Син-газ - для кого-то новое и в тоже время давно известное слово. В этой публикации коротко разберём что это...
Из синтез-газа получают сырье в химической промышленности. Также синтез-газ применяют как основной элемент для получения метилового спирта и жидкого синтетического топлива. Синтез-газ можно широко применять как источник тепла, которое в больших количествах выделяется при сжигании синтез-газа.
Историческая справка
История человечества знает довольно много примеров, когда в силу необходимости рождались кардинально новые подходы к решению существующих жизненно важных проблем.
Первым известным человечеству способом получения синтез-газа была газификация каменного угля в Англии еще в 30-е годы XIX века.
в Германии в промежуток между первой и второй мировыми войнами, лишенной доступа к крупным нефтяным источникам, возник серьезный дефицит топлива, которое было необходимо для функционирования гражданской и военной техники.
Располагая существенными запасами ископаемого угля, Германия начала искать пути его преобразования в жидкое топливо, пригодное для двигателей внутреннего сгорания. Эта проблему удалось решить благодаря усилиям превосходных химиков Ф. Фишера и Х. Тропша.
«Cинтез-газ» в основном получают из природного газа (метана). Из синтез-газа получают важнейшие вещества — аммиак, метанол и парафиновые углеводороды.
Существуют три основных метода получения синтез-газа:
Газификация угля. Данный процесс основан на взаимодействии каменного угля с водяным паром, благодаря которому протекает реакция сгорания угля, которая обеспечивает необходимый тепловой баланс.
Конверсия метана с паром. Конверсия метана с паром заключается в пропускании метана и водяного пара над никелевым катализатором. Реакция протекает с помощью высоких температур и давлений 800-900 градусов.
Парциальное окисление метана. Процесс проводят при высоких температурах более 1300 градусов. Данный способ применим к любому сырью, содержащему углеводороды но наиболее часто используется высококипящая фракция нефти - мазут.
Преимущества син-газа:
⦁ Наличие запасов сырья для син-газа при отсутствии углеводородного сырья.
⦁ Широкий спектр применения.
⦁ Синтетическое жидкое топливо из синтез-газа не уступает по качеству традиционному.
⦁ Син-газ экологически чистый продукт.
⦁ Побочные продукты, углекислый газ и сера, удаляются путем очистки селективными растворителями.
⦁ Возможность добычи син-газа при утилизации бытовых отходов.
⦁ Возможность получения син-газа методом подземной газификации, непосредственно в пласте угля.
Недостатки син-газа:
⦁ Повышенная инвестиционная затратность в связи со сложностью технологии.
⦁ Повышенная экологическая опасность производства синтетического жидкого топлива.
⦁ Высокое потребление воды: 5-7 единиц на единицу полученного топлива при производстве синтетического топлива.
⦁ При получении син-газа получаемый углерод откладывается на катализаторе и дезактивирует его.
⦁ В качестве побочного продукта получают СО2.
⦁ Единственным приемлемым способом транспортировки синтез-газа является его транспортировка по трубопроводам.
Методика газификации каменного угля была вытеснена методами, основанными на использовании нефти и природного газа. Газификации каменного угля развивается с переменным успехом, при падении цен на нефть и природный газ затухает, при росте цен на УВС возрастает.
В настоящее время в мире суммарная мощность производств угля в жидкие топлива составляет 15 ГВтт. Самые крупные заводы по получению СЖТ расположены в ЮАР, там перерабатывается доступный недорогой уголь.
Самая амбициозная программа была запущена в Китае: до 2030 года планируется вложить 130 млрд. долл. США на развитие таких проектов. Планируется, что через 10 лет мощность заводов СЖТ в Китае будет доведена до 1,2 млн бар/сут.
В России газификация является одним из самых экологичных способов переработки нефтяных остатков, таких как мазут и пр., обеспечивающих получение ценных продуктов - электроэнергии, водорода, синтетических топлив, сырья для нефтехимии.