Gázolajok elállítása szintetikus kolaj izomerizáló hidrokrakkolásával

Átírás

1 Gázolajok elállítása szintetikus kolaj izomerizáló hidrokrakkolásával Pölczmann György, Hancsók Jen, Nagy Gábor, Varga Zoltán Pannon Egyetem Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék Vegyészmérnöki Intézet Kooperációs Kutatási Központ Mszaki Kémia Napok 06 Veszprém, április 26.

2 Az eladás tartalma a szintetikus cseppfolyós szénhidrogén elegyek jelentsége az integrált Fischer-Tropsch technológia ismertetése a termékek elállítása a szintetikus kolajból izomerizáló hidrokrakkolás a termék gázolajok tulajdonságai

3 A cseppfolyós szintetikus szénhidrogén elegyek jelentsége a jó minség dízelgázolajok iránti mennyiségi igények növekedése ugrásszeren változó kolajár a jó minség alapolajok iránti igények növekedése kolajkészletek egyenltlen eloszlása kolajkészletek kimerülése importfüggség környezetvédelem a gépjárm emisszió csökkentése a földgáz és földgázhidrát készletek mérete

4 A dízelgázolajok iránti mennyiségi igények növekedése 10 6 t/év Motorbenzin Dízelgázolaj * D ízelgázolaj M otorbenzin 1,12 * 1,15 * 1,23 * 1,34 * 1,39 * 1,64 * 1,82 * 2,06*

5 A minségi igények szigorítása

6 A cseppfolyós szénhidrogén elegyek elállítási lehetségei a különböz forrásokból (földgáz, kszén, szénhidrogén kondenzátumok, olajospala és -homok, biomassza, hulladék poliolefinek, gumiabroncsok stb.) nyert szintézisgázból kiinduló elállítások, metanol közvetlen átalakítása motorbenzinné [metanol: különböz forrásokból(földgáz, kszén, biomassza, stb.) a szintézis gázon át vagy közvetlenül elállítva (biomassza)], metanol átalakítása etilénen át (krakkolás, oligomerizálás, hidrogénezés), metán kapcsolása, C2-C4-szénhidrogének átalakítása benzinné, kszenek lepárlása, kszenek cseppfolyósítása, kszenek szuperkritikus extrakciója, biomassza lepárlása, pirolízise, szénhidrogének elállítása különböz forrásból származó szén-dioxidból és hidrogénbl, poliolefin hulladékok termikus és katalitikus bontása, gumiabroncsok pirolízise stb.

7 Az integrált Fischer-Tropsch szintézis

8 I. A szintézisgáz (CO+H 2 ) elállítása Forrásai: földgáz, kszén, biomassza, hulladék, véggázok, koksz Technológiái: vízgzös reformálás (SR) parciális oxidáció (POX) katalitikus parciális oxidáció (CPO) autoterm szénhidrogén bontás (ATR) szintézisgáz elállítása véggázokból (TGR) kombinált eljárások (SR+ATR) kerámia membrán reaktort alkalmazó elállítás biomassza elgázosítása! gáztisztítás

9 II. A Fischer-Tropsch szintézis alapanyaga: tisztított szintézisgáz mveleti paraméterek hmérséklet: C illetve C nyomás: bar katalizátor reaktor típusa

10 A Fischer-Tropsch szintézis kémiája F reakciók: Mellékreakciók vízgázreakciók kokszképzdés a katalizátor felületén Boudouard diszproporcionálódás katalizátor oxidáció-redukció karbid-képzdés

11 A Fischer-Tropsch szintézis katalizátorai Katalizátorok Fe Co Ni Ru Promotorok Hordozók katalizátor vas alapú kobalt alapú petrolkoksz kszenek vákuum maradék nehéz kolaj biomassza bitumenek ftolajok benzinek földgáz (kis ftérték) földgáz 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 H 2 /CO mólarány

12 A kapott szintetikus kolaj összetétele Termékösszetétel, % ftgáz, C 1-2 LPG, C 3-4 dízelgázolaj, C motorbenzin, C 5-12 paraffinokban dús frakció, C ,75 0,80 0,85 Co katalizátor (hagyományos) 0,90 0,95 Láncnövekedési tényez Fe katalizátor (hagyományos) Új katalizátor

13 III. A végtermékek elállítása a szintetikus kolajból Szétválasztás Befejez mvelet izomerizáció hidrogénezés hidrokrakkolás izomerizáló hidrokrakkolás

14 Izomerizáló hidrokrakkolás

15 Izomerizáló hidrokrakkolás - katalizátorok kétfunkciós fémes/savas katalizátor fémek típusai: Pt, Pd hordozó: SAPO zeolit (ZSM, mordenit) szilárd szupersav amorf SiO 2 /Al 2 O 3

16 Fbb ipari eljárások Sasol - Chevron Shell ExxonMobil

17 Chevron Isocracking Nautilus reaktorbels

18 Shell Heavy Paraffin Conversion

19 ExxonMobil végtermék elállítás

20 A termék gázolaj minsége Jellemzk Shell SMDS Sasol - Chevron Exxon AGC-21 PE + X EN- -590:2004 Srség, kg/m Cetánszám 81 >70 74 >74 >51 Kinematikai viszkozitás, 40 C, mm 2 /s 2,702 2,00 2,51 2,4 2,00-4,50 Kéntartalom, mg/kg (ppm) <2 <5 <10 <2 50 (10) Lobbanáspont, C 70 >55 81 >60 >55

21 A szintetikus gázolaj elnyei és hátrányai széles alapanyagskála nem kell változtatni a motorokon és a logisztikai rendszereken gyakorlatilag kén-, nitrogén- és aromásmentes kisebb emisszió nagy cetánszám jó biolebonthatóság kis aromástartalom kis srség rosszabb kenképesség kisebb térfogategységre es energiatartalom magasabb elállítási költség

22 Összefoglalás a fenntartható fejldés és a kolajkészletekkel való takarékoskodás miatt eltérbe kerül a szintetikus cseppfolyós szénhidrogének alkalmazása az integrált Fischer-Tropsch szintézis területén nagy fejlesztések és üzemlétesítések történnek f cél: kiváló minség gázolajok és alapolajok elállítása biomassza alapon elállított szintetikus kolajból laboratóriumi körülmények között sikerült kb. olyan minség gázolajat elállítani, mint az egyéb alapanyagbázison nyert szintetikus kolajból (T= C, p=80-90 bar)

23 Köszönöm a megtisztel figyelmüket!