Химическая переработка природного газа

Химическая переработка природного газа в углеводородные продукты очень интересна в качестве альтернативного метода производства горюче-смазочных материалов (ГСМ). В период нефтяных кризисов, из-за нестабильности в политике на Ближнем Востоке, Латинской Америке и др. регионах, резко увеличивается
стоимость на нефть и производные от неё.

В наше время синтетические ГСМ чаще всего получают методом «из газа в жидкость». Это 2-х или 3-х ступенчатый процесс, основанный на реакции катализа:

1 ступень. Низкоактивные парафины — основная часть природного газа, переходит в более активную смесь CO и H2. (Метод — паровой риформинг, иногда парциальное окисление). Это наиболее дорогая ступень, в связи с чем, именно она представляет наибольший интерес с точки зрения оптимизации затрат.
2 ступень. Превращение CO и H2 в углеводороды. Этот этап определяет количественный и качественный состав синтезируемых углеводородов. Здесь также определяется потребность обогащения и его способ. Затраты на этом этапе зависят от того насколько катализатор способствовал образованию побочных газообразных продуктов.
3 ступень. «Предпродажная подготовка» или приведение свойств конечного продукта в соответствие с требованиями потребителя (гидрокрекинг). Излишнее образование газообразных продуктов здесь также негативно сказывается на себестоимости.

Газовые месторождения эксплуатировать гораздо проще и дешевле нежели нефтяные (с технической точки зрения). Однако когда дело доходит до транспортировки и хранения, картина диаметрально противоположна: нефть в этом отношении обходится значительно дешевле газа. Стоимость транспортной логистики сильно влияет на прогресс в отрасли переработки газа. Газ перевозят в сжиженном состоянии в танкерах, либо используется магистральный  газопровод. Зачастую дешевле перевозить газ, химическими методами превращенный в жидкие углеводороды.

Нефтедобывающие компании должны быть заинтересованы в переработке газа в углеводородное сырье также и с точки зрения экологии. В России в настоящее время попутные газы почти не утилизируются в рамках нефтедобычи. Хорошо ещё, если они сепарируются в сравнительно дешёвый и нетранспортабельный газ в жидком виде. Можно нагнетать его в слой, что повышает выход нефти. Но чаще всего их сжигают. И, если мы хотим, чтобы добыча нефти стала безотходной и не представляла угрозу с точки зрения экологии, нам просто необходимы новые способы переработки попутного газа. Газ можно превращать в жидкость и доставлять его к большим потребителям (такие как основные продавцы газа и энергии на внешние рынки). Для этого нужны значительные объемы берегового газа аккумулированные в одном хранилище.

Ещё один путь утилизации попутного газа - производство синтетической нефти и нефтепродуктов. Следует отметить, что интерес к синтезу Фишера-Тропша и другим альтернативным методам получения углеводородных продуктов в значительной степени отражает конъюнктуру нефтяных рынков. Так, в 1960-е годы в связи с интенсивным развитием нефтепереработки и нефтехимии количество исследований по синтезу Фишера-Тропша сильно сократилось. Затем нефтяной кризис 70-х гг. ХХ века инициировал всплеск публикаций в этой области. Нестабильность политической ситуации в ряде стран ОПЕК (Венесуэле, Ираке, Нигерии и пр.) проявляется в настоящее время резким подъемом цен на нефть на мировом рынке и заметным усилением работ в области получения синтетических нефтепродуктов.

Вместе с тем, развитие газохимии (химической переработки природных газов), а также внедрение газохимических процессов с целью получения ценных углеродсодержащих соединений сдерживается рядом обстоятельств:
районы добычи природного газа по большей части находятся на удаленном расстоянии от крупных промышленных центров, соответственно требуются дополнительные энергозатраты и капиталовложения для его транспортировки;
квалифицированная химическая переработка сразу в местах добычи (или на незначительно удаленном расстоянии от месторождения), а без высококвалифицированных специалистов в данной области и созданной для их инфраструктуры — также нуждается в весомых денежных инвестициях.

Таким образом реализация процессов газохимии хоть теоретически выполнима, на практике из-за больших капитальных затрат, на которые хозяева скважин пока идти не решаются, особо не движется.