Получение синтетического высокооктанового бензина из попутного нефтяного газа

Предложен способ получения высокооктанового бензина из попутного нефтяного газа (ПНГ), заключающийся в комбинации процессов ароматизации ПНГ и синтеза Фишера–Тропша (ФТ). Процесс ароматизации ПНГ экспериментально исследован в проточной установке при давлении 0,1 МПа, температурах 450–600 °С на ZnO/ZSM-5/Al2O3 катализаторе. Показано, что в диапазоне температур 550–600 °С конверсия углеводородов С3+ наивысшая и составляет 22,7–27,8 %, а выход ароматических углеводородов равен 8,8–10,9 %. Синтез ФТ исследован на гибридном Co-Al2O3 /SiO2 /ZSM-5/Al2O3 катализаторе при температуре 250 °С, давлении 1,0 МПа, ОСГ = 1000 ч–1. На пилотной установке наработана опытная партия синтетической бензиновой фракции объемом 1 л, проанализированы ее основные физико-химические и эксплуатационные свойства. Расчетным способом показано, что компаундирование бензиновой фракции синтеза ФТ и продуктов ароматизации ПНГ позволяет увеличить октановое число с 78,5 до 92,8 ед., при этом плотность возрастает от 710 до 778 кг/м3. Предложенные технологические решения могут быть использованы для переработки ПНГ в высокооктановый синтетический бензин на модульных установках GTL.

1. Khalidov I., Milovidov K., Soltakhanov A. // Heliyon. 2021. V. 7. № 7. Р. e07646. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e07646.

2. Соколов М.М. // Вестник Института экономики Российской академии наук. 2019. № 4. С. 108-124. DOI: 10.24411/2073-6487-2019-10049

3. Мартынов В.Г., Лопатин А.С., Бессель В.В. // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2017. № 1-1 (103). С. 70-77.

4. Кирюшин П. А., Книжников А.Ю., Кочи К.В., Пузанова Т.А., Уваров С.А. Попутный нефтяной газ в России: «Сжигать нельзя, перерабатывать!» Аналитический доклад об экономических и экологических издержках сжигания попутного нефтяного газа в России. М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF). 2013. 88 с.

5. Zayer K.K., Haghighi K.R. // Energy Equipment and Systems. 2021. V. 9. № 4. Р. 317-330. DOI: 10.22059/EES.2021.248623

6. Мордкович В.З., Синева Л.В., Кульчаковская Е.В., Асалиева Е.Ю. // Катализ в промышленности. 2015. № 5. С. 23-45. DOI: 10.18412/1816-0387-2015-5-23-45 (Mordkovich V.Z., Sineva L.V., Kulchakovskaya E.V., Asalieva E.Y. // Kataliz v promyshlennosti. 2015. V. 15. № 5. Р. 23-45. DOI: 10.18412/1816-0387-2015-5-23-45)

7. Na J., Kshetrimayum K.S., Jung I., Park S., Lee Y., Kwon O., Mo Y., Chung J., Yi J., Lee U., Han C. // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. 2018. V. 128. P. 63-76. DOI: 10.1016/j.cep.2018.04.013

8. Tso W.W., Niziolek A.M., Onel O., Demirhan C.D., Floudas C.A., Pistikopoulos E.N. // Computers & Chemical Engineering. 2018. V. 113. Р. 222-239. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2018.03.003

9. Yakovenko R.E., Savost'yanov A.P., Narochniy G.B., Soromotin V.N., Zubkov I.N., Papeta O.P., Svetogorov R.D., Mitchenko S.A. // Catalysis Science & Technology. 2020. V. 10. № 22. Р. 7613-7629. DOI: 10.1039/D0CY00975J

10. Yakovenko R.E., Narochnyi G.B. Zubkov I.N., Bozhenko E.A., Kataria Y.V, Svetogorov R.D., Savost’yanov A.P. // Catalysts. 2023. V.139(9). P.1314. DOI: 10.3390/catal13091314

11. Savost’yanov A.P., Narochnyi G.B., Yakovenko R.E., Astakhov A.V., Zemlyakov N.D., Merkin A.A., Komarov A.A. // Catalysis in Industry. 2014. V. 6. P. 212-217. DOI: 10.1134/S2070050414030118

12. Lishchiner I.I., Malova O.V., Tarasov A.L. // Catalysis in Industry. 2019. V. 11. P 138-146. DOI: 10.1134/S2070050419020077

13. Дергачев А.А., Лапидус А.Л. К // Российский химический журнал. 2008. Т. 52. № 4. С. 15-21.

14. Wan H., Chitta P. // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2016. V. 121. Р. 369-375. DOI: 10.1016/j.jaap.2016.08.018

15. He P., Jarvis J.S., Meng S., Li Q., Bernard G.M., Liu L., Ma X., Jiang Z., Zeng H., Michaelis V.K., Song H. // Applied Catalysis B: Environmental. 2019. V. 250. Р. 99-111. DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.03.011

16. Liu D., Cao L., Zhang G., Zhao L., Gao J., Xu C. // Fuel Processing Technology. 2021. V. 216. Р. 106770. DOI: 10.1016/j.fuproc.2021.106770

17. Geng R., Liu Y., Guo Y., Dong M., Wang S., Fan W., Wang J., Qin, Z. // Fuel. 2024. V. 358. Р. 130078. DOI: 10.1016/j.fuel.2023.130078

18. Tu C., Fan H., Wang D., Rui N., Du Y., Senanayake S. D., Xie Z., Nie X., Chen J.G. // Applied Catalysis B: Environmental. 2022. V. 304. Р. 120956. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120956

19. Song C., Liu S., Li X., Xie S., Liu Z., Xu L. // Fuel processing technology. 2014. V. 126. Р. 60-65. DOI: 10.1016/j.fuproc.2014.04.018

20. Смышляева Ю.А., Иванчина Э.Д., Кравцов А.В., Зыонг Ч.Т., Фан Ф. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2011. Т. 318. № 3. С. 75-80.

21. Белоусов В.Н., Смородин С.Н., Смирнова О.С. Топливо и теория горения: Часть II. Теория горения. СПб: СПбГТУРП. 2011. 142 с.

22. Савенок О.В., Шарыпова Д.Д., Антониади Д.Г. // Нефть. Газ. Новации. 2013. № 10. С. 64-71.