«Перспективы развития технологий глубокой переработки природных и попутных нефтяных газов»

Начало XXI века изменило наши представления о доступных ресурсах углеводородов в земной коре. Оказалось, что их подавляющая часть представлена газообразными углеводородами, запасы которых многократно превышают традиционные ресурсы жидких и твердых углеводородов. Резкое увеличение объема доступных ресурсов природного газа и снижение его цены делают очень привлекательным использование его не только как топлива, но и в качестве сырья для производства нефтехимических продуктов с высокой добавленной стоимостью.

Однако газохимия значительно отличается от нефтехимии, прежде всего, направленностью своих процессов. Цель газохимии - получение из наиболее простой и стабильной углеводородной молекулы СН4 огромной совокупности более сложных и менее стабильных продуктов, производимых современной нефтехимией. Высокая стабильность метана делает газохимию значительно более сложной и затратной по сравнению с нефтехимией. Современные промышленные технологии конверсии метана в подавляющем большинстве основаны на крайне сложной и энергоемкой стадии его превращения в синтез-газ. Затратность таких производств наглядно подтвердили крупнейшие газохимические предприятия мирового класса. Например инвестиции в крупнейший в мире газохимический комплекс Pearl GTL (Катар) производительностью 140 000 bpd синтетических жидких углеводородов превысили 24 млрд долл., что соответствует удельным капитальным затратам свыше 170 000 долл. за баррель. Поэтому даже в идеальных условиях Персидского залива современные GTL технологии еще до падения цен на нефть балансировали на грани рентабельности. Из-за необходимости огромных инвестиций и неопределенности с ценами на нефть в ближайшее время не ожидается существенного прироста традиционного производства GTL.

Главная причина низкой рентабельности современных газохимических технологий это необходимость получения синтез-газа, обуславливающая большие затраты энергии и капиталовложения (до 70% от общей стоимости производства). Необходимы принципиально новые технологии превращения природного газа в химические продукты и моторные топлива. Последнее особенно актуально для газохимических процессах небольшой мощности, направленных на монетизацию нетрадиционных ресурсов природного газа, попутный газ, малоресурсные, удаленные и низконапорные месторождения, доля которых в общей добыче газа постоянно увеличивается.

Возможны два направления повышения эффективности газохимических процессов: повышение эффективности получения синтез-газа, либо переход к прямым методам превращения природного газа в химические продукты с высокой добавленной стоимостью, не требующим получения синтез-газа.

В области превращения природного газа в синтез-газ нами разработан принципиально новый процесс на основе использования проницаемых объемных матриц. Это газофазный автотермический процесс, не требующий внешних источников тепла или энергии. Он позволяет превращать в синтез-газ углеводороды практически любого состава, как газообразные, так и жидкие, а также низкокалорийные газы, в том числе биогаз с высоким содержанием СО2. Процесс не требует катализаторов, компактен и имеет объемную производительность по синтез-газу почти на порядок выше, чем в традиционных промышленных реформерах.

Из прямых методов, не требующих получения синтез-газа, нами предложена технология прямого парциального окисления природного газа в оксигенаты (метанол, формальдегид, этанол и др.), которая позволяет широко использовать жирные и попутные газы для получения химических продуктов. Нами также разработана технология селективного оксикрекинга тяжелых компонентов С37 попутных нефтяных газов (ПНГ) с получением газомоторного топлива с высоким метановым индексом.

Промышленная реализация новых высокоэффективных отечественных технологий должна быть нацелена на повышение глубины переработки углеводородного сырья до минимум 90% (против имеющихся 72%), снижение импортозависимости (в первую очередь, в части использования оборудования и катализаторов), а также усиление требований к охране окружающей среды. Как следствие, использование  РФ своих значительных запасов углеводородов, в  том числе и нетрадиционных,  не для экспорта сырья, а  для производства востребованной на мировом и отечественных рынках продукции с высокой добавленной стоимостью должно стать драйвером инновационного устойчивого развития  страны и ответь на основные внешние и внутренние вызовы социально-экономического развития РФ.

Тезисы и презентации докладов