В Казахстане будут делать нефть из угля

В мировом энергетическом балансе значительная доля энергии производится за счет угля – 37%, 16% за счет газа и только 9% за счет нефти. Рост добычи энергетических углей в России сопровождается увеличением объемов их экспорта (50% от добычи). По объемам экспорта наша страна уступает только Индонезии, Австралии и Колумбии. За последние годы объем мировой торговли постоянно растет и тенденция, очевидно, сохранится, учитывая рост цен на другие энергоносители.

В Казахстане запасы угля намного превышают запасы нефти. 80 % органического топлива, которые можно извлечь из земных недр, составляет уголь. По подсчетам ученых, синтетическая нефть должна стоить не дороже природной - цитирует слова руководителя проекта Валентины Емельяновой Tengrinews.kz. По качеству синтетическая нефть не уступает природной, а по некоторым параметрам даже превосходит ее. В природной нефти октановое число составляет около 50-60, в синтетической - 80-100.

В институте также разработали проекты промышленных установок по синтезу нефти. Затраты на внедрение технологии могут окупиться за полтора года. Стоимость завода производительностью до 200 тонн нефти в сутки составляет около 6 млн. долл. США. Это безотходное производство, брикеты, получаемые после синтеза, могут использоваться как энергетическое топливо. Выделяющиеся газы используются как горючее в процессе синтеза, который происходит при температуре около 400 градусов С. Технология была успешно испытана на пилотной установке.

Запасы природной нефти в стране уменьшаются и вскоре встанет вопрос о поиске ее конкурентоспособной альтернативы, поэтому вполне возможно, что новая технология в скором времени найдет свое практическое применение. К тому же государственный грант уже получен.

Но казахстанские ученые не новаторы в этой области. Топливо из углей производили еще в первой половине прошлого столетия.

В 43-44 гг. прошлого века мировое производство моторных топлив из угля составило 4 млн. тонн. В СССР до открытия нефтяных месторождений в Поволжье и Западной Сибири технологические исследования завершились созданием в г. Кемерово опытно-промышленного завода с применением давления 20 Мпа.

В 50-60-х гг. установки были реконструированы для переработки нефти, которая оказалась в несколько раз СЖТ. Но, возросшие в последствии цены на нефть и неравномерность распределения месторождений обусловили новый этап развития химико-технологических исследований и создания опытно-промышленных установок и заводов по производству СЖТ.

Сегодня топливо из угля производится во многих странах. Так, например, в ЮАР, не имеющей собственных месторождений нефти, моторное топливо из угля производится более чем на 100 предприятиях.

Соотношение Н:С в углях варьируется от 0,6 до 1, а выход смолы при термическом крекинге без доступа воздуха не превышает 10-20%, поэтому процесс гидрогенизации угля (т.е. насыщения его водородом) осуществляется с применением сложного и дорогого оборудования в токе молекулярного водорода (до 3% от массы угля) или коксового газа в присутствии катализаторов.

Газификация угля, позволяющая получать горючий синтез газ, проще в аппаратурном оформлении, но предусматривает многостадийную схему последовательных химических реакций для получения СЖТ: либо через синтез метанол, либо прямым путем с применением катализаторов.

Насыщение угольной массы водородом обеспечивает также удаление кислорода, азота и серы в виде Н2О, NН3 и Н2S. В получаемом при газификации синтез газе соотношение Н:С повышается до 1:2, что позволяет получать в качестве конечного продукта СЖТ.

Инженерно-техническая реализация процесса газификации углей осуществляется путем непрерывного совершенствования газогенераторов в направлениях повышения их производительности за счет укрупнения и модифицирования конструкций, повышения давления и температуры, в том числе в целях снижения выхода смол и удаления золы в расплавленном виде.

В наиболее распространенной технологии Лурги используются стационарные слои кускового угля. Винклера – кипящий слой мелких угольных частиц. Тексако – ВУС, Копперса-Тотцека – аэрозольный поток топлива и т.д.

Из одной тонны угля получают 2 тыс. куб. м. газовой смеси.

В настоящее время общемировые инвестиции в решение проблемы СЖТ превышают 15 млрд. долл. США. В ЮАР фирма Sasol перерабатывает 50 млн. т. Угля по схеме Фишера-Тропша и выпускает 7-8 млн. т. СЖТ. Китай к 2015 г. планирует организовать производство из угля порядка 1 млн. баррелей дизтоплива в день.

В тоже время в нашей стране становятся очевидными как новые возможности, так и инновационно-технологические направления реализации проблемы газификации угольного сырья.