Công nghệ chuyển hoá khí thiên nhiênthành sản phẩm lỏng (GTL technology)
Giảng viên: TS. Nguyễn Vĩnh KhanhBộ môn Chế biến dầu khíKhoa Kỹ thuật Hoá học, Trường ĐHBK Tp. HCM
Mục tiêu bài giảng
• Nhu cầu và điều kiện của Công nghệ GTL
• Chuyển hoá hoá học của khí thiên nhiên thành nhiên liệu lỏng và các hoá chất
• Khả năng sử dụng các nguyên liệu khác
NỘI DUNG BÀI GIẢNG
§1. GIỚI THIỆU CHUNG
§2. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ GTL
§3. TÍNH KINH TẾ VÀ ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG
§4. CÁC NHÀ MÁY GTL TRÊN THẾ GIỚI
§5. CÁC HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI
§1. GIỚI THIỆU CHUNG
Khí thiên nhiên : trữ lượng lớn
• Trữ lượng khí thiên nhiên (2004) = 6300TCF (180TCM);
• Khoảng 40% trữ lượng (2500TCF) hiện tại không khai thác được vì các lý do kỹ thuật và kinh tế (Nga, Qatar, Úc, ...)
• R/P ratio: ~70 năm (của dầu thô là 35 năm)
• Khí đồng hành : đốt bỏ hoặc bơm lại giếng dầu
• Vận chuyển khó khăn
• Giới hạn trong khả năng ứng dụng và thị trường
Trữ lượng khí thiên nhiên theo khu vực
Khí đồng hành bị đốt bỏ
Các khả năng chuyển hoá khí thiên nhiên
FT Upgrading
Diesel
Naphtha
Syn-crude
Methanol and DMEOlefins, Gasoline
HydrogenAmmonia and others
GTL PROCESS
GTC or GTFC TECHNOLOGIES
Reforming
MethaneCH4
GTL: Gas to Liquids (FT- Fischer Tropsch)
GTC: Gas to Chemicals
GTFC: Gas to Fuels and Chemicals
Synthesis Gas
CO + H2
PREMIUM PRODUCTS
O2
H2O
Chuyển hoá hoá học cơ bản trong công nghệ GTL
Dimethyl-ether(DME)
Methanol
Hydrogen Carbon Oxygen
“Diesel”
Khả năng nguyên liệu
Conversion Technologies
FT Upgrading
Diesel
Naphtha
Syn-crude
Methanol and DME
Olefins, Gasoline
Hydrogen
Ammonia and others
GTL PROCESS
GTC or GTFC TECHNOLOGIES
ReformingMethane
CoalPetcokeBiomass
Synthesis Gas
CO + H2
Gasification/UCG“Clean Coal Technologies”
Thị trường sản phẩm của các quá trình chuyển hoá khí thiên nhiên
1100
140Methanol to Olefins
Very largePower (methanol, hydrogen)
130Ammonia
215Methanol to DME (LPG)
900Methanol as/to gasoline
34Methanol, chemical
3800Syncrude
150 (actual size) Comparison: LNG
Product market sizeMMTPA
Target Products
GTL-FT Diesel
Natural Gas
CO and H2“Syngas”
HYDROGEN METHANOL
MTBE
Formal-dehyde
Aceticacid
Ammonia/FertilizerRefineries
Chuyển hoá khí thiên nhiên : hiện tại ~20 bcfd (7%)
Ammonia: 12 bcfd Refineries: 6 bcfd Methanol: 3 bcfd
Natural Gas
HYDROGENWax/Syncrude METHANOL
Clean Diesel Jet
Fuel
Naphtha
Lubricants
MTBEFuel blend(M15, M85) PowerGasoline
Olefins
Formal-dehyde
Aceticacid
AmmoniaRefineries
DME
Chuyển hoá khí thiên nhiên : tương lai > 40bcfd (2020)
CO and H2“Syngas”
GTL Fischer Tropsch
Shift from chemicals to designer fuels
Sản phẩm của Công nghệ GTL Sản phẩm của Công nghệ GTL
Diesel : 70%
Naphtha, KO, lube oil : 30%
DO thông thường 99.5%
§2. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ GTL
Syngas generation block
Fischer-Tropsch synthesis block -
Terminal
SyncrudeGasoline AKI 92-95
Diesel (CI 75) Lubricants
Storagetank
Tank car
CH4 +steam
Syngas generation
Syngascompression
FT-synthesis Upgrading
Rectification block
Feedstock purification
block
Sales
Sơ đồ sản xuất – thương phẩm của công nghệ GTL
Markets- Automotive fuels- Lubricants
Ưu điểm của công nghệ GTL
Tăng giá trị của sản phẩm
Nguyên liệu : $0 to 1.50/MMBTU
Sản phẩm : $10/MMBTU; sạch
(1MMBTU = 1060 x 106 J)
Vận chuyển và thị trường
Dễ vận chuyển
Thị trường không giới hạn : nhiên liệu, hoá dầu, ...
Syngas production block
-- Tạo thành hỗn hợp CO và H2 với tỷ lệ đặc trưng cho quá trình tổng hợp tiếp theo
-- Chiếm 70% năng lượng sử dụng và 50% vốn đầu tư nhà máy GTL
-- T > 800 oC ; P ~ 30 bar
-- Phản ứng toả nhiệt !
-- Một số quy trình công nghệ tiêu biểu:
Thành phần sản phẩm
Recommended