CC BY
13CHEMISTRY SCIENCES
КОНВЕРСИЯ ВОДОМЕТАНОЛЬНОЙ СМЕСИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА
Сыроватка А.В., Арутюнян Ю.Л., Боровская Л.В.
Кубанский государственный технологический университет
Краснодар, Россия
CONVERSION OF WATER-METANOLATE MIXTURE WHEN TRANSPORTING GAS
Syrovatka A., Arutyunyan Y., Borovskaya L.
Kuban State Technological University Krasnodar, Russia
Аннотация
В статье рассмотрена возможность реализации научного предложения авторов - конверсии метанола в синтетические жидкие топлива с целью повышения экономической эффективности и рационального использования водометанольной смеси (ВМС) при транспортировке газа по магистральным газопроводам. Основным методом предупреждения гидратообразования на установках подготовки природного газа к транспорту, является ввод ингибитора гидратообразования (метанол), который может являться сырьевой базой для производства синтетического жидкого топлива (СЖТ). Метанол может использоваться для получения моторных топлив: метанол как заменитель бензина; метанол как добавка к бензинам; метанол как сырье для производства высокооктановых компонентов бензина (МТБЭ, МТАЭ и др.); метанол как сырье для производства высокооктанового бензина. Предварительные расчеты показали, что это позволяет дополнительно получить жидкие углеводороды по составу идентичные высокооктановым компонентам бензинов АИ-92, АИ-95. В статье представлен процесс конверсии метанола в условиях эксперимента, который показывает возможность использования ВМС, поступающей из газотранспортной сети магистральных газопроводов на установку подготовки газа к транспорту, для производства СЖТ.
Abstract
The article discusses the possibility of implementing the scientific proposal of the authors - the conversion of methanol into synthetic liquid fuels in order to increase the economic efficiency and rational use of the watermethanol mixture (VMC) when transporting gas through main gas pipelines. The main method of preventing hydrate formation at installations for preparing natural gas for transport is the introduction of an inhibitor hydrate formation (methanol), which can be a raw material base for the production of synthetic liquid fuel (SLF). Methanol can be used to produce motor fuels: methanol as a gasoline substitute; methanol as an additive to gasoline; methanol as a raw material for the production of high-octane gasoline components (MTBE, MTAE, etc.); methanol as a raw material for the production of high-octane gasoline. Preliminary calculations have shown that this makes it possible to additionally obtain liquid hydrocarbons in composition identical to the high-octane components of AI-92, AI-95 gasolines. The article presents the process of methanol conversion under experimental conditions, which shows the possibility of using the IUD coming from the gas transmission network of main gas pipelines to the gas preparation plant for transport, for the production of liquid lubricants.
Ключевые слова: конверсия водометанольной смеси, синтетическое жидкое топливо, рациональное использование природных ресурсов, водометанольная смесь.
Keywords: conversion of water-methanol mixture, synthetic liquid fuel, rational use of natural resources, water-methanol mixture.
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 топлив-
ные 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 ан-тигидратный 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 - во-дометанольной 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:
п СН3ОН ~ п (СН2) + п Н20 (1)
п СН3ОСН3 ~ п 2(СН2) + п Н20 (2),
где (СН2) - 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.; гЮ2 - 5 % масс.; SiO2 - 5 % масс.; А1203 - 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
1. 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/artide/view/ispolzovanie-metanola-v-gazovoj-promyshlennosti-v-kachestve-ingibitora-gidratoobrazovaniya-i-prognoz-ego-potrebleniya-v-period-do-2030-g
2. Долинский С.Э. Рентабельное производство высокосортных высокооктановых бензинов из низкосортного углеводородного сырья и метанола // Газохимия, 2009. № 11
3. 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.
