk mengacaukannya.

Hal lain yang sering diabaikan adalah stabilitas komposisi gas buang. Secara teori, aliran dikarakterisasi, sampel diambil, dan desain dibuat. Dalam praktiknya, komposisi dapat “mengambang” tergantung pada mode instalasi utama, bahan baku, katalis. Jika teknologi tidak memiliki jangka waktu pengoperasian yang memadai, masalah akan dimulai: produk tidak memenuhi spesifikasi, atau peralatan menjadi kokas. Penting untuk memasang tangki penyangga atau, yang lebih mahal, analisis online dan sistem kontrol otomatis. Ini adalah “hal sepele” yang sama yang menghabiskan seluruh keekonomian proyek jika tidak diperhitungkan pada tahap FEED (desain).

Kebun binatang teknologi: apa yang benar-benar berfungsi di situs

Jika kita mengesampingkan hype tersebut, beberapa area mendominasi lokasi industri Tiongkok saat ini. Pertama, hal ini tentu sajapemisahan membranuntuk aliran dengan tekanan parsial tinggi dari komponen target (hidrogen yang sama). Produsen membran Tiongkok, seperti perusahaan dari Chengdu, yang akan dibahas nanti, telah mencapai kemajuan besar. Film mereka sudah bersaing dengan film Barat dalam hal selektivitas dan stabilitas, dan harganya jauh lebih murah. Tetapi membran tidak stabil terhadap aerosol, hidrokarbon berat, dan pemlastis - diperlukan pembersihan awal yang sangat berkualitas tinggi.

Kedua,adsorpsi siklus ayunan (PSA). Di sini, kemajuan terutama terjadi pada algoritma kontrol dan desain adsorben, yang memungkinkan untuk mengurangi kehilangan hidrogen dan meningkatkan masa pakai adsorben. Saya telah melihat instalasi di mana, dengan mengoptimalkan siklus dan menggunakan adsorben berlapis (penyaring molekul + karbon aktif), mereka mencapai tingkat ekstraksi hidrogen sebesar 90% dari aliran yang agak kotor. Namun hal ini memakan energi—sejumlah besar bahan bakar gas digunakan untuk regenerasi.

Dan tren ketiga -teknologi kriogenik. Mereka lebih jarang digunakan, terutama untuk aliran besar, di mana diperlukan tidak hanya bahan bakar gas, tetapi juga produk cair (etana, LPG) dengan kemurnian tinggi. Belanja modal (CAPEX) sangat tinggi, namun bagi perusahaan raksasa seperti Shenhua atau Sinopec, yang membangun kompleks kimia terintegrasi, hal ini dapat dibenarkan. Mereka "menutup" siklus karbon, mengubah gas sisa menjadi bahan baku pirolisis.

Namun masih terlalu dini untuk membicarakan metode biologis atau proses kimia plasma dalam skala industri. Ada sampel laboratorium, instalasi percontohan juga menjadi berita, tetapi masih jauh dari keandalan komersial dan pemahaman ekonomi. Investasi pada “kuda hitam” tersebut terutama dilakukan melalui dana penelitian negara, dan bukan dari perusahaan itu sendiri.

Kasus dalam Fokus: Pengalaman Teknologi Chengdu Yizhi

Dalam konteks membicarakan implementasi praktis, pengalaman merupakan hal yang menarikChengdu Yizhi Technology Co.(anak perusahaan dari Teknologi Kimia Chengdu Huaxi). Situs web mereka (https://www.yzkjhx.ru) memposisikan mereka sebagai lembaga desain, dan inilah kata kuncinya. Mereka tidak hanya menjual peralatan, tetapi melakukan rekayasa siklus penuh. Dari kasus terbuka mereka jelas bahwa spesialisasi mereka adalah gas di bidang kimia dan penyulingan minyak.

Salah satu proyek mereka yang saya pelajari secara tidak langsung adalah pemulihan gas sisa dari pabrik produksi olefin. Masalahnya klasik: aliran komposisi variabel (etilen, etana, propilena, hidrogen), yang terbakar secara berkala. Solusi standarnya adalah membangun pabrik fraksinasi terpisah, namun hal ini memakan waktu dan mahal. Insinyur Yizhi mengusulkan dan menerapkan skema dengan unit membran awal untuk memisahkan dan mengembalikan sebagian hidrogen dan olefin ringan, dan sisa aliran, yang diperkaya dengan etana, dikirim langsung ke tungku pirolisis sebagai bahan mentah tambahan. Pada dasarnya, mereka memasukkan daur ulang ke dalam proses utama, menghindari terciptanya sebuah kompleks yang berdiri sendiri.

Apa yang berharga di sini? Bukan keajaiban teknologi, tapi pemikiran sistem. Mereka memandang tumbuhan sebagai satu organisme. Kekuatan mereka, sebagai lembaga desain dengan modal terdaftar 120 juta yuan, adalah kemampuan untuk melakukan pemodelan proses terperinci (Aspen HYSYS, dll.) dan menawarkan solusi yang disesuaikan daripada standar. Portofolio mereka mencakup PSA dan sistem membran, namun pilihannya selalu dibenarkan oleh perhitungan teknis dan ekonomi untuk pelanggan tertentu.

Tentu saja, tidak semuanya berjalan lancar bagi mereka. Dalam salah satu proyek awal pemanfaatan gas oven kokas di pabrik metalurgi, mereka dihadapkan pada penyumbatan pra-filter yang cepat dengan tar dan debu. Kami harus memodifikasi sistem pencucian dengan cepat dan memperkenalkan tahap pembersihan tambahan. Hal ini menyebabkan pembengkakan anggaran dan penundaan tenggat waktu. Namun pengalaman seperti itu adalah bagian dari pertumbuhan profesional. Sekarang, saya yakin mereka menetapkan toleransi yang lebih konservatif terhadap kemurnian bahan mentah di saluran masuk.

Jebakan dan pelajaran yang tidak tertulis dalam brosur

Ketika berbicara tentang teknologi baru, kita tidak bisa mengabaikan kendalanya. Pertama dan terpenting -ekonomi dengan konsentrasi rendah. Jika komponen berharga dalam aliran kurang dari 15-20%, seringkali proyek tidak akan berjalan. Biaya isolasinya akan melebihi biaya produk. Terkadang lebih menguntungkan menggunakan gas secara langsung sebagai bahan bakar rendah kalori di tungku terdekat, dengan memodernisasi pembakar, daripada membangun sistem pemurnian secara keseluruhan.

Batu kedua adalah infrastruktur. Katakanlah Anda mengisolasi hidrogen murni yang indah. Tapi kemana harus menyerahkannya? Jika pabrik tidak memiliki jaringan pipa hidrogen dengan tekanan yang sesuai atau kapasitas bebas untuk penerimaan, proyek tersebut akan memerlukan investasi tambahan yang besar. Seringkali solusi optimalnya bukanlah pemurnian yang maksimal, namun mendapatkan produk yang “cukup baik”. untuk digunakan pada titik konsumsi terdekat.

Poin ketiga adalah biaya operasional (OPEX). Katalis baru, adsorben khusus, elemen membran - semua ini memiliki masa pakai dan biaya penggantiannya sendiri. Jika pasokan dan layanan bergantung pada satu pemasok asing, maka hal ini akan menimbulkan risiko yang sangat besar. Sekarang, hal ini merupakan insentif yang kuat bagi pengembangan produsen lokal di Tiongkok. Keandalan dan ketersediaan layanan terkadang lebih penting daripada efisiensi beberapa persen menurut paspor.

Dan yang terakhir adalah faktor manusia. Pabrik daur ulang yang kompleks perlu dipelihara. Jika tidak ada personel terlatih di pabrik, bahkan teknologi tercanggih sekalipun akan tetap menganggur atau bekerja dengan kapasitas setengahnya. Proyek yang berhasil selalu mencakup tidak hanya penyediaan “perangkat keras”, namun juga pelatihan penuh bagi para ahli teknologi dan operator, serta penulisan peraturan yang terperinci. Tanpa ini, inovasi apa pun akan menjadi hal yang memusingkan.

Melihat ke depan: ke arah mana angin bertiup?

Jadi apa intinya? Tiongkok belum menemukan tongkat ajaib untuk pembuangan gas buang. Namun ekosistem yang kuat telah diciptakan di sini untuk penerapan teknologi yang ada secara praktis dan ekonomis. Pendorongnya – pengembangan kebijakan ramah lingkungan, pengetatan peraturan emisi dan, yang lebih penting, semakin matangnya persaingan dan persaingan di antara perusahaan-perusahaan teknik lokal sepertiTeknologi Chengdu Yizhi.

Masa depan, menurut saya, adalah milik sistem hybrid. Bukan PSA atau membran, namun kombinasi keduanya dipilih untuk memaksimalkan nilai aliran tertentu. Dan juga di balik digitalisasi - penggunaan data real-time dan analisis prediktif untuk mengoptimalkan mode pengoperasian pabrik daur ulang dalam kondisi komposisi bahan mentah yang berubah.

Pergeseran utama ada pada kesadaran. Gas buang semakin tidak dianggap sebagai limbah yang harus dimusnahkan. Hal ini semakin dipandang sebagai sumber daya yang kurang dimanfaatkan, sumber pendapatan potensial, atau, paling tidak, cara untuk mengurangi biaya operasional dalam produksi utama. Dan ini, mungkin, adalah “teknologi baru” yang paling penting. - bukan pada peralatannya, tetapi pada pendekatannya. Dan teknologi, seperti yang kita tahu, mengikuti permintaan. Dan permintaan di sini jelas meningkat.