Ученые Пермского Политеха разработали отечественную программу, позволяющую рассчитывать и оптимизировать малотоннажные реакторы для переработки природного газа в метанол прямо на месте добычи. Решение может снизить себестоимость химической продукции и сделать рентабельной разработку небольших и удаленных месторождений.Об этом «Газете.Ru» рассказали в пресс-службе образовательного учреждения.
Сегодня природный газ используют не только как топливо, но и как сырье для химической промышленности — из него получают метанол, аммиак и другие продукты, применяемые в производстве пластмасс, удобрений и синтетического топлива. Обычно газ транспортируют на крупные заводы, однако такой подход оправдан только при больших объемах добычи. Небольшие месторождения часто остаются невостребованными из-за высоких затрат на инфраструктуру.
Одним из решений считается переработка газа непосредственно на месте с помощью компактных установок. Однако при уменьшении размеров промышленных реакторов резко меняются условия теплообмена и движения газа. Это приводит к неравномерному распределению температуры, локальным перегревам и снижению выхода продукта. В результате себестоимость метанола может вырастать в несколько раз.
Для проектирования таких установок обычно применяют зарубежные программные комплексы, однако они требуют значительных вычислительных ресурсов и плохо подходят для быстрых расчетов. Как отмечают разработчики, специализированных отечественных решений для малотоннажных реакторов до сих пор не было.
Новая программа учитывает движение газовой смеси, процессы нагрева и охлаждения, а также химические реакции, приводящие к образованию метанола. Инженер может задать геометрию реактора, температуру, давление, скорость подачи и состав сырья, после чего получить детальный расчет параметров по всей длине установки.
По словам Александра Кондрашова, кандидата технических наук, доцента кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ, инструмент позволяет на этапе проектирования перебрать десятки вариантов конструкции и выбрать оптимальный — с максимальным выходом продукта и минимальными рисками перегрева. Это дает возможность отказаться от дорогостоящих натурных экспериментов.
«Корректность работы программы подтвердили сравнением с коммерческими аналогами: результаты расчетов совпали. При этом новая разработка ориентирована именно на задачи малотоннажных установок, что делает ее более удобной для инженеров», — отметил Вадим Котов, заместитель директора Центра трансфера технологий по работе с индустриальными партнерами ПНИПУ.
Авторы считают, что программу можно адаптировать и для других процессов переработки газа — например, получения аммиака или синтетических топлив. Это открывает перспективы для вовлечения в промышленный оборот ресурсов небольших месторождений и развития распределенной химической промышленности.
Ранее в России создали систему защиты от сбоя подачи медицинских газов в больницах.
