Отправить новость
1076 просмотров Версия для печати

Технологии ТПУ способны удешевить производство высококачественного автомобильного бензина

Учеными Томского политехнического университета разработаны технологии утилизации и переработки газовых конденсатов и попутных нефтяных газов (ПНГ) в высококачественный автомобильный бензин и другие ценные продукты. Используя нанотехнологии, политехники нашли способ не только решить актуальную на сегодняшний день для нефтегазовой отрасли проблему утилизации ПНГ, но и значительно удешевить производство автомобильного бензина, что позволит в будущем более экономно расходовать нефтяные запасы.

Фото: каталитическая установка по переработке газового конденсата в высокооктановые бензины класса «Евро 5» и «Евро 6», арены и низшие олефины.

«Если в нефти прямогонной бензиновой фракции содержится максимум 10 – 15%, то в газовом конденсате — до 80% и более. Так, например, если вы хотите получить 10 тысяч тонн высокооктанового (ред. — высококачественного) бензина, вам необходимо будет переработать примерно 100 000 тонн нефти. В то время как газового конденсата для получения такого же объема продукции потребуется около 15 тысяч тонн, что позволяет существенно экономить на сырье»,

— рассказывает руководитель лаборатории «Переработка углеводородного сырья с применением нанотехнологий» ТПУ Владимир Ерофеев, доктор технических наук, профессор, академик РАЕ и заслуженный деятель науки РФ.

К тому же не все типы нефти содержат в большом количестве прямогонные бензиновые фракции, пригодные для получения высококачественных бензинов классов «Евро 5» и «Евро 6». Между тем, газовый конденсат содержит в себе преимущественно именно фракции, пригодные для производства высококачественного бензина. Однако газоконденсат и ПНГ существенно труднее перерабатывать, чем ту же нефть. Дело в том, что молекулы метана и этана, входящие в их состав, являются химически инертными — практически никак не взаимодействуют с другими молекулами. Следовательно, попутный газ и газоконденсат трудно во что-то преобразовать.

«В связи с этим, попутный нефтяной газ в большинстве случаев из-за отсутствия соответствующей инфраструктуры сжигается на многих нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях в хозяйственных целях», — говорит Владимир Ерофеев.

Ученые лаборатории «Переработка углеводородного сырья с применением нанотехнологий» ТПУ нашли способ, как решить эту проблему, используя модифицированные наноструктурированные цеолитные катализаторы, позволяющие перерабатывать газовые конденсаты и ПНГ в различные ценные продукты.

«Важной особенностью наших катализаторов (в отличие от существующих промышленных металлических, оксидных и других) является то, что они обладают высокорегулярной микропористой структурой. Диаметр одной такой поры равен 6 – 8 ангстрем (1×10 -8 метра). По размеру они сопоставимы с такими «маленькими» молекулами, как этан, пропан, бутан и другими, содержащимися в ПНГ и газоконденсате. Внутри каждой микропоры расположены суперкислотные активные центры.Попадая в эти «узкие» микропоры, молекулы самых химически инертных из органических соединений изолируются и под воздействием суперкислотных центров приобретают повышенную подвижность и реакционную способность, что позволяет значительно легче и при меньших энергетических затратах подвергать их различным химическим превращениям, образуя с их помощью различные ценные продукты», — уточняет ученый.

Переработку газоконденсата и ПНГ с помощью таких катализаторов ученые ТПУ проводят на специальных каталитических установках. Поступая в реактор такой установки, прямогонный бензин газоконденсата или газообразная фракция С24 ПНГ сначала нагревается до определенной температуры, а затем вступает во взаимодействие с катализаторами (цеолитами) и модификаторами (оксидными системами).

В результате всех этих сложных химических процессов ученые получают низшие олефины, арены или высоколиквидные высококооктановые бензины класса «Евро 5» и «Евро 6».

Такие установки полностью автоматизированы и мобильны, их можно использовать прямо на месторождениях. Так, например, подобная установка по переработке газовых конденсатов в высокооктановые бензины, изготовленная ООО «Томскнефтегазпереработка» ОАО «Востокгазпром» по технологии Томского политеха,  использовалась в 2014-2015 годах на Мыльджинском месторождении (газоперерабатывающий завод в с. Бондарка Каргасокского района Томской области). Интересуются технологиями ТПУ в этом направлении и другие предприятия нефтегазовой отрасли. 

Справка:

Профессор ТПУ Владимир Ерофеев является автором более 350 научных работ и 40 патентов на изобретения. Под его руководством коллектив лаборатории «Переработка углеводородного сырья с применением нанотехнологий» проводит научные исследования и разрабатывает новые процессы и технологии получения высоколиквидных моторных топлив, а также низших олефинов, ароматических углеводородов (ценных видов сырья для многих процессов нефтехимии) из различных видов углеводородного сырья: нефти, газовых конденсатов и попутного нефтяного газа. Добавим, научный коллектив Владимира Ерофеева также разработал технологию получения высокооктановых морозостойких бензинов и дизельного топлива, которые способны выдерживать температуры до -80 С°, что позволяет использовать его в условиях экстремально низких температур. Например, в Арктике и Антарктиде

Высокооктановые бензины — это виды углеводородного топлива с высоким октановым числом (от 95 и выше) и высокими физико-химическими свойствами и эксплуатационными характеристиками.

Цеолиты — большая группа близких по составу и свойствам минералов, водные алюмосиликаты кальция и натрия из подкласса каркасных силикатов, со стеклянным или перламутровым блеском, известных своей способностью отдавать и вновь поглощать воду в зависимости от температуры и влажности. Другим важным свойством цеолитов является способность к ионному обмену — они способны селективно выделять и вновь впитывать различные вещества, а также обменивать катионы.

Заметили ошибку?
Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter