» Проект: Переработка Попутных Нефтяных Газов (ПНГ) в жидкие синтетические углеводороды

АО «Институт органического катализа и электрохимии
им. Д.В. Сокольского»
Направление работ:
Утилизация попутно-добываемого газа нефтяных месторождений Казахстана
Проект:
Переработка Попутных Нефтяных
Газов (ПНГ) в жидкие синтетические углеводороды
Разработчики:
В.н.с. ИТКУЛОВА Ш. С.
.
Республика Казахстан
Алматы, 2015
Ситуация с попутным газом в Казахстане
Добыча:
При нефтедобыче на Казахстанских
нефтяных и нефтегазоконденсатных
месторождениях в зависимости от района
добычи на одну тонну извлеченной нефти
приходится от 25 до 1000 куб. м попутного
нефтяного газа (ПНГ).
Запасы попутного газа на 112 нефтяных
месторождениях Казахстана оцениваются в
2380 млрд. кубометров.
Текущее извлечение попутного газа
составляет около миллиарда кубометров
Утилизация:
Ежегодно только две трети добываемого в
стране ПНГ утилизируется, в основном
консервируется (загоняется обратно в
пласты).
Технологии утилизации ПНГ в ценные
нефтехимические продукты не
применяются.
Традиционно большую часть его сжигают на
факелах.
1. Законом РК о «Недропользовании» запрещено
сжигание ПНГ
2. Согласно Киотскому Протоколу – странам
необходимо снизить выбросы парниковых газов
Проблема для нефтедобывающих
компаний – утилизация ПНГ
 Проблема для
нефтеперерабатывающих предприятий
– переработка нефтезаводских газов

Альтернативные решения
утилизации ПНГ
Решение


Внедрение технологий, позволяющих
утилизировать ПНГ или ПГ (природный
газ)
Предложение: Совместная
каталитическая утилизация ПНГ и ПГ с
получением синтез-газа - сырья для
производства промышленно важных
продуктов (синтетические жидкие
углеводороды и /или спирты)
Процесс GTL
GTL (Gas to Liquid) процесс : каталитическая переработка легких
углеводородов получением синтез-газа (СО + Н2), который далее идет на
производство углеводородов и кислородсодержащих соединений по
методу Фишера-Тропша
Схема переработки ПНГ
Диоксид углерода
ПНГ
Синтез углеводородов
С7-С20
Конверсия ПНГ
в синтез-газ
Вода
Синтез
спиртов
Цель проекта:

Утилизация попутных нефтяных газов нефтяных
месторождений путем паро-углекислотной конверсии с
получением жидких углеводородов
Задачи проекта:







Создать пилотную установку;
Синтезировать опытную партию катализаторов;
Анализ химического состава ПНГ;
Испытание катализаторов на пилотной установке;
Отработка технологических параметров;
Расчет технико-экономических параметров;
Выдача рекомендаций для строительства мини-установки для
переработки ПНГ.
Текущее состояние разработки проекта:

Процесс получения синтез-газа путем
паро-углекислотной из ПНГ Жетыбайского
месторождения прошел укрупненные
лабораторные испытания (по заказу
«МангистауМунайГаза»;

Катализаторы для процесса получения
моторного топлива и церезинов из синтезгаза прошел пилотные испытания на
Новочеркасском заводе синтетических
продуктов (Россия, есть акты испытаний).
Стадия Проекта



Укрупненные испытания собственной
технологии
Патенты
Опытные образцы собственных
катализаторов
Сравнение промышленно-используемого процесса получения
синтез-газа и предлагаемой технологии углекислотной
конверсии ПНГ
Параметры
Промышленно-используемый процесс:
паровая конверсия метана
Предлагаемый способ:
углекислотная конверсия:
Сырье
Природный газ + вода
Природный газ, ПНГ, диоксид
углерода, вода
Продукт
Синтез-газ: высокое соотношение Н2
/СО ≥3
Реактор
трубчатый
Температура
750-850oC
600-800 oC
Давление
30-40 атм
1-1.2 атм
Катализатор
Ni/носитель
Со/носитель
Закоксовывание
катализатора
*
присутствует
Синтез-газ: 1 ≤ Н2/СО ≤ 2;
Уксусная кислота
Олефины
трубчатый
Практически отсутствует
Получение моторного топлива из
синтез-газа прошло испытания на
НЗСП, Россия (есть акты испытаний)
СХЕМА: УТИЛИЗАЦИЯ ПОПУТНОГО ГАЗА ПУТЕМ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ УГЛЕКИСЛОТНОЙ КОНВЕРСИИ
Конверсия С3+ -100%
Конверсия С1-С2 – 95-99%
Выход с/г – 95-100%
Блок
подготовки
газов:
Попутный
газ + СО2 +
Н2 О
вода
Синтез-газ
Реактор 1,
Кт-1
Т=700750оС,
Р=1 атм
О.с.=15006000 ч-1
Реактор 2
Кт-2
Т=200270оС,
Р=10 атм
О.с=10003000ч-1
сепаратор
Компрессия
синтез-газа
до 10 атм
Жидкие
углеводороды
Водноспиртовая
фракция
Конверсия СО -70-75%
Выход жидких у/в – 120170 г/м3 с/г (70-75%)
Газообразные
углеводороды +
~ 30% Н2+СО
Жидкое моторное
топливо
1) добавка к тяжелой
нефти
2) в скважины
3) на облагораживание
Ожидаемые результаты:

Анализ состава ПНГ;

Приготовление укрупненных опытных партий катализаторов;

Проведение укрупненных лабораторных испытаний
синтезированных катализаторов в процессах получения
моторного топлива и других продуктов из ПНГ;

Выдача рекомендаций для проведения опытно-промышленных
испытаний и составления технологического регламента на
производство катализаторов.
Рынок:

Нефтегазовый сектор РК
Потребитель:
 Нефтегазодобывающие предприятия
Конкуренты
Отсутствие конкурентов на внутреннем
рынке
 Имеется небольшое количество
подобных зарубежных технологий
 Отличие (уникальность) предлагаемой
– вовлечение в процесс ПГ и
использование собственных
катализаторов

Преимущества предлагаемого проекта:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
При утилизации ~ 6 млн.м3 ПНГ/год образуется ~ 3
тыс.тонн/год жидких углеводородов, которые можно
добавлять в нефть для улучшения ее вязкости;
При этом увеличивается общий объем перекачиваемой
нефти (при добыче 81.5 тыс. тонн нефти в год добавка
жидких углеводородов составит около 3.6%);
Отпадает необходимость строительства газопровода;
Возможен отказ от подогрева нефти и соответственно
строительство печей подогрева;
Небольшие объемы установок для процесса
пароуглекислотной конверсии ПНГ (~ 0.7 м3 и 3 м3);
Утилизируется не только ПНГ, но и диоксид углерода;
При успешной реализации проекта возможно
строительство мини-установок на любом
месторождении.
Бизнес-модель:
(выгоды)




1. Утилизация ПНГ позволит предприятию не терять лицензию
на добычу и НЕ ПРЕКРАЩАТЬ РАБОТУ
2. Внедрение предлагаемой технологии позволит снизить
выбросы ПГ, что позволит продавать «углеродные» квоты
3. Утилизация ПНГ позволит снизить выбросы вредных газов и
соответственно избежать штрафов на выбросы ВВ
4. Переработка ПНГ в промышленно важные или необходимые
для данного предприятия продукты позволит продажу этих
продуктов или их использование самим предприятием.
Например, переработка ПНГ в СЖУ позволит добавлять их в
тяжелые нефти для снижения их вязкости и улучшения
транспортных характеристик и получить экономию за счет
снижения затрат на обогрев и закуп специальных веществ.
Предложение для инвестора
Финансирование – 1-2 млн. USD (1 этап)
на закуп оборудования, сырья и материалов
2. Потенциальный интерес для инвесторов:
- Быть первыми на рынке Казахстана
- Запатентовать технологию и в
дальнейшем ее продавать
3. Выход на любой стадии
1.