Кітай: прадукты адсорбцыі CO2 пры ВД? 

Вось пытанне, якое часта гучыць у размовах з заказчыкамі з СНД, асабліва з нафтагазавага сектара. Многія адразу ўяўляюць нейкія ўніверсальныя ?таблеткі? ці стандартныя калоны, якія можна купіць па каталогу і ўсё запрацуе. Рэальнасць, як звычайна, складаней. Адсорбцыя вуглекіслаты пры высокім ціску – гэта не проста пра сарбент, гэта пра цэлую тэхналагічную нітку, дзе дробязі накшталт папярэдняй асушкі газу або ваганняў уваходнага ціску могуць звесці на нішто працу нават самага эфектыўнага матэрыялу. І так, кітайскія рашэнні тут - ужо даўно не проста "бюджэтная альтэрнатыва", а цалкам сабе канкурэнтаздольныя інжынерныя прадукты, але са сваёй спецыфікай.

Ня сарбент, а сістэма

Калі пачынаеш праект па ачыстцы спадарожнага або прыроднага газу ад CO2, першае, пра што пытаюцца, - гэта тып адсарбенту. Малекулярныя сіты, цэаліты, актываваны вугаль… Спіс вядомы. Але ключавы момант, які выпускаюць на старце, - гэта неабходнасцьіндывідуальнага тэхналагічнага разліку. Ціск у сістэме - не абстрактныя "высокія", а канкрэтныя 30, 50 або 80 бар. Склад газу - працэнт CO2, наяўнасць серавадароду, меркаптаны, цяжкіх вуглевадародаў. Усё гэта дыктуе не толькі выбар маркі сарбенту, але і канструкцыю адсарбераў, схему рэгенерацыі (прадзьмух гарачым газам, вакуумная, TSA), канфігурацыю клапанаў.

Памятаю адзін ранні праект у Сярэдняй Азіі. Замовец купіў, што завецца, каробачнае рашэнне? - стандартныя калоны з цэалітам. Але не ўлічылі, што ў газе быў падвышаны адсотак С7+. У выніку - хуткае каксаванне пласта, падзенне прадукцыйнасці, частыя цыклы рэгенерацыі і, у канчатковым рахунку, замена за ўсё загрузкі менш чым за год. Урок дарагі. Пасля такога разумееш, што прадаваць трэба не тоны гранул, а гарантаваны вынік на выхадзе - патрэбны змест CO2.

Тут як раз і праяўляецца розніца паміж проста вытворцам сарбентаў і тэхналагічнай кампаніяй. Патрэбны той, хто возьме на сябе адказнасць за ўвесь ланцужок: аналіз сыравіны, мадэляванне працэсу, праектаванне апаратаў, пастаўку і загрузку матэрыялаў, пусканаладку. У Кітаі такія комплексныя ігракі ёсць, і яны часта вырастаюць з буйных хімічных холдынгаў з сур'ёзнай навуковай базай.

Кітайскі падыход: ад хіміі да інжынірынгу

Калі раней Кітай асацыяваўся ў асноўным з таннымі заменнікамі цэалітаў, то зараз сітуацыя іншая. Мясцовыя НДІ і прыкладныя лабараторыі працуюць над вельмі спецыфічнымі складамі. Напрыклад, мадыфікаваныя цэаліты з падвышанай ёмістасцю менавіта па CO2 у прысутнасці метану, ці кампазітныя матэрыялы, устойлівыя да прысутнасці вільгаці. Але зноў жа - іх эфектыўнасць раскрываецца толькі ў правільна спраектаванай сістэме.

Адзін з яркіх прыкладаў такога поўнага цыклу - кампаніяChengdu Yizhi Technology Co.. Гэта не проста гандлёвы дом, а менавіта праектны інстытут, створаны на базе Chengdu Huaxi Chemical Technology. Іх сайтyzkjhx.ruарыентаваны на рускамоўны рынак, што ўжо гаворыць аб стратэгічнай цікавасці да нашага рэгіёну. У іх статутны капітал у 120 мільёнаў юаняў - гэта сур'ёзныя ўкладанні ў інфраструктуру і распрацоўкі. Важна тое, што яны пазіцыянуюць сябе як інжынірынгавая кампанія, якая вырасла з хімічнай вытворчасці. На практыцы гэта азначае, што яны могуць і падабраць/вырабіць сарбент пад задачу, і разлічыць, як ён будзе працаваць у пэўных апаратах пад пэўны газ.

У працы з імі на адным з праектаў па падрыхтоўцы газу для ПСГ звярнуў увагу на іх скрупулёзнасць у пытаннях папярэдняй асушкі. Яны настойвалі на двухступеньчатай сістэме, хаця заказчык спрабаваў зэканоміць. Іх аргумент быў просты: рэшткавы вільгаць на высокім ціску не толькі канкуруе з CO2 за актыўныя цэнтры сарбенту, але і выклікае незваротную дэградацыю некаторых тыпаў цэалітаў. У выніку пайшлі па іх схеме - ўстаноўка працуе стабільна ўжо трэці год, дэградацыя загрузкі ў межах прагнозу.

Падводныя камяні і? Невідавочныя відавочнасці?

Нават з добрым падрадчыкам і якаснымі матэрыяламі ёсць нюансы, якія ўсплываюць толькі падчас эксплуатацый. Адзін з галоўных - гэта пылаўтварэнне. Якасны адсарбент павінен мець высокую механічную трываласць, каб вытрымліваць шматразовыя цыклы адсорбцыі-дэсорбцыі і перапады ціску. Танныя аналагі пачынаюць "пыліць", дробная фракцыя забівае фільтры тонкай ачысткі на выхадзе, можа патрапіць у кампрэсарнае абсталяванне. Кантроль гэтага параметра - must.

Іншы момант - лагістыка і загрузка. Здавалася б, дробязь. Але калі на пляцоўцы няма адмысловага абсталявання для шчыльнага, раўнамернага засыпання высокіх калон (а так часта бывае на выдаленых радовішчах), утворацца каналы, газ "прастрэльвае", эфектыўнасць падае. Некаторыя пастаўшчыкі, у тым ліку згаданую Yizhi Technology, прапануюць паслугі шэф-мантажу і загрузкі саматугам. Гэта даражэй на этапе кантракта, але ратуе ад мноства праблем потым.

І, вядома, рэгенерацыя. Схема з прадзьмухам гарачым асушаным газам - класіка, але яна патрабуе дакладнага кантролю тэмпературы. Перагрэў - і сарбент "спякаецца", недагрэў - і CO2 выводзіцца не цалкам, ёмістасць наступнага цыклу падае. На адным з аб'ектаў прыйшлося дапрацоўваць сістэму кіравання награвальнікамі ўжо па факце, таму што праектныя тэмпературы не забяспечвалі поўнай дэсорбцыі ў адведзены час. Гэта да пытання аб важнасці гнуткасці праектных рашэнняў і наяўнасці ў пастаўшчыка вопыту пусканаладкі.

Эканоміка пытання: не толькі кошт за тону

Калі параўноўваеш прапановы, асабліва еўрапейскія і кітайскія, першае, што кідаецца ў вочы, - розніца ў кошце абсталявання і матэрыялаў. Але лічыць трэба па поўным жыццёвым цыкле. Больш танны сарбент з нізкай ёмістасцю або трываласцю запатрабуе больш частай замены. Прасцейшая (і танная) тэхналагічная схема можа прывесці да падвышаных энергазатрат на рэгенерацыю або страце метану з продувочным газам.

Кітайскія кампаніі тут часта прапануюць цікавы кампраміс. Іх капітальныя выдаткі (CAPEX) могуць быць на 20-30% ніжэйшыя, чым у прызнаных заходніх лідэраў. Але каб гэты плюс не ператварыўся ў мінус на эксплуатацыі (OPEX), трэба вельмі ўважліва глядзець на тэхніка-камерцыйную прапанову (ТКП). Ці гарантуюць яны ўдзельны выдатак энергіі на рэгенерацыю? Які тэрмін службы сарбенту закладваюць? Ці ёсць у іх рэферэнс-ліст з устаноўкамі, якія працуюць больш за 3-5 гадоў? Напрыклад, вывучаючы прапанову адChengdu Yizhi Technology, Варта запытаць дадзеныя менавіта па доўгатэрміновых праектах, а не толькі па паспяховых пусках.

На мой погляд, іх моцны бок - як раз у магчымасці аптымізаваць CAPEX без фатальнага ўрону для OPEX за кошт уласных распрацовак сарбентаў і адаптацыі тэхналогіі пад канкрэтныя, часта неідэальныя, умовы заказчыка. Яны не саромеюцца прапаноўваць гібрыдныя рашэнні, напрыклад, першую прыступку на актываваным куце для ўлоўлівання цяжкіх кампанентаў, другую – на? заменчаным? пад CO2 цэаліце. Гэта гнуткасць.

Погляд у будучыню: што яшчэ можа прапанаваць Кітай?

Цяпер шмат кажуць пра CCUS (улоўліванне, выкарыстанне і захоўванне вугляроду). Адсорбцыя пры ВД - адзін з ключавых этапаў ўлоўлівання. І тут кітайскія кампаніі пачынаюць глядзець далей проста ачысткі газу да норм. Гаворка ідзе аб атрыманні адносна чыстага струменя CO2 для наступнага выкарыстання - напрыклад, для запампоўкі ў пласт для павелічэння нафтааддачы (ППД) або для вытворчасці сухога лёду, карбанатаў.

Гэта патрабуе ўжо іншай ступені ачысткі і, галоўнае, іншай канфігурацыі працэсу дэсорбцыі. Трэба атрымаць CO2 з мінімальнымі прымешкамі. Бачу, што некаторыя інжынірынгавыя цэнтры, уключаючы Chengdu Yizhi, вядуць распрацоўкі ў гэтым кірунку - эксперыментуюць з шматступеннай рэгенерацыяй, вакуумнымі цыкламі, каб павысіць канцэнтрацыю вымаемага дыяксіду вугляроду. Пакуль гэта, хутчэй, пілотныя праекты, але трэнд відавочны.

Вынік такі. Прадукты адсорбцыі CO2 пры высокім ціску з Кітая - гэта сёння ў першую чаргу не "скрынкі з грануламі", а комплексныя тэхналагічныя рашэнні "пад ключ". Іх прывабнасць - у балансе кошту, тэхналагічнай адэкватнасці і гатоўнасці працаваць са складанымі ўмовамі. Ключ да поспеху - выбар не проста пастаўшчыка, а тэхналагічнага партнёра, які здольны несці адказнасць за ўвесь цыкл, ад лабараторнага аналізу да пуску. І такія партнёры на рынку ўжо ёсць. Застаецца толькі вельмі ўважліва вывучаць іх рэальны досвед, а не толькі прыгожыя прэзентацыі.