Геращенко, Игорь Олегович. Эффективный метод получения синтез-газа паровой и пароуглекислотной конверсии метана

brief description

Геращенко, Игорь Олегович. Эффективный метод получения синтез-газа паровой и пароуглекислотной конверсии метана : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.07 / Геращенко Игорь Олегович; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина].- Москва, 2012.- 126 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/3456

ООО «ЮРД - Центр» и кафедра газохимии Российского Государственного Университета нефти и газа имени Н.М. Губкина.
Геращенко Игорь Олегович
ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА ПАРОВОЙ И ПАРОУГЛЕКИСЛОТНОЙ КОНВЕРСИИ МЕТАНА.
Специальность 05.17.07. - «Химическая технология топлив и высокоэнергетических веществ.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Научный руководитель : член-корреспондент РАН,
доктор химических наук, профессор Лапидус Альберт Львович
Москва 2012 г.
Обозначения и сокращения
В настоящей работе приняты следующие обозначения и сокращения: СГ - синтез-газ;
ПО - парциальное окисление метана;
ПК - паровая конверсия метана;
УК - углекислотная конверсия метана;
ПНГ - попутный нефтяной газ;
СПГ - сжиженный природный газ;
GTL -получение жидких углеводородов из газа (gas-to-liquid); ШФЛУ - широкая фракция легких углеводородов;
ПЭ - полиэтилен;
11ІІ - полипропилен;
РТИ - резинотехнические изделия;
АК - автотермическая конверсия.
ДМЭ - диметиловый эфир.
СУ Г - сжиженный углеводородный газ.
Введение 4
Г лава 1. (Литературный обзор)
Получение синтез-газа для технологий GTL. 13
1.1. Технологии GTL 13
1.2. Получение синтез-газа путем газификации угля 3 8
1.3. Получение синтез-газа из природного и попутного газа 40 Глава 2. Методика проведения эксперимента 68
Глава 3. Модернизированная установка конверсии метана 70
3.1. Конструкция установки 71
3.1.1. Расчет параметров установки 80
3.1.1.2. Аэродинамические расчеты 82
3.1.1.3. Расчет на прочность 86
3.1.1.4. Расчет процессов теплопередачи 88
3.2. Технические параметры осуществления процесса 92
Глава 4. Экспериментальные данные 94
Обсуждение результатов 109
Выводы 116
Список литературы 117
Широкое промышленное использование природного газа в мировой энергетике началось сравнительно недавно — во второй половине XX века. Очевидные преимущества использования природного газа в качестве первичного энергоносителя (отсутствие золы при сжигании, простота конструкций камер сгорания и т.д.) привели к тому, что уже к концу прошлого века газовая энергетика стала самой быстро развивающейся областью энергетики в мире.
В 2002 г. сжигание природного газа давало четверть первичной энергии на земном шаре, что является вторым после нефти показателем [1]. При этом динамика роста газовой энергетики значительно опережает соответствующие показатели других энергетических направлений, таких как нефтяного, гидро и ядерного. Мировые запасы природного газа настолько велики, что есть все основания предполагать, что основным источником получения энергии в XXI веке будет именно он.
Уже сейчас широкое применение природного газа в промышленности и быту стало признаком современной цивилизации.
Тем не менее, если в сфере выработки энергии природный газ уже занял одну из ведущих позиций, то в области получения химических продуктов и вторичных энергоносителей роль природного газа крайне незначительна. Г азопереработка, в современном понимании этого слова, означает очистку и фракционирование природного газа.
Термин же «газохимия» появился сравнительно недавно. Трудности в использовании природного газа для его химической переработки определяются стабильностью низших алканов и высокой прочностью связей С-Н в молекуле метана. Однако, несмотря на это, газохимия является одной из наиболее перспективных и динамически развивающихся отраслей современной промышленности.
Мировая энергетика вступает в полосу крупных структурных перемен, связанных с прогнозируемым уже в текущем десятилетии снижением объемов добычи нефти большинством ведущих мировых производителей [3,4]. Ближневосточные эксперты подвергают сомнению даже данные о реальном объеме этого ресурса. Еще более неясны долговременные перспективы отечественной нефтедобычи, быстрый количественный рост которой в последние годы происходит на фоне истощения их ресурсов (рис. 1) и нулевого прироста.
Прирост объема мировой добычи нефти в 1.6 раз за последние 30 лет потребовал увеличения производственных затрат в 16 раз (рис. 2), что стало главным фактором постоянного увеличения стоимости нефти [5].

bibliography

Выводы
1. Разработана технологическая схема установки для паровой и пароуглекислотной конверсии метана в синтез-газ на основании принципиально новой конструкции реактора со встроенным в него прямоточным парогенератором.
2. Установлено, что разработанный метод позволяет:
• получать синтез-газ с диапазоном мольных соотношения Н2: СО от 1,6 до 4,6 при температуре конверсии 800 - 900°С и давлении 5 атм;
• достигать производительность по синтез-газу от 200 - 400 л/час, а при масштабировании до 100 000 л/час;
• получать синтез-газ с суммарным содержанием СО2 и СН4 менее 8,5%, что позволяет использовать синтез-газ в процессах GTL без дополнительной корректировки его состава;
• стабильно работать как в режиме «stop and go», так и в непрерывном режиме в течение 300 часов.
3. Показано, что разработанный метод конверсии метана позволяет получить синтез-газ с мольным соотношением Н2: СО (2 — 2.2), необходимом для процессов синтеза жидких углеводородов.
4. Исследовано влияние состава исходной смеси и температурного режима на состав получаемого синтез-газа.
Список литературы.