Ученые ТПУ создают высококачественный бензин из газоконденсата и ПНГ

ТОМСК, 16 янв – РИА Томск. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) придумали, как с помощью нанотехнологий преобразовывать газовый конденсат и попутный нефтяной газ (ПНГ) в высококачественный бензин; новые технологии позволят удешевить производство топлива и более экономно расходовать нефтяные ресурсы, сообщила в понедельник пресс-служба вуза.

Непросто, но необходимо

По данным вуза, нефть содержит максимум 10-15% прямогонной бензиновой фракции, а газовый конденсат – до 80% и более. В отличие от нефти, в конденсате гораздо больше фракций, пригодных для получения высококачественного бензина классов "Евро 5" и "Евро 6".

"Так, например, если вы хотите получить 10 тысяч тонн высокооктанового (высококачественного) бензина, вам необходимо будет переработать примерно 100 тысяч тонн нефти. В то время как газового конденсата для получения такого же объема продукции потребуется около 15 тысяч тонн, что позволяет существенно экономить на сырье", – цитируется в сообщении руководитель проекта, профессор ТПУ Владимир Ерофеев.

Однако, уточняют в вузе, газовый конденсат и ПНГ гораздо сложнее переработать, чем нефть. Содержащиеся в конденсате и ПНГ молекулы метана и этана инертны и почти не взаимодействуют с другими молекулами, поэтому их трудно во что-то преобразовать. По этой причине в большинстве случаев они сжигаются на многих нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях в хозяйственных целях.

По данным пресс-службы ТПУ, решить проблему позволит способ, разработанный учеными вузовской лаборатории "Переработка углеводородного сырья с применением нанотехнологий". Они предлагают использовать модифицированные наноструктурированные цеолитные катализаторы, позволяющие перерабатывать газовый конденсат и ПНГ в различные ценные продукты.

"Важной особенностью наших катализаторов (в отличие от существующих промышленных аналогов) является то, что они обладают высокорегулярной микропористой структурой. По размеру эти микропоры сопоставимы с такими "маленькими" молекулами, как этан, пропан, бутан и другими, содержащимися в ПНГ и газоконденсате. Попадая в "узкие" микропоры, эти молекулы изолируются и под воздействием суперкислотных центров, расположенных в каждой такой микропоре, приобретают повышенную подвижность и реакционную способность", – приводит пресс-служба слова Ерофеева.

Поясняется, что таким образом молекулы перестают быть инертными и начинают взаимодействовать с другими молекулами, их значительно легче подвергать различным химическим превращениям, получая такие ценные продукты как низшие олефины, арены или высоколиквидные высокооктановые бензины класса "Евро 5" и "Евро 6".

По данным пресс-службы, переработку газоконденсата и ПНГ с помощью катализаторов ученые ТПУ проводят на специальных каталитических установках. Поступая в реактор такой установки, прямогонный бензин газоконденсата или газообразная фракция С2-С4 ПНГ сначала нагревается до определенной температуры, а затем вступает во взаимодействие с катализаторами (цеолитами) и модификаторами (оксидными системами).

"В результате всех этих сложных химических процессов ученые получают низшие олефины, арены или высоколиквидные высококооктановые бензины класса "Евро 5" и "Евро 6", – говорится в сообщении.

По данным вуза, каталитические установки полностью автоматизированы и мобильны, а поэтому их можно использовать прямо на месторождениях. Например, установка по переработке газовых конденсатов в высокооктановые бензины, изготовленная ООО "Томскнефтегазпереработка" ОАО "Востокгазпром" по технологии ТПУ, использовалась в 2014-2015 годах на Мыльджинском месторождении (газоперерабатывающий завод в селе Бондарка Каргасокского района Томской области).

По данным вуза, технологии ТПУ в этом направлении интересны и другим предприятиям нефтегазовой отрасли.

Морозостойкое топливо для Арктики

Катализаторы в виде модифицированых наноструктурированных микропористых цеолитов и оксидных систем стали основой еще одной важной разработки ученых лаборатории. Они создали технологию получения высокооктановых морозостойких бензинов и дизельного топлива, которые способны выдерживать температуры до минус 80 градусов, что позволяет использовать его, например, в Арктике и Антарктиде.

Пресс-служба поясняет, что высокооктановые бензины – это виды углеводородного топлива с высоким октановым числом (от 95 и выше) и высокими физико-химическими свойствами и эксплуатационными характеристиками.

Бензины и дизельное топливо, которые разрабатывают в ТПУ, получаются с низким содержанием серы, бензола и ароматических углеводородов. Получаемое топливо соответствует всем требованиям техрегламента на нефтепродукты класса "Евро-5" и "Евро 6", а также обладает высокими низкозастывающими свойствами.

"Обычные товарные бензины и дизельное топливо выдерживают температуры до минус 50 градусов. При более низких температурах такое топливо может замерзнуть в топливных баках и системах. Предлагаемые высокооктановые бензины и дизельное топливо выдерживают очень низкие температуры – до минус 80 градусов", – сообщает пресс-служба политеха.

В качестве катализаторов здесь используются специально разработанные для этих процессов различные модифицированые наноструктурированные микропористые цеолиты и оксидные системы. Размер их пор составляет не более 0,6-0,8 нанометров. Молекулы углеводородного сырья, попадая в них, обретают повышенную реакционную способность и намного легче вступают в химические реакции, образуя различные продукты.

Добавляется, что томские политехники также разработали целый ряд новых, не имеющих в мире аналогов модификаторов, которые позволяют усилить действие цеолитов, и катализаторов.

В науку со студенческой скамьи

Лаборатория "Переработка углеводородного сырья с применением нанотехнологий", сотрудники которой и занимаются вышеперечисленными разработками, была создана в 2007 году на базе кафедры геологии и разработки нефтяных месторождений Института природных ресурсов ТПУ. Ее зарубежными партнерами являются Технический университет Дрездена (Германия) и немецкая компания "Sud–Chemie".

Лаборатория осуществляет фундаментальные и прикладные научные исследования в области создания оксидных и цеолитных нанокомпозитных катализаторов и адсорбентов, разработки процессов и технологий по переработке различных видов углеводородного сырья в низшие олефины, ароматические углеводороды, моторные топлива и другие ценные продукты.

Как отмечают в политехе, присоединиться к работе одного из сильнейших научных коллективов вуза можно начиная со студенческой скамьи. В университете постоянно разрабатываются магистерские программы для жаждущей открытий молодежи.

В частности, в Томском политехе действует магистерская программа "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" по подготовке специалистов по ресурсоэффективности в химической технологии и нефтепереработке. Магистранты, обучающиеся по данному направлению, проводят расчеты, позволяющие сделать процессы нефте- и газопереработки более эффективными и главное экономически выгодными.

В вузе добавляют, что расчеты и моделирование политехники выполняют для ведущих предприятий нефтегазовой отрасли, таких как "Газпром нефть", "НК "Роснефть", "Сургутнефтегаз". В этих компаниях магистранты проходят практику и чаще всего остаются работать после получения диплома.

"Востребованность выпускников этой программы превышает 100%. С будущим местом работы магистранты определяются еще на преддипломной практике. Как правило, заявок на трудоустройство от предприятий поступает даже больше, чем мы выпускаем специалистов", – приводит пресс-служба слова завкафедрой химической технологии топлива и химической кибернетики ТПУ Егора Юрьева.

Также сообщается, что абитуриенты, поступающие на направление "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии", могут выбрать один из двух профилей подготовки: "Процессы и аппараты химической технологии" в Институте природных ресурсов или "Машины и аппараты химических и нефтехимических производств" в Институте физики высоких технологий ТПУ.