Регистрация / Вход
Прислать материал

14.607.21.0134

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.607.21.0134
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Название доклада
Разработка технологического процесса комплексной переработки биомассы в жидкие углеводороды
Докладчик
Зайченко Виктор Михайлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
В рамках проекта отрабатывается технология получения из биомассы синтез - газа с характеристиками, требуемыми для получения жидких углеводородов, и технология синтеза жидких углеводородов из продуктов переработки биомассы в жидкие моторные топлива. Получение жидких углеводородов из биомассы будет способствовать расширению сырьевой базы для производства жидких углеводородов, и тем самым, снижению зависимости потребителей от нефтегазового комплекса и колебаний рыночных цен на его продукцию.
Актуальность и новизна исследования
Одним их наиболее перспективных направлений замены нефти является синтез жидких углеводородов из продуктов переработки биомассы. Россия обладает самыми большими запасами природной биомассы: 47-50% имеющихся мировых ресурсов торфа и 23-25% древесины. Запасы торфа в нашей стране превосходят ресурсы нефти и природного газа и уступают только углю. Разработка технологий получения жидких углеводородов из местных топливно-энергетических ресурсов (биомассы) с экономической точки зрения является для нашей страны безусловно перспективным направлением, поскольку у нас имеется значительное количество удалённых территорий, для которых автономное энергоснабжение, включая производство жидких углеводородов, является с экономической точки зрения более выгодным, чем использование энергоресурсов из централизованных сетей. При наличии ресурсов природной биомассы (древесные и сельскохозяйственные отходы, торф) местное производство масел, смазок и моторных топлив позволит решить многие проблемы, связанные с энергоснабжением удалённых территорией. Получение жидких углеводородов из биомассы является предметом настоятельного интереса со стороны многих европейских государств. Причины этого понятны, главное - энергетическая безопасность страны. Считается, что разведение плантаций быстрорастущей биомассы для производства жидких углеводородов является оправданным с позиций энергетической безопасности. Технологий, которые для этих целей могут быть использованы, до настоящего времени не существует. Во многих развитых странах европейского континента проводятся интенсивные исследования, но к настоящему времени промышленно освоенных технологий в этом направлении не получено.
Описание исследования

В результате выполнения проекта должны быть выполнены:
- аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР;
- патентные исследования;
- техническая документация на лабораторные стенды термической переработки биомассы и конверсии синтез-газа в жидкие углеводороды;
- экспериментальное обоснование технологии термической переработки различных видов биомассы в синтез-газ;
- экспериментальное обоснование технологии конверсии синтез-газа в жидкие углеводороды;
- техническая документация на демонстрационный стенд, который должен обеспечивать возможность проведения исследовательских испытаний всего технологического процесса получения жидких углеводородов из биомассы;
- исследовательские испытания на демонстрационном стенде с обоснованием технических решений, выработанные на лабораторных стендах, для всего технологического процесса получения жидких углеводородов из биомассы;
- заявки на получение правоохранных документов объектов интеллектуальной собственности;
- технологический регламент;
- рекомендации по использованию результатов ПНИЭР в реальном секторе экономики;
- маркетинговые исследования;
- технико-экономическое обоснование проекта;
- проект технического задания на ОКР по теме «Создание опытно-промышленной установки для переработки биомассы в жидкие углеводороды».

В результате выполнения проекта должна быть создана демонстрационная установка «Биодизель», состоящая из реактора термической переработки биомассы в синтез-газ и реактора синтеза жидких углеводородов из синтез-газа, получаемого в первом реакторе. Разработанная технология должна показать принципиальную возможность получения жидких моторных топлив (бензина) без использования нефтепродуктов. Кроме того, будет созданы и опробованы новые высокоэффективные гетерогенные катализаторы для конверсии синтез-газа в жидкие углеводороды, которые, позволяют использовать синтез-газ с низким соотношением H2/CO (вплоть до 1).

Результаты исследования

К окончанию второго этапа работ по Соглашению изготовлены лабораторные установки "Синтез-газ" и "Синтез-У" для исследования свойств синтез-газа и полученных из него жидких углеводородов. 

Лабораторная установка "Синтез-газ" включает в свой состав реактор, систему подачи биомассы в реактор, систему нагрева и поддержания температуры, системы сбора и анализа продуктов реакции, систему контрольно-измерительных приборов, систему сбора и обработки информации. Производительность данной установки - не более 2 кг/ч.

Лабораторная установка "Синтез-У" включает включать в свой состав средства обеспечения подачи сырья и реагентов, реакторный узел, узел разделения продуктов и аналитический блок. Расход синтез-газа при этом составляет не менее 3 нм3/ч.

Полученный синтез-газ  имеет соотношение СО:Н2 близкое к 1:1. При этом газ практически не содержит окислов серы, что мешает процессу получения жидких топлив.

По результатам экспериментальных исследований разработана ЭКД на демонстрационную установку "Биодизель", в которой процесс получения жидкого моторного топлива из биомассы происходит напрямую.

Практическая значимость исследования
В результате проекта в качестве жидких углеводородов будет получен метанол. Широкие возможности использования метанола как промежуточного продукта не в последнюю очередь определяются простотой его производства, а также тем важнейшим обстоятельством, что в условиях его синтеза из сырьевых смесей разного происхождения получается унифицированный промежуточный продукт высокой степени чистоты. Приведенное сравнение возможных направлений переработки синтез-газа позволяет рассматривать синтез метанола как базовую реакцию для создания различных процессов для газохимии и органического синтеза, основанных на альтернативных источниках сырья.