ការបែងចែកដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាក្រោមសីតុណ្ហភាពទាប ប្រៀបធៀបនឹងការបែងចែកដោយប្រើប្រព័ន្ធមេមប្រែន

បញ្ហាបំបែកក្នុងការដំណាំឧស្ម័នធម្មជាតិ

ការដកអាសូតចេញពីឧស្ម័នធម្មជាតិហាក់ដូចជាងាយស្រួល ប៉ុន្តែវាមិនងាយស្រួលទេនៅពេលអ្នកមើលលេខទាំងនេះ។ អង្ករម៉ូលេគុលរបស់អាសូត និង ម៉ិតេន មានភាពខុសគ្នាតែប៉ុណ្ណោះ 0.2 អង់ស្ត្រុម ហើយចំណុចចាប់ផ្ទះរបស់ពួកវាមានភាពខុសគ្នាតែប៉ុណ្ណោះ 10 ដឺក្រេ នៅសម្ពាធអាកាស។ ភាពស្រដៀងគ្នាប៉ុន្តែមានភាពខុសគ្នាតិចតួចនេះ ធ្វើឱ្យការបំបែកមានភាពលំបាកយ៉ាងខ្លាំង មិនថាអ្នកប្រើបច្ចេកវិទ្យាណាក៏ដោយ។

ការភ្លេចបាត់គឺខ្ពស់ណាស់។ ស្តង់ដារនៃប៉ាઇប៍ជាទូទៅកំណត់អ័កស៊ីសែនទៅ ២–៤ ម៉ូល% ខណះដែលកាសចិញ្ចឹមខ្លះមានអ័កស៊ីសែន ១៥% ឬច្រើនជាងនេះ។ រាល់ភាគរយនៃអ័កស៊ីសែនដែលនៅសល់ក្នុងកាសលក់ បង្ហាញពីការបាត់បង់តម្លៃកំដៅ និងបាត់បង់ប្រាក់ចំណេញ។ ប៉ុន្តែការដកអ័កស៊ីសែនច្រើនពេក បណ្តាលឱ្យបាត់បង់ថាមពល និងកើនថ្លៃដើមដំណាំ។ ការស្វែងរកតុល្យភាពល្អបំផុត គឺជាបញ្ហាសេដ្ឋកិច្ច ដូចគ្នានឹងបញ្ហាបច្ចេកទេស។

បច្ចេកវិទ្យាពីរបានគ្រប់គ្រងការពិភាក្សា៖ ការបែងចែកតាមរយៈការធ្វើឱ្យរាវដោយការធ្វើឱ្យត្រជាក់ និងការបែងចែកតាមរយៈមេមប្រែន។ មានអ្នកគាំទ្រដែលមានចិត្តស្មោះស្ម័គ្រចំពោះបច្ចេកវិទ្យានីមួយៗ ប៉ុន្តែភាពពិតគឺស្មុគស្មាញជាងនេះ។ ការជ្រើសរើសដែលត្រូវបានគេសម្រេច អាស្រ័យលើសមាសភាពកាសចិញ្ចឹម អត្រាការហូរ តម្រូវការផលិតផល និងការកំណត់ដែលទាក់ទងនឹងទីតាំង។ ការយល់ដឹងពីកន្លែងដែលបច្ចេកវិទ្យានីមួយៗមានប្រសិទ្ធភាព និងកន្លែងដែលវាមិនមានប្រសិទ្ធភាព គឺជាការចាំបាច់សម្រាប់ការសម្រេចចិត្តវិនិយោគដែលមានគុណភាព។

របៀបដែលការបែងចែកតាមរយៈការធ្វើឱ្យរាវដោយការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដំណើរការ

ការចម្លែងតាមវិធីប៉ះពាល់នៅសីតុណ្ហភាពទាប ប្រើប្រាស់ភាពខុសគ្នានៃចំណុចដែលអាចផ្ទះបានរវាងមេថេន (-១៦១,៥°C) និងអាសូត (-១៩៥,៨°C)។ ឧស្ម័នដែលចូលមកត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ បង្ហាប់ ហើយពង្រីកតាមរយៈម៉ាស៊ីនប៉ះពាល់ប៉ូតេនស្យែល ដើម្បីឱ្យបានសីតុណ្ហភាពទាបដែលត្រូវការសម្រាប់ការប៉ះពាល់ផ្នែកមួយ។ នៅក្នុងប៉ះពាល់ ឧស្ម័នដែលឡើងលើ ប៉ះទង្គិលជាមួយទឹករាវដែលធ្លាក់ចុះ តាមរយៈជាន់ជាន់ជាច្រើននៃថាសទ្រិស្ត ឬសម្ភារៈប៉ះពាល់ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ។ មេថេន ដែលជាសារធាតុធ្ងន់ជាង និងមានចំណុចផ្ទះបានខ្ពស់ជាង នឹងប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងស្ថានភាពរាវនៅផ្នែកខាងក្រោម។ អាសូត ដែលមានលក្ខណៈងាយផ្ទះបានជាង នឹងឡើងទៅកាន់ផ្នែកខាងលើជាឧស្ម័ន។

ដំណាំនេះទាមទារថាមពលច្រើន—គ្មានវិធីណាមួយដែលអាចជៀសវាងច្បាប់រូបវិទ្យាអំពីការផ្លាស់ប្តូរកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពទាបទេ។ ប៉ុន្តែវាក៏មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ផងដែរ។ ប្រព័ន្ធប៉ះពាល់អាសូតដែលប្រើក្នុងពាណិជ្ជកម្ម អាចទទួលបានការសង្គ្រោះមេថេនលើសពី ៩៨% ជាប្រក្រតី ហើយអាចប៉ះពាល់អាសូតឱ្យស៊ីជាមួយស្តង់ដារប៉ាઇប៍ ដែលមានអាសូត ២–៣ mol% ឬទាបជាងនេះ។ បច្ចេកវិទ្យានេះអាចពង្រីកទំហំបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ពីស្ទើរតែចំហៀងតូចៗ រហ доរាងកាយធំៗសម្រាប់រោងចក្រ LNG ដែលដំណាំបន្ត។

អ្វីដែលតែងតែត្រូវបានមើលរំលងគឺសក្តានុពលនៃការរួមបញ្ចូលគ្នា។ ប្រព័ន្ធ NRUs ក្រីយ៉ូហ្សេនិកអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាមួយនឹងការស្តង់ដារ NGL ក្នុងប្រអប់ត្រជាក់តែមួយ ដោយចែករំលែកប្រព័ន្ធត្រជាក់ និងប្រព័ន្ធបង្ហាប់។ សកម្មភាពសហការនេះធ្វើឱ្យសេដ្ឋកិច្ចសរុបកាន់តែប្រសើរ និងកាត់បន្ថយផ្ទៃរាងការដ្ឋានបើធៀបនឹងខ្សែសង្វាក់ដំណើរការដាច់ដោយឡែក។ សម្រាប់អ្នកប្រតិបត្តិការដែលមានសមាសភាពកាសស្មុគស្មាញ និងស្រទាប់ផលិតផលច្រើន អត្ថប្រយោជន៍នៃការរួមបញ្ចូលគ្នានេះគឺសំខាន់ណាស់។

ការបំបែកដោយមេមប្រេន៖ វិធីសាកសួរជំនួស

ការបំបែកដោយមេមប្រេនធ្វើតាមផ្លូវផ្សេងទាំងស្រុង។ ជំនួសអោយការធ្វើអោយកាសត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពក្រីយ៉ូហ្សេនិក មេមប្រេនពឹងផ្អែកលើការច្រានចេញខុសគ្នា—ម៉ូលេគុលកាសផ្សេងៗធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់សម្ភារៈមេមប្រេនក្នុងអត្រាខុសគ្នា។ អាសូតឆ្លងកាត់លឿនជាងមេតាន ដូច្នេះស្រទាប់ឆ្លងកាត់ក្លាយជាអាសូតច្រើន ខណៈស្រទាប់ដែលនៅសល់ក្លាយជាមេតានច្រើន។

ឧបករណ៍នេះមានភាពសាមញ្ញជាង។ គ្មានប្រអប់ត្រជាក់ គ្មានម៉ាស៊ីនពង្រីកតាមបែបធ្លាក់សំពាធប៉ុណ្ណោះ និងគ្មានថ្នាក់ចែកផ្សេងៗដែលស្មុគស្មាញទេ។ ប្រព័ន្ធប៉ុះមានសក្តានុពលដំណាំនៅសីតុណ្ហភាពបរិយាកាស ឬសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បន្តិចប៉ុណ្ណោះ ដែលមានម៉ាស៊ីនវិលតិចជាង និងមានប៉ៃព្យប៉ុះប៉ុះប៉ុណ្ណោះ។ ភាពសាមញ្ញនេះបណ្តាលឱ្យថ្លៃដើមដំឡើងទាបជាងសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ទំហំតូចទៅមធ្យម និងការដំឡើងបានលឿនជាង។

ប៉ុន្តែមានបញ្ហាមួយ។ សារធាតុប៉ុះមានសារធាតុជាក់លាក់សម្រាប់អាសូតធៀបនឹងម៉េតាន់មានកំណត់។ សារធាតុប៉ុះល្អបំផុតដែលមានលក់នៅទូទាំងពិភពលោក អាចសម្រេចបានតែកត្តាបែងចែកបានតែ ៣–៥ ប៉ុណ្ណោះ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសារធាតុជាក់លាក់គ្មានដែនកំណត់ដែលអាចសម្រេចបានតាមរយៈការចែកផ្សេង។ ការកំណត់នេះបណ្តាលឱ្យសារធាតុប៉ុះមានការលំបាកក្នុងការបន្ថយអាសូតឱ្យទាបជាង ៣–៥ mol% ហើយការបាត់បង់ម៉េតាន់នៅក្នុងស្ទ្រេមដែលឆ្លងកាត់ប៉ុះអាចមានចំនួនច្រើន។ ម៉ូលេគុលម៉េតាន់នីមួយៗដែលឆ្លងកាត់ប៉ុះ គឺជាផលិតផលដែលបាត់បង់ និងបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ចំណូល។

តម្រូវការសង្កត់បន្ថែមបានបង្កើនថ្លៃដើមមួយទៀត។ ស្រទាប់សំយោគដំណើរការបានល្អបំផុតនៅពេលមានភាពខុសគ្នានៃសម្ពាធខ្ពស់នៅលើផ្ទៃស្រទាប់ ដែលជាញឹកញាប់មានន័យថា ត្រូវសង្កត់ឡើងវិញនូវឧស្ម័នចូល ឬ ស្រាយចេញ។ ម៉ាស៊ីនសង្កត់ទាំងនេះប្រើថាមពល ហើយត្រូវការការថែទាំ ដែលធ្វើឱ្យបាត់បង់ផ្នែកមួយនៃអត្ថប្រយោជន៍ដែលមានលក្ខណៈសាមញ្ញនៃប្រព័ន្ធស្រទាប់។

ប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់៖ សមត្ថភាព និងសេដ្ឋកិច្ច

ចន្លោះសមត្ថភាពរវាងបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះក្លាយជាច្បាស់លាស់នៅពេលប្រៀបធៀបគ្នាដោយផ្ទាល់ និងតាមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា។

ទិន្នន័យប្រាប់រឿងដែលច្បាស់លាស់។ ការចម្លាក់តាមវិធីបាក់សុទ្ធ (cryogenic distillation) គ្រប់គ្រងទាំងមូលសម្រាប់ស្ទូចចរន្តធំៗ តម្រូវការសារធាតុស្អាតខ្ពស់ និងការប្រើប្រាស់ដែលការទាញយកមេតាន៍គឺសំខាន់ណាស់។ ការបំបែកតាមរយៈមេប្រៃន (membrane separation) ដំណាំបានល្អសម្រាប់ការដកអាសូតចេញពីបរិមាណធំៗលើសពី 15 ម៉ូល% និងការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងដែលសារធាតុស្អាតមធ្យមគឺអាចទទួលយកបាន។

ការពិនិត្យឡើងវិញនៅឆ្នាំ 2025 លើបច្ចេកវិទ្យាបំបែកបានបញ្ជាក់ថា ការចម្លាក់តាមវិធីបាក់សុទ្ធ (cryogenic distillation) នៅតែជាស្តង់ដារពាណិជ្ជកម្មសម្រាប់ការបំបែកអាសូត ដោយសារតែវាអាចដោះស្រាយចរន្តធំៗ និងសម្រេចបាននូវការបំបែកសារធាតុស្អាតខ្ពស់។ នេះមិនមានន័យថា មេប្រៃន (membranes) បាក់បែកទេ — វាមានគុណសម្បត្តិពិតប្រាកដក្នុងបរិបទជាក់ស្តែង។ ប៉ុន្តែទំហំ និងតម្រូវការសារធាតុស្អាតនៃការដំណាំឧស្ម័នកណ្ដាលភាគច្រើន គាំទ្រវិធីបាក់សុទ្ធ (cryogenic)។

នៅពេលដែលម៉ាងប្រ៊ីនធ្វើឱ្យមានអត្ថន័យ

ទោះបីជាការបំបែកដោយវិធីចិត្តសាស្ត្រត្រជាក់មានឥទ្ធិពលខ្លាំងក្តី ការបំបែកដោយប្រើម៉ាងប្រ៊ីនក៏បានរកឃើញទីតាំងផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វាដែរ។ ការបំបែកឧស្ម័នជីវចំហាយក្នុងបរិមាណតូចគឺជាឧទាហរណ៍មួយ។ ឧស្ម័នជីវចំហាយពីកាកសំណល់ឬពីប្រព័ន្ធបំបែកជីវសាស្ត្រជាទូទៅមានមេតាន៍ ៤០–៦០% និង CO2 ៣០–៥០% ហើយកម្រិតអាសូតជាទូទៅទាបជាង ៥%។ ម៉ាងប្រ៊ីនមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការដក CO2 ចេញ ហើយកម្រិតអាសូតជាទូទៅទាបគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីឱ្យការបំបែកមួយរាងសាមញ្ញគ្រប់គ្រាន់។

ការអនុវត្តមួយទៀតគឺជាការបំបែកជាមុនមុនពេលបញ្ជូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធចិត្តសាស្ត្រត្រជាក់។ ជំហានម៉ាងប្រ៊ីនអាចដកអាសូតចេញចេញពីសារធាតុដែលមានអាសូតខ្ពស់មុនពេលឧស្ម័នចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធចិត្តសាស្ត្រត្រជាក់ ដែលជួយថយបន្ទុកលើជើងបំបែក ហើយប្រហែលជាជួយសន្សំថាមពលផងដែរ។ ការរៀបចំប្រកាសរវាងម៉ាងប្រ៊ីននិងចិត្តសាស្ត្រត្រជាក់ត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូទៅ ហើយការរៀបចំខ្លះៗបានសម្រេចបានអត្ថិភាព ៩៣% ដោយប្រើថាមពលស្មើនឹងប្រសិទ្ធភាពរបស់ប្រព័ន្ធចិត្តសាស្ត្រត្រជាក់តែមួយ។ តម្លៃនៃប្រព័ន្ធប្រកាសទាំងនេះមកពីភាពអាចប្រែប្រួលបាននៅពេលប្រើប្រាស់ ជាជាងការសន្សំថាមពលដោយផ្ទាល់។

ទីតាំងឆ្ងាយ ឬនៅច្រកសមុទ្រក៏អាចជ្រើសរើសប្រព័ន្ធប៉ូលីម៉ែរក្នុងករណីខ្លះផងដែរ។ ឧបករណ៍ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញ និងមានទម្ងន់ស្រាលជាងអាចជាកត្តាកំណត់នៅពេលដែលការគ្រប់គ្រងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធមានភាពពិបាក និងបើគ្មានបុគ្គលិកដែលមានជំនាញគ្រប់គ្រង និងថែទាំគ្រឿងយន្តទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបើនៅក្នុងបរិបទទាំងនេះ ការបាត់បង់ម៉េតាន៍ក៏ត្រូវតែវាយតម្លៃដោយប្រុងប្រយ័ត្នផងដែរ — ការបាត់បង់ម៉េតាន៍ ៥–១០% ទៅកាន់ស្រទាប់ប៉ូលីម៉ែរអាចធ្វើឱ្យបាត់បង់អត្ថប្រយោជន៍ថ្លៃដើមដែលបានគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។

ការសម្រេចចិត្តក្នុងពិភពជាក់ស្តែង៖ ជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាដែលត្រឹមត្រូវ

ក្រុមហ៊ុនដែលដំណាំកាសនៅតំបន់ Eagle Ford shale បានប្រឈមនឹងបញ្ហាជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាដូចគ្នានេះ។ កាសដែលចូលមកមានអាសូត ១២% ហើយល្បឿនចរនៃកាសមានបរិមាណប្រហែល ៨០ MMSCFD។ ប៉ាઇប៍លាយត្រូវការកាសលក់ដែលមានអាសូតមិនលើសពី ៣%។ ការស្នើសុំដំបូងស្តីពីបច្ចេកវិទ្យាប៉ូលីម៉ែរបានបញ្ជាក់ថា វាមានថ្លៃដើមទាបជាង និងអាចដំឡើងបានលឿនជាង ប៉ុន្តែការវិភាគលម្អិតបានបង្ហាញពីបញ្ហាមួយ។

ប្រព័ន្ធម៉ាមប្រាននឹងបាត់បង់មេតាន់ប្រហែល ៦% នៅក្នុងស្ទ្រីមប៉េរមេអ៊្យែន។ នៅតម្លៃឧស្ម័នបច្ចុប្បន្ន នេះបានបង្ហាញពីចំណូលដែលបាត់បង់ចំនួនលើសពី ២ លានដុល្លារក្នុងមួយឆ្នាំ។ ជម្រើសការបែងចែកតាមវិធីប៉ះកក មានថ្លៃដើមខ្ពស់ជាង ប៉ុន្តែការទាញយកមេតាន់បានលើសពី ៩៨% ដែលរក្សាទុកតម្លៃមេតាន់អស់គ្រប់គ្រាន់។ រយៈពេលដើម្បីទទួលបានផលចំណេញពីការវិនិយោគបន្ថែមលើបច្ចេកវិទ្យាការបែងចែកតាមវិធីប៉ះកក គឺតិចជាង ១៨ ខែ។

អ្នកប្រើប្រាស់បានជ្រើសរើសវិធីបែងចែកតាមវិធីប៉ះកក។ រោងចក្រនេះបានដំណាំអស់រយៈពេលបីឆ្នាំ ដែលមានភាពអាចប្រើបានលើសពី ៩៧% ហើយបានបំពេញតាមស្តង់ដារគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ប៉ាઇប៍ជាប់គ្នាជាប់ៗគ្នា។ អ្នកផ្គត់ផ្គង់ប្រព័ន្ធម៉ាមប្រានមិនបានខុសទេអំពីសមត្ថភាពបច្ចេកវិទ្យារបស់ពួកគេ— គ្រាន់តែពួកគេមិនអាចលៃលែងលើកំណត់នៃភាពជាក់លាក់ដែលជាមូលដ្ឋាន ដែលធ្វើឱ្យវិធីបែងចែកតាមវិធីប៉ះកក ក្លាយជាជម្រើសដែលបានគេប្រទីប៉ុណ្ណោះសម្រាប់ការអនុវត្តន៍នេះ។

ចំណុចសំខាន់អំពីការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យា

ការជ្រើសរើសរវាងការចម្លងតាមវិធីប៉ះទង្គិលដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប និងការបំបែកតាមរយៈមេប្រែន មិនមែនអំពីការកំណត់ថា បច្ចេកវិទ្យាណាមួយ «ល្អ» ជាងគេក្នុងន័យសាមញ្ញទេ។ វាគឺអំពីការកំណត់ថា បច្ចេកវិទ្យាណាមួយសមស្របជាងសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។ ការប្រើប្រាស់ដែលមានអ៊ីត្រូសេនខ្ពស់ តម្រូវការសុទ្ធ​ខ្ពស់ និងផលិតផលម៉េតាន៍ដែលមានតម្លៃ បង្ហាញថា ការចម្លងតាមវិធីប៉ះទង្គិលដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប គឺជាជម្រើសល្អបំផុត។ ចំណែកឯការប្រើប្រាស់ដែលមានអ៊ីត្រូសេនទាប តម្រូវការសុទ្ធ​មធ្យម និងស្ថានភាពដែលការបាត់បង់ម៉េតាន៍អាចទទួលយកបាន ប្រហែលជាប្រកបដោយអត្ថប្រយោជន៍ជាងសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាមេប្រែន។

ឧស្សាហកម្មនេះមានបទពិសោធន៍ប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាទាំងពីររយៈពេលជាច្រើនទសវត្ស។ ការចម្លងតាមវិធីប៉ះទង្គិលដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប មានគុណភាពប្រក្រតី និងសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ក្នុងស្ថានភាពធំៗ ដែលបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់។ ចំណែកឯមេប្រែន ផ្តល់នូវភាពសាមញ្ញ និងការដំឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ប៉ុន្តែមានគ្រោះថ្នាក់នៃការបាត់បង់ម៉េតាន៍ ដែលអាចប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ផលប៉ះពាល់សេដ្ឋកិច្ច។ ការវិភាគបច្ចេកវិទ្យា និងសេដ្ឋកិច្ចដែលមានភាពទូទៅ និងផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌប៉ះទង្គិលពិតប្រាកដ និងតម្លៃផលិតផល គឺជាប្រវែងតែមួយគត់ដែលអាចផ្តល់សេចក្តីសម្រេចដែលមានភាពអាចទុកចិត្តបាន។

ក្រុមហ៊ុនដូចជា GreenFir មានបទពិសោធន៍យ៉ាងទូទៅក្នុងការផលិតប្រព័ន្ធប្រភេទទាំងពីរ ជាពិសេសក្នុងការផលិតឧបករណ៍ចម្លងតាមវិធីប៉ះទង្គិលដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប ដែលបានផលិតតាមស្តង់ដារ ASME សមត្ថភាពទ្វេដងនេះមានសារៈសំខាន់ ពីព្រោះវាបង្ហាញថា ការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាអាចផ្អែកលើសេដ្ឋកិច្ចគម្រោង ជាជាងផ្អែកលើអ្វីដែលអ្នកផលិតជាក់ស្តែងមួយៗបានផលិត។