- Метанол в бензин (Methanol to gasoline process - MTG)
- Синтез-газ в бензин плюс (Syngas to gasoline plus process - STG +)
При прямій конверсії метан перетворюється в метанол без застосування каталізаторів в один етап. Ця технологія дозволяє отримувати дешевий продукт, але реакція конверсії важко піддається контролю. Тому цей спосіб не отримав широкого прімененія.Для отримання палива через синтез-газ використовуються три основні процеси: Фішера-Тропша, MTG (Methanol to gasoline) компанії Mobil і STG + (Syngas to gasoline plus).
Зміст статті
Процес Фішера-Тропша
Процес Фішера-Тропша був розроблений в Німеччині в середині 20-х років минулого століття. Він починається з парціального (часткового) окислення метану (природного газу) в діоксид вуглецю, монооксид вуглецю, водень і воду. Кисень або береться з повітря (що робить газ менш насиченим), або подається з повітряного криогенного сепаратора (що збільшує вартість).
Співвідношення монооксиду вуглецю і водню (1: 2) регулюється реакцією з водяним газом, а надлишок діоксиду вуглецю видаляється з допомогою водних розчинів алканоаламіна (або фізичним розчиненням). Після видалення води залишається синтез-газ (сингаза), який, хімічно реагуючи в присутності каталізатора (заліза або кобальту) перетворюється в рідкі вуглеводні та інші побічні продукти.
Метанол в бензин (Methanol to gasoline process - MTG)
Конверсія метанолу в бензин (MTG)
На початку 70-х рр. ХХ століття компанія Mobil розробила альтернативну технологію конверсії природного газу в синтез-газ, а синтез-газу в метанол. Потім метанол полимеризуется в присутності цеоліту каталізатора з утворенням алканів (насичених вуглеводнів).
Метанол проводиться з метану (природного газу) за допомогою трьох реакцій: парового риформінгу, конверсії водяного газу і синтезу. Потім він перетвориться в бензин за оригінальною технологією Mobil. Спочатку метанол зневоднюється з отриманням диметилестера, який, в свою чергу, далі дегидратируется в присутності оригінального цеоліту каталізатора ZSM-5, розробленого Mobil. В результаті виходить бензин, в якому вміст вуглеводнів з п'ятьма і більше атомами вуглецю досягає 80% за вагою. Для припинення реакції ZSM-5 деактивує коксуванням з додаванням надлишку вуглецю. Надалі каталізатор може бути знову активований шляхом випалювання коксу потоком гарячого (500 ° C) повітря. Однак число циклів реактивації обмежена.
Синтез-газ в бензин плюс (Syngas to gasoline plus process - STG +)
Синтез-газ в бензин (STG +)
Цей спосіб заснований на технології MTG. В ході безперервного циклового термохімічного процесу отриманий з природного газу синтез-газ перетворюється в високооктановий синтетичний бензин. Весь цикл складається з чотирьох етапів. Кожен етап здійснюється в окремому реакторі з нерухомим шаром каталізатора, які послідовно з'єднані між собою.
Синтез метанолу. У першому реакторі сингаза, проходячи через шар каталізатора, перетворюється в метанол, який подається в другій реактор.
Синтез диметилестера (ДМЕ). Тут метанол також проходить через шар каталізатора і піддається дегідратації, в результаті чого на виході отримують ДМЕ.
Синтез бензину. У третьому реакторі надійшов ДМЕ за допомогою каталізаторів перетворять в вуглеводні, що включають парафіни (алкани), ароматичні вуглеводні, нафти (Циклоалкани) і невелика кількість олефінів (алкенов). Всі вони мають від 6 до 10 атомів вуглецю в молекулі.
Очищення бензину. У четвертому реакторі продукти, що надійшли з третього реактора, піддаються трансалкірованію і гідрогенізації. Це зменшує вміст дурола (тетраметілбензола) / ізодурола і тріметілбензола, які мають високі точки. Тому їх зміст в бензині повинно бути зведене до мінімуму. В результаті отриманий синтетичний бензин має високе октанове число і необхідні в'язкі властивості.
Сепаратор. Тут суміш, що надійшла з четвертого реактора, конденсується. Несконденсировавшиеся газ і готовий бензин поділяються. Велика частина газу направляється назад в перший реактор для переробки. Отриманий синтетичний бензин складається з парафінів, ароматичних вуглеводнів і нафтенов.