Введение 7
1. Обзор литературы 9
1.1 Синтез Фишера-Тропша в современной промышленности 9
1.1.1 Синтез продуктов компании Shell 10
1.1.2 Производство компаний Sasol и Chevron 10
1.1.3 Конверсия компаний Exxon Mobil 11
1.1.4 Производство компании Syntroleum 12
1.1.5 Производство компании Rentech 12
1.1.6 Разработки компании BP-Davy 13
1.1.7 Разработки компании Statoil 13
1.1.8 Разработки компании Conoco 14
1.2 Обзор патентов 14
1.3 Обзор периодической литературы 19
1.4 Теоретические основы процесса синтеза Фишера-Тропша 26
1.4.1 Общие сведения о синтезе Фишера-Тропша 26
1.4.2 Основные стадии механизма процесса 28
1.4.3 Аппаратурное оформление 32
2. Экспериментальная часть 38
2.1 Объект исследования. Получение ультрадисперсных порошков 38
методом электрического взрыва полупроводника
2.2 Аппаратурное оформление 42
2.3 Проведение эксперимента и обсуждение результатов 48
Выводы 56
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 57
ресурсосбережение
4. Социальная ответственность 81
Список использованных источников 91
В настоящие время сжигание попутных нефтяных газов месторождений является одной из наиболее острых и актуальных проблем нашей страны. Ежегодно в России на факельных установках сжигаются миллиарды кубометров попутного нефтяного газа (ПНГ). При сжигании ПНГ в атмосферу выделяется большое количество загрязняющих веществ, что значительно ухудшает экологическую обстановку как в регионе нефтедобычи, так и в стране в целом. Попутный нефтяной газ также является ценным химическим сырьем и энергоресурсом, поэтому его нерациональное использование ведет к необоснованным экономическим потерям. Перед нефтяными компаниями возникает необходимость в эффективном использовании ПНГ. Одним из путей при решении проблемы утилизации попутного нефтяного газа является применение GTL (gas to liquid) - технологии по переводу газа в жидкое состояние, в частности синтез Фишера-Тропша.
Исчерпывающие использование ископаемого топлива является одной из главных причин глобального потепления, приводящего к изменению климата. Во всем мире потребление энергии в транспортном секторе занимает второе место в промышленном секторе. Текущее использование ископаемого топлива в различных секторах по-прежнему угрожает экологической стабильности во всем мире. Альтернативные источники энергии необходимы из-за ограниченных запасов ископаемого топлива и его негативного воздействия на окружающую среду при использовании. Выбросы при сжигании ископаемого топлива для выработки тепла, электроэнергии и транспортировки являются главными источниками парниковых газов в атмосфере.
В настоящее время синтез Фишера-Тропша (ФТ) является одним из возможных путей получения высококачественных не содержащих серу моторных топлив из природного газа, а также как к одному из методов утилизации ПНГ месторождений удаленных от газотранспортных сетей и газоперерабатывающих заводов. Данный процесс также можно рассматривать как один из возможных путей переработки угля и биомассы. При использовании в двигателях внутреннего сгорания топлива, полученные в результате проведения процесса ФТ, демонстрируют более низкие уровни выбросов по сравнению с бензином и дизельным топливом, полученными при переработке традиционной нефти. Это можно объяснить тем, что топливо ФТ содержит небольшое количество ароматических соединений, не содержит серы и азотсодержащих соединений.
Текущая глобальная энергетическая обстановка и аспект ухудшения состояния окружающей среды мотивируют к поиску альтернативных способов получения жидких топлив высоких экологических стандартов.
Применительно для российской нефтедобывающей промышленности синтез Фишера-Тропша может послужить вариантом утилизации попутного нефтяного газа, который по настоящее время сжигается на факельных установках. На данный момент российские институты и компании находятся на этапе разработки опытных и стендовых установок, а также активных катализаторов для получения синтетических углеводородов методом ФТ.
Целью данной выпускной квалификационной работы являлось изучение каталитической активности ультрадисперсных порошков в синтезе жидких углеводородов из СО и Н2.
1. DOE — Fossil Energy: auto created [Электронный ресурс] / URL: http://www.energy.gov, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.
2. Википедия - свободная энциклопедия [Электронный ресурс] / URL: https://ru.wikipedia.org, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
3. Деловой журнал Neftegas.ru [Электронный ресурс] / URL: http://neftegaz.ru, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
4. Установка и способ каталитического синтеза Фишера-Тропша: патент Рос.Федерация № RU 2375406; заявл. 27.07.2008; опубл. 10.12.2009 Бюл. № 34.
5. Способ осуществления процесса синтеза Фишера-Тропша (варианты) и способы выбора стационарного состава растворителя в сларри- реакторе: патент Рос. Федерации № 2156650; заявл. 30.12.1998; опубл. 27.09.2000.
6. Способ получения продукта синтеза Фишера-Тропша: патент Рос. Федерации № 2464296; заявл. 07.07.2011; опубл. 20.10.2012 Бюл. №29.
7. Способ получения гранулированного нанесенного металлсодержащего катализатора: патент Рос. Федерации № WO2010134832A1; заявл. 25.05.2012; опубл. 27.06.2012.
8. Промотированный катализатор синтеза Фишера-Тропша, способ его получения и способ синтеза углеводородов Фишера-Тропша: патент Рос. Федерации № 2007115057/04; заявл. 10.11.2008; опубл. 20.05.2010 Бюл. № 14.
9. Фальбе Ю. Синтезы на основе окиси углерода. М. - Л., Химия, 1971, 216 с.
10. Миначев Х.М., Лапидус А.А., Крылова А.О. Современное состояние процесса синтеза углеводородов из СО и Н2 / Химия твердого топлива - 1993 - №6.
11. Mingyue Ding et al. «Study on reduction and carburization behaviors of iron-based Fischer-Tripsch synthesis catalyst» / Energy Procedia 61 (2014) 22672270.
12. Химия во всех проявлениях - Химический портал [Электронный ресурс] / URL: http://iournal.issep.rssi.ru. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
13. Hunpinyo P. et al., «A comprehensive small and pilot-scale fixed-bed reactor approach for testing Fischer-Trosch catalys activity and performance on a BTL route». Arabian Journal of Cemistry (2014).
14. Chun D.H. et al., «Highly selective iron-based Fischer-Tropsch catalysts activated by CO2-containig syngas» / Journal of catalysis 317 (2014) 135-143.
15. Brabant C., et al., «Promotion of lanthanum-supported cobalt-based catalysts for the Fischer-Tropsch reaction» / Comptes Rendus Chimie (2016).
16. Watis Warayanon et al. / Energy Procedia 79 (2015) 163-168.
17. Григорьев Д.А. Усовершенствование кобальтовых катализаторов синтеза Фишера-Тропша. Автореферат. Уфа, 2012, 24 с.
18. Левашова А.И. и др., «Электровзрывные порошки на основе железа как катализаторы синтеза углеводородов из СО и Н2» / Фундаментальные исследования №8 (2013) 645-649.
19. Логинов В.А., Кузнецов И.Е., Кузнецов Д.А., «Особенности применения рециркуляции газа в синтезе Фишера-Тропша» / Вести газовой науки №1 (21) / 2015, с. 29-33.
20. Крылова А.Ю., «Продукты синтеза Фишера-Тропша (обзор)» / Химия твердого топлива, 2014, №1, с. 23-36.
21. Xiang Ying et al. / Energy Procedia 61 (2014) 1394-1397.
22. Ушева Н.В. и др., «Моделирование технологических режимов синтеза Фишера-Тропша» / Известия Томского политехнического университета, 2014. Т. 307. №7.
23. Хасин А.А., «Обзор технологий получения СЖТ, разработанных компаниями Shell и Sasol» / Газохимия, ноябрь-декабрь 2008, с. 38-48.
24. Хасин А.А., «Обзор известных технологий получения синтетических жидких углеводородов по методу Фишера-Тропша» / Газохимия, июнь-июль 2008, с. 28-36.
25. Репер М.В. кн.: Катализ в С1-химии. Под ред. В.Кайма. Л.: Химия,
1987.
26. Сторч Г., Голамбик Н., Андерсон Р. Синтез углеводородов из оксида углерода и водорода. М: Издатинлит., 1954, с. 516.
27. Frohning C.D. In: New Syntheses with Carbon Monoxide. Ed. J.Falbe. Springer-Verlag, 1980, p. 340.
28. А. Л. Лапидус, А. Ю. Крылова «О механизме образования жидких углеводородов из СО и Н2 на кобальтовых катализаторах / -2010 г. -№3. - С. 43-55.
29. Post F.M., van’t Hoog A.C., Minderhoug J.K. Diffusion limitations in Fischer-Tropsch catalysts / AIChEJ. - V.35. - №7. - P. 1107.
30. Fischer-Tropsch synthesis. DOE Report [Электронный ресурс] / URL: http://www.hos.harvard.edu - Загл. с экрана. - Яз. англ.
31. Международный стандарт IC CSR 26000:2011. Социальная ответственность организаций. Требования. 2011 г.
32. Генеральное соглашение между общероссийскими объединениями
профсоюзов, общероссийскими объединениями работодателей и Правительством Российской Федерации на 2014 - 2016 годы от 25 декабря 2013 г. [Электронный ресурс]: - Режим доступа www.URL:
http: //www.rg.ru/2013/12/30/a904631 -dok.html.
33. Федеральный закон Российской Федерации от 28 декабря 2013 г. №426-ФЗ «О специальной оценке условий труда».
34. ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
35. СанПиН 2.2.2.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - М.: Минздрав России, 1997. - 10 с.
36. ГОСТ 12.4.021 - 75. Системы вентиляционные. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 1977. - 6 с.
37. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
38. ГОСТ 12.1.003 - 88. Шум. Общие требования безопасности.
39. ГОСТ 12.1.029 - 80. Средства и методы защиты от шума. М.: Стандартинформ, 1981. - 5с.
40. ГОСТ 12.1.012 - 98. Вибрация. Общие требования безопасности.
41. ГОСТ 12.1.012 -90. ССБТ Вибрационная болезнь. Общие
требования. - М.: Стандартинформ, 1991. - 31с.
42. ГОСТ 12.1.019-2009. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. - М.: Издательство стандартов. - 1980. - 7 с.
43. Федеральный закон от 22 июля 2013 г. № 123-ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.
44. ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда.
Пожарная безопасность. Общие требования. М.: Стандартинформ, 1992. - 62 с.
45. ГОСТ 12.4.009-83. Система стандартов безопасности труда.
Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 11 с.