Химические технологии и продукты 14 НефтеГазо

Крупнейшие газовые месторождения мира [1]
А.Р. ГИМАЕВА, 
А.Р. ГИМАЕВА, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа,
к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа,
И.И. ХАСАНОВ, 
И.И. ХАСАНОВ, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа
к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа
ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет 
ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет 
(Россия, 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1).
(Россия, 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1).
E-mail: [e-mail]
E-mail: [e-mail]
Название месторождения 
(страна)
Запасы, млрд 
м
3
Год открытия
Северное (Катар)
10 640
1971
Уренгойское (Россия)
10 200
1966
Ямбургское (Россия)
5242
1969
Бованенковское (Россия)
4385
1971
Заполярное (Россия)
3532
1965
Южный Парс (Иран)
2810
1991
Штокмановское (Россия)
2762
1988
Арктическое (Россия)
2762
1968
Астраханское (Россия)
2711
1973
Гронинген (Голландия)
2680
1959
Хасси Р’Мель (Алжир)
2549
1956
Медвежье (Россия)
2270
1967
Панхэндл Юготон (США)
2039
1910
Оренбургское (Россия)
1898
1966
Доулетбадское (Туркмения)
1602
1974

---

ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: 
WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU
НефтеГазоХимия 15 
1 
x 2018
(называемая также паровым риформингом метана – steam 
methane reforming (SMR):
СН
4
+ Н
2
O 
o CO + 3H
2
, 
'H
o
298
= +206 кДж/моль. 
(I)
– парциальное окисление метана (partial oxidation (POX):
СН
4
+ 1/2O
2
o CO + 2H
2
, 
'H
o
298
= –35,6 кДж/моль 
(II)
СН
4
+ 2O
2
o CO
2
+ 2H
2
O, 
'H
o
298
= –802 кДж/моль. 
(III)
– каталитический процесс, в котором комбинируют ре-
акции (I–III) – автотермический риформинг (auto thermal 
reforming (ATR).
Традиционная схема получения синтез-газа с паровой 
конверсией метана представлена на рис. 1.
Используемые в процессах SMR и ATR катализаторы на-
кладывают дополнительные требования на состав посту-
пающего природного газа, прежде всего по содержанию 
серы. Газ также не должен содержать высших углеводо-
родов.
1. Паровая конверсия метана (SMR)
SMR – это сильно эндотермический процесс, его проте-
канию термодинамически благоприятствуют высокие тем-
пературы и низкое реакционное давление. Даже при высо-
ком соотношении пар:метан = 3 для достижения конверсии 
метана 95% при давлении 10 атм требуется температура 
выше 920 
qС. Высокая температура также необходима для 
подавления протекания (за счет сдвига равновесия) реак-
ции паровой конверсии СО:
CO + H
2
O 
o CO
2
+ H
2
, 
'H
o
298
= – 41,2кДж/моль. 
(IV)
Равновесие этой реакции сдвинуто в сторону образова-
ния СО
2
и водорода при температурах ниже 820 
qС, а для 
увеличения выхода СО температура процесса должна быть 
как можно выше.
Процесс проводят в трубчатых реакторах, размещен-
ных внутри большой печи риформинга, где для подогрева 
реакторных труб сжигают часть природного газа. В со-
временных риформерах эффективность использования 
энергии сжигания природного газа на проведение реакции 
составляет около 50%. Таким образом, на 1 т превращен-
ного метана необходимо потратить около 6,4 ГДж тепла 
(дополнительно сжечь около 140 кг метана). В связи с этим 
предельный теоретический выход синтез-газа в процессе 
SMR не превышает 86%, однако из-за термодинамических 
и кинетических ограничений реально достигаемые значе-
ния выхода синтез-газа составляют около 70%. Необходи-
мо отметить, что соотношение водород:СО
х
в получаемом 
синтез-газе превышает 3.
Необходимость поддержания высокой температуры в 
печи риформера требует использования легированных 
аустенитных сталей в качестве материала для реакторных 
труб, и даже аустенитная сталь с высоким содержанием 
хрома и никеля деградирует за 10–15 лет. По этой причине 
часто используют двухстадийный риформинг (см. рис. 1). 
Температура реактора паровой конверсии метана на вы-
ходе из печи риформинга поддерживается около 780 
qС, 
остаточное содержание метана в синтез-газе при такой 
температуре паровой конверсии метана составляет около 
10%. Остаточный метан превращают в аппарате каталити-
ческого окисления кислородом (вторичного риформинга). 
Это адиабатический аппарат, подобный реактору автотер-
мического риформинга, описываемому ниже. Температура 
синтез-газа на выходе из реактора вторичного риформин-
га составляет 950 
qС или выше. При температуре 975 qС на 
выходе из вторичного риформинга типичное содержание 
остаточного метана в синтез-газе не превышает 0,5%.
Значительным (особенно по своей стоимости) элемен-
том технологической схемы процесса получения синтез-га-
за является компрессор синтез-газа. Как отмечено выше, 
термодинамические ограничения не позволяют проводить 
процесс паровой конверсии метана при повышенных дав-
лениях: типичное давление этого процесса не превышает 
10 атм. С другой стороны, последующие процессы син-
теза требуют более высоких давлений – 20, 50 или даже 
100 атм. Компримирование синтез-газа, обладающего 
весьма низкой теплоемкостью, приводит к его значитель-
ному разогреву и требует проведения многократного про-
межуточного охлаждения газа. Кроме того, присутствие до 
70% водорода в синтез-газе требует использования спе-
циальных сплавов, устойчивых к явлению водородного ох-