КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЫ РОССИИ
ЗА СЧЕТ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Из доклада д.т.н. А. Носкова (в соавторстве с ак. В. Пармоном).
Как с помощью каталитических технологий расширить энергетическую
и сырьевую базы для нефтехимической промышленности? — с этого
начал выступление заместитель директора Института катализа А. Носков.
Нетрадиционные источники в данном случае — низкоконцентрированные
метаносодержащие газовые выбросы угольных
шахт, попутные газы нефтегазодобычи, отходы углеобогащения и
возобновляемое сырье растительного происхождения.
Суммарное использование в мире углеводородного сырья составляет
около 8 млрд тонн нефтяного эквивалента. В основном вся
промышленность базируется на использовании нефти. Совершенно не
вовлечены в оборот газовые гидраты, очень мало используется
возобновляемое сырье в виде растительной биомассы.
Ежегодные ресурсы неиспользуемого или малоиспользуемого
ископаемого углеродсодержащего сырья в России довольно
внушительны. Впечатляющий пример: тот, кто пролетал ночью над
Тюменской областью, мог заметить, что там нет проблем с
освещением, ибо всюду горят факелы. По потерям попутных нефтяных
газов Россия занимает почетное 2-е место в мире, уступая только
Нигерии. Вентвыбросы шахтного метана по России достигают около
500 млрд кубометров в год. Отходы углеобогащения — примерно
20 млн тонн в год по Кузбассу, по России в целом — в два раза
больше.
А. Носков рассказал о тех технологиях, которые уже сегодня можно
использовать для утилизации углеводородных газов — метана и
легких углеводородов (этана, пропана, бутана и т.д.). Были
приведены основные реакции превращения легких газов; температуры,
способствующие быстрому протеканию реакций. Продемонстрированы
традиционные и вновь разработанные катализаторы, необходимые для
осуществления всех этих процессов. Здесь речь, прежде всего, идет о
высококремнеземных цеолитах, которые могут быть созданы только в
специальных условиях с использованием методов нанотехнологий.
Основные проблемы, с которыми разработчики сталкиваются при
создании необходимых катализаторов:
оптимизация размеров нанокристаллов, увеличение внешней
поверхности цеолитных нанокристаллов (с чем связана скорость
протекания реакций); удаление активных центров с внешней
поверхности (тогда процессы химических превращений будут
протекать внутри кристалла). И, кроме всего — оптимизация добавок
в цеолиты. Такие усовершенствованные цеолиты используются уже во
многих процессах нефтепереработки и нефтехимии.
Докладчик привел
соответствующие примеры, подтверждающие эффективность созданных
катализаторов.
Существенная деталь: при совместном превращении
бутана с метаном выход ароматических углеводородов удается
увеличить в 2,5 раза. Это позволяет создавать новые процессы с
гораздо большей эффективностью переработки попутных газов
нефтегазодобычи.
Проект по переработке газов приобретает все большую актуальность
в связи с повышенным вниманием к экологическим проблемам. В
середине следующего года должна заработать первая опытная
установка в Краснодаре на 1 тыс. тонн/год (заказчик — Федеральное
агентство по науке). Восстанавливается производство
катализатора на НЗХК (заказчик — объединение «ТВЭЛ»). На 2007
год запланирована первая промышленная установка переработки
попутных газов нефтегазодобычи в ценные химические продукты.
Из новых технологий в докладе был назван процесс БИМТ (Бинарные
моторные топлива) для одностадийной переработки широких фракций
углеводородного сырья в высокооктановые бензины и зимнее
дизельное топливо. А. Носков обрисовал ее преимущества и
перспективы распространения. В настоящий момент идет сооружение
трех крупных установок по промышленной реализации нового метода.
Особое место в докладе было отведено каталитическим технологиям
энергетического использования метансодержащих выбросов угольных
шахт.
Как известно, все антропогенные выбросы метана в мире составляют
весьма внушительную цифру. Цель поставлена вполне определенная — найти
метод их применения в энергетике. Институтом катализа
разработана каталитическая установка на основе «РЕВЕРС-процесса»
для производства теплоты из вентвыбросов угольных шахт с
содержанием метана до 1,5 %. Использование новых технологий
позволяет снизить себестоимость производства технологического
тепла почти на 50 %.
Интересная тема — использование стандартных промышленных газовых
турбин для очистки выбросов шахтного метана и выработки
электроэнергии.
В докладе также шла речь о тех возможностях, которые кроются в
использовании каталитического сжигания. Прежде всего, резко
расширяется диапазон возможных видов топлив, включая
некондиционные. Например, термическая обработка в кипящем слое
катализатора рисовой шелухи позволяет получить ценные добавки для
ряда производств.
Были названы ожидаемые сроки промышленного использования
каталитических технологий переработки некондиционного
углеродсодержащего сырья и их коммерческий потенциал в России.
стр. 9-10
| 
