Получение бутандиола, как способ переработки природного газа

Актуальность
Текущее состояние переработки природного и попутного газа в Российской Федерации в 2018 г. составил 2520 млн. м3, причем доля ПНГ в общем объеме переработки постоянно растет.

Цель работы
Предложение технологической схемы, в которой природный газ можно использовать, как отход.

Задачи работы
1. Провести патентный поиск по теме исследования
2. Определить достоинства и недостатки существующих технологических схем переработки природного газа
3. Предложить свою технологическую схему

Метан и парниковый эффект
В настоящее время считается общепринятым, что атмосферная оболочка нашей планеты ответственна за разогрев земной поверхности. В отсутствии парникового эффекта прогнозируемая средняя температура составила бы минус 18 оС вместо ныне отмечаемой плюс 15оС. Бурное развитие промышленности привело к появлению так называемого антропогенного фактора, под влиянием которого в атмосферу выбрасываются огромные массы метана, дополнительно разогревающие Землю

Баланс выбросов и поглощений
В период с 1870 по 2016 гг. баланс выбросов и поглощений парникового газа выглядит следующим образом:
-объём выбросов при сжигании органического топлива и переработки минерального сырья составил 400 ГтC (73 % общей антропогенной эмиссии) %
-эмиссия при изменении землепользования равна 145 ГтC (27%);
-поглощение антропогенных выбросов океаном составило 155 ГтC (28 % накопленного объёма антропогенной эмиссии);
-биотой суши усвоено 160 ГтC (29 %);
-в атмосфере остались 230 ГтC (43 % суммарного объёма антропогенных выбросов).

Источники метана
Все источники СH4 делятся на стационарные и передвижные. Основные стационарные источники выбросов метана в атмосферу относятся к следующим отраслям:
Энергетика (угольные, нефтяные, газовые электростанции).
Переработка нефти и газа.
Химическая промышленность (используется в качестве сырья в органическом синтезе, для изготовления метанола).

Метан в производстве бутандиола
Рассмотрим варианты переработки природного газа в бутандиол с помощью пиролиза метана в сверхзвуковом реакторе. Образование бутандиола может быть осуществлено путем пропускания потока ацетилена в реактор с формальдегидом в присутствии катализатора.

200 – сверхзвуковая реакционная зона, имеющая вход для метана (204) и вход для топлива (206); реакционная зона 200 генерирует технологический поток 208, содержащий ацетилен. Технологический поток 208 направляется в зону разделения 210 или в зону обогащения ацетиленом для генерирования обогащенного ацетиленового потока 212 и потока 214, содержащего СО и водород. Поток 214 СО и водорода поступает в реактор 220 для образования формальдегида в выходящем потоке реактора. Выходящий из реактора поток 222 и ацетилен 212 поступают в бутандиоловый реактор.230 для образования потока 232 бутандиола.

Другой вариант включает подачу ацетилена в реактор гидрирования с образованием потока этилена. Поток этилена затем обрабатывают с образованием бутандиола.