Казахстанские ученые разработали новую технологию получения нефти из угля. Разработка ученых ДГП "НИИ новых химических технологий и материалов" позволяет синтезировать нефть из угля путем добавления в него водорода. В процессе синтеза используются катализаторы и относительно небольшое давление, порядка 50 атмосфер.
При этом достижения европейских ученых в этой области позволяют синтезировать нефть при давлении около 300 атмосфер.
Поэтому казахстанскую технологию можно вполне назвать энергосберегающей.
В мировом энергетическом балансе значительная доля энергии производится за счет угля – 37%, 16% за счет газа и только 9% за счет нефти.
Рост добычи энергетических углей в России сопровождается увеличением объемов их экспорта (50% от добычи).
По объемам экспорта наша страна уступает только Индонезии, Австралии и Колумбии.
За последние годы объем мировой торговли постоянно растет и тенденция, очевидно, сохранится, учитывая рост цен на другие энергоносители.
В Казахстане запасы угля намного превышают запасы нефти. 80 % органического топлива, которые можно извлечь из земных недр, составляет уголь.
По подсчетам ученых, синтетическая нефть должна стоить не дороже природной - цитирует слова руководителя проекта В. Емельяновой Tengrinews.kz.
По качеству синтетическая нефть не уступает природной, а по некоторым параметрам даже превосходит ее.
В природной нефти октановое число составляет около 50-60, в синтетической - 80-100.
В институте также разработали проекты промышленных установок по синтезу нефти. Затраты на внедрение технологии могут окупиться за полтора года. Стоимость завода производительностью до 200 тонн нефти в сутки составляет около 6 млн. долл. США. Это безотходное производство, брикеты, получаемые после синтеза, могут использоваться как энергетическое топливо. Выделяющиеся газы используются как горючее в процессе синтеза, который происходит при температуре около 400 градусов С. Технология была успешно испытана на пилотной установке.
Запасы природной нефти в стране уменьшаются и вскоре встанет вопрос о поиске ее конкурентоспособной альтернативы, поэтому вполне возможно, что новая технология в скором времени найдет свое практическое применение. К тому же государственный грант уже получен.
Но казахстанские ученые не новаторы в этой области.
Топливо из углей производили еще в первой половине прошлого столетия.
В 43-44 гг. прошлого века мировое производство моторных топлив из угля составило 4 млн. тонн.
В СССР до открытия нефтяных месторождений в Поволжье и Западной Сибири технологические исследования завершились созданием в г. Кемерово опытно-промышленного завода с применением давления 20 Мпа.
В 50-60-х гг. установки были реконструированы для переработки нефти, которая оказалась в несколько раз СЖТ.
Но, возросшие в последствии цены на нефть и неравномерность распределения месторождений обусловили новый этап развития химико-технологических исследований и создания опытно-промышленных установок и заводов по производству СЖТ.
Сегодня топливо из угля производится во многих странах.
Так, например, в ЮАР, не имеющей собственных месторождений нефти, моторное топливо из угля производится более чем на 100 предприятиях.
Соотношение Н:С в углях варьируется от 0,6 до 1, а выход смолы при термическом крекинге без доступа воздуха не превышает 10-20%, поэтому процесс гидрогенизации угля (т.е. насыщения его водородом) осуществляется с применением сложного и дорогого оборудования в токе молекулярного водорода (до 3% от массы угля) или коксового газа в присутствии катализаторов.
Газификация угля, позволяющая получать горючий синтез газ, проще в аппаратурном оформлении, но предусматривает многостадийную схему последовательных химических реакций для получения СЖТ: либо через синтез метанол, либо прямым путем с применением катализаторов.
Насыщение угольной массы водородом обеспечивает также удаление кислорода, азота и серы в виде Н2О, NН3 и Н2S.
В получаемом при газификации синтез газе соотношение Н:С повышается до 1:2, что позволяет получать в качестве конечного продукта СЖТ.
Инженерно-техническая реализация процесса газификации углей осуществляется путем непрерывного совершенствования газогенераторов в направлениях повышения их производительности за счет укрупнения и модифицирования конструкций, повышения давления и температуры, в том числе в целях снижения выхода смол и удаления золы в расплавленном виде.
В наиболее распространенной технологии Лурги используются стационарные слои кускового угля. Винклера – кипящий слой мелких угольных частиц. Тексако – ВУС, Копперса-Тотцека – аэрозольный поток топлива и т.д.
Из одной тонны угля получают 2 тыс. куб. м. газовой смеси.
В настоящее время общемировые инвестиции в решение проблемы СЖТ превышают 15 млрд. долл. США.
В ЮАР фирма Sasol перерабатывает 50 млн. т. Угля по схеме Фишера-Тропша и выпускает 7-8 млн. т. СЖТ.
Китай к 2015 г. планирует организовать производство из угля порядка 1 млн. баррелей дизтоплива в день.
В тоже время в России становятся очевидными как новые возможности, так и инновационно-технологические направления реализации проблемы газификации угольного сырья.
