Partner serwisu
21 października 2015

Paliwa z węgla – wysiłek inżynierów

Kategoria: Zdaniem Szczęśniaka

W poprzednim tekście opisywałem warunki, w jakich narodził się wielki południowoafrykański przemysł przetwarzania  węgla w paliwa. Dzisiaj więcej szczegółów.

Paliwa z węgla – wysiłek inżynierów

Sasol, główna południowo-afrykańska firma państwowa, to duże przedsiębiorstwo – ponad 30 tysięcy zatrudnionych, z tego prawie 3 tysiące w Europie i ponad tysiąc w Ameryce. Jest zintegrowana pionowo, co oznacza kontrolę nad całym ciągiem procesowym od wydobycia węgla i gazu, przez ich przerób na główne produkty – paliwa i chemikalia - aż po sprzedaż zróżnicowanej palety głęboko przetworzonych produktów końcowych. To daje korzyści tak technologiczne jak i ekonomiczne. Stabilność warunków działania, gdy można rozwijać technologie w ich pełnym łańcuchu technologicznym, i można  nie patrzeć na notowania giełdowe, które mogą nagle wywrócić działalność, która  opłacała się latami.

Własne kopalnie węgla, wydobywające 40 milionów ton rocznie (prawie 2/3 polskiego wydobycia) które nie tylko pracują na własne potrzeby, ale także na eksport (2,8 mln ton), dostarczają surowca do podstawowego procesu - gazyfikacji. Wielostanowiskowa (80 wież gazyfikacyjnych) instalacja w Secunda przetwarza odpowiednio przygotowany węgiel w mieszankę gazów. Surowiec musi być rozdrobniony (5-100 mm), uśredniony jakościowo i oczyszczony z kamienia. Wybrano instalacje gazyfikacji produkcji Lurgi, gdyż radziły sobie z  węglem niskiej jakości i z dużą ilością popiołów. Z tego pierwszego etapu już otrzymujemy pierwsze produkty i półprodukty – smoły i oleje, jak i amoniak, siarkę i fenole. Jednak po oczyszczeniu podstawowym produktem jest gaz syntezowy, mieszanka wodoru i  tlenku węgla, które przechodzą do procesu syntezy.

W wysokotemperaturowych reaktorach gaz syntezowy reaguje pod ciśnieniem w obecności katalizatorów w temperaturze 350 stopni Celsjusza, by w efekcie dać węglowodory w przedziale C1 do C20. W efekcie w strumieniu chemikaliów uzyskuje się etan i etylen i dalej przetwarza do polietylenu. Z dłuższych łańcuchów węglowodorowych uzyskuje się szereg olefin, które służą do produkcji specyficznych polietylenów czy rozpuszczalników i alkoholi.

Afrykańczycy połączyli dwie technologie Fischera Tropscha – niemiecką (ze stałym katalizatorem, Arge) i amerykańską (katalizator fluidalny, Kellog, Synthol). Daje to możliwość regulowania rodzaju produktów, które chce się uzyskiwać, decydując się albo na średnie destylaty (olej napędowy) lub na lekkie (benzyny). To największy strumień węglowodorów,  gdzie otrzymuje się LPG, benzyny, olej napędowy, a także parafiny, asfalty i oleje ciężkie.

Procesy wydają się proste, jednak ich przemysłowe opanowanie, szczególnie w latach 50-tych i 70-tych nie było łatwe. Potrzebne były lata walki ze złą jakością dostarczanych urządzeń, które powodowały  przestoje i oczywiście podwyższały koszty. Jednak inżynierowie mieli wolne pole działania (RPA była objęta sankcjami naftowymi) oraz pasję do pokonywania trudności. Dlatego wiele instalacji, fragmenty procesów chemicznych poprawiali, doskonalili, aż doprowadzili do stabilności produkcji. Trwało to długie lata, jednak doprowadziło do opanowania procesu technologicznego, osiągnięcia jego opłacalności oraz do zdobycia unikalnych umiejętności w procesach gazowania węgla, a szczególnie syntezy gazów do cięższych węglowodorów. Ten ostatni postęp otworzył drogę Sasolowi na międzynarodowe salony, czyli wielkie instalacje produkcji paliw z gazu ziemnego w Katarze.

Processing Sasola to od 50-tych lat jedyny komercjalny proces, który trwa pomimo gwałtownych zmian cen ropy. Koszty benzyny w roku 1980 oceniało się na 17 ówczesnych dolarów za baryłkę. Wtedy ropa kosztowała średnio 30 dolarów. Proces mógł być tani, gdyż zasoby węgla były łatwo dostępne, a Południowa Afryka dysponowała szerokimi zasobami taniej pracy. Ten sam proces w Stanach Zjednoczonych Ameryki, posiadających dużo większe, ale także tanie pokłady węgla, jest znacznie droższy, gdyż koszty pracy i ochrony środowiska są znacznie wyższe, dlatego wtedy koszty kształtowały się w granicach 27 – 49 dolarów. Dzisiaj podobnie kształtują się koszty wydobycia ropy z łupków, i jak wiemy – amerykański przemysł naftowy ma kłopoty.

Dzisiaj – w czasach światowych sankcji na węgiel , zwalczania globalnego ocieplenia, nieprzewidywalnych kosztów pozwoleń na emisje CO2, nie ma najmniejszych szans na powtórzenie tego sukcesu. Projekt afrykański trwa siłą rozpędu i dzięki talentom inżynierów i menedżerów, którzy przekształcili Sasol w globalną, konkurencyjną firmę paliwowo-chemiczną.  

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ