Презентация к докладу Р.С.Яруллина

Международная научно-практическая конференция
«Развитие глубокой переработки углеводородного сырья
в Российской Федерации
Перспективы и основные направления развития
газохимии в Российской Федерации
Яруллин Рафинат Саматович,
генеральный директор
ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг»
Доказанные мировые запасы природного газа
трлн.
Россия
м3
Иран
Катар
3.158, 2%
3.65, 2%
Туркмения
37.738, 19%
48.81, 24%
4.504, 2%
5.111, 3%
Саудовская Аравия
ОАЭ
34.02, 17%
5.581, 3%
6.091, 3%
8.317, 4%
8.735, 4%
9.967, 5%
Statistical Review of World Energy 2014
США
Венесуэла
Нигерия
24.681, 12%
Алжир
Австралия
Ирак
Прочие
Структура запасов природного газа России
Всего 48,8 трлн. м3
метановые
(сухие)
59,1%
этансодержащие
(жирные) (этан 3%
и более)
40,9%
Запасы природного газа ПАО «Газпром»
«Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами
природного газа. Его доля в мировых запасах составляет 17%,
в российских — 72%. По состоянию на 31 декабря 2014 года
запасы газа Группы «Газпром» по категориям A+B+C1
составили 36 трлн куб. м, нефти и конденсата — 3,3 млрд т.
Нетрадиционный газ в России
Запасы газа по составу в 2030 году
Этансодержащий
(технологический)
-22,2 трлн.м³
Метановый
(энергетический) 22,3 трлн.м³
Гелиеносный -6,8
трлн.м³
Сероводородсодер
жащий ( с
экологическими
ограничениями) 4,4 трлн.м³
Добыча и потребление газа по странам в 2014 году
США
Россия
США
Россия
По данным BP
Динамика добычи и потребления газа с 1985
по 2014 год по странам,
млн. тонн н.э. в год
дефицит
профицит
По данным BP
Варианты применения природного газа
Природный газ
Энергия
Газохимия
СН4
Топливо
Аммиак
Синтез-газ
Карбамид
Метанол
Удобрения
МТО
Окись этилена
ПЭГ
Экспорт
Этиленгликоль
Этилен
Пропилен
Полиэтилен
Полипропилен
Другие продукты газохимии
Окись пропилена
Пропиленгликоль
Этилен – базовый продукт
нефтехимической промышленности
В мире (январь 2014 г.) суммарные мощности
производства этилена составили 146,017 млн. т.
РФ
Китай
США
Саудовская Аравия
Юж. Корея
Мощность
3,49 млн. т.
17,748 млн. т.
28,121 млн. т.
13,155 млн. т.
5,63 млн. т.
Рост к 2020г.
5,3 млн. т.
26,9 млн. т.
33,0 млн. т.
18,6 млн. т.
8,3 млн. т.
Доступные и перспективные в России технологии получения этилена из газа
Этан
Этилен
(проект «Валанжинский газ»)
ШФЛУ
Этилен
(продуктопровод «Ямал-Поволжье)
Природный газ
Природный газ
Природный газ
Этилен,
Пропилен
(Проект «Газохимия», технология ЮОП, процесс МТО)
Метанол
Пропилен
Жидкие
синтетические
топлива
(Процесс МТР компании Лурги)
(Технология GTL)
Затраты на сырье для производства этилена из различных видов сырья
По состоянию на начало 2014 года себестоимость этилена, полученного по газовой
схеме, составляла в США, на Ближнем Востоке, в Южной Корее – 250-300 долларов за
тонну, в России по нефтяной схеме – 1000 долларов за тонну.
Россия продолжает терять внутренний рынок химической продукции, получаемой
из этилена (в потенциале – 80 % объема).
12
Окись пропилена: перспективы развития
Окись пропилена
Простые
полиэфиры
Пропиленгликоль
Неионогенные
ПАВ
Структура потребления окиси
тыс.тонн.
пропилена
100
Антипирены
60
40
20
0
2015
Лекарственные
препараты
Среднедушевое потребление
окиси пропилена, кг./чел.
2010
80
2010
Пропиленкарбонат
2015
2020
2025
2030
Россия
0,5
0,6
0,6
0,6
0,7
Прочие области
Европа
4,8
5,3
5,6
5,9
6,1
применения
Пропиленгликоль Российский торговый баланс по простым
полиэфирам отрицательный:
Лапролы
2009 год: -30,8 тыс.тонн
2010 год: -41,6 тыс.тонн
2020
Применение метанола
Метанол применяют главным образом для производства
формальдегида;
Также его используют для получения:
метилметакрилата,
метиламинов,
диметилтерефталата,
метилформиата,
метилхлорида,
уксусной кислоты,
лекарственных веществ и др.,
добавка к бензину (метиловый спирт обладает высоким октановым
числом) и для получения бензина в целях экономии нефтяного сырья.
Разрабатываются процессы получения из метилового спирта уксусного
ангидрида, винилацетата, этанола, ацетальдегида, этиленгликоля и других
многотоннажных нефтехимических продуктов.
Добавленная стоимость при переработке
углеводородного сырья,
(цены представлены на 07.2015 г., без НДС)
120000
102508
100000
70480
80000
50016
60000
33590
40000
26308
12551
20000
3290
0
54300
70380
77133
Технологические решения GTO (Gas to Olefins)
Что такое GТО? – преобразование природного газа в олефины: этилен и пропилен
Газ в олефины (GTO)
Природный газ
Производство
Синтез-газа
GTM
Синтез
Methanol
Метанола
MTO
Этилен и
пропилен
(легкие
олефины)
+ ПКО
GTO - процесс группы "Газ в жидкость" (GTL) с максимальной
эффективностью использования углерода сырья
ПКО – процесс крекинга олефинов (OCP)
Процесс GTL
Проекты GTL в промышленности
Технология GTL (SHELL) На примере Pearl GTL в Катаре
3,7 млн. тн/год ШФЛУ,
5,9 млн. тн/год жидких УВ
Инвестиции 18-19 млрд. долл.
Продукция GTL и затраты по сравнению с НПЗ
Технология GTL (SHELL) На примере Pearl GTL в Катаре
Традиционные технологии получения синтез-газа требуют больших затрат,
интенсивных тепловых потоков, на их долю приходится до 70% всех затрат на
получение метанола или GTL.
Очистка
Удельные капзатраты, долл./т. продукции в год
7000
6000
Удельные капзатраты при
традиционных технологиях
получения GTL или метанола
резко возрастают с уменьшением
объема производства
5000
4000
Синтез CH3OH
Обессеривание
Компремирование
3000
Паровой риформинг
2000
1000
0
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
Производите льность, тыс. т./год
3 500
4 000
Доля различных процессов
в себестоимости метанола
Необходимы принципиально новые технологии превращения природного газа в
химические продукты и моторные топлива.
Основные направления создания новых газохимических технологий
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Повышение эффективности получения синтез-газа:
Окисление на керамических мембранах
Микроканальные реакторы
Окисление метана при миллисекундных временах контакта
Получение синтез-газа на основе энергетических технологий
Конверсия углеводородов в синтез-газ на основе проницаемых объемных матриц
Процессы на основе фильтрационного горения
Прямые методы, не требующие получения синтез-газа:
Прямое парциальное окисление природного газа в оксигенаты (метанол, формальдегид, этанол и др.)
Селективный оксикрекинг тяжелых компонентов С3-С7 попутных газов (ПНГ) с получением газомоторного
топлива с высоким метановым индексом
Парциальное окисление или оксикрекинг углеводородов с последующим карбонилированием и/или
олигомеризацией продуктов.
Низкотемпературное окисление алканов в присутствии хлоридов легких металлов (BCl3, AlCl3)
Сопряженная окислительная конверсия этилена и метана с получением пропилена и других продуктов.
Окислительная конденсация метана в этан и этилен
Галоидирование и оксигалоидирование метана
Каталитическая ароматизация метана
Первое направление:
Увеличение эффективности
конверсии углеводородов в синтезгаз
Матричная конверсия
углеводородов в синтез-газ
Конверсия природных и попутных газов в синтез-газ на основе объемных матричных горелок
За счет интенсивной конвективной и радиационной рекуперации тепла продуктов конверсии и
запирания ИК излучения фронта пламени беспламенное горение вблизи внутренней поверхности
проницаемой объемной матрицы позволяет значительно расширить пределы горения.
Зависимость температуры поверхности матрицы от
коэффициента избытка воздуха для плоской матрицы (1) и
объемной матрицы (2). Точки – эксперимент, кривые - расчет.
Второе направление:
Создание технологий GTL,
не требующих предварительной конверсии
углеводородов в синтез-газ
Парциальное окисление или оксикрекинг
углеводородов с последующим
карбонилированием и/или олигомеризацией
продуктов
Новое поколение альтернативных GTL-технологий глубокой переработки газового
углеводородного сырья с получением важнейших нефтехимических продуктов.
ТРАДИЦИОННЫЕ GTL ТЕХНОЛОГИИ
I. Окислительная стадия
Природный
или
попутный газ
Получение
синтез-газа
II. Каталитическая стадия
Синтез-газ
Co, Fe
Синтез ФишераТропша
Синтетическая
нефть
III. Стадия гидрокрекинга
Нафта
Керосин
Гидро-крекинг
Дизель
Смазочные масла
Воски
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
I. Окислительная стадия
Природный
или
попутный газ
Окислительная
конверсия
II. Каталитическая стадия
Метанол,
этилен, СО
Pd, Rh, Ir, Ru
Карбонилирование
Продукты
Парциальное окисление C1-C5 углеводородов
при высоких давлениях и низких температурах
P = 60-80 атм, T = 450-550oC
Основные продукты CH3OH и CO
2СН4 + 2О2
0.9СН3ОН + 0.1(СН2О + Н2)
0.9(СО + 2Н2О) + 0.1(СО2 + Н2О + Н2)
Парциальное окисление (оксикрекинг) C2-C5 углеводородов при
низком давлении и высокой температуре
P = 1- 5 атм, T = 700-750oC
Основные продукты C2H4 и CO
Окислительная конденсация метана
P = 1- 5 атм, T = 700-900oC
Основные продукты C2H4 и CO
На базе экспериментальных исследований и кинетического моделирования
разработаны фундаментальные основы парциального окисления природного газа в
метанол. Предложены новые принципы организации процесса.
Oxidant
(Air)
Воздух
Raw
methanol
Метанол
Увеличение конверсии при низкой
концентрации O2 и низкой
температуре может быть достигнуто
за счет распределенной подачи O2 со
снятием избыточного тепла перед
подачей следующей порции O2.
Газ
Воздух
Реактор парциального окисления
природного газа с дробной подачей
воздуха и газовым охлаждением
Реактор-генератор
парциального окисления природного
газа с дробной подачей воздуха и
генерацией пара
Реакционная
секция
Воздух
Воздух
Пар
Реакционная
секция
Пар
CH4
Смеситель
Вода
Паро
Смеситель
генератор
Вода
Паро
генератор
Отходящий
газ
Смеситель
Проект «Валанжинский газ»
Эффекты от введения технологии переработки природного газа
Мультипликативный эффект :
•
сокращение потребления нафты, как сырья для нефтехимии позволит направить ее на
производство бензинов и других нефтепродуктов, что, в свою очередь, сократит внутреннее
потребление нефти и сделает экономику менее энергоемкой;
•
уменьшение внутреннего спроса на нефть позволит сократить или более рационально
использовать инвестиции в геологоразведку;
•
производство полимерной продукции из этана и других углеводородных газов
сократит их стоимость и будет способствовать инновационному прорыву в смежных
отраслях промышленности, где из-за дороговизны полимерные продукты используются
недостаточно;
•
все это в совокупности существенно повысит уровень и качество жизни населения
Российской Федерации.
Следует заметить, что именно по этому пути пошли Саудовская Аравия, Катар, Иран.
Актуальность реализации проекта транспорта и переработки этансодержащего
природного газа вблизи ОАО «Казаньоргсинтез» значительно возрастает с получением
порядка 4,0 млн. тонн в год легких углеводородов (этан, ШФЛУ) для действующих
нефтехимических предприятий Приволжского Федерального округа.
Транспортировка природного этансодержащего
газа Валанжинского месторождения
Тюменской области и переработка его на нефтехимических предприятиях
Приволжского Федерального округа.
Киров
Салават
Два варианта:
1) Ямбург-Кенгур-Полянская-Туймазы-Минибаевский
ГПЗ
(кап.затраты ≈1200млн.долл.)
2)
Ямбург-Пермь-Ижевск-Арск-Шеморданский ГПЗ
(кап.затраты ≈1000млн.долл.)
Перспективная продукция:
этилен – 800 тыс.тонн,
пропилен – 130 тыс.тонн,
бензол – 180 тыс.тонн,
бутадиен – 80 тыс.тонн
полиэтилен – 750 тыс.тонн,
полипропилен – 125 тыс.тонн,
полистирол – 100 тыс.тонн,
лапрол – 55тыс.тонн,
синтетические каучуки – 70 тыс.тонн
Дополнительные рабочие места – 1200 чел.
Срок окупаемости – 6,9 лет
Данный проект может быть реализован только с участием ОАО «Газпром» с
использованием отечественных технологий и оборудования.
Конфигурация проекта организации производства, транспортировки и
распределения ШФЛУ в ОАО «Ямал-Поволжье»
Газохимия в Туркменистане
Комплекс по производству полиолефинов
Инвестиции:
Партнеры проекта:
Мощности:
3 432 миллиона долл. США
«TOYO Engineering»,«LG International
Corporation», «Hyundai Engineering Corp.
Ltd»
Полиэтилен 386 тыс. тонн/год
Полипропилен 81 тыс. тонн/год
Завод по производству синтетического жидкого топлива из
природного газа
В апреле 2015 года подписано рамочное соглашение между Государственным концерном
«Туркменгаз» и консорциумом компаний Республики Корея «LG International Corp.» и
«Hyundai Engineering Co, LTD». Заключен контракт на проектирование, закупку
оборудования и строительство с полной готовностью к эксплуатации завода по
производству синтетического жидкого топлива путем переработки природного газа.
Применение природного газа в качестве моторного топлива.
Характеристика сжиженного природного газа
Достоинства и недостатки КПГ и СПГ
Комплекс завода СПГ. Общий вид
Существующая и планируемая сеть АГНКС в
Республике Татарстан (по данным ООО «Газпром
газомоторное топливо)
Организация производства полимерно-композитных
газовых баллонов высокого давления
Основные технические характеристики
полимерно-композитного газового баллона:
• Объем
150 л, 100 л, 80 л.
• Диаметр
371 мм;
• Длина
1850 мм, 1230 мм, 990 мм.
• Рабочее давление:
250 бар;
• Давление разрыва баллона
> 675 бар;
Стадии производства:
• Запас прочности
2,35.
а) выдувное формование;
б) удаление облоя;
Технико-экономические показатели проекта:
в) намотка.
Мощность производства
Стоимость оборудования
Дисконтированный срок окупаемости
Внутренняя норма рентабельности
150тыс. шт.баллонов в год.
450 млн.руб.
4,2 года.
49,1%.
Приглашаем к сотрудничеству
ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг»
420061, Республика Татарстан, г. Казань,
ул. Н. Ершова, д. 29 а.
тел./факс (843) 272-41-74, 272-53-07
www.tnhi.ru
master@tnhi.mi.ru