Tiongkok: prospek pemurnian hidrogen PSA? 

Ketika Anda mendengar “PSA pemurnian hidrogen di Tiongkok?”, hal pertama yang terlintas dalam pikiran Anda adalah skala raksasa, proyek konstruksi tanpa akhir, dan peralatan murah. Tapi ini hanya dangkal. Faktanya, selama 5-7 tahun terakhir telah terjadi revolusi diam-diam dalam pemahaman proses tersebut. Mereka tidak lagi sekadar meniru skema UOP atau Linde lama, namun secara aktif menyesuaikannya dengan aliran bahan baku dan persyaratan kemurniannya sendiri, yang terkadang unik. Tantangan utama saat ini bukanlah melakukan instalasi, namun memastikan bahwa instalasi tersebut bekerja secara stabil dan ekonomis dalam kondisi “kotor” yang nyata. Gas hidrogen Tiongkok, yang komposisinya bisa melonjak sedemikian rupa sehingga model mana pun di Aspen menangis. Banyak proyek yang tersandung karena hal ini.

Dari teori ke praktik: di mana letak kendalanya?

Ambil contoh, gas khas dari reformer kilang. Sepertinya PSA klasik. Namun kilang-kilang di Tiongkok sering kali beroperasi dengan minyak mentah yang berat dan asam, dan sisa-sisa merkaptan atau aromatik yang lebih tinggi dapat lolos dari proses pra-pengolahan. Bagi adsorben, ini adalah kematian. Saya ingat sebuah proyek di Shandong, di mana enam bulan setelah peluncuran, tekanan pembersihan harus diubah hampir secara manual setiap minggu - adsorben mulai kehilangan kapasitas sebelum waktunya karena pengotor yang tidak diperhitungkan dalam spesifikasi teknis. Kami harus memasang tahap adsorpsi tambahan di saluran masuk, yang menghabiskan sebagian keuntungan. Ternyata pemasok bahan baku mengubah batch katalis pada reformer, dan komposisinya sedikit berubah, namun kritis.

Atau aspek lain - efisiensi energi. Untuk mencapai biaya modal yang lebih rendah, beberapa produsen lokal telah menyederhanakan desain dan kontrol katup. Hasilnya, kehilangan hidrogen akibat pembersihan dan kompresi ulang 10-15% lebih tinggi dibandingkan pesaing. Pelanggan membayar lebih sedikit untuk pemasangan, namun kemudian membayar lebih untuk listrik selama beberapa dekade. Ini adalah pertanyaan tentang budaya desain, bukan hanya teknologi.

Di sini perlu disebutkan perusahaan-perusahaan yang telah melakukan pendekatan terhadap masalah ini secara sistematis. Misalnya,Chengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahyzkjhx.ru), sebagai lembaga desain yang tumbuh dari perusahaan teknologi kimia Huaxi, sering kali mengandalkan penyesuaian mendalam. Mereka tidak sekadar menjual kotak yang bertuliskan “PSA”, namun terlebih dahulu melakukan analisis panjang terhadap bahan mentah di pabrik percontohan mereka. Ini lebih mahal pada tahap FEED, tetapi kejutannya lebih sedikit. Pendekatan mereka justru merupakan konsekuensi dari akumulasi pengalaman bekerja dengan bahan mentah Tiongkok yang berubah-ubah.

Pasar dan pendorong: apa yang mendorong permintaan selain kilang?

Ya, secara tradisional mesinnya adalah penyulingan minyak dan produksi amonia. Namun kini, pendorong-pendorong baru yang kuat bermunculan. Pertama, gas sintesis dari batubara (CTO, coal-to-olefins). Di sana, dibutuhkan hidrogen dalam jumlah besar, dan sering kali hidrogen diperoleh dari aliran yang kaya CO. Unit PSA di sini beroperasi pada batas selektivitas; ada perjuangan terus-menerus untuk kemurnian H2 dan untuk mengurangi kehilangannya melalui gas limbah. Instalasinya kolosal, 200-300 ribu Nm3/jam dan lebih.

Kedua, dan ini yang paling menarik, energi hidrogen. Sejauh ini kita kebanyakan membicarakan tentang “biru?” hidrogen dari gas alam dengan CO2 atau gas terkait ditangkap. Di provinsi-provinsi yang kaya akan sumber energi terbarukan, proyek percontohan mulai bermunculan yang menggabungkan elektrolisis dan PSA untuk memurnikan hidrogen dari oksigen dan kelembapan. Persyaratan kemurnian di sini sangat tinggi, 99,999% dan lebih tinggi, namun volumenya masih kecil. Ini lebih merupakan ajang pengujian teknologi.

Ketiga, metalurgi. Hidrogen sebagai zat pereduksi sedang menjadi tren. Namun gas dari oven kokas atau konverter merupakan campuran yang sangat buruk. Pengembangan sedang berlangsung, namun saya belum melihat proyek PSA komersial untuk kondisi seperti itu di Tiongkok. Lebih banyak pembicaraan dan penelitian dan pengembangan.

Tren Teknologi: Ke Mana Arah Tekniknya?

Tren utamanya adalah hibridisasi. PSA sendiri seringkali gagal. Itu sebabnya Anda semakin sering melihat skema seperti “penyerapan + PSA?” atau “membran + PSA?”. Misalnya, untuk pembersihan mendalam dari CO2, pencucian amina dipasang sebelum PSA. Hal ini meningkatkan kompleksitas, namun secara signifikan meningkatkan keandalan dan masa pakai adsorben. Hal ini terutama berlaku untuk gas dengan tekanan parsial CO2 yang tinggi.

Yang kedua adalah kontrol cerdas. Bukan pengontrol PID, tetapi sistem yang mampu beradaptasi terhadap perubahan komposisi bahan mentah secara real time, memprediksi momen terobosan pengotor dan mengoptimalkan siklusnya. Insinyur Tiongkok di sini secara aktif bereksperimen dengan algoritme pembelajaran mesin, melatih mereka berdasarkan data historis dari instalasi yang beroperasi. kamuTeknologi Chengdu YizhiOmong-omong, dalam deskripsi pendekatan mereka sebagai lembaga desain, penekanan pada desain terintegrasi dan manajemen siklus hidup dapat dirasakan, dan bukan pada penjualan peralatan.

Poin ketiga adalah materi. Pengembangan adsorben baru yang lebih luas dan selektif untuk pengotor tertentu. Lembaga ilmiah Tiongkok dan perusahaan seperti Huaxi (induk Yizhi) menerbitkan banyak artikel tentang zeolit ​​​​yang dimodifikasi dan saringan molekul karbon. Pertanyaannya adalah seberapa cepat perkembangan ini akan meninggalkan laboratorium dan memasuki kolom komersial.

Ekonomi dan masa depan: apakah game ini sepadan?

Prospeknya sangat besar, namun risikonya juga besar. Tiongkok sedang membangun lusinan kilang dan kompleks kimia baru, dan hampir setiap kilang memilikiPSA pembersih hidrogen. Pasar bagi para insinyur dan pemasok adalah sumber keuntungan besar. Namun, persaingannya ketat. Harga sedang mendesak, tenggat waktu proyek dipersingkat. Demi memenangkan tender, beberapa pihak melakukan penyederhanaan yang berbahaya.

Di sisi lain, permintaan akan pelayanan, modernisasi dan digitalisasi instalasi yang ada semakin meningkat. Di sinilah dibutuhkan pengalaman nyata, dan bukan sekedar kemampuan membuat gambar. Perusahaan yang tidak hanya dapat membangun, tetapi juga “mengubah” unit kerja, meningkatkan perolehan hidrogennya sebesar beberapa persen, akan sangat diminati.

Adapun? Hijau? hidrogen, PSA akan tetap menjadi teknologi pemurnian yang penting. Namun perannya mungkin berubah. Mungkin akan muncul solusi modular yang lebih ringkas, cepat dan fleksibel untuk energi terdistribusi. Hal ini sudah menjadi tantangan bagi pemasok tradisional yang terbiasa dengan unit alat tulis raksasa.

Hasilnya, terdapat prospek, dan prospek tersebut tidak terkait dengan replikasi yang tidak dipikirkan dengan matang, namun dengan pendalaman ke detail, adaptasi terhadap bahan mentah yang kompleks, dan integrasi ke dalam rantai teknologi yang lebih luas. Mereka yang memahami hal ini, seperti tim yang sama dari Chengdu, akan tetap bertahan. Sisanya mungkin menjadi pemasok perangkat keras yang murah namun bermasalah, yang reputasinya akan menyebar ke seluruh pasar dalam bentuk cerita buruk dari para operator.

Pengamatan pribadi: budaya operasi sebagai faktor kunci

Sebagai penutup, saya ingin menyampaikan sesuatu yang jarang ditulis dalam artikel teknis. Unit PSA tercanggih dapat rusak dalam sebulan karena penggunaan yang tidak tepat. Di Tiongkok, saya melihat pusat kendali yang terorganisir dengan luar biasa di pabrik-pabrik baru, di mana operator memahami nuansa siklus lebih baik daripada insinyur lainnya, dan gambaran mengerikan di pabrik-pabrik lama, di mana katup-katup bocor, dan logika kendali rusak dan tidak ada yang memperbaikinya.

Oleh karena itu, masa depan teknologi di sini tidak hanya bergantung pada insinyur desain, tetapi juga pada pelatihan personel dan transfer pengetahuan. Lembaga desain yang memasukkan komisioning dan pelatihan jangka panjang dalam kontrak mereka akan mendapatkan keuntungan dalam jangka panjang. Karena instalasi mereka kemudian bekerja seperti jarum jam, dan klien kembali.

Jadi ternyata pertanyaan mengenai prospek PSA di Tiongkok bukanlah pertanyaan “apa?”, melainkan “bagaimana?”. Bagaimana mereka merancang, bagaimana mereka beradaptasi, bagaimana mereka melayani. Teknologinya terbukti, berkelas dunia. Namun kekhasan lokal dan kedalaman penjabarannya merupakan bidang perjuangan sesungguhnya yang sedang berlangsung. Dan dilihat dari beberapa proyek, spesialis Tiongkok secara bertahap memenangkan pertempuran ini, mendapatkan pengalaman unik mereka sendiri.