-Моделирование процессов парциального окисления природного и попутного нефтяных газов в синтез-газ, водород, метанол и олефины.

Проект направлен на создание фундаментальных научных основ принципиально новых направлений в конверсии различных видов углеводородных газов в синтез-газ, водород, метанол и олефины. В его основе лежат разработанные в ИПХФ РАН инновационные процессы некаталитического парциального окисления углеводородов. Несмотря на впечатляющие достижения в химической конверсии природных газов в жидкие продукты (GTL-технологиях), даже построенные в последние годы предприятия «мирового класса» балансируют на грани рентабельности. Одна из главных причин – очень высокие затраты на стадию конверсии природного газа в синтез-газ. Как следствие, в ближайшем будущем не прогнозируется заметного увеличения числа GTL предприятий. Коллективом предлагаются две альтернативные возможности создания нового поколения GTL процессов: Первая – снижение затрат на стадию получения синтез-газа за счет новой некаталитической технологии матричной конверсии метана в синтез-газ в сверхадиабатических условиях. Получение синтез-газа на основе экзотермической реакции парциального окисления очень привлекательно для малотоннажных процессов, так как при этом не требуется внешнего подвода тепла и, соответственно, громоздкого и дорогостоящего теплообменного оборудования. Автотермическое парциальное окисление позволяет значительно снизить размеры и, соответственно, стоимость конвертора. Вторая – разработка альтернативных GTL технологий, не требующих стадии получения синтез-газа. Основой для подобных технологий могут стать процессы парциального окисления углеводородов, такие как прямое окисление метана в метанол, селективный оксикрекинг тяжелых компонентов природных и попутных газов в этилен и СО с последующим каталитическим карбонилированием и/или олигомеризацией продуктов окисления. Проведенные исследования показали, что при парциальном окислении легких алканов могут быть получены газовые смеси, содержащие метанол или этилен и СО в соотношениях, оптимальных для последующих каталитических процессов карбонилирования или олигомеризации получаемых продуктов.Для технологической проработки газофазных процессов окисления легких алканов, которые определяются кинетикой протекающих реакций, необходимо использование детальной кинетической модели. Поэтому в ходе работы будет разработана детальная кинетическая схема парциального окисления алканов С1-С4 в среднетемпературной области (Т = 400 - 1200 0С) и проведена ее верификация путем сопоставления с собственными и литературными экспериментальными данными. На основе данной схемы будет проведено компьютерное моделирование и оптимизация трех процессов: матричная конверсия метана в синтез-газ (водород), прямое окисления метана в метанол и окислительный крекинг алканов С2-С4 в олефины и СО.