Наименование проекта: “Глубокая переработка природных и попутных нефтяных газов для получения экономически важных

Институт органического катализа и электрохимии
им. Д.В. Сокольского
Наименование проекта:
“Глубокая переработка природных и
попутных нефтяных газов для
получения экономически важных
продуктов нефтехимического
синтеза”
Май, 2015
Какую проблему мы решаем
По запасам природного газа Казахстан
занимает 15-е место в мире и 4-е место в
СНГ. Добываемый попутно с нефтью газ,
как
правило,
сжигается
на
месторождениях или, в лучшем случае,
после
предварительной
подготовки
используется на собственные нужды.
Данный проект направлен на разработку
новых
конкурентоспособных
высокоэффективных
наноразмерных
катализаторов для глубокой переработки
природных и попутных нефтяных газов для
получения экономически важных товарных
продуктов.
3
І. ПОЛУЧЕНИЕ СИНТЕЗ-ГАЗА, ВОДОРОДА И ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ
ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ (селективное окисление, парокислородная конверсия)
Синтез-газ – важнейший продукт нефтехимии который может использоваться как целевой
продукт, либо как основа для получения спиртов, углеводородов, ДМЭ. Нами получен синтезгаз с соотношением Н2:СО = 2:1 с селективностью до 100% при высоких скоростях W = 0,9106
ч-1. Возможно получение Н2 до 79% из С3-С4 алканов. Образующийся Н2 представляет и
самостоятельный интерес в качестве топлива будущего. Замена части топлива на Н2 повышает
эффективность сжигания топлива ТЭЦ, газовых турбин. Показано, что добавка 5-15% Н2 к
бензину позволяет снизить концентрацию СО, NО и углеводородов в отработанных газах
автотранспорта и уменьшить расход бензина на 20-30%. К таким же результатам приводит
введение 4-5% Н2 к дизтопливу. Синтез-газ используется в металлургии для закаливания
металлов, в качестве восстановительной смеси.
Преимущества
Известно
- Селективность = 100% при объемной скорости до 300.103 ч-1
- Одностадийный процесс
- Низкопроцентный наноразмерный катализатор без
благородных металлов, либо 0,2-1,0% Pt-Ru на металлическом
блочном носителе
- Четкое соотношение Н2:СО = 2, оптимальное для
дальнейших промышленных синтезов методом ФишераТропша
- Без зауглероживания
- Стабильность работы
-Стоимость катализатора ~ 18-20 тыс $/т
- Имеется 3 Инновационных патентов РК (№26765, №4,
15.04.2013г., №27010, №6, 14.06.2013г., №21683, №9,
15.09.2009).
- Неселективный промышленный процесс паровой
конверсии при объемной скорости 20.103 ч-1
- 2-х стадийный процесс разработанн в ИК СО РАН
на PtNiLa катализаторе (полученный синтез-газ
используется в качестве добавки в бензиновое или
дизельное топливо)
- Американский Pt-Pd-Rh катализатор (фирма
Энгельгард, используется для получения водорода в
топливных элементах)
- В промышленности при паровой конверсии
соотношение Н2:СО меняется
- Зауглероживание
- Стоимость катализатора ~ 22-25 тыс $/т
II. ПОЛУЧЕНИЕ ОЛЕФИНОВ (ЭТИЛЕН)
Основные результаты. Разработаны низкопроцентные термически устойчивые
составы нанесенных катализаторов на основе полиоксидных соединений Мо и
W для процесса окислительной конверсии С1-С4 алканов в олефины.
Преимущества
Известно
- Низкопроцентный
полиоксидный катализатор на
синтетических и природных
носителях
- Стоимость катализатора ~ 4-6 тыс
$/т
-Стабильность работы
-- Имеется предпатент РК № 9131,
предпатент РК № 9132, предпатент
РК № 14670, предпатент РК №
14671.
В
промышленности
получают
пиролизом
в
смеси
с
сопутствующими продуктами.
- Стоимость катализатора ~ 8 тыс $/т
III. Получение кислородсодержащих продуктов
Основные результаты. Получен формальдегид из метана в одну стадию при 650оС . В отличие
от существующего метода исключаются стадии получения синтез газа и метанола.
Существующий на данный момент способ:
СН4  СО + Н2  СН3ОН  СН2О
Метан
Синтез-газ
Метанол
Формальдегид
Предлагаемый способ получения:
СН4  СН2О
Метан
Формальдегид
Преимущества
- Менее энергоемкий
одностадийный процесс
- Стоимость катализатора ~ 4-6 тыс
$/т
- Стабильность работы
-В Казахстане нет собственного
производства формальдегида
-- Имеются Патент РК № 5748 ,
Патент РК № 8272 , Патент РК №
9622 .
Известно
-Многостадийный через получение
синтез-газа и метанола
- Стоимость катализатора ~ 20-23
тыс $/т
IV. ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ БЕСПЛАМЕННОЕ
СЖИГАНИЕ ДО СО2 С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛА И ПОДКОРМКИ
РАСТЕНИЙ
Результаты. Разработаны активные, термически устойчивых
до 1473K Mn-содержащие катализаторы, модифицированные
элементами II и III групп, для сжигания метана и пропанбутановой смеси в воздухе до СО2.
Полученные результаты указывают на возможность
практического использования MnРЗЭЩЗЭ катализаторов для
утилизации бедных смесей метана и пропан-бутана с
получением тепла. СО2 можно использовать для подкормки
растений и создания инертной атмосферы с целью хранения
овощей и фруктов. Проведены предварительные испытания в
теплицах Джамбульской обл.
Преимущества
- Разработанный полиоксидный катализатор
без благородных металлов не уступает
Российскому
- Беспламенное сжигание метана является
перспективными, т.к. позволит решить
экологические проблемы – более низкие
температуры (от 700оС), что исключает
образование оксидов азота.
- Стоимость катализатора ~ 22-24 тыс $/т
- Стабильность работы
- Имеется патент РК № 18606
Известно
- Россия: Pt-Pd катализатор
-Стоимость катализатора ~ 28 тыс $/т
-ИК СО РАН внедрил 4 года назад
теплогенераторы в теплицы:
урожайность повысилась на 20-30%.
Стабильно работает в течение 4 лет.
-Возможно использование в качестве
обогревателей в производственных
помещениях.
Разработка и реализация катализаторов для одностадийной переработки
природных, попутных и нефтяных газов в ценные продукты нефтехимии
Проблема: утилизация природного, попутного газов, разработка катализаторов и способов получения
промышленно важных товарных продуктов из алканов.
Бизнес-модель
Показатели
Объем продаж в
ед., тонн
Цена за тонну,
тыс.тенге
Доход,
тыс.тенге
1 год
проекта
2 год
проекта
3 год
проекта
далее
5
10
12
15
9 662
9 662
9 662
9 662
48 308
96 616
115 940
144 925
Инвестиционная оценка
 Сумма инвестиций, тыс. тенге – 149 000
 Назначение инвестиций – опытно промышленные
испытания и производство катализаторов (4
направления)
 Длительность инвестиционной фазы, мес.  Ставка дисконтирования, % - 27
 Чистая текущая стоимость (NPV), тыс. тенге – 214
691
 Внутренняя норма доходности (IRR), % - 61
 Срок окупаемости дисконтированный (DPBP), лет - 3
 Индекс доходности (PI) – 1,44