SYNTHESIS OF METHANOL USING CLOSED THERMODYNAMIC CYCLES
Authors: Шевцов А.А. , Сумина Р.С. 
Published: December 2023

Одним из наиболее перспективных технологических решений при получении метанола является малогабаритный и автономный процесс, позволяющий снизить энергоемкость за счет эффективного использования энергии тепловых потоков. В данной статье представлена технологическая разработка установки для малотоннажного производства метанола, включающая в себя процессы сероочистки природного газа и синтеза метанола-сырца. При производстве метанола непосредственно в зонах добычи природного газа является актуальной технология полного цикла с использованием низкотемпературных энергоносителей для реализации процессов осушки и очистки природного газа Цель данной работы – представить подход к повышению энергетической эффективности и экологической безопасности способа получения метанола. При разработке установки учитывались возможности для рационального использования энергетического потенциала тепловых потоков, а именно, потоков конвертированного газа и дымовых газов. Кроме того, вовлечение абсорбционной водоаммиачной холодильной установки в технологию позволяет обеспечить низкотемпературную конденсацию методом вымораживания влаги из природного газа, добываемого на любых газоконденсатных месторождениях. Показано, что при организации процесса с использованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам с возможностьюмаксимальной рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов предварительно обеспечивается снижение удельных энергозатрат на 10-12%. Остается открытым вопрос о полном математическом описании процесса, позволяющем разработать систему управления технологическими параметрами в области оптимальных значений с точки зрения выхода целевого продукта заданных объемах при минимальных энергетических затратах. Представленный в статье материал может быть использован в нефтехимической промышленности, а именно при производстве метанола вблизи газоконденсатных месторождений.

One of the most promising technological solutions for methanol production is a small-sized and autonomous process that allows reducing energy intensity through the efficient use of heat flow energy. This article presents the technological development of a plant for small-scale methanol production, which includes processes for desulfurization of natural gas and synthesis of raw methanol. In the production of methanol directly in natural gas production areas, full-cycle technology using low-temperature energy carriers is relevant for the implementation of drying and purification processes of natural gas. The purpose of this work is to present an approach to increasing the energy efficiency and environmental safety of the method for producing methanol. When developing the installation, the possibilities for rational use of the energy potential of heat flows, namely, converted gas and flue gas flows, were taken into account. In addition, the involvement of an absorption water-ammonia refrigeration unit in the technology makes it possible to provide low-temperature condensation by freezing out moisture from natural gas produced in any gas condensate fields. It is shown that when organizing a process using closed thermodynamic cycles of material and heat flows with the possibility of maximum recovery and utilization of secondary energy resources, a reduction in specific energy costs by 10-12% is previously ensured. The question remains open about a complete mathematical description of the process, which makes it possible to develop a control system for technological parameters in the region of optimal values in terms of the yield of the target product in specified volumes with minimal energy costs. The material presented in the article can be used in the petrochemical industry, namely in the production of methanol near gas condensate fields.