2025-ci il karbon qaydalarına uyğun aşağı emissiyalı neft-krekinq sistemləri

Tənzimləyici Təzyiqin Zəif Kəskinləşdirici Neft Sistemlərinə Təsirini Anlamaq

Fenomen: Qurğuşun Emisiyalarına Nəzarətin Güclənməsi

Hökumətlərin karbon qaydalarını daha sərtləşdirməsi səbəbindən dünyadakı neft emalı zavodlarına ən şiddətli şəkildə baxılır. Nümunə üçün Avropa İttifaqının Kəskin Kirayə Sistemi artıq şirkətlərə CO2 həddini aşmaları halında metrik ton başına 110 ABŞ dollarından artıq cərimələr tətbiq edir. Keçən il ICCT tədqiqatına əsasən, Euro VI qaydaları 2025-ci ilə qədər 2020-ci il səviyyəsinə nisbətən havadakı mikro hissəcikləri təxminən 30% azaltmağı tələb edir. Bu cür qaydalar yalnız Avropada deyil. ABŞ-dakı ştatların təxminən dörddə biri Kaliforniyanın Alçaq Karbonlu Yanacaq Standartı proqramını əsasən köçürüb. Sakit okeanın digər tərəfində Çin təxminən 2200 müxtəlif sənaye müəssisəsini əhatə edən və nefti qravitasiya yolu ilə emal edən milli karbon bazarı sistemini işə salıb.

Nefti qravitasiya yaratma sisteminin karbon izinə təsiri

Maye katalitik çatdırma (FCC) qurğuları emal prosesinin 40-60%-ə qədər karbon izinə görə məsuliyyət daşıyır, çünki bu proseslər istilik prosesləri və katalizatorların bərpa edilməsi üçün çox enerji tələb edir. 2024-cü ildə dərc edilmiş Materials & Energy Balance Study tədqiqatının məlumatlarına görə köhnə çatdırma sistemlərinin müasirləşdirilməsi hər bir emal olunan barel üçün 1-ci növ emissiyaları təxminən 34% azalda bilər. Real fərqlilik yarada biləcək bir neçə sahə mövcuddur. Əvvəlcə, reaktor temperaturunun düzgün tənzimlənməsi artıq koklaşmanın qarşısını alır və təxminən 12-18% qaz yandırıcının sərf edilməsini qənaət edir. Başqa bir əhəmiyyətli nəticə isə tullantı istiliyinin istifadəsi sistemlərinin quraşdırılmasıdır ki, bu da buxar tələblərini təxminən 25% azaldır. Həmçinin, biomüxtəlif materiallardan alınan xammala keçid edilməsi də unudulmamalıdır. Sadəcə bu dəyişiklik emissiya dövrlərini təxminən 52% azalda bilər və bu da bu gün mövcud olan ən təsirli strategiyalardan birinə çevrilir.

Tədqiqat: Yevropa neft emalı müəssisələrinin Euro VI və EU ETS tələblərinə uyğunluğu

Rin-Rur neft emalçıları konsorsiumu 2023-cü ildə altı krakeninq qurğusunda mərhələli tədbirlər nəticəsində emissiyanı 22% azaltdı:

Layihəyə 740 milyon ABŞ dolları kapital qoyuluşu karbon ödənişlərinin qarşısını almaq və məhsuldarlığın artırılması hesabına illik 210 milyon ABŞ dolları qənaət əldə etdi, bu da uyğunluğun biznes əsasını nümayiş etdirdi.

ESG və emal proseslərində uyğunluğun strateji inteqrasiyası

Qabaqcıl olmaq istəyən operatorlar emissiya nəzarəti strategiyalarını karbon intensivliyini önə çıxaran ESG standartları ilə əlaqələndirirlər. Enerji İnstitutunun 2024-cü il üçün son tövsiyələrinə görə, şirkətlər real vaxt rejimində emissiya izləməni birbaşa gündəlik əməliyyat ekranlarına inteqrasiya etməlidirlər. Hətta bəzi şirkətlər yuxarı rəhbərlərin bonuslarının təxminən üçdə birini bu karbon azaltma hədəflərinə necə yaxşı çatdığına bağlayıblar. Bu yarışma investorların bu gün ətraf mühit hesabatları ilə bağlı ən çox nəyə diqqət etdiyini həll edir, lakin başqa bir aspekt də var. Bu cür tədbirləri indi qəbul edən şirkətlər karbon qiymətləri artmaqda davam etdikcə, yəni növbəti illərdə hökumətlərin istixana qazlarına nəzarəti sıxmaqla etimad edilən zaman daha yaxşı mövqeyə sahib olacaqlar.

Az emissiyalı krekinq proseslərində innovasiyalar və katalizator texnologiyası

Ətrafə dostu krekinq prosesləri: Hidrokrekinq və FCC inkişafı

Bu gün hidrokrekinq ənənəvi üsullardan təxminən 15-20 faiz daha soyuq gedir, adətən 300-400 selsi dərəcə temperaturda. Temperaturun düşməsi ümumi enerjiyə olan tələbin azalmasına səbəb olur, lakin istehsal səviyyəsini sabit saxlayır. Son vaxtlar maye katalitik krekinq qurğularında da təkmilləşmələr müşahidə olunub, yeni rejenerator dizaynları yanma prosesini daha səmərəli edib. Bu dəyişikliklər hər emal dövrü üçün karbon qazının təxminən 12-18 faiz azalmasına kömək edir. Katalizatorlara gəlincə, silika-alümina növləri də real təminatlar nümayiş etdirir. 2023-cü ildə Mizuno və həmkarlarının dərc etdiyi tədqiqata görə, onlar hidrokarbon çevrilmə sürətini əvvəlki səviyyədən təxminən 25 faiz artırır. Belə inkişaflar neft emalı zavodlarının Avropa İttifaqının Kəskinləşmə Sistemində (Emissions Trading System) tələblərə cavab verməsini asanlaşdırır.

Yağ sistemlərində CO− azaltmaq üçün növbəti nəsil katalizatorlar

Katalizatorların inkişafı karbon azaldılması üçün çox vacibdir. Nadir torpaq metalları ilə modifikasiya edilmiş nanostruktur zeolitlər krekinq səmərəliliyini artırır və reaksiya kinetikasını 30-40% daha sürətli edir. Seçici katalizatorlar artıq olefinlərin istehsalına üstünlük verir və eyni zamanda kokslanmanın minimuma endirilməsi - birbaşa emissiyanın əsas mənbəyi - məhsul seçiciliyini 10-15% artırmağa və təkrar emal tələblərini və əlaqədar enerji itkisini azaltmağa nail olur.

Tədqiqat nümunəsi: Seçici Katalizatorlar CO− çıxışını 18-22% Azaltmaqla

2023-cü ilin sonlarında Hamburg yaxınlığında yerləşən neft emalı zavodunda kobaltla modifikasiya edilmiş FCC katalizatorları ilə həqiqi istehsal mühitində sınaqlar keçirildi. Təxminən yarım il sonra adi katalizatorlardan əldə edilən nəticələrlə müqayisədə CO2 emissiyalarının 18-22 faiz azaldığını gördülər. Ən yaxşı hissəsi isə bu müddət ərzində dizel istehsalının eyni qaldığı idi. Baş verən şey isə bu yeni katalizatorların metalları səth üzrə daha bərabər paylaması ilə hidrogen ötürmə reaksiyalarının daha səmərəli şəkildə işləməsinə səbəb oldu. Yanacaq qazı da daha az miqdarda itirildi. Ümumilikdə, bu dəyişiklik nəticəsində illik olaraq təxminən 2,7 milyon yevro qədər EU karbon kreditlərinin alınmasından qənaət edildi. Beləliklə, burada yaşıl texnologiyalara keçidin həmişə xərclərin artması ilə əlaqəli olmayacağını sübut etmiş olduq.

Neftin krekinq sisteminə karbonun tutulması və saxlanması texnologiyasının inteqrasiyası

Təmizləmə qurğularında CCUS texnologiyaları: Krekinq qurğularında tətbiqi

CCUS sistemləri neft emalı zavodlarından CO₂ emissiyalarını azaltmada mühüm rol oynayır, xüsusilə bu sahil zonası qurğuları üçün vacibdir. Əsasən, bu sistemlər emissiyaları istehsal olunduğu yerdə tutur, onları nəqliyyata yararlı formaya sıxır və onları uzun müddət saxlamaq üçün yerdəaltı duzlu su yataqlarına göndərir. Birləşmiş Krallıq İqlim Dəyişikliyi Komitəsi keçən il sənayenin CCUS texnologiyalarını ciddi şəkildə qəbul etməsi halında 2035-ci ilə qədər emalı zavodlarının emissiyalarının təxminən yarısının aradan qalxacağını bildirib. Bunun perspektivinə baxaq: sahil zonası qurğuları qalın, ağır karbohidrogenləri götürür və insanlar tərəfindən satın alınmaq istəyilən yüngül yanacaqlara çevirir. Emalı zavodlarının bu xüsusi hissələri ümumi karbon emissiyalarının 15%-dən 25%-ə qədərini təşkil edir, buna görə də şirkətlər təsərrüfatlarını karbon tutma həlləri ilə yenidən qurmağı nəzərdə tutduqda onlar siyahının ən üstündədir.

Maye Katalitik Oksidləşdirmə (FCC) Qurğuları Üçün Xüsusi CCS Həlləri

İstifadəyə yararlı benzina çevrilməsi üçün ağır qaz neftini çevrən maye katalitik krekinq (FCC) qurğuları son zamanlar yüksək temperaturlu katalizatorla idarə olunan proseslər üçün nəzərdə tutulmuş karbonun tutulması və saxlanması (CCS) texnologiyalarını inteqrasiya etməyə başlayıblar. Ən son nəsil ammin əsaslı həlledicilər sistemin əlavə enerjisini çox artırmadan təxminən 90-95 faiz CO2 emissiyasını tutmaq qabiliyyətinə malikdir. 2024-cü ildə Inspenet tərəfindən dərc edilmiş son araşdırmalara görə, FCC əməliyyatlarına CCS inteqrasiya edildikdə ümumi emissiyalar hər saat 18-22 metrik tona qədər azalır. Həmçinin son zamanlar post yanma tutma üsullarının oksidasiya yanma texnikaları ilə birləşdirildiyi hibrid sistemlər də daha populyar hala gəlir. Bu qarışıq yanaşmalar əsasən karbonun tonnası 80 ABŞ dollarından yuxarı qiymətləndirildikdə daha iqtisadi cəhətdən sərfəli olur və təbii ehtiyatların azaldılması üçün səylər göstərən zavod operatorları üçün daha sərfəli investisiya variantı təqdim edir.

CCS-in qəbulunda xərclərin və davamlılığın tarazlanması

CCS-nin əlbəttə ki, ətraf mühitə dəstək verən üstünlükləri var, lakin onun geniş şəkildə qəbul edilməsi xərclərin azaldılmasına və dəstək siyasətinin müəyyən edilməsinə bağlıdır. Hazırda CCS-ni həyata keçirmək rafinə neftin hər bareli üçün təxminən 12-18 ABŞ dolları əlavə xərc yaradır və bu xərclərin əsas hissəsi saxlama qurğuları və nəqliyyat şəbəkələrinin tikintisindən irəli gəlir. Yaxşı xəbər odur ki, bəzi ümidverici inkişaf nümayiş etdirilir. Modulyar tutma sistemləri və ümumi CO2 kəmər şəbəkələri artıq çox hallarda ilkin investisiya tələblərini təxminən 30-40 faiz azaldıb. Birləşmiş Krallığın 2024-cü il CCS strategiyasında nəzərdə tutulduğunu nəzərdən keçirərkən, onlar tonu üçün 85 ABŞ dolları vergi krediti kimi maliyyə stimullarını böyük miqyaslı hidrogen istehsalı səyləri ilə birləşdirməyin əslində 2027-ci ildən əvvəl rafineriyalarda CCS layihələrini maliyyə baxımından investisiya üçün sərfəli edə biləcəyini göstərir.

Krekinq əməliyyatlarında emissiya optimallaşdırılması üçün rəqəmsallaşdırma və süni intellekt

Süni intellektə əsaslanan krekinq neft sistemlərində proses optimallaşdırılması

Bu gün maşın öyrənmə sistemləri neftin qaynaqlanma əməliyyatlarından gələn müxtəlif növ məlumatlara baxır. Onlar hansı növ xammalın istifadə olunduğunu, temperaturun zamanla necə dəyişdiyini və katalizatorların həyata keçirilməsindən əvvəl real vaxtda tənzimləmələr edərkən onların necə işlədiyini izləyirlər. Bəzi çox ağıllı alqoritmlər əslində proseslərin ən yaxşı vaxtlarını proqnozlaşdıra bilir, adətən bir gün və iki gün əvvəl. Bu, enerjinin boşa xərclənməsini azaldır, bir prosesdən digərinə keçid zamanı bu enerji xərclənir. Beynəlxalq Enerji Agentliyinin son tapıntılarına görə, AI-nı qaynaqlanma vahidləri üçün tətbiq edən zavodlar adətən enerji xərclərində 12-dən 18 faizə qədər qənaət edir, əvvəllər insanların əl ilə nəzarət etdiyi köhnə üsullarla müqayisədə. Son zamanlar enerjinin qiymətinin qaldırılması nəzərə alınmaqla bu fərq olduqca böyükdür.

Enerji səmərəliliyi üçün Avtomatlaşdırma və Reallığın İzlənilməsi

Katalitik çatdırma qurğuları artıq karbon dioksid səviyyələrini, istilik yayılma nümunələrini və katalizatorların nə qədər yaxşı işlədiyini ölçən IoT sensorları ilə təchiz olunub. Bu ağıllı sistemlər hava və yanacaq qarışığını, buxarın vurulma vaxtını və reaktorların işlədiyi temperaturu əməliyyatlar gedərkən avtomatik olaraq tənzimləyir. Keçən il sensorlardan istifadə edərək tullantıların idarə edilməsi ilə bağlı aparılan tədqiqatlar göstərdi ki, həqiqətən kiçik tənzimləmələr neftin təmizlənməsi zamanı istehsal olunan istixana qazlarını təxminən iyirmi faiz azalda bilər. Ətraf mühit standartlarına çatmağa çalışan emal refineryaları üçün istehsalı qurban vermədən bu cür real vaxt rejimində monitorinq əhəmiyyətli fərqi yaradır.

Tədqiqat Nümunəsi: AI-Optimalaşdırılmış FCC Qurğularının Enerji İstifadəsinin 15%-ə Qədər Azalması

Bir Avropa rafineriyası sonradan FCC qurğusuna yönəlmiş süni intellekt əsaslı proqnozlaşdıran nəzarət sistemlərini tətbiq etmişdir. Bu sistemlər xüsusilə enerji tələb edən regenerasiya dövrlərinə yönəlmişdir. Maşın öyrənmə sistemləri yanacaq sobaları üçün ən optimal tənzimləmələri və dəyişən vəziyyətdə nə vaxt daxil olan xammala əsaslanaraq katalizatorların dövriyyə sürətini müəyyən etmişdir. Təxminən 18 ay bu sistemlə işlədikdən sonra təbii qaz istifadəsi 15% azalma göstərmişdir, bu da təxminən 3.2 MMBTU hər bir varildə işlənmiş xammal üçün müvafiqdir. Daha da yaxşı odur ki, onlar 99,2% -lik çatdırıcı səmərəliliyi saxlamağı bacarmışlar. Bu uğur hekayəsi xüsusilə hər gün 200 min barreldən çox işləyən böyük müəssisələrdə performans standartlarını qurban vermədən oxşar yanaşmaların da miqyasda işləyə biləcəyini göstərir.

Tez-tez verilən suallar

Tənzimləyici tədbirlərin aşağı emissiya səviyyəli neft emalı sistemlərinə təkan verən əsas amillər nələrdir?

Qəti karbon və emissiya tənzimləmələri, məsələn, Avropa İttifaqı Emissiya Kreditləri Sistemi və Euro VI, rafinəriyaları cərimələrdən qorunmaq və müvafiq olmaq üçün aşağı emissiyalı sistemlərə keçməyə məcbur edir.

Neftin parçalanma sistemləri rafinəriyanın karbon izinə necə təsir edir?

Xüsusilə Maye Katalitik Parçalanma (FCC) qurğuları kimi parçalanma sistemləri, yüksək enerji tələbləri və katalizatorların bərpası dövrləri səbəbindən rafinəriyanın karbon izinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir.

Rafinəriyalar emissiyaları azaltmaq üçün hansı texnologiyaları tətbiq edə bilər?

Neft emalı müəssisələri tullantı istiliyini istifadəyə salma sistemlərini həyata keçirə, biokütlədən alınan xammala keçə və emissiyaları səmərəli şəkildə azaltmaq üçün CCUS və süni intellektə əsaslanan optimallaşdırma sistemlərindən istifadə edə bilər.

Rafinərkarlar CCS texnologiyalarını qəbul edərkən xərclər və davamlılıq arasında necə balans yarada bilər?

Maliyyə stimulları, modul tutma sistemləri və paylaşılan CO2 kəmər şəbəkələri rafinəriyaların xərclər və davamlılıq arasında balans yaratmasına kömək edə bilər və CCS texnologiyalarının qəbulunu daha real edə bilər.