Tańsza metoda konwersji gazu ziemnego na paliwo ciekłe
Wytwarzanie z metanu prekursora paliwa ciekłego, nazywanego gazem syntezowym, stanowi jeden z najbardziej kosztownych etapów konwencjonalnej produkcji benzyny. Badacze pracujący przy finansowanym ze środków UE projekcie NEXT-GTL (Innovative catalytic technologies and materials for next gas to liquid processes) analizowali główne koszty i wyzwania techniczne związane z konwencjonalnymi procesami skraplania gazu (GTL). Badacze poszukiwali nowych metod katalitycznej produkcji gazu syntezowego z gazu ziemnego. Badali również bezpośrednią konwersję katalityczną (bez wytwarzania produktu pośredniego, czyli gazu syntezowego) metanu na eter metanolowy/dimetylowy (DME) oraz na związki aromatyczne — cząsteczki organiczne mające jeden lub większą liczbę pierścieni sześciowęglowych, takich jak benzen. W celu zmniejszenia kosztów związanych z produkcją gazu syntezowego naukowcy opracowali nowy i zaawansowany proces wieloetapowy. W procesie tym wykorzystano częściowe utlenianie katalityczne (CPO) gazu ziemnego oraz membrany separacji gazu. Opracowane katalizatory i membrany badano w pilotażowej instalacji w celu porównania z instalacjami częściowo komercyjnymi. Wyeliminowanie etapu wytwarzania gazu syntezowego jest kolejnym obiecującym sposobem na zmniejszenie kosztów produkcji paliw ciekłych, zarówno benzyny, jak i oleju napędowego. Naukowcy badali zatem metody bezpośredniej, niskotemperaturowej, katalitycznej konwersji metanu na metanol i prowadzili intensywne badania odpowiednich miejsc aktywacji metanu. Przedmiotem badań była również bezpośrednia katalityczna konwersja metanu na związki aromatyczne, które mogą zostać wzbogacone (poprzez chemiczne połączenie z etanem i propanem w drodze reakcji alkilowania). Poczyniono znaczne postępy w rozwoju nowych aktywnych i stabilnych katalizatorów, zarówno do aromatyzacji metanu, jak i alkilowania benzenu. Ponadto partnerzy projektu opracowali selektywnie przepuszczalne membrany i technologie separacji H2, O2 i CO2. Mogą być one wykorzystywane w różnych innych procesach rafinacji, procesach petrochemicznych, procesach spalania i innych procesach niechemicznych w celu zwiększenia ich skuteczności. Zespół projektu NEXT-GTL opracował nowatorskie, ekonomiczne i skuteczne metody katalitycznej konwersji metanu na paliwo ciekłe dla sektora transportowego. Dzięki znacznemu obniżeniu kosztów skraplanie gazu stanie się realną alternatywą dla tradycyjnie mniej kosztownej produkcji paliw ciekłych z ropy naftowej, co przyniesie znaczne korzyści dla środowiska i przemysłu.
Słowa kluczowe
Metan, gaz syntezowy, NEXT-GTL, procesy skraplania gazów, eter metanolowy/dimetylowy, DME, związki aromatyczne, częściowe utlenianie katalityczne, reakcja alkilowania, selektywnie przepuszczalna membrana
