ПОЛУЧЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА БИЦИКЛАР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПНГ) Ечевский Геннадий Викторович Институт катализа СО РАН egv@catalysis.ru презентация

ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПНГ)

Ечевский Геннадий Викторович
Институт катализа СО РАН
egv@catalysis.ru

получения продуктов тонкого органического синтеза, полимерных материалов, высокооктановых компонентов моторного топлива (изоалканов и ароматических углеводородов). Среди основных их источников следует выделить в первую очередь попутный нефтяной газ.
По официальным данным Минприроды РФ из 60 млрд. м3 добываемого ежегодно в России попутного нефтяного газа (ПНГ) 20 млрд. м3 сжигается в факелах. По объему сжигаемого попутного газа Россия занимает первое место в мире. При сжигании ПНГ происходят потери ценного углеводородного сырья и наносится серьезный ущерб окружающей среде, усиливающий парниковый эффект атмосферы.

Потери от сжигания ПНГ составляют 11 - 15 млрд. $ в год.
Аналитики ОАО "Газпром" прогнозируют рост добычи газа с высоким содержанием C2-C4 до 160 млрд. м3 к 2020 г.

по утилизации ПНГ. В результате реализации намеченных мероприятий к 2012 г. планируется довести уровень утилизации ПНГ до 95 %. Под утилизацией ПНГ в данных программах понимаются квалифицированные процессы сбора, подготовки, транспортировки и переработки газа, а также использование попутного газа для собственных технологических нужд на промыслах и в качестве сырья для нефтехимии. Однако оптимальное решение указанных проблем связано с комплексной переработкой природного, попутного нефтяного, а также широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) на основе создания малоотходных и экологически чистых промышленных способов получения ценных химических продуктов из углеводородов С2-С5.
Бензол, толуол, ксилолы относятся к так называемым базовым продуктам химического комплекса. Ароматические углеводороды занимают значительное место, как во внутреннем секторе российской экономики, так и на внешнем рынке.
Технология переработки легких парафинов в ароматические углеводороды и водород разработана фирмами "Бритиш петролеум" и ЮОП в 1984 г. Процесс БП - ЮОП Циклар (ВР - UОР Сусlаг) представляет собой единственную в настоящее время промышленно реализованную технологию переработки пропана и бутана в нефтехимические марки бензола, толуола и ксилолов (БТК).

построена в 1997 г и пущена в эксплуатацию только в 2003 г в Саудовской Аравии. Сложность и повышенная стоимость процесса заключалась в использовании реактора с движущимся слоем катализатора, включающего в себя систему рециркуляции катализатора, а также в применении системы непрерывной регенерации закоксованного катализатора. Использование сложной конструкции реактора обусловлено невысокой стабильностью действия примененного цеолитсодержащего катализатора, что находит отражение в быстром падении выхода ароматических продуктов.

парафиновых углеводородов в неподвижном слое существуют три основные проблемы:
Деактивация коксовыми отложениями.
Нежелательное образование метана и этана в результате крекинга или реакции гидрогенолиза.
Трудность закрепления модифицирующего гидро-дегидрирующего компонента необходимой дисперсности и в необходимом состоянии в активной кислотной матрице.

Заметное снижение коксообразования позволит повысить время межрегенерационного пробега и срок службы катализатора.
Уменьшение селективности по маршруту образования метана и этана позволит увеличить выход целевых продуктов, то есть эффективность процесса в целом.
Закрепление модифицирующего элемента в дисперсном и активном состоянии позволит разработать высокоэффективный катализатор процесса ароматизации легких углеводородов.

При каталитическом превращении углеводородов при температурах выше 350 С на цеолитах типа MFI кокс образуется исключительно на кислотных центрах, расположенных на внешней поверхности цеолитных кристаллов.
2. Процессы крекинга, в том числе и гидрогенолиза углеводородов протекают преимущественно на кислотных центрах внешней поверхности цеолитных кристаллов.
В связи с этим при создании катализатора ароматизации легких парафиновых углеводородов усилия были направлены на разработку способов модификации цеолитов, приводящих к уменьшению количества кислотных центров на внешней поверхности цеолитных кристаллов:
Селективное удаление
Селективная блокировка
Селективная дезактивация

На все эти три направления модификации были разработаны свои ноу-хау, которые были проверены на пилотном уровне и затем использованы при промышленном производстве катализатора ароматизации ИК-17М.
Для решения проблемы закрепления модифицирующего элемента в дисперсном и активном состоянии был разработан синтез цеолитных кристаллов со специфической и своего рода уникальной морфологией .

на основе цеолита структурного типа MFI, приготовленный по оригинальной методике с участием специально разработанного оксидного носителя, обладающего развитой системой транспортных пор, которые позволяют осуществлять эффективный массообмен между составляющими комплексного катализатора.
Улучшенные показатели процесса ароматизации достигаются за счет:
- практического отсутствия кислотных центров на внешней поверхности цеолитных кристаллов, что приводит к снижению центров образования коксовых отложений;
-оптимизации пористой структуры носителя;
-оптимизации распределения промотирующих компонентов по каталитической системе;
-увеличения активности катализатора за счет разнесения функций по разным составляющим комплексного нанопористого катализатора, что приводит к отсутствию блокировки промотирующими компонентами кислотных центров;
-увеличения стабильности действия комплексного катализатора ароматизации вследствие оптимального распределения промотирующих элементов по поверхности нанопористой системы.

углеводороды в разное время были процесс Алканар (разработчик НПО "Грознефтехим"), процесс Алифар (разработчик НПО "Леннефтехим"), процесс ароматизации ООО «САПР-Нефтехим». Все они пока не прошли дальше стадии пилотных испытаний.
Процесс ароматизации (в неподвижном слое катализатора) Института катализа СО РАН и ОАО «НИПИгазпереработка» прошел стадию опытно-промышленных испытаний на комплексе опытных экспериментальных установок ОАО «НИПИгазпереработка» по технологии однопроходной ароматизации пропан-бутановой фракции.

Длительность межрегенера-ционного пробега катализатора составила от 130 до 240 часов в зависимости от условий проведения процесса.
Длительность межрегенера-ционного пробега последней версии катализатора ароматизации составляет 500 часов.

метана с парафиновыми углеводородами С3-С4 (процесс БИЦИКЛАР). Сырьем для процесса может служить ПНГ без отделения из него метана, природный газ в смеси попутным нефтяным газом, пропан-бутановой фракцией, пропаном, бутаном или изобутаном. При этом значительно изменяется состав и увеличивается выход ароматических углеводородов в расчете на превращенный жирный газ и в определенных условиях в превращение вовлекается метан.

Совместная конверсия метана и углеводородов С3-С4

500-5800С, давлении 0,3-1,0 МПа. )

Возможность перерабатывать бессернистый ПНГ с высоким содержанием метана без разделения на сухой отбензиненный газ (СОГ), фракцию С3-С4, газовый бензин.
Увеличение выхода ароматических углеводородов до 2 раз по сравнению с процессом Циклар, разработанным ВР и UOP.
Увеличение степени утилизации ПНГ на промыслах, сокращение загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания ПНГ на факелах при реализации процесса на малогабаритных блочных установках на малых и удаленных месторождениях.
Получение удобной для транспортировки ароматической фракции, содержащей бензол-толуол-ксилольную (БТК) фракцию и нафталины.