XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

В настоящее время основным источником углеводородного сырья является нефть, но ее запасы на мировом уровне распределены неравномерно по различным регионам планеты, и к тому же не столь велики, как запасы ресурсов газообразного органического сырья. Поэтому сейчас такое время, когда начинают внедряться новые решения, которые совершенствуют национальные проекты, ориентированные на оптимизацию доступных технологий, дающие экономический рост.

Перспективным направлением в данной области является переработка отработанного ингибитора гидратообразования-водометанольной смеси (ВМС), путем конверсии метанола , позволяет извлекать максимальную выгоду из нецелевой продукции ВМС при подготовке и переработке природного газа, тем самым дает возможность получать синтетические жидкие топлива (СЖТ), которое в современных условиях мирового экономического кризиса и нестабильных цен на топливные ресурсы может в дальнейшей перспективе, составит конкуренцию традиционному топливу нефтяных производителей.

На сегодняшний день известны 2 способа производства синтетического бензина:

На установках подготовки природного газа к транспорту с возможностями технологии GTL, которые напрямую обеспечат выгодное использование регенерированного метанола, полученного ректификацией ВМС, выделенной из природного газа.

Производство метанола из синтез-газа, так как метанол сам по себе является жидкостью (при нормальных условиях 0°С и 1 атм.), то обычное производство метанола может рассматриваться как GTL-процесс.

В данной статье рассматривается способ производства синтетического жидкого топлива на установках подготовки природного газа к транспорту, где метанол – широко распространенный антигидратный реагент, используется для предупреждения гидратообразования, и для ликвидации возникающих по каким-либо причинам гидратных отложений (несплошных гидратных пробок). [2] Поэтому одним из перспективных направлений в области данных решений является переработка отработанного ингибитора гидратообразования - водометанольной смеси (ВМС), путем конверсии на адсорбционной установке подготовки углеводородного газа к транспорту.

На адсорбционную установку подготовки углеводородного газа с дополнительным блоком конверсии метанола, поступает ВМС с исходным газом из магистральных газопроводов на установку. Где в реакторе конверсии метанола осуществляется каталитическое превращение метилового спирта в компоненты моторного топлива.

Метанола конвертируются в бензин в соответствии со следующими реакциями:

n CH3OH ↔ n (CH2) + n H2O (1)

n CH3OCH3 ↔ n 2(CH2) + n H2O (2),

где (CH2) - углеводородный продукт.

Дополнительный блок конверсии метанола дает возможность прекратить утилизацию ВМС в технологических печах и направлять выделенную ВМС в блок регенерации метанола для получения метанола-концентрата (94 % масс.) и технической воды. Такой метанол перерабатывается в дополнительном блоке конверсии метанола в присутствии катализатора следующего состава: цеолит – 50…60 % масс.; ZrO2 – 5 % масс.; SiO2 – 5 % масс.; Al2O3 - 40…30 % масс. и получать в большей степени жидкие углеводороды, которые являются высокооктановыми компонентами бензинов АИ-92, АИ-95 с содержанием ароматических углеводородов не выше 35 % об. и содержанием бензола не выше 1 % об., а выделенную техническую воду направлять в вспомогательный блок сбора и подготовки воды.[1]

Такой способ получения топлива, путем конверсии водометанольной смеси при транспортировке газа по магистральным газопроводам, позволяет использовать извлекаемую невостребованную водометанольную смесь в качестве сырья для производства синтетических жидких углеводородов, что существенно снижает затраты на производство СЖТ по сравнению с полным процессом технологии GTL, где первоначально получается синтез-газ, на его основе - метанол, конвертируемый в СЖТ.

Таким образом, производства синтетического жидкого топлива (СЖТ) является не только конкурентной альтернативой традиционному бензину, получаемому путем переработки нефти, но и новым видом энергоносителя. В отличие от диметилового эфира, метанола и этанола синтетический бензин соответствует действующим стандартам качества для топлив, то есть является готовым товарным продуктом. Производство такого топлива может располагаться независимо от нефтеперерабатывающих заводов, а бензин может распределяться через существующую инфраструктуру и применяться как автомобильное топливо без изменения конструкции двигателей.

Исходя из выше сказанного, конверсия метанола на установках подготовки газа к транспорту позволяет не только максимально использовать природные ресурсы, но и увеличивать коэффициент использования активов с целью повышения прибыльности газовой отрасли.

Список литературы

Патент РФ № 2714651 С1, МПК B01D 53/00. Адсорбционная установка подготовки углеводородного газа / Сыроватка В.А., Ясьян Ю.П., Колесников А.Г., Холод В.В., Сыроватка А.В. Опубл.: 18.02.2020. Бюл. № 5.

Грунвальд А.В. Использование метанола в газовой промышленности в качестве ингибитора гидратообразования и прогноз его потребления в период до 2030 г. URL: http://ogbus.ru/article/view/ispolzovanie-metanola-v-gazovoj-promyshlennosti-v-kachestve-ingibitora-gidratoobrazovaniya-i-prognoz-ego-potrebleniya-v-period-do-2030-g

Долинский С.Э. Рентабельное производство высокосортных высокооктановых бензинов из низкосортного углеводородного сырья и метанола // Газохимия, 2009. № 11