Окислительная конверсия метана на оксиднометаллическом микросферическом катализаторе в лифт-реакторе

• Автор: Попов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Обзор литературы
1.1 Предисловие
1.2 Парциальное окисление метана
1.3 Парциальное окисление алканов С2-С
1.4 Промышленные методы производства синтез-газа
1.5 Заключение
2 Экспериментальная часть
2.1 Синтез оксиднометаллических катализаторов
2.2 Исследование физико-химических свойств катализаторов
2.3 Методика проведения экспериментов по конверсии метана в синтез-газ на импульсной установке
2.4 Методика проведения экспериментов по конверсии метана в синтез-газ на пилотной установке с циркулирующим катализатором
2.5 Реактивы и материалы, использованные при проведении исследований.
3 Обсуждение результатов
3.1 Физико-химические свойства оксиднометаллических катализаторов
3.2 Взаимодействие метана с оксиднометаллическими катализаторами в импульсном реакторе
3.3 Конверсия метана и его гомологов в синтез-газ на пилотной установке с циркулирующим катализатором
3.3.1 Общие закономерности взаимодействия оксиднометаллической системы с метаном в лифт-реакторе и с кислородом в регенераторе
3.3.2 Условия окисления оксиднометаллического катализатора
3.3.3 Выбор оптимальных условий проведения процесса конверсии метана в синтез-газ на пилотной установке
3.3.4 Конверсия модельных смесей СН4 с индивидуальными компонентами попутного газа
3.3.5 Конверсия модельной смеси, соответствующей усреднённому составу попутного газа
3.3.6 Окисление катализатора кислородсодержащими агентами

3.4 Физико-химические свойства оксиднометаллических катализаторов после окислительной конверсии метана
Заключение
Выводы:
Список литературы
Список сокращений и условных обозначений
Приложение 1. Титульный лист технологического регламента на пилотную установку конверсии попутного газа в синтез-газ
Приложение 2. Технико-экономическая оценка рыночного потенциала технологии конверсии попутного нефтяного газа в синтез-газ (резюме)
Приложение 3. Титульный лист заключительного отчёта о НИР «Разработка основ технологии производства синтез-газа в составе модульных комплексов конверсии попутного газа в синтетическую нефть»

ВВЕДЕНИЕ
Природный газ, основным составляющим компонентом которого является метан, имеет исключительно важное значение для экономики России, поскольку относится к одному из трёх главных видов невосполняемых источников энергии, помимо нефти и каменного угля, а уровень экономического развития государства напрямую зависит от потребления энергоносителей. По оценкам ВР, опубликованным в Статистическом обзоре мировой энергетики, разведанные запасы природного газа в России являются наибольшими в мире и на конец 2010 года насчитывали 44,8 трл.куб.м., что составляет 23,9% от мировых запасов [1].
Мировое потребление природного газа неуклонно растёт наряду с потреблением нефти и каменного угля (рисунок. 1.1). В России в 2010 году было потреблено 372,7 млн.т. нефтяного эквивалента или 414,1 млрд. куб. м. природного газа, что приблизительно соответствует уровням до кризиса 2008 г. и до распада СССР (рисунок. 1.2). До 95% природного газа применяется в качестве топлива, и лишь малая его часть используется как сырьё для синтеза ценных химических продуктов.
Одной из наиболее актуальных проблем нефтегазовой промышленности России является утилизация попутного нефтяного газа. По различным оценкам, на сжигание в факелах направляется от 25 до 50 млрд. куб. м попутного нефтяного газа ежегодно [2,3], что составляет до 65% от его общего потенциала и приводит к потере ценного химического сырья.

После прохождения реакционной смеси через слой никелевого катализатора конвертированный газ выходит из реактора при температуре 1050 °С. Полученный синтез-газ направляется на охлаждение и очистку от С02 [115].
1.4.5 «МегаСин»
Лицензиар: Ьищі ОеГОаэ-СЬегше ОтЬН, Германия. Применение: крупномасштабное производство синтез-газа из природного газа или других газообразных углеводородов для производства метанола, аммиака, синтеза Фишера-Тропша и других процессов в составе одного комплекса (рисунок 1.9).
Природный Компримирование
газ (опционально)
Рисунок 1.9 —Технологическая схема процесса «МегаСин», Ьиг^і [110]
Углеводородное сырьё нагревается и обессеривается. Затем газовая смесь насыщается водяным паром (технологическим конденсатом), при необходимости смешивается с С02 и поступает в автотермический реактор,