Установка может быть приспособлена к широкому диапазону содержания диоксида углерода в исходном газе. Вес основного блока завода составляет приблизительно 80 т. Также могут быть построены и более крупные конвертеры, но при этом преимущества такого завода компенсируются сложностями его

Описание процесса

На рисунке па стр. 25 приведена схема процесса. Природный газ предварительно нагревают отходящими газами и обессеривают в реакторе с неподвижным слоем адсорбента. Серу удаляют до одной миллионноы доли (по объему), чтобы защитить распо¬ложенный далее катализатор. Очищенный природный газ смешивают с отходящим газом реактора ФТ и насыщают парами воды перед проведением предварительной конверсии. Предварительная конверсия осуществляется для того, чтобы превратить в метан жирные углеводороды природного газа и предотвратить, таким образом, последующее отложение углерода (кокса). Затем добавляют пар (путем насыщения или другими способами), чтобы довести отношение пар: газ до требуемой для основной реакции величины. Реакция конверсии метана, протекающая в компактном риформере, эндотермическая. Она поддерживается за счет теплообмена при противоточной организации потоков: тепло по¬ступает от взаимодействия избытка водорода с воздухом.   Конструкция конвертеpa обеспечивает равномерный нагрев через стенку, а также его контроль во избежание проблем с термостойкостью металла.              

Получаемый  синтез-газ охлаждается при теплообмене с воздухом и топливом, подаваемыми в компактный конвертер, а затем дополнительно перед сжатием для подачи на мембранный сепаратор для отде¬ления водорода. В мембранном сепа¬раторе водород выделяют и добавля¬ют к смеси водорода с оксидом угле¬рода, доводя соотношение в сиптез-газе до величины, требуемой для проведения процесса ФТ. Реактор ФТ, как правило, работает на соотно¬шении H2CO, чуть превышающем 2,1:1 (небольшое количество образо¬вавшегося при риформинге водорода используется для процесса гидро-крекинга тяжелых продуктов синте¬за ФТ, а остаток — в качестве топли¬ва.) Синтез-газ нагревают и подают в реактор ФТ, в котором в присутствии катализатора осуществляется экзо¬термическая реакция водорода и ок¬сида углерода с получением парафиновых углеводородов с длинной углеродной цепью. На коммерческом предприятии производимое в реак¬торе ФТ может быть использовано для вращения паровой турбины, но на демонстрационном заводе подобное введение не окупает требуемых затрат.

Углеводороды, образу¬ющиеся на катализаторе ФТ. конден¬сируют при охлаждении газов, отхо¬дящих из реактора, и выделяются как продукты синтеза, а непрореагировавшпие газы и оксид углерода на¬правляют в конвертер. Выделенные тяжелые парафины смешивают с бо¬лее легкими, смесь нагрева ют и вмес¬те с водородом направляют в реактор гидрокрекинга, получая более короткие углеводороды. Вода, обра¬зующаяся в сепараторе продуктов реакции ФТ, направляется в сатура¬тор природного газа и далее в ком¬пактный риформер.

Работа опытного завода в Nikiski

Следует отметить, что стабилизация работы завода заняла продолжительное время. Возникшие трудности были связаны с ненадежностью механической) оборудования в нестабильностью снабжения энергией. После проведения ряда мероприятия по улучшению работы завод стал очень надежным, и на нем была осуществлена запланированная опытная программа. Эта программа определила рамки для проведения испытаний и для улучшения технологии в значимом масштабе. В настоящее время программа развития достигла той стадии, когда техно¬логия готова к выходу на рынок.

В процессе эксплуатации опытного завода компактный риформер продемонстрировал большую надежность в ряде случаев аварийных остановок, в основном обусловленных неполадками с энергией или снабжающими коммуникациями. Устройство легко управляемо в сравнении с обычным конверте¬ром, просто в запуске и в остановке. Стадия ФТ разработана в соответствии с ожиданиями, но, несмотря на это, позволила получить много ценной информации. Эта информация, вкупе с опытом DPT в проектирова¬нии метанольных установок, будет использоваться на благо наших обладателей лицензии. Программа работы на заводе продолжится в ближайшем будущем, что позволит проводить непрерывное улучшение технологии и поддержку лицензионной деятельности.

Коммерческие проекты

Общее ключевое качество большинства технологий, представленных на заводе в Nikiski, — их модульностью. Это значит, что они могут быть развернуты в большем или меньшем размере без необходимости перепроектирования основных компонентов. Для больших размеров число устанавливаемых стандартных единиц будет большим, а риск, связанный с увеличением размеров — минимальным. Стандартная единица — это одна линия завода, обеспечивающая преимущества в стоимости, качестве и в надежности завода. Конвертер, опробованный в Nikiski, будет увеличен до коммерческого масштаба. Таким образом, стандартная единица (или основной блок) для завода большего размера будет в четыре раза больше, чем нынешняя установка в Nikiski. Коммерческий компактный риформер будет способен производить синтез-газ для производства 150-190 т жидких углеводородов в день или 450-600 т метанола в день в зависимости от качества подаваемого на конверсию исходного газа.

Установка может быть приспособлена к широкому диапазону содержания диоксида углерода в исходном газе. Вес основного блока завода составляет приблизительно 80 т. Так¬же могут быть построены и более крупные конвертеры, но при этом преимущества такого завода компенсируются сложностями его установки и удаления. Для обеспечения требуемой мощности можно соединить вместе несколько конвертеров. Создание такого завода позволит получать 600-750 т жидких углеводоро¬дов в день или 1800-2400 т метанола в день. Проект также демонстрирует вариативность мощности, которая производится без изменения конструкции конвертера. Компактные риформеры требуют некоторого индивидуального контроля над топливом, по во всем остальном они работают как независимые единицы. Техноло¬гия, конкурентоспособная па больших масштабах, может принести значительную выгоду и на малых.

Следует отменить, что в рассмотренном проекте компактный риформер был представлен совместно с синтезом ФТ. Но он также может использоваться для реализации технологии получения метанола с ката¬лизаторами DPI и Johnson Matthey.

Заключение

На опытном заводе в Nikiski была представлена объединенная технологическая схема для реализации технологии GTL. Эта технологическая схема имеет ряд особенностей, что делает ее особо привлекательной для компаний, занимающихся добычей и переработкой нефти и газа:

•  высокая эффективность утилизации газа и конверсии углерода;
•  высокая энергетическая эффективность и низкий уровень использования энергии;
•  простой баланс водных потоков и низкие выбросы загрязненной воды;
•  простота в обращении;
•  гибкость процесса в отношении использования исходного газа различного состава;
•  небольшая площадь завода, что удобно для строительства завода на удаленных площадках;
•  объединенная технологическая схема, включающая внезаводские и инженерные сооружения завода;
•  модульное исполнение с коротким перечнем застройки;
•  низкая стоимость конструкции;
•  более низкие капиталовложения и меньшие сроки окупаемости.

Наряду с конверсией природного и попутного газов в жидкие углеводородные продукты по технологии ФТ компания DPT предлагает также технологию конверсии в метанол.

Источник: Газохимия