Chine : produits d’adsorption du CO2 pendant HP ? 

C'est une question qui revient souvent dans les conversations avec les clients de la CEI, notamment du secteur pétrolier et gazier. Beaucoup de gens imaginent immédiatement une sorte de « tablette » universelle. ou des colonnes standards qui peuvent être achetées sur catalogue et tout fonctionnera. La réalité, comme d’habitude, est plus compliquée. L'adsorption du dioxyde de carbone à haute pression ne concerne pas seulement un sorbant, il s'agit de tout un fil technologique, où de petites choses comme le séchage préliminaire du gaz ou les fluctuations de la pression d'entrée peuvent annuler le travail même du matériau le plus efficace. Et oui, les solutions chinoises ne sont plus ici seulement une « alternative économique », mais des produits d'ingénierie assez compétitifs, mais avec leurs propres spécificités.

Pas un absorbant, mais un système

Lorsqu’on démarre un projet de purification du gaz associé ou naturel du CO2, la première chose que l’on demande est le type d’adsorbant. Tamis moléculaires, zéolites, charbon actif… La liste est connue. Mais le point clé qui échappe au départ est la nécessitécalcul technologique individuel. La pression dans le système n'est pas abstraitement « élevée », mais spécifique de 30, 50 ou 80 bars. Composition du gaz – pourcentage de CO2, présence de sulfure d'hydrogène, mercaptans, hydrocarbures lourds. Tout cela dicte non seulement le choix de la marque du sorbant, mais également la conception des adsorbeurs, le schéma de régénération (purge des gaz chauds, vide, TSA) et la configuration des vannes.

Je me souviens d'un premier projet en Asie centrale. Le client a acheté ce qu’on appelle une « solution en boîte » ? – colonnes standards avec zéolithe. Mais ils n’ont pas tenu compte du fait que le gaz avait un pourcentage accru de C7+. Il en résulte une cokéfaction rapide du lit, une baisse de productivité, des cycles de régénération fréquents et, in fine, un remplacement de l'ensemble de la charge en moins d'un an. Chère leçon. Vous comprenez alors qu’il n’est pas nécessaire de vendre des tonnes de granulés, mais un résultat garanti à la sortie : la teneur en CO2 requise.

C’est là que se manifeste la différence entre un simple fabricant de absorbants et une entreprise technologique. Nous avons besoin de quelqu'un qui prendra en charge toute la chaîne : analyse des matières premières, modélisation des procédés, conception des appareils, approvisionnement et chargement des matériaux, mise en service. Il existe des acteurs très complexes en Chine, et ils sont souvent issus de grands groupes chimiques dotés d’une base scientifique sérieuse.

L'approche chinoise : de la chimie à l'ingénierie

Si auparavant la Chine était principalement associée aux substituts bon marché de la zéolite, la situation est désormais différente. Les instituts de recherche locaux et les laboratoires appliqués travaillent sur des composés très spécifiques. Par exemple, des zéolithes modifiées à capacité accrue spécifiquement pour le CO2 en présence de méthane, ou des matériaux composites résistants à la présence d'humidité. Mais encore une fois, leur efficacité ne se révèle que dans un système correctement conçu.

L'un des exemples frappants d'un tel cycle complet est celui de l'entrepriseChengdu Yizhi Technology Co.. Il ne s'agit pas simplement d'une maison de commerce, mais d'un institut de design créé sur la base de la technologie chimique Chengdu Huaxi. Leur site internetyzkjhx.ruse concentre sur le marché russophone, ce qui indique déjà un intérêt stratégique pour notre région. Leur capital social s'élève à 120 millions de yuans, ce qui représente un investissement important dans les infrastructures et le développement. L’important est qu’ils se positionnent comme une société d’ingénierie issue de la production chimique. En pratique, cela signifie qu'ils peuvent sélectionner/produire un sorbant pour la tâche et calculer son fonctionnement dans des appareils spécifiques pour un gaz spécifique.

En travaillant avec eux sur l'un des projets de préparation du gaz pour les stockages souterrains, j'ai remarqué leur scrupule en matière de séchage préalable. Ils ont insisté sur un système en deux étapes, même si le client essayait d'économiser de l'argent. Leur argument était simple : l’humidité résiduelle à haute pression entre non seulement en compétition avec le CO2 pour les sites actifs du sorbant, mais provoque également une dégradation irréversible de certains types de zéolites. En conséquence, nous avons suivi leur schéma - l'installation fonctionne de manière stable depuis la troisième année, la dégradation de la charge est conforme aux prévisions.

Pièges et « preuves non évidentes »

Même avec un bon entrepreneur et des matériaux de haute qualité, certaines nuances n'apparaissent qu'au cours de l'exploitation. L’un des principaux est la formation de poussière. Un adsorbant de haute qualité doit avoir une résistance mécanique élevée afin de résister aux cycles répétés d'adsorption-désorption et aux chutes de pression. Les analogues bon marché commencent à « accumuler la poussière », la fraction fine obstrue les filtres fins à la sortie et peut pénétrer dans l'équipement du compresseur. Le contrôle de ce paramètre est indispensable.

Un autre point est la logistique et le chargement. Cela semblerait être une petite chose. Mais s'il n'y a pas d'équipement spécial sur le site pour un remplissage dense et uniforme des colonnes hautes (et cela se produit souvent dans les champs éloignés), des canaux se forment, du gaz « passe à travers » et l'efficacité diminue. Certains fournisseurs, dont Yizhi Technology susmentionné, proposent des services internes de supervision de l’installation et de chargement. Cela coûte plus cher au stade du contrat, mais vous évite bien des problèmes par la suite.

Et bien sûr, la régénération. Le schéma de purge par gaz chaud et sec est un classique, mais il nécessite un contrôle précis de la température. Surchauffe - et les « frittés » sorbants, sous-chauffement - et le CO2 n'est pas complètement éliminé, la capacité du cycle suivant diminue. Dans l'une des installations, il a été nécessaire de modifier a posteriori le système de contrôle du chauffage, car les températures de conception ne garantissaient pas une désorption complète dans le temps imparti. Il s’agit de l’importance de la flexibilité dans les solutions de conception et de l’expérience du fournisseur en matière de mise en service.

Aspects économiques du problème : pas seulement le prix à la tonne

Lorsque l’on compare les offres, notamment européennes et chinoises, la première chose qui frappe est la différence de coût des équipements et des matériaux. Mais il faut compter sur le cycle de vie complet. Un absorbant moins cher avec une faible capacité ou résistance nécessitera un remplacement plus fréquent. Une conception de processus plus simple (et moins coûteuse) peut entraîner une augmentation des coûts énergétiques pour la régénération ou une perte de méthane avec le gaz de purge.

Les entreprises chinoises proposent souvent ici un compromis intéressant. Leurs coûts en capital (CAPEX) peuvent être inférieurs de 20 à 30 % à ceux des dirigeants occidentaux reconnus. Mais pour éviter que ce plus ne se transforme en moins pendant l'exploitation (OPEX), il faut examiner très attentivement la proposition technique et commerciale (TCP). Garantissent-ils une consommation d’énergie spécifique pour la régénération ? Quelle est la durée de vie du absorbant ? Disposent-ils d'une liste de références avec des installations fonctionnant depuis plus de 3 à 5 ans ? Par exemple, étudier une offre deTechnologie Yizhi de Chengdu, il vaut la peine de demander des données spécifiquement sur les projets à long terme, et pas seulement sur les lancements réussis.

À mon avis, leur force réside précisément dans la capacité d'optimiser les CAPEX sans dommages fatals aux OPEX grâce à leur propre développement de absorbants et à l'adaptation de la technologie aux conditions spécifiques, souvent non idéales, des clients. Ils n'hésitent pas à proposer des solutions hybrides, par exemple, le premier étage utilise du charbon actif pour capter les composants lourds, le deuxième étage utilise du charbon « aiguisé ». sous zéolithe CO2. C'est la flexibilité.

Regard vers l’avenir : qu’est-ce que la Chine a d’autre à offrir ?

On parle beaucoup ces jours-ci du CCUS (captage, utilisation et stockage du carbone). L'adsorption pendant l'HP est l'une des étapes clés de la capture. Et ici, les entreprises chinoises commencent à regarder au-delà de la simple purification du gaz selon les normes. Nous parlons d'obtenir un flux de CO2 relativement propre pour une utilisation ultérieure - par exemple, pour l'injection dans un réservoir pour la récupération assistée du pétrole (EOR) ou pour la production de neige carbonique, de carbonates.

Cela nécessite un degré de purification différent et, surtout, une configuration différente du processus de désorption. Vous devez obtenir du CO2 avec un minimum d'impuretés. Je constate que certains centres d'ingénierie, dont Chengdu Yizhi, se développent dans cette direction - en expérimentant une régénération en plusieurs étapes, des cycles sous vide pour augmenter la concentration de dioxyde de carbone extrait. Pour l’instant, il s’agit plutôt de projets pilotes, mais la tendance est évidente.

Le résultat est le suivant. Les produits d’adsorption de CO2 à haute pression en provenance de Chine ne sont aujourd’hui pas principalement des « boîtes de granulés », mais des solutions technologiques complexes « clé en main ». Leur attractivité réside dans l'équilibre entre les prix, l'adéquation technologique et la volonté de travailler dans des conditions difficiles. La clé du succès réside dans le choix non seulement d'un fournisseur, mais également d'un partenaire technologique capable d'être responsable de l'ensemble du cycle, de l'analyse en laboratoire à la mise en service. Et il existe déjà de tels partenaires sur le marché. Il ne reste plus qu'à étudier très attentivement leur expérience réelle, et pas seulement de belles présentations.