Ученые компании "РИТЭК" и Объединенного института высоких температур РАН запатентовали уникальный метод низкотемпературного пиролиза попутного нефтяного газа, который образуется при добыче нефти и часто рассматривается как побочный продукт.
Попутный нефтяной газ содержит метан и другие углеводороды. При отсутствии переработки его нередко сжигают на факелах, что ведет к выбросам и потерям ресурса. Переработка на промысле сокращает затраты на транспортировку и повышает эффективность использования газа.
Обычно при пиролизе попутного нефтяного газа получают водород и технический углерод. Но низкотемпературный пиролиз с особыми катализаторами позволяет производить нановолокна и нанотрубки, которые используются при производстве литий-ионных аккумуляторов, в микроэлектронике, в оптических дисплеях и светодиодах, в композитных материалах для авиастроения или автомобильной промышленности, в генераторах энергии.
Новая технология использует наноразмерные катализаторы, имеющие частицы размером от 1 до 100 нм. За счет этого резко растет количество активных центров, где молекулы углеводородов из попутного нефтяного газа могут связываться и расщепляться.
Обычные методы пиролиза попутного нефтяного газа предполагают нагрев до 1200 oC. Такой подход отличается повышенной сложностью и большими затратами энергии. Под низкотемпературным пиролизом подразумевают каталитическую конверсию или мягкое терморазложение. В результате реакцию удается сдвинуть в сторону нужных продуктов уже при 300-600 oC, тогда как при термическом пиролизе без катализатора нужны куда более жесткие условия.
В этом случае атомы углерода не уходят в газ, а полимеризуются прямо на поверхности частицы. Так растут углеродные нановолокна или нанотрубки.
В зависимости от состава попутного нефтяного газа (метан, этан, пропан, бутаны) и условий процесса на выходе можно получить обогащенный метановый газ, водород и синтез-газ, легкие жидкие углеводороды, которые можно смешивать с нефтью, и сажу. При низкотемпературном пиролизе выход ценных продуктов ниже, чем при высокотемпературном пиролизе, зато проще оборудование и легче управлять процессом.
