ваними. У Росії та Європі частка сонячної енергії у вигляді біомаси до гідроенергії складає 6% у загальному виробництві енергії, в країнах, що розвиваються - 80%. Згідно з рішенням Євро-союзу, до 2010 р необхідно подвоїти від 6 до 12% використання поновлюваних джерел енергії. У сценарії Світового енергетичного Ради до 2050 р передбачається також подвоєння частки використання світових поновлюваних джерел енергії (з 20 до 40%) у загальному виробництві енергії. Поновлювані джерела енергії будуть заміщати вугілля, нафта, газ і уран у виробництві електроенергії та тепла [40].
У Росії досі до біогазу ставилися як до екзотичної паливу, і про його промисловому використанні ніхто серйозно не замислювався. Однак перехід до ринку і закінчення ери дешевої нафти змушують переглянути ставлення до біогазу принаймні в найбільш занедбаному секторі економіки - сільському господарстві [41].
У міру вичерпання нафти біогаз повинен стати не тільки джерелом отримання енергії, а й сировиною для виробництва хімічних продуктів, традиційно одержуваних з нафти. У перспективі біогаз, як поновлюваний матеріал, може стати основою для створення нефтезаменяющіх технологій.
1.2 Хімічні процеси переробки біогазу
Процеси переробки метану в хімічні продукти можна розділити на два напрями: пряма конверсія в продукти і непряма конверсія через проміжні сполуки, наприклад через синтез-газ. В останні 50 років найбільш активно досліджували процеси парціального окиснення метану (ПОМ) і окисної конденсації в етан і етилен (ОКМ). Також активно вивчалися процеси прямої окисної функціалізаціі метану до CH3X, де Х- атом мул функціональна група [42]. Але найбільш поширеним і економічно вигідним залишається спосіб конверсії метану в синтез-газ. Синтез-газ, у свою чергу, є сировиною для отримання водню, аміаку, метанолу, формальдегіду і т.д. Крім того, метан є перспективним алкилирующим і гидрируются агентом в синтезі ненасичених вуглеводнів, а також сировиною для gas-to-liquid технологій [43].
З природного газу, що містить С2-С4 фракції, виділяють цінні компоненти, які є сировиною для промисловості нафтохімічного синтезу. Так, з етану шляхом термічного крекінгу отримують етилен і далі поліетилен, гліколі, етилбензол, етиленоксид, стирол, етанол та інші сполуки, а шляхом прямого каталітичного хлорування - вінілхлорид. Пропан використовують для отримання етилену, пропілену, акрилової кислоти, оксоспіртов, пропіленоксіда, пропиленгликолей, а-метілстірола, фенолу, ацетону, аллілхлоріда, епихлоргидрина, гліцерину, перхлор-етилену, ізопрену, додецілбензола, поліпропілену та ін. Бутан каталітичним окисленням перетворюють на оцтову кислоту і малеїновий ангідрид. З бутану також отримують н-бутилен, застосовувані в якості проміжного сировини для отримання бутадієну, поліізопрену, метилакрилату, поліізобутиленом, бутилкаучук та інших продуктів [44].
. 2.1 Методи отримання синтез-газу
1.2.1.1 Паровий риформінг
Паровий риформінг - це конверсія вуглеводнів водяною парою на нікелевих каталізаторах.
Основна реакція оборотна, ендотермічна і протікає зі збільшенням обсягу:
CnHm + nH2O? nCO + (m/2 + n) H2? H gt; 0 (1) + H2O? CO + 3H2? H=+206 кДж/моль (2)
Побічні реакції, що супроводжують цей процес:
Реакція водяного газу (реакція зсуву):
CO + H2O? CO2 + H2? H=- 41 кДж/моль (3)
Реакції утворення вуглецю:
CO? C + CO2 (4)
CO + H2? C + H2O (5)? C + 2H2 (6)? nC + m/2H2 (7)
Найбільш сприятливими умовами для проведення парової конверсії є підвищена температура і знижений тиск. Однак у великотоннажних виробництвах процес ведуть при підвищеному тиску, так як подальше застосування синтез-газу в синтезі аміаку, метанолу і рідких вуглеводнів вимагає високого тиску. Процес зазвичай ведуть при температурі 900-950 о С і тиску 4 МПа. Це накладає жорсткі вимоги на міцнісні характеристики використовуваних конструкційних матеріалів. Основним елементом каталітичних реакторів парової конверсії є товстостінні труби з високолегованих сталей, одержувані методом безперервного лиття [45, 46]. Співвідношення пар/вуглець вибирають виходячи з того, що надлишок водяної пари збільшує співвідношення H2/CO в продуктах реакції і пригнічує реакцію утворення вуглецю. Процес ведуть на нікелевих каталізаторах, що мають, для зниження дифузійних обмежень, форму кілець типу кілець Рашига або Паля. [47]
На малюнку 3 представлена ??принципова схема процесу парової конверсії природного газу компанії Technip.
До достоїнств цього пр...
