Структурированные катализаторы для получения синтез-газа и метанола на нефтегазовых месторождениях разрабатывают специалисты Центра компетенций Национальной технологической инициативы (ЦК НТИ) «Водород как основа низкоуглеродной экономики», созданного на базе ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН», 18 июля сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири» со ссылкой на пресс-службу ЦК НТИ.

Метанол представляет собой одноатомный спирт, широко используемый химической и нефтегазовой промышленностью. Мощности мирового производства метанола в 2023 году превысили 180 млн тонн, из которых 3,9 млн тонн произведено в России.

В том числе с помощью метанола в газодобыче решается проблема предотвращения образования гидратов, мешающих этому процессу. Газовые гидраты (клатраты), представляют собой твердые кристаллические соединения, похожие на рыхлый лед. Образовавшись при контакте с газа с водой в процессе добычи углеводородов, они затрудняют добычу природного газа.

Метанол обычно получают из синтез-газа (смеси угарного газа и водорода), образующегося при паровой конверсии метана, основного компонента природного газа.

Поскольку на нефтегазовых месторождениях нет производства метанола, то его приходится туда завозить. В случае создания локальных производств метанола на отдаленных северных территориях можно исключить затраты на его доставку. Тем более что получать метанол можно из попутных нефтяных газов, которые сейчас сжигаются.

Структурированные катализаторы, которые в настоящее время разрабатывают ученые водородного ЦК НТИ, могут использоваться для создания компактных установок для генерации синтез-газа методом парциального окисления природного газа или попутных нефтяных газов с последующим их превращением в метанол.

Научный сотрудник ЦК НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Владимир Рогожников рассказал, что своей целью ученые поставили получение синтез-газа как предшественника метанола прямо на месторождении природного газа с помощью парциального окисления. В таком процессе участвуют только газ и воздух.

«В качестве основы для катализатора, — пояснил ученый, — мы используем металлическую подложку с высокой теплопроводностью из фехралевого сплава. У процесса есть особенность: если во входной части реактора, в зоне выделения тепла, использовать классические катализаторы, например из керамики, то происходит сильный разогрев и катализатор быстро деактивируется. Металлическая подложка помогает интенсифицировать тепло- и массоперенос. На нее мы наносим защитный слой оксида алюминия, далее промежуточный слой оксида алюминия для увеличения удельной площади поверхности, и, наконец, катализатор — родий- или платиносодержащий на основе церий-циркония».

Получаемый в ходе этого процесса синтез-газ можно использовать не только для производства метанола, но, добавив доочистку, и водород. Процесс получения синтез-газа для водородной энергетики методом автотермического риформинга метана ранее уже был оптимизирован учеными ЦК НТИ.