Матричная конверсия метана: закономерности, преимущества и практические перспективы

Аннотация

Значительные запасы нетрадиционного природного газа в земной коре позволяют рассматривать его в долгосрочной перспективе не только как ключевой источник энергии, но и как экономически привлекательное сырье для производства широкого спектра базовых нефтехимических продуктов. Вместе с тем развитие газохимии в значительной степени ограничивается высокой технологической сложностью и энергоемкостью многостадийных процессов, необходимых для преобразования метана в термодинамически менее устойчивые соединения.
В качестве одного из перспективных направлений преодоления указанных ограничений рассматривается технология автотермической матричной конверсии природного газа в синтез-газ и водород, основанная на внутренней рекуперации тепла продуктов реакции и реализуемая в режиме поверхностного горения. Такой подход позволяет повысить тепловую эффективность процесса и упростить его аппаратурное оформление. Предлагаемая технология реализована в нескольких демонстрационных установках производительностью до 10 нм³/ч по природному газу. Показано, что матричная конверсия эффективно протекает при давлениях до 2,5 МПа при использовании в качестве окислителя кислорода, воздуха, а также обогащенного кислородом воздуха. 
В настоящей работе рассмотрены основные физико-химические принципы матричной конверсии метана воздухом, обобщены достигнутые на сегодняшний день результаты и проанализированы наиболее перспективные направления ее практического применения.