Глава 3 природный газ как альтернатива нефти

В настоящее время, мировые разведанные ресурсы природного газа составляют ~ 141·10¹² м³ и расположены более чем в 80 государствах. Около 30 % этих запасов сосредоточено на территории России (Урал, Сибирь, Поволжье, Якутия), то есть наша страна является крупнейшей мировой державой по запасам природного газа. Ежегодный экспорт газа из России в страны СНГ и Балтии составляет около 80·10⁹ м³, в страны Центральной и Западной Европы около 120·10⁹ м³. В нашей стране газ используется в основном как топливо. В сравнении с мазутом и углем, он относительно дешев, при сжигании меньше загрязняет окружающую среду. Тепловые электростанции, использующие природный газ наиболее экологически чистые. В небольших количествах природный газ используют в металлургии. Пропанобутановую фракцию, выделенную из природного газа, используют как бытовое топливо и как топливо для автотранспорта, Однако, существуют также технологии переработки газа в некоторые химические продукты. В промышленности осуществлены технологии получения из метана (основного компонента природного газа) метанола, аммиака, уксусной кислоты, альдегидов. Кроме метана в состав природного газа входят такие компоненты как этан - 1-10 %, пропан и бутан - до 10 %, углеводороды С₅ и выше - 1-5 %, также азот, СО₂, сернистые соединения, гелий.

Необходимо отметить, что в нашей промышленности газ перерабатывается в чрезвычайно малых количествах и очень неглубоко, хотя известно, что стоимость полученного продукта прямо пропорциональна глубине переработки сырья (газа). Причем продукты глубокой переработки газа (альдегиды, спирты, карбоновые кислоты и т. д.) пользуются большим спросом, как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Между тем, на нефтепромыслах ежегодно бесполезно сжигается более трети общего извлекаемого количества попутного газа. Помимо очевидного ущерба экономике и экологии такое распоряжение природными ресурсами имеет также и политические последствия. Киотский протокол, подписанный и нашей страной, предполагает сокращение к 2008-2012 г выбросов газов стимулирующих парниковый эффект, в среднем на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 г. Накопление СО₂ в верхних слоях атмосферы - результат сжигания природного газа на факелах - является основной причиной этой проблемы. Определилась четкая задача: нужно найти такие способы использования попутного газа, чтобы его сохранение и переработка была более выгодна, чем сжигание.

Исчерпание запасов нефти неизбежно влечет переход на природный газ, как на источник сырья для химической промышленности.

Первичная переработка природного газа включает следующие стадии:

- Стандартные процессы осушки и удаление СО₂ и H₂S.

- Выделение азота и гелия. Гелий сравнительно дорог, его в основном получают из природного газа в месторождениях с высоким содержанием этого газа (до 0,6%).

- Получение чистого метана. Метан является основным сырьем для дальнейшей переработки

- Производство С₂-С₅ углеродов или широкой фракции легких углеводородов.

Последующую переработку газа можно принципиально разделить на три пути [2,3,9,11,14,18,20,24,25]:

1. Прямая конверсия метана.

2. Получение из метана метанола и его дальнейшая переработка.

3. Получение из метана синтез-газа (смеси СО и Н₂) и получение из него химических продуктов.