Разработка ученых НГТУ НЭТИ поможет потушить факелы на нефтяных скважинах. Уникальная пилотная установка переработки попутных нефтяных газов (ПНГ) позволит решить проблему выбросов опасных веществ в окружающую среду при добыче нефти, а также превращать этот газ в нановолокнистый углерод и водород как высокоэнергетическую добавку к топливу для двигателей внутреннего сгорания или газопоршневых электростанций.
Как утверждают ученые НГТУ НЭТИ, попутный нефтяной газ можно сделать не только безвредным, но и полезным. Инженерное решение предполагает использование катализатора, который превращает попутный газ в водород и ценный побочный продукт – нановолокнистый углерод (гранулированный углеродный материал). Технология позволяет не только уменьшить вред экологии, но и получать ценное химическое сырье.
Главным инженерным ноу-хау является сердце установки – каталитический реактор. Его компоновка, схемы подачи, нагрева и перемешивания газов устроены так, чтобы получать ценное химическое сырье безопасным и экологичным способом. Прежде чем попасть внутрь реактора, попутный газ проходит блоки осушки и сероочистки. Это позволяет подготовить его для переработки и исключить риски возникновения аварий.
При рабочей температуре от 500 до 700°С и давлении от 1 до 25 бар установка позволяет в процессе разложения веществ получать метано-водородную смесь, которая в дальнейшем может использоваться как добавка к топливу для двигателей внутреннего сгорания или газопоршневых электростанций. Второй продукт в процессе переработки – нановолокнистый углерод. По словам ученых, его можно использовать на хозяйственные нужды нефтяных месторождений или продавать как катализатор, носитель катализаторов или сорбент.
Сегодня традиционный способ утилизации попутного нефтяного газа – сжигание на факелах, при котором происходит выброс загрязняющих веществ (сажа, метан, угарный газ, углекислый газ и другие химические соединения) в атмосферный воздух. ПНГ можно было бы просто выпускать в атмосферу, но с экологической точки зрения это недопустимо, поэтому его просто сжигают. Такой способ утилизации является одной из причин разрушения озонового слоя и оказывает негативное тепловое и химическое воздействие на окружающую среду.
Исследования процесса каталитического разложения легких углеводородов велись в стенах НГТУ НЭТИ около 15 лет. На протяжении нескольких лет ученые пытались добиться максимально высокой степени превращения углеводородов попутного нефтяного газа в полезные продукты.
«По результатам испытаний могу сказать, что на сегодняшний день мы смогли найти лучшие оптимальные параметры для работы установки (температура, давление, расходы газов), тем самым обеспечить максимально полное превращение углеводородов в составе попутного нефтяного газа», – рассказал один из разработчиков — ученый НГТУ НЭТИ, доцент кафедры химии и химической технологии, кандидат технических наук Александр Баннов.
Сейчас в России добывается около 60 млрд кубических метров ПНГ в год. По исследованиям ученых вуза, например, упущенная выгода компаний в год от сжигания на нефтяных факелах 1 млрд кубических метров ПНГ составляет около 35 млн долларов. Главная причина – оплата штрафов и утилизация ценного химического сырья.
«Относительно Запада в России штрафы низкие и контроль за нарушителями пока слабоват. Некоторые владельцы компаний считают, что проще оплачивать штрафы, чем внедрять новые технологии на производстве и тратить на это деньги. По этим же причинам, например, мы до сих пор используем уголь в качестве топлива, хотя природный газ в использовании не оказывал бы такой вред для экологии. Я верю, что когда-нибудь мы придем к тому, что наши технологии будут дружелюбны по отношению к природе», – говорит Александр Баннов.
В дальнейшем ученые НГТУ НЭТИ совместно со своими коллегами из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского (Москва) планируют завершить как лабораторные, так и пилотные испытания, подтверждающие полученные ими ранее научные результаты. А сейчас команда разработчиков заинтересована в привлечении партнеров среди нефтегазовых компаний.
Пресс-релиз НГТУ НЭТИ
