Jump to content

Сингаз в бензин плюс

Сингаз в бензин плюс

Сингаз в бензин плюс (STG+) — это термохимический процесс преобразования природного газа , других газообразных углеводородов или газифицированной биомассы в топливо, такое как бензин, дизельное топливо или топливо для реактивных двигателей, а также органические растворители.

Технологическая химия

[ редактировать ]
Процесс СТГ+

Этот процесс состоит из четырех основных стадий в одном непрерывном интегрированном цикле, включающем четыре реактора с неподвижным слоем последовательных , в которых синтез-газ преобразуется в синтетическое топливо. Этапы производства высокооктанового синтетического бензина следующие: [1]

  • Синтез метанола : Синтез-газ подается в реактор 1, первый из четырех реакторов, который преобразует большую часть синтез-газа в метанол при прохождении через слой катализатора.
    CO + 2 H 2 метанол CH 3 OH
  • Синтез диметилового эфира (ДМЭ). Богатый метанолом газ из реактора 1 затем подается в реактор 2, второй реактор STG+. Метанол подвергается воздействию катализатора , и большая его часть превращается в ДМЭ, что включает дегидратацию метанола с образованием ДМЭ.
    2 CH 3 OH → CH 3 OCH 3 + H 2 O
  • Синтез бензина: газообразный продукт реактора 2 затем подается в реактор 3, третий реактор, содержащий катализатор конверсии ДМЭ в углеводороды, включая парафины ( алканы ), ароматические соединения , нафтены ( циклоалканы ) и небольшие количества олефинов ( алкены ), обычно с число атомов углерода от 6 до 10.
  • Обработка бензина: Четвертый реактор обеспечивает обработку трансалкилированием и гидрированием продуктов, поступающих из реактора 3. Обработка уменьшает количество дуреновых / изодуреновых ( тетраметилбензолов ) и триметилбензольных компонентов, которые имеют высокие температуры замерзания и должны быть сведены к минимуму в бензине. В результате синтетический бензин имеет высокое октановое число и желаемые вискозиметрические свойства.
  • Сепаратор: Наконец, смесь из реактора 4 конденсируется с получением бензина. Неконденсированный газ и бензин разделяются в обычном конденсаторе/сепараторе. Большая часть неконденсированного газа из сепаратора продуктов становится рециркулируемым газом и направляется обратно в поток сырья в реактор 1, оставляя синтетический бензин, состоящий из парафинов, ароматических соединений и нафтенов.

Катализаторы

[ редактировать ]

В процессе STG+ используются стандартные катализаторы, аналогичные тем, которые используются в других технологиях превращения газа в жидкость, в частности в процессах превращения метанола в бензин. селективным по размеру и форме молекул . В процессах получения метанола из бензина предпочтение отдается цеолитным катализаторам, [2] а в процессе STG+ также используются коммерчески доступные катализаторы избирательной формы, такие как ZSM-5 . [3]

Эффективность процесса

[ редактировать ]

По данным Primus Green Energy, процесс STG+ преобразует природный газ в бензин с октановым числом 90+ при расходе примерно 5 галлонов США на миллион британских тепловых единиц (65 литров на мегаватт-час). [4] Энергоемкость бензина составляет от 120 000 до 125 000 британских тепловых единиц на галлон США (от 9,3 до 9,7 киловатт-часов на литр), что делает этот процесс эффективным примерно на 60% при потере энергии 40%.

Газификация

[ редактировать ]

Как и в случае с другими процессами преобразования газа в жидкость, STG+ использует в качестве сырья синтез-газ, полученный с помощью других технологий. Этот синтез-газ можно производить с помощью нескольких коммерчески доступных технологий и из широкого спектра сырья, включая природный газ, биомассу и твердые бытовые отходы .

Природный газ и другие газы, богатые метаном, в том числе полученные из бытовых отходов, перерабатываются в синтез-газ с помощью технологий риформинга метана, таких как паровой риформинг метана и автотермический риформинг .

Технологии газификации биомассы менее развиты, хотя в некоторых разрабатываемых системах используются реакторы с неподвижным или псевдоожиженным слоем . [5]

Сравнение с другими технологиями GTL

[ редактировать ]

Другие технологии синтеза синтез-газа в жидкое топливо включают процесс Фишера-Тропша и процессы преобразования метанола в бензин.

Исследования, проведенные в Принстонском университете, показывают, что процессы получения метанола из бензина неизменно более рентабельны как по капитальным затратам, так и по общей стоимости, чем процесс Фишера-Тропша в малых, средних и крупных масштабах. [6] Предварительные исследования показывают, что процесс STG+ является более энергетически эффективным и обеспечивает самый высокий выход метанола из бензина. [7]

Процесс Фишера-Тропша

[ редактировать ]

Основное различие между процессом Фишера-Тропша и процессами получения метанола и бензина, такими как STG+, заключается в используемых катализаторах, типах продуктов и экономике.

Как правило, процесс Фишера-Тропша отдает предпочтение неселективным катализаторам на основе кобальта и железа , тогда как технологии преобразования метанола в бензин отдают предпочтение цеолитам, селективным по размеру и форме молекул. [8] Что касается типов продуктов, производство Фишера-Тропша ограничивается линейными парафинами . [8] например, синтетическая сырая нефть, тогда как процессы превращения метанола в бензин могут производить ароматические соединения, такие как ксилол и толуол , а также нафтены и изопарафины, такие как бензин и реактивное топливо.

Основной продукт процесса Фишера-Тропша, синтетическая сырая нефть, требует дополнительной переработки для получения топливных продуктов, таких как дизельное топливо или бензин. Такая переработка обычно приводит к дополнительным затратам, из-за чего некоторые лидеры отрасли называют экономику процессов Фишера-Тропша в коммерческом масштабе сложной задачей. [9]

Метанол в бензин

[ редактировать ]

Технология STG+ предлагает несколько отличий, которые отличают ее от других процессов переработки метанола в бензин. Эти различия включают гибкость продукта, уменьшение количества дюрола, воздействие на окружающую среду и капитальные затраты.

Традиционные технологии преобразования метанола в бензин производят дизельное топливо, бензин или сжиженный нефтяной газ . [10] STG+ производит бензин, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей и ароматические углеводороды, в зависимости от используемых катализаторов. Технология STG+ также включает восстановление дурола в свой основной процесс, а это означает, что весь процесс производства топлива требует всего двух этапов: производство синтез-газа и синтез газа в жидкости. [1] Другие процессы получения бензина из метанола не включают восстановление дурола в основной процесс и требуют проведения дополнительной стадии переработки. [10]

Из-за дополнительного количества реакторов традиционные процессы получения бензина из метанола имеют такие недостатки, как дополнительные затраты и потери энергии на конденсацию и испарение метанола перед подачей его в установку восстановления дурола. [11] Эта неэффективность может привести к большим капитальным затратам и воздействию на окружающую среду по сравнению с процессами преобразования метанола в бензин, в которых используется меньше реакторов, такими как STG+. Процесс STG+ исключает многократную конденсацию и испарение, а также преобразует синтез-газ в жидкое транспортное топливо напрямую, без образования промежуточных жидкостей. [7] Это устраняет необходимость хранения двух продуктов, включая хранение под давлением сжиженного нефтяного газа и хранение жидкого метанола.

Упрощение процесса получения газа из жидкости за счет объединения нескольких стадий в меньшем количестве реакторов приводит к повышению производительности и эффективности, что позволяет использовать менее дорогие предприятия, которые легче масштабировать. [12]

Коммерциализация

[ редактировать ]

Технология STG+ в настоящее время работает в предкоммерческих масштабах в Хиллсборо, штат Нью-Джерси, на заводе, принадлежащем компании Primus Green Energy, занимающейся альтернативным топливом. Завод производит около 100 000 галлонов высококачественного бензина в год непосредственно из природного газа. [13] Кроме того, компания объявила о результатах отчета независимого инженера, подготовленного E3 Consulting, в котором установлено, что производительность системы STG+ и катализатора во время эксплуатации установки превзошла ожидания. Предкоммерческая демонстрационная установка также достигла 720 часов непрерывной работы. [14]

Primus Green Energy объявила о планах начать строительство своего первого коммерческого завода STG+ во второй половине 2014 года, и компания объявила, что этот завод, как ожидается, будет производить около 27,8 миллионов галлонов топлива в год. [15]

В начале 2014 года Ведомство США по патентам и товарным знакам (USPTO) разрешило Primus Green Energy получить патент, распространяющийся на ее одноконтурную технологию STG+. [15]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Введение в технологию STG+ Primus Green Energy , февраль 2013 г. Дата обращения: 5 марта 2013 г.
  2. ^ http://www.dgmk.de/petrochemistry/abstracts_content16/Dathe.pdf Х. Дате, К.-Ф. Фингер, А. Хаас, П. Кольб, А. Сундерманн и Г. Вассершаф. «Программа оптимизации высокопроизводительных катализаторов для технологий GTL MTG, HAS и FTS», конференция DBMK/SCI/ÖGEW, октябрь 2008 г.
  3. ^ http://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-022813-170709/unrestricted/Primus_Green_Energy_IQP.pdf Д. Токко, С. Миралья и Дж. Гизеке. «Primus Green Energy», Вустерский политехнический институт, март 2013 г.
  4. ^ «СТГ+ Технология» . www.primusge.com . Архивировано из оригинала 21 февраля 2013 года.
  5. ^ Д. Петерсон и С. Хаазе (июль 2009 г.). Оценка рынка технологий газификации и сжигания биомассы для малых и средних предприятий (PDF) (Отчет). Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. п. 9 . Проверено 30 апреля 2013 г.
  6. ^ Ричард К. Балибан, Жозефина А. Элиа, Верн Уикман и Христодулос А. Флудас «Процесс синтеза гибридного угля, биомассы и природного газа в жидкости посредством синтеза Фишера-Тропша, каталитическая конверсия ZSM-5, синтез метанола, метанол- Технологии преобразования бензина и метанола в олефины/дистилляты» в журнале Computers & Chemical Engineering, 2012, Elsevier. doi : 10.1016/j.compchemeng.2012.06.032
  7. ^ Перейти обратно: а б Сравнение STG+ с другими технологиями GTL Primus Green Energy , апрель 2013 г. Дата обращения: 29 апреля 2013 г.
  8. ^ Перейти обратно: а б Эдуардо Фалабелла Соуза-Агиар, Фабио Белло Норонья и Арнальдо Фаро-младший «Основные каталитические проблемы в процессах GTL (преобразование газа в жидкость)» в журнале Catalisa Science & Technology, 2011, RSC. два : 10.1039/C1CY00116G
  9. ^ Бродер, Джон М. и Клиффорд Краусс. Большая и рискованная ставка на энергию The New York Times , 17 декабря 2012 г. Дата обращения: 15 апреля 2013 г.
  10. ^ Перейти обратно: а б Преобразование метанола в бензин (MTG) Производство чистого бензина из угля ExxonMobil , декабрь 2009 г. Дата обращения: 30 апреля 2013 г.
  11. ^ Жидкое транспортное топливо из угля и биомассы: технологический статус, затраты и воздействие на окружающую среду (Отчет). Пресса национальных академий. 2009 . Проверено 25 апреля 2013 г.
  12. ^ Ричард К. Балибан, Жозефина А. Элиа и Христодулос А. Флудас «Новые процессы преобразования природного газа в жидкости: синтез процессов и стратегии глобальной оптимизации» в журнале Американского института инженеров-химиков, 2013, AIChE. два : 10.1002/aic.13996
  13. ^ «Примус Грин Энерджи» .
  14. ^ «Технологии» . www.e3co.com . Архивировано из оригинала 9 апреля 2014 года.
  15. ^ Перейти обратно: а б «Примус Грин Энерджи» .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f26bc1bb5e48ab0c863d45073d4c254b__1722312600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f2/4b/f26bc1bb5e48ab0c863d45073d4c254b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Syngas to gasoline plus - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)