Каждый год в России сжигают порядка 15 миллиардов кубометров попутного нефтяного газа (ПНГ), который выделяется в процессе добычи углеводородов. Это не только наносит вред окружающей среде, но и приводит к упущенной прибыли. Установка, созданная в Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН позволяет перерабатывать и использовать ПНГ прямо на месторождении.
По словам руководителя работ по созданию установки, доктора технических наук Валерия Александровича Кириллова, объемы ежегодно сжигаемого ПНГ достаточно весомы, составляя около 10 % от количества газа, которое Россия экспортирует в Европу. Так происходит из-за того, что на отдаленных месторождениях нет никакой инфраструктуры для переработки, ведь для получения из ПНГ топлива, газа или сырья для нефтехимической промышленности нужен целый завод. Зачастую создавать подобные производства нецелесообразно, а потому факелы по сжиганию излишков продолжают отравлять атмосферу над районами добычи.
— Использовать попутный нефтяной газ без переработки невозможно: из-за присутствия «жирных» углеводородов (пропана, бутана и более тяжелых компонентов) газовые двигатели быстро приходят в негодность, а в трубах при транспортировке образуется конденсат, — отмечает заведующий лабораторией каталитических процессов в топливных элементах доктор химических наук Владимир Александрович Собянин. — Единственный выход — провести конверсию жирных углеводородов до метана, что и позволяет сделать наша разработка.
Новосибирские ученые предложили максимально эффективное и недорогое решение этой проблемы. Благодаря технологии мягкого парового риформинга (МПР) и катализаторам ИК СО РАН содержащиеся в попутном нефтяном газе пропан, бутан и этан можно переработать в метан и далее использовать для различных нужд — например, питать энергоустановки без потери КПД и, таким образом, вырабатывать электроэнергию прямо на месторождении. Это позволяет сэкономить огромное количество сил и средств при прокладывании проводов в глухой тайге или на болотах. Кроме того, полученный из ПНГ метан можно перегонять по трубам в хранилища, ведь после переработки он превращается в товарный природный газ. Таким образом, можно значительно увеличить объемы добычи и получаемой прибыли.
Пилотные испытания своей технологии ученые провели в 2011 году. Первые прототипы установок могли перерабатывать около 20 кубометров ПНГ в час, но со временем эти показатели удалось увеличить в десятки раз. Для того, чтобы ускорить процесс коммерциализации разработок, при Институте катализа создали дочернюю компанию «БИ АЙ Технолоджи», кроме того, под коммерциализацию и внедрение данной технологии был получен грант от Российского фонда технологического развития.
— В течение четырех лет небольшие установки тестировали в Ханты-Мансийском автономном округе. Параллельно в нашем институте выполняли более детальные научные исследования процесса МПР и новых катализаторов, проводили проработку экономических аспектов проблемы, — отмечает старший научный сотрудник ИК СО РАН, кандидат химических наук Павел Валерьевич Снытников.
В итоге эти усилия не прошли даром, и результатами заинтересовалась компания «Газпромнефть-Восток». Ее представители решили применять технологию ИК СО РАН на Крапивинском месторождении в Омской области. Полтора года напряженной работы завершились двумя циклами испытаний, последние из которых прошли в ноябре 2015 года. С помощью созданной установки на промысле смогут перерабатывать 300 кубометров ПНГ в час — как утверждают ученые, в дальнейшем эту производительность планируется увеличить еще в три-четыре раза. В испытаниях на месторождении участвовал старший научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Юрий Иванович Амосов.
— Я бы хотел особо отметить большой экологический эффект от применения нашей технологии, — добавил Юрий Иванович. — При горении факелов круглые сутки в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, образуются диоксиды азота. Часто в радиусе полутора километров вокруг факела весь лес мертвый — это результат постоянного теплового воздействия, выбросов сажи и кислых газов. Наша разработка позволит исключить подобные негативные явления.
Технология новосибирских ученых уникальна — в похожих направлениях работают лишь японские, финские и американские ученые, которые сейчас активно занимаются методами эффективного использования сланцевого газа. Владимир Александрович Собянин подчеркивает: установка полностью состоит из отечественных компонентов и материалов. В ближайшей перспективе «Газпромнефть-Восток» планирует заказать у команды разработчиков еще несколько подобных установок.
Павел Красин
Фотографии предоставлены ИК СО РАН
