Синтез метанола

1
Скачать PDF:

    Одним из основных направлений деятельности компании «ЛИТ-Инжиниринг» является разработка промышленной установки по синтезу метанола и других жидких и легко транспортируемых продуктов из попутного газа и других сортов природного газа, включая метан угольных пластов, натуральный газ низкого качества, био-газ. Введение этого направления связано в первую очередь с тем, что в настоящее время в Мире не существует технологий, позволяющих решить проблему утилизации попутных газов при добыче нефти, где факельное сжигание газа остается самым распостраненным (легким и дешевым) но опасным для окружающей среды и не имеющим никакого экономического, а если быть честным, то имеющим отрицательную экономику решением если взять во внимание экологические проблемы, особенно Глобальное потепление.. Переработка попутных газов позволила бы повысить экологические и ,через диверсификацию конечного продукта , экономические показатели нефтехимических производств.

    По данным «КОРТЕС», в 2010 году в России произведено 36,12 млн. т автобензина всех марок. Известно, что одна тысяча кубометров попутного газа по теплотворной способности соответствует 1,07 тонны нефтяного эквивалента. Это означает, что, если бы сжигаемые ежегодно в России 38 млрд. кубических метров попутного газа были бы использованы как топливо, наша страна могла бы полностью закрыть внутреннее потребления автобензина и сэкономить 40,7 миллионов тонн нефти, продав которые на экспорт по 60 долларов за баррель, нефтяные компании могли бы заработать около 17,98 млрд. долларов США.

Основные места сжигания попутного газа в мире. Спутниковые данные.

Факелы показаны красным, освещение городов – серым.

Данные предоставлены ОАО «Газпром»

    В настоящее время вся промышленная переработка природного газа в жидкие углеводороды осуществляется методом Фишера-Тропша. Это сложный энергоемкий процесс, в котором производство синтез газа (начального продукта для последуюшего синтеза) поглощает более 55 – 65 % энергии и капиталовложений, что сильно (в разы) увеличивает стоимость целевых продуктов.. Кроме того, это громоздкое и металлоемкое производство, требующее, например, частой замены дорогих кобальтовых катализаторов . Рентабельность такого производства достигается лишь при годовой мощности на уровне свыше 600 тыс. тонн в год, сроки сооружения достигают 6 лет, а окупаемость капитальных затрат свыше 20 лет. Наряду с огромным начальным капиталовложением, традиционное производство требует высоких затрат на эксплуатацию и обслуживание производства, но что самое главное, для поддержания производства в течении 25-30 лет требуются огромные запасы природного газа высокого качества, который на данный момент так сильно востребован на рынке производителями энергии. Т.е. газ, используемый для традиционного производства это газ который сам по себе имеет огромное экономическое и стратегическое значение, и как результат высокую стоимость, делающий традиционное производство сильно зависяшим от рыночной цены газа.. Традиционная технология полностью исключает создание рентабельного малотоннажного производства, тем более в условиях удаленных нефтянных и газодобывающих регионов, малых газовых резервов, а так же газовых резервов с низким качеством газов.

    Практически одновременно с процессом Фишера-Тропша в 20-х годах прошлого века сформировалась технология газофазного парциального окисления природного газа в оксигенаты. Однако в 50-х годах прошлого века эта технология утратила свое значение в силу слабого понимания химизма подобных процессов, основанных на кинетике разветвленно-цепных реакций, исследование которых в то время только начиналось.

    Однако изучение парциального окисления углеводородов никогда не прекращалось, и достигнутый за последние годы уровень понимания кинетики этих процессов позволяет подойти к разработке технологии на качественно новом уровне. Благодаря своей относительной простоте, технологической гибкости, отсутствию каталитических стадий и ряду других важных преимуществ парциальное окисление природного газа в оксигенаты становится реальной альтернативой традиционной газохимии, основанной на предварительной конверсии природного газа в синтез-газ.

    Особенно перспективны процессы на основе парциального окисления для малотоннажной газохимии, которая начинает играть все большую роль в удовлетворении потребностей в химических продуктах, моторном топливе и энергии самих нефте- и газодобывающих регионов. Кроме того, эти процессы имеют огромный потенциал для решения ряда экологических проблем, а также для освоения малоресурсных месторождений углеводородов и для утилизации газа низкого качества.

    Таким образом, процессы на основе парциального окисления позволяют решить многие из тех проблем, для которых трудно, а порой невозможно, найти экономически приемлемые решения на базе существующих крупнотоннажных газохимических технологий.

    На сегодняшний день в Мире существует несколько технологических решений по конверсии газообразных углеводородов в жидкие, но ни одно из них не прошло стадию промышленного внедрения. Компания «ЛИТ-Инжиниринг» предлагает промышленную технологию получения жидких углеводородов (метанол, этанол, формальдегид и др.) из метансодержащего газа с использованием процесса парциального окисления метана в метанол. Разработанные и примененные нашей компанией технические и технологические решения принципиально отличаются от уже известных технологий.

    Использование процесса ПОММ является инновационно-технологической составляющей процесса получения жидких синтетических углеводородов. Благодаря этому исключается наиболее энергоемкий этап конверсии природного газа в синтез-газ (процесс Фишера-Тропша).

Сравнение экономических показателей конкурирующих методов фирмы Lurgi GmbH и синтеза Фишера-Тропша с процессом ПОММ приведено в Таблице 1.

Таблица 1. Сравнение технологий получения жидкого углеводородного сырья.

Наименование

Единица измерений

Процесс фирмы Lurgi GmbH

Синтез Фишера-Тропша

Процесс

парциального окисления*

Производительность установки (сырье - природный газ)

тыс.м3/год

9 418 641

9 900 037

4 400 – 4 800

Товарная продукция

тн/год

5 262 338

5 262 338

5 000

Количество этапов переработки

этап

три

три

один

Ежегодные затраты

тыс. евро

734 689

844193

840

Компании «ЛИТ-Инжиниринг» удалось достичь следующих конкурентных преимуществ:

  • создание компактных установок блочного исполнения малой производительности (включая такие блоки, как кислородный блок, блок ректификации и др.) дает легкость их подключения/отключения и мобильность при транспортировке на новые месторождения;
  • современные системы АСУТП позволяют в автоматическом режиме корректировать входные параметры процесса при изменении состава поступающего газа (например, по мере эксплуатации скважины состав природного газа в ней меняется);
  • современные системы АСУТП позволяют в автоматическом режиме корректировать входные параметры процесса при изменении состава поступающего газа (например, по мере эксплуатации скважины состав природного газа в ней меняется);
  • одноэтапность процесса обеспечивает уменьшение энергопотребления за счет исключения энергозатратных операций;
  • полная оптимизация технологического цикла значительно уменьшает эксплуатационные затраты;
  • Легкость в эксплуатации сопровождающаяся низкими операционными затратами.
  • Производство может быть легко подстроено под нужды заказчика и его экономические аппетиты.
  • Легкость в эксплуатации сопровождающаяся низкими операционными затратами
  • Производство может быть легко подстроено под нужды заказчика и его экономические аппетиты

На установке производительностью 5 000 тонн метанола в год в качестве исходных продуктов будут использоваться:

  • метансодержащий газ (в пересчёте на чистый метан) ~ 4 400 – 4 800 т/год (550 – 600 кг/час);
  • кислород ~ 9 000 т/год (1 125 кг/час).

На выходе будут образовываться следующие продукты:

  • метанол ~ 5 000 тонн/год;
  • формальдегид ~ 835 тонн/год;
  • этанол ~ 250 тонн/год.

Промышленная эксплуатация установок нашей фирмы позволит решить следующие задачи:

  • конверсия природного газа в жидкие углеводороды (метанол, формалин, этиловый спирт и т.д.) на малых, средних и отдаленных труднодоступных месторождениях, которые в подавляющем большинстве не эксплуатируются в силу проблем, связанных с транспортировкой, и отсутствия их рентабельности;
  • перевод в жидкие углеводороды попутных газов (так называемых факельных газов) на нефтяных месторождениях;
  • снижение выбросов CO2 и других парниковых газов в атмосферу;
  • использование получаемого метанола на месте его производства в качестве ингибитора гидратообразования (в системах сбора газа и коллекторах);
  • повышение уровня пластового давления для разжижения «тяжелых» нефтебитумоносных слоев путем закачки в скважину парометанольной смеси;
  • производство экологически чистого моторного топлива и других продуктов, получаемых из метанола.