В ИХН СО РАН предложили плазмохимическую технологию переработки природного и попутного нефтяного газа в ценные продукты

Ученые из лаборатории физико-химических методов исследований Института химии нефти СО РАН предложили эффективную и доступную технологию переработки природных и попутных нефтяных газов с помощью плазмы барьерного разряда, в результате которой на выходе образуется целый спектр жидких углеводородов, востребованных в разных отраслях промышленности.

– Традиционно для переработки углеводородных газов используются термокаталитические технологии, при которых все процессы протекают при высоких температурах (от 300 до 500℃), а еще требуются дорогостоящие катализаторы. Подобные технологии рентабельны лишь при очень больших объемах переработки газов, поэтому возрастает актуальность альтернативных доступных технологий, таких как применение плазмы барьерного разряда. Одним из преимуществ является возможность вовремя остановить превращение, например, на стадии образования спиртов, что практически невозможно в случае протекания термокаталитического процесса из-за его высокой интенсивности, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории кандидат химических наук Андрей Рябов.

Исследователи используют плазмохимический реактор, представляющий собой модифицированный вариант озонатора. Углеводородный газ с кислородом поступает в разрядный промежуток реактора, где в результате приложенного напряжения формируется барьерный разряд, генерирующий атомарный кислород из обычного кислорода. В свою очередь атомарный кислород из-за своей реакционной способности сразу вступает в реакцию окисления углеводородного газа, образуя различные ценные спирты, альдегиды и кетоны (это кислородсодержащие соединения, востребованные в нефтехимической промышленности, например, ацетон, пропанол, бутанол или метилэтилкетон).

Однако для их успешного получения было необходимо предотвратить полимеризацию в плазме. В ИХН СО РАН предложили осуществлять плазмохимическое превращение углеводородного газа в присутствии жидкости, а именно обычной воды. Предварительно газ смешивается с водой и поступает в реактор, избыток воды покрывает стенки реактора жидкой пленкой и растворяет в себе образовавшиеся продукты реакции, своевременно выводя их из разрядной зоны.

Благодаря проведенным экспериментам и методам численного моделирования исследователи точно знают, из газов каких составов получатся необходимые товарные продукты. Например, из метана образуются метанол и формальдегид, превращение пропана приводит к получению ацетона и пропанола, а окисление бутана дает бутанол, бутаналь и метилэтилкетон. Сочетание разных газов на выходе даст комбинацию данных продуктов.

© Пресс-служба ТНЦ СО РАН