14.607.21.0134

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.

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.

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).

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.

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.