Синтез Фішера-Тропша
Технологія отримання синтетичного палива з вуглеводневого газу GTL (gas-to-liquid, т. Е. «Газ-в-рідина») почала розвиватися в 20-х роках минулого сторіччя завдяки винаходу реакції синтезу Фішера-Тропша. У той час в багатій вугіллям, але бідної нафтою Німеччини гостро стояло питання виробництва рідкого палива. Після винаходу процесу німецькими дослідниками Францем Фішером і Гансом Тропш було зроблено безліч удосконалень і виправлень, і назва «Фішер-Тропш» зараз застосовується до великої кількості подібних процесів. Технології GTL, як такої, скоро сто років, і розвивалася вона довгі роки як вимушена альтернатива нафтовидобутку для країн, позбавлених доступу до нафти. Розвиток GTL йшло поетапно, поколіннями. Перше покоління GTL відповідально за широко відомий під час Великої Вітчизняної німецький ерзац-бензин. Друге розвивалося в ПАР як відповідь міжнародному ембарго. Третє - в країнах Заходу після енергетичного кризи 1973 г. З кожним новим поколінням технології капітальні витрати зменшувалися, вихід моторного палива з тонни сировини збільшувався, а побічних продуктів ставало все менше.
Розвиток технології переробки природного газу в синтетичну нафту особливо актуально для Росії з кількох причин. По-перше, через наявність великих родовищ газу в Сибіру. Технологія дозволяє переробляти газ безпосередньо на місці і використовувати наявні нафтопроводи для транспортування, що економічно більш вигідно. По-друге, GTL дозволяє утилізувати попутні гази родовищ нафти, а також сдувочние гази НПЗ, зазвичай спалюються "на свічці". По-третє, отримані за цією технологією моторні палива перевершують нафтові аналоги за експлуатаційними та екологічними показниками.
Процес Фішера-Тропша - це хімічна реакція в присутності каталізатора, в якій монооксид вуглецю (CO) і водень (H2) перетворюються в різні рідкі вуглеводні. Технологія GTL включає в себе два основних етапи: спочатку часткове окислення вуглеводневого газу в так званий синтез-газ, потім отримання синтетичних рідких вуглеводнів з синтез-газу на каталізаторі в процесі Фішера-Тропша. В якості каталізаторів використовуються зазвичай залізо або кобальт. Для підвищення ефективності реакції проводяться дослідження щодо поліпшення структури каталізатора, використовуються різні модифікації реакторів, підбирають оптимальні умови протікання синтезу і т.д. В останні роки в GTL спостерігається перехід до четвертого покоління технології, що характеризується більш високою інтенсифікацією процесу і виробництвом так званого монопродукта (синтетичної нафти і / або декількох її фракцій). За рахунок спрощення технологічної схеми (за рахунок відсутності необхідності додаткової переробки продуктів реакції) питомі капіталовкладення в новій технології зменшуються принаймні на 25-30% в порівнянні з третім поколінням.
Регулювання витрати в пілотних установках синтезу вуглеводнів
Розробкою технології четвертого покоління GTL зараз займаються кілька груп в різних країнах, в тому числі і в Росії - група вчених під егідою компанії ИНФРА Технології . На створених компанією пілотних установках GTL проводяться випробування нових модифікацій каталізаторів і експериментально досліджуються вплив різних параметрів процесу на ефективність технології. Схема типової установки синтезу рідких вуглеводнів з синтез-газу приведена на малюнку:
Одним з ключових елементів установки є регулятори витрати газу (РРГ). У пілотних установках компанії ИНФРА Технології застосовуються РРГ промислового типу IN-FLOW . Вони використовуються як в блоці отримання синтез-газу, так і при подачі газу в реактор синтезу Фішера-Тропша (СФТ). Прилади даної серії мають чудову точність (0,5% від показань + 0,1% від повної шкали) і відтворюваність. Це гарантує можливість підбирати оптимальні співвідношення компонентів синтез-газу, а також витрати синтез-газу, що подається в блок СФТ. Крім того, теплові РРГ виробництва компанії Bronkhorst High-Tech можуть мати одночасно до 8 калибровок на різні гази або суміші газів. Це робить їх дуже зручними для застосування в задачах синтезу рідких вуглеводнів. Більш того, серія регуляторів IN-FLOW розрахована на широкий діапазон витрат від 0,7 н.мл / хв до 500 н.м3 / ч, завдяки чому прилади можуть застосовуватися і на промислових установках.
Таким чином, використання високоточних теплових регуляторів витрати Bronkhorst представляється дуже перспективним в сучасних задачах синтезу вуглеводнів завдяки їх унікальним характеристикам і високої надійності, а універсальність приладів дозволяє значно знизити вартість рішення.
Стаття підготовлена за матеріалами компанії ИНФРА Технології .
