CC BY
184■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU
ГЛАВНАЯ ТЕМА И
Газохимия XXI века
Третий международный газохимический форум IGCF11
В.С. АРУТЮНОВ
ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМ. Н.Н. СЕМЕНОВА РАН
Третий международный газохимический форум IGCF11 «Настоящее и будущее российской газохимии» продемонстрировал высокий ресурсный и технологический потенциал отечественной газохимии.
Однако дальнейшее расширение масштабов работы этого важнейшего сектора отечественной экономики невозможно без реальной поддержки со стороны Российского государства.
IGCF41
Вначале осени 2011 года, 7 и 8 сентября, Казань принимала участников Третьего международного газохимического форума «Настоящее и будущее российской газохимии». Наверное, можно усмотреть определенную символику в том, что после первых двух форумов, проведенных в столице российской нефтегазодобычи - Ханты-Мансийске, местом очередной встречи стала столица Татарстана - крупнейшего центра отечественной нефте- и газохимии.
Форум, проведенный в рамках Казанской ярмарки, показал растущий интерес не только добывающих компаний, но и промышленных регионов России к проблеме более широкого использования отечественных ресурсов газа в качестве сырьевой базы для интенсивного промышленного развития. На нем явно ощущалось понимание того, что огромные ресурсы
доступного и относительно дешевого отечественного газа должны стать не только источником валютных поступлений в бюджет и сырьем для российской энергетики, но и фундаментом быстрого развития отечественной химической промышленности. Как отметил в своем выступлении на открытии форума директор ОАО «Метанол и азотные процессы» К.Г. Лятс, перенаправив 200 млрд м3 добываемого газа на газохимию, страна могла бы получить до 100 млрд долларов инвестиций в капитальное строительство и развитие стройиндустрии, до 400 тысяч новых рабочих мест, поднять производство метанола до 240 млн т, синтетической нефти до 120 млн т и многократно увеличить производство многих других химических продуктов. Это дало бы дополнительную выручку в сотни миллиардов долларов и стимулировало развитие последующих стадий химического передела с
еще большим увеличением числа рабочих мест и общим подъемом многих других отраслей. На основе газохимической переработки добываемого в стране газа могли бы возникнуть мощные газохимические кластеры, обеспечивающие развитие смежных отраслей экономики и создание новых промышленно-транспортных структур (рис. 1).
О планах развития газохимического комплекса в Республике Татарстан рассказал в своем выступлении генеральный директор ОАО «Тат-нефтехиминвест-холдинг» Р.С. Яруллин. Планируется создание комплекса по производству олефинов из природного газа мощностью 1 млн т/год и стоимостью 2,8 млрд долл. На базе этилена (450 тыс. т) и пропилена (550 тыс. т) будут производиться полиэтилен, полипропилен и другие продукты. В настоящее время проводится выбор технологии для реализации проекта.
ГАЗОХИМИЯ 9
И ТРЕТИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГАЗОХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ IGCF' 11
Газохимия как стимул развития российской экономики
Рост добычи,
увеличение количества рабочих мест, развитие новых технологий
Газодобывающее Газохимическое
предприятие W предприятие
Увеличение ТНП, > к г Строительство новых
развитие интенсивного Машиностроение, 1 предприятий,
земледелия стройиндустрия у новые рабочие места,
новые продукты
Конечные потребители Создание Производственные
производственных предприятия
мощностей, увеличение
количества рабочих мест Новая номенклатура.
Строительство новых Импортозамещение,
портов, хранилищ, ^ экспорт. Выход на новое
ж/д парка, терминалов качество. Новые заводы
и пр. и рабочие места
Транспортировка
Рис. 1
На рис. 2 показан рост добавленной стоимости продукции, произведенной из природного газа, при существующих в настоящее время ценах.
Планируется создание интегрированного комплекса «Аммоний» (г. Менделеевск) по производству 102-380 тыс. т аммиачной селитры, 95-233,8 тыс. т метанола и 290717,5 тыс. т карбамида. Объем инвестиций в этот проект оценивается в 973 млн долларов. С целью удовлетворения потребности растущей газохимии Татарстана в сырье рассматривается проект сооружения специального трубопровода для транспортировки более 7 млн т/год легких углеводо-
родов (ШФЛУ). Это позволит обеспечить сырьем предприятия химической промышленности Поволжья, уже ощущающие серьезную нехватку сырья. Источником легких углеводородов для поставки по трубопроводу станет планируемый к разработке валанжинский газ Западной Сибири.
Советник генерального директора ОАО «Газпром промгаз», член-корр. РАН А.И. Гриценко представил Концепцию развития региональной газопереработки и газохимии в РФ на период до 2030 г. Согласно концепции к 2030 г. ожидается значительное увеличение производства газо- и нефтехимической продукции: азотных
удобрений - в 1,6 раза, пластиков -в 3,5-4 раза, метанола - в 1,4 раза, что потребует создания в РФ новых газохимических комплексов. В настоящее время всего лишь 3,7 % добываемого в России природного газа (24,1 млрд м3/год) используется в качестве сырья для газохимической переработки, в основном в метанол, аммиак, карбамид, технический углерод и водородсодержащие газы. Всего в России действуют 29 предприятий по переработке природного газа, газового конденсата и попутного нефтяного газа. Проблема переработки природного газа будет усугубляться по мере продвижения отечественной газодобычи на восток. Если в Западной Сибири доля требующих обязательной переработки этансодержащих газов составляет 31 %, то в Восточной Сибири она достигает уже 44 % (рис. 3), и без многократного увеличения мощности газоперерабатывающих предприятий отечественная газовая отрасль не сможет справиться с переработкой такого объема жирных газов. Также серьезной проблемой является извлечение гелия из вновь осваиваемых месторождений.
Вопросам развития сырьевой базы газохимии Западной Сибири было посвящено сообщение научного руководителя Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН академика А.Э. Конторовича. Он отметил, что в истории России не было более благоприятного момента, чем нынешний, для вывода нефтехимии страны на роль мирового лидера.
Добавленная стоимость при переработке углеводородного сырья, руб./т с НДС
Природный
газ
ШФЛУ
Бутан
Пропан
Этилен
Бензол
Пропилен
Полиэтилен
Полипропилен
Бутадиен
ТЭП
Каучуки
Прогноз добычи этансодержащего газа в РФ
3207 Щ14630 Щ18150 Щ 19120 27500 | 33000 | 45000 | 59000 | 63000
Западная Сибирь
Восточная Сибирь и Дальний Восток
2020 г.
Метановый газ 507 млрд м3 (69 %1
2030 г.
Этансодержащий газ 233 млрд м3 (31 %)
Потенциал углеводородов С2 в газе Западной Сибири
| 112000
#143000 I153500
20
15
10
5
0
2010 2015
■ Этан
■ Пропан
■ Бутан
2020
Метановый газ 35 млрд м3 (56 %1
Этансодержащий газ 65 млрд м3 (44 %)
Потенциал углеводородов С2+ в газе Восточной Сибири и Дальнего Востока
Ш I I
41
1 I
2010 2015 2020 2025 2030
■ Этан
■ Пропан-бутан
I CR ,
Рис. 2
Рис. 3
10 ГАЗОХИМИЯ
■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU
ГЛАВНАЯ ТЕМА И
В связи с постепенным исчерпанием запасов сухого метанового газа в гигантских сеноманских залежах Надым-Тазовского междуречья перед газовой промышленностью Западной Сибири возникает задача ввода в разработку залежей жирного конденсатного газа в Надым-Пурском междуречье. По самым осторожным оценкам к 2020 г. в Западной Сибири добыча жирного конденсатного газа достигнет 145-175 млрд м3/год. А мощность существующих газоперерабатывающих заводов Западной Сибири составляет всего около 22 млрд м3/год. Поэтому синхронно с вводом в разработку залежей жирного конденсатного газа Надым-Пурского междуречья должны быть созданы огромные мощности по переработке жирного газа с выделением конденсата, этана и пропан-бутановой фракции, продуктопроводы и нефтехимические предприятия, как в Западной Сибири, так и за ее пределами. Прогнозируемых объемов добычи жирных газов достаточно для создания крупнейших в мире нефтехимических кластеров.
Главный вывод, сделанный в сообщении А.Э. Конторовича: сегодня назрела необходимость рассчитанной на десятилетия государственной программе формирования в Западной и Восточной Сибири газоперерабатывающей и нефтехимической промышленности, развития транспортной и прочей инфраструктуры, научного обеспечения проектов; необходимы постоянное и последовательное государственное регулирование и государственная поддержка этого процесса. Только все это в совокупности сможет обеспечить новый этап подъе-
ма экономики России и переход на инновационный путь развития экономики Сибири и других регионов страны.
Ряд сообщений был посвящен конкретным проектам, реализуемым в России, а также зарубежным технологиям, предлагаемым на российском рынке. В качестве эффективного примера переработки отечественного газа директором по развитию ОАО НИИК Г.Н. Печниковой был представлен проект азотного комплекса для Татарстана. Компания UOP представила свои достижения в создании технологии получения олефинов из метанола и в производстве нефтехимических продуктов из пропан-бутановых фракций (региональный менеджер UOP по продажам П.В. Рябченко). Разработанный компанией процесс дегидрирования С3-С4 углеводородов Олифлекс применяется уже на нескольких действующих предприятиях в разных странах. Сейчас готов проект предприятия по производству пропана мощностью 750 тыс. т/год.
Главой представительства компании Stamicarbon в России С.И. Евре-иновым было сделано сообщение об успехах компании в повышении конкурентоспособности разработанной ею технологии производства карбамида, о которой сообщалось на предыдущем форуме. Поскольку важным компонентом повышения эффективности процесса является масштабный фактор, последний вариант технологии позволяет повысить производительность до 6 000 т/сут. О применении модульных водородных установок компании Hydro-Chem рассказал ее менеджер Nick Musich. Руководитель отдела компании 3М, Россия Д.Б. Варфоло-
ГАЗОХИМИЯ 11
И ТРЕТИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГАЗОХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ IGCF' 11
ГУ
Рис. 4
Прямое каталитическое окисление сероводорода в составе попутных нефтяных газов
T, °с
меев представил разработанные компанией материалы для применения в нефтегазовом секторе.
Стратегическую важность перевода российской нефтегазохимии на отечественные катализаторы подчеркнул в своем сообщении главный научный сотрудник ООО «НИАП-катализатор» Е.З. Голосман. Он рассказал об успехах в создании промышленных катализаторов на основе специальных цементов для процессов газохимии и очистки выбросных и технологических газов, в том числе для процесса Фишера-Тропша. Профессор РГУ им. И.М. Губкина Ф.Г. Жагфаров рассмотрел современные тенденции в переработке газового углеводородного сырья в процессах пиролиза. Главный научный сотрудник Института проблем нефти и газа РАН А.Я. Хавкин расска-
зал об инновационных нанотехнологиях в нефтегазохимии. Он привел множество примеров, показывающих, что учет протекающих на наноуровне процессов позволяет значительно увеличить коэффициент извлечения углеводородов из пласта и повысить глубину их последующей переработки.
О новых процессах и катализаторах для сероочистки газов, разрабатываемых в Татарстане, рассказал президент АН Татарстана, генеральный директор ОАО «ВНИИ УС» А.М. Мазга-ров. С.Р. Хайрулин рассказал об опыте освоения первой промышленной установки одностадийного окисления сероводорода кислородом воздуха, созданной совместно специалистами Института катализа СО РАН и Татарстана. Процесс позволяет непосредственно в промысловых условиях про-
водить прямое каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу без его предварительного извлечения из попутного газа (рис. 4). Таким способом можно без стадии аминовой очистки перерабатывать небольшие (от 20 до 2000 нм3/ч) объемы кислого природного и попутного газа при концентрации сероводорода в газе от 10 до 95 %.
Сообщения заведующего лабораторией окисления углеводородов ИХФ РАН В.С. Арутюнова и директора НТЦ «Региональная газопереработка и газохимия» С.В. Шурупова были посвящены созданию малотоннажных газохимических установок для решения проблемы утилизации ПНГ, использования ресурсов удаленных, малодебитных и низконапорных месторождений, удовлетворения собственных
14 ГАЗОХИМИЯ
■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU
ГЛАВНАЯ ТЕМА
потребностей промыслов в топливе и химических продуктах. С.В. Шурупов отметил, что стоимость создаваемых в России и за рубежом по существующим технологиям малотоннажных GTL-установок производительностью 25-30 тыс. т/год оценивается в 100120 млн долл., т. е. требуются удельные капвложения 3000-4000 долл./т/год, что в 1,5-2 раза выше, чем для крупнотоннажных установок. Это указывает на необходимость создания новых, более эффективных технологий.
В сообщении Арутюнова был сделан акцент на быстрый рост и развитие такой тенденции мировой газовой отрасли, как замещение постепенно истощающихся традиционных запасов природного газа нетрадиционными ресурсами газообразных углеводородов, значительно превышающими запасы традиционного газа, но существенно отличающимися от них по структуре. Для их активного использования газовой отрасли нужны не только новые технологии их добычи, но и новые технологии их транспортировки, распределения и химической переработки, как правило, более гибкие в отношении исходного сырья и получаемых продуктов и менее тоннажные. Химическая конверсия нетрадиционных ресурсов непосредственно в промысловых условиях в легко транспортируемые продукты является наиболее эффективным способом использования и транспортировки этих огромных ресурсов. Это позволяет на порядок увеличить добавленную стоимость природного газа и на столько же снизить затраты
на транспортировку. Но современные газохимические технологии малоперспективны для переработки углеводородных газов из рассредоточенных, малодебитных и короткоживущих нетрадиционных источников, поэтому сейчас перед нами стоит задача создания нового поколения таких технологий. В сообщении были сформулированы основные принципы малотоннажной газохимии и приведены примеры разрабатываемых малотоннажных процессов для практического применения в промысловых условиях. Отмечалось, что в связи с изменением структуры мировых ресурсов природного газа разработка новых процессов для малотоннажной газохимии и малой энергетики становится одним из перспективных технологических направлений. При этом подчеркивалось, что с освоением производства такого оборудования Рос-
сия станет на этом высокоинновационном рынке лидером с потенциальным объемом в десятки миллиардов долларов.
Об остро ощущаемой необходимости развития отечественной газохимии и создания в этой области новых технологических процессов свидетельствует большое количество сообщений, посвященных такой ключевой проблеме, как разработка более эффективных процессов конверсии природных и попутных газов в синтез-газ. Профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина М.С. Сосна проанализировал 20-летний опыт промышленной эксплуатации отечественной технологии конверсии углеводородов по схеме с охлаждаемыми реакторами и мировые тенденции в производстве синтез-газа. В ряде сообщений были представлены оригинальные альтернативные подходы к проблеме получе-
ГАЗОХИМИЯ 15
И ТРЕТИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГАЗОХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ IGCF' 11
ния синтез-газа. Заведующий лабораторией ИОХ РАН Н.Я. Усачев предложил метод окислительной конверсии метана в движущемся слое оксиднометаллического катализатора с последующей регенерацией катализатора кислородом воздуха. Преимущество такого подхода заключается в отсутствии необходимости в получении кислорода и в непрерывной регенерации катализатора. Однако на пути практической реализации такой схемы могут возникнуть определенные технологические трудности.
Возможность получения синтез-газа при горении метанокислородных смесей рассмотрена в сообщении ведущего научного сотрудника ИНХС РАН И.В. Билеры. Описан используемый для этой цели высокотемпературный химический реактор на базе ракетных технологий, обладающий очень высокой удельной объемной производительностью.
В сообщении В.С. Арутюнова описан генератор синтез-газа на основе объемной матричной горелки. В генераторе протекает беспламенное горение смеси углеводорода с окислителем вблизи внутренней поверхности проницаемой для газа объемной матрицы. В результате интенсивного конвективного и радиационного теплообмена фронта пламени с поверхностью горение протекает при значительно более низкой температуре, чем в обычных горелочных устройствах, а стенки матрицы нагреваются до 600-800 °С. Частичное запирание ИК излучения фронта пламени в полости матрицы и подогрев поступающего во фронт пламени газа теплом, рекуперированным стенками матрицы, позволяет заметно расширить преде-
лы воспламенения в область богатых смесей и в таком относительно простом и компактном устройстве получать высокий выход синтез-газа.
Генератор синтез-газа с использованием пористой металлокерамики, полученной методом СВС, был представлен директором НТЦ «Конверсия» при Томском госуниверситете Ю.В. Медведевым. Им же была предложена плазменно-микроволновая технология получения из углеводородного газа углеродных нанотрубок.
Ряд сообщений был посвящен актуальной в современных условиях проблеме добычи более тяжелых углеводородов и выделяющихся при их добыче углеводородных газов. Директор НТЦ «Термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив» ОАО «Газпром промгаз» Е.В. Крей-нин рассказал о новой огневой технологии добычи высоковязких нефтей и битумов. О проводимых эстонски-
ми учеными исследованиях процессов переработки высокосернистых сланцев путем их каталитической гидрогенизации сообщил директор Института сланцев Ю.Г. Сооне.
Проблеме переработки и обезвреживания отходов нефтегазовой промышленности было посвящено сообщение председателя совета директоров ЗАО «Безопасные технологии» С.И. Стомпель. Представленные блочно-модульные комплексы термического обезвреживания отходов уже зарекомендовали себя на ряде предприятий. Об инновациях в сфере противопожарной защиты объектов нефтегазовой отрасли рассказал коммерческий директор ООО «Пожтехника» А.П. Анненков. Были продемонстрированы новые безопасные агенты для пожаротушения с очень низкой огнетушащей концентрацией (около 4 %), безопасные для электроники и персонала и не имеющие экологических ограничений.
В целом завершившийся форум еще раз продемонстрировал высокий ресурсный и технологический потенциал отечественной газохимии. Однако, как единодушно отмечалось почти всеми его участниками, бесполезно ожидать быстрого расширения масштабов газохимической переработки имеющихся ресурсов без реальной поддержки со стороны государства этого важнейшего сектора отечественной экономики. Необходимы серьезные консолидированные усилия со стороны всех отечественных специалистов в области добычи и переработки природного газа для того, чтобы убедить органы государственного управления России, что именно развитие отечественной газохимии - важнейшее условие подъема экономики страны и ее перехода на инновационный путь развития. ш
16 ГАЗОХИМИЯ
