Введение к работе
Актуальность проблемы.
Для предупреждения образования гидратов в системах сбора и промысловой подготовки газа применяется метанол, причем его потребление с увеличением газодобычи в северных регионах постоянно возрастает. Доставка метанола на промыслы Крайнего Севера увеличивает его стоимость в два-три раза, причем для ряда отдаленных месторождений из-за отсутствия транспортной инфраструктуры возможна только сезонная доставка.
К тому же в настоящее время при освоении газовых и газоконденсатных месторождений в районах Крайнего Севера особое внимание уделяется экологическим вопросам, что обусловлено высокой чувствительностью северной природы к техногенным воздействиям. Один из актуальных вопросов - серьезные экологические риски при доставке химических реагентов, к которым относится и метанол, на объекты газодобычи. При его транспортировке, операциях слива и налива существует опасность возникновения аварийных ситуаций с экологическим ущербом, обусловленных спецификой метанола как загрязнителя: высокой растворимостью в воде, повышенной летучестью, жесткими нормами ПДК в атмосферном воздухе и в водных объектах.
Поэтому строительство установок по производству метанола в районах газодобычи позволяет решить вопросы доставки метанола потребителю, а также значительно уменьшает экологические риски, возникающие при его транспортировке и перегрузке. В итоге на северных месторождениях снижается себестоимость добычи природного газа.
Цель работы.
Разработка технологических основ процесса низкотемпературного синтеза метанола в условиях Крайнего Севера на Ямбургском нефтегазоконденсатном месторождении.
Из цели работы вытекают следующие задачи исследований:
исследование термодинамики процесса паровой конверсии метана и синтеза метанола;
разработка математического описания кинетики синтеза метанола;
разработка математического описания полочного реактора синтеза метанола;
выбор оптимального оформления реактора синтеза метанола;
выбор и обоснование технологической схемы низкотемпературного синтеза метанола.
Научная новизна работы:
разработан новый подход к расчёту термодинамических равновесных составов продуктов реакций паровой конверсии метана и синтеза метанола, основанный на описании равновесных выходов согласно закона нормального распределения;
предложены математические модели кинетики синтеза метанола и полочного реактора синтеза метанола, совместное использование которых позволяет с высокой точностью описать и эффективно оптимизировать работу промышленного реактора получения метилового спирта.
Практическая ценность работы:
предложена принципиальная технологическая схема малотоннажной установки синтеза метанола на Ямбургском нефтегазоконденсатном месторождении, которая основана на комбинировании установок компримирования природного газа, паровой конверсии метана и низкотемпературного синтеза метанола;
определены затраты на строительство установки синтеза метанола по предложенной технологической схеме и основные технико-экономические показатели процесса;
результаты диссертационной работы будут использованы при проектировании установки синтеза метанола на Ямбургском нефтегазоконденсатном месторождении.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
на Российской научно-практической конференции «Развитие инновационного потенциала молодых специалистов - значимый вклад в динамичное развитие газовой отрасли» (Москва, 2009);
на XVI научно-практической конференции «Проблемы развития газовой промышленности Сибири» (Тюмень, 2010);
на Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка - 2010» (Уфа, 2010);
на Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы нефтедобычи» (Уфа, 2010);
на II Международной научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (Уфа, 2010);
на XI Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (Уфа, 2010);
на Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка - 2011» (Уфа, 2011);
на IV Всероссийской научной конференции «Теория и практика массообменных процессов химической технологии» (Марушкинские чтения) (Уфа, 2011);
на IX Всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (Москва, 2011);
на Всероссийской научно-технической интернет-конференции «Экология и безопасность в техносфере» (Орёл, 2011);
на Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Наука. Технология. Производство» (Уфа, 2012);
на Международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию независимости Республики Казахстан (Атырау, 2011);
- на V Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (Уфа, 2012).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 17 научных трудов, в том числе 4 статьи, 13 материалов конференций.
Объём и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, библиографического списка из 132 наименований. Работа изложена на 118 страницах, содержит 32 рисунка и 14 таблиц.
