Синтез жидких углеводородов: история, обзор развития, ограничения применения и актуальные вызовы

Введение. Данная статья посвящена обзору рынка технологий появления и развития технологий переработки углеводородных газов в полезные синтетические продукты.

Цель: на основе анализа исторического опыта создания и накопленной информации по применению технологий газохимической переработки газа сформулировать тенденции развития, ограничения и вызовы в области применения средне- или мелкотоннажного производства химической продукции из газа для условий проектов строительства установок синтеза жидких углеводородов на месторождениях нефти и газа (у источника сырья).

Материалы и методы. Химические вещества на основе углерода являются разнообразными и широко распространенными на Земле. Происхождение углеводородных газов и их применение являются ярким примером возможности преобразования углерод содержащих веществ из одного в другое. Процессы газохимии позволяют получать углеводородные вещества синтетическим путем из атомов углерода и водорода. Синтез Фишера — Тропша — технология, которая открыла возможность передела сырья (углеводородного газа, углекислого газа, водорода, и др. органических веществ) в синтетические жидкие углеводороды (топлива, масла, оксигенаты и пр. химические продукты). На основе данной технологии было построено множество газохимических заводов и установок. Анализ текущего технологического развития техники в данной области показал, что у известных реализованных в крупнотоннажном виде технологий есть свой предел применимости и экономической рентабельности.

Результаты. Исследования и разработки в области химической переработки газа являются перспективным направлением, в котором количество открытий, разработок и проектов на их основе будет только расти, а технологические процессы совершенствоваться, стадии передела сырья уменьшаться.

Заключение. Технология конверсии углеводородного газа в синтез-газ с последующим превращением синтез-газа в жидкие углеводороды является хорошо развитой, опробованной и промышленно реализованной в крупнотоннажном исполнении. Анализ опыта применения, тенденций развития техники средне- и малотоннажного производства синтетических жидких углеводородов показывает много макроэкономических, технологических и операционно-логистических факторов неопределенности их применения в условиях локальных, изолированных географически удаленных месторождений нефти и газа (у источника сырья). С целью повышения эффективности производства количество исследований, разработок и проектов газохимии будет только расти, технологические процесс будут только совершенствоваться, а стадии передела сырья будут уменьшаться.

1. Fischer E., Tropsch H. О прямом синтезе нефтяных углеводородов при обыкновенном давлении. Перев. с нем. А.Ф. Добрянского // Нефтяное хозяйство. — 1926. — № 7. — С. 71–73.

2. Stranges А.N. A History of the Fischer-Tropsch Synthesis in Germany 1926–45 // Chemistry. Studies in Surface Science and Catalysis. Elsevier, 2007.

3. Караулов Н.А. [Раздел книги] // Сведения арабских географов IX и X веков по Р. Хр. о Кавказе, Армении и Адербейджане. — Тифлис : тип. Канц. главнонач. гражд. г. на Кавказе, 1901–1902.

4. Козлов А.Л., Нуршанов В.А., Пронин В.И. [Раздел книги] // Природное топливо планеты. — Москва: Недра, 1981.

5. https://www.hmong.press/wiki/Sabatier_reaction — Википедия.

6. Ферсман А.Е. Геохимия [Книга]. — Ленинград: Госхимтехиздат, 1933. — Т. 1–4.