GTL - это промышленный процесс синтетического преобразования газа (метана) в жидкие углеводороды. Источником метана могут быть уголь, природный и попутный нефтяной газ.

В качестве продуктов GTL-процесса могут быть рассмотрены следующие:
− Синтетическая нефть – не используется на месте, смешивается и транспортируется на переработку с обычной нефтью (конденсатом).
− Дизельное топливо – используется на месте.
− Прочие продукты (нафта, смазочные масла, парафины).

Коммерческое использование данной технологии всегда было ограничено двумя основными факторами:

- периодами низкой стоимости нефти, что сразу делало исследования в области альтернативного топлива задачей второстепенной важности;
- большими капитальными затратами, необходимыми для строительства заводов.

Основными игроками на рынке GTL являются компании: Sasol (ЮАР), Royal Dutch/Shell, Exxon Mobil, Syntroleum, Rentech, ConocoPhilips, BP. ChevronTexaco, Euroil Ltd.

Дальше всех в своих наработках продвинулась Sasol, использующая трехэтапный процесс преобразования газа в углеводороды. Кратко процесс можно описать так. Газ на первой стадии преобразуется в синтетический газовый поток, насыщенный водородом и моноокисью углерода. Затем эта смесь подвергается реактивной каталитической обработке, после чего газовый поток превращается в парафиновую нефть. И эту нефть уже перерабатывают в нефтепродукты - дизельное топливо и прямогонный бензин. Однако исходный газ вырабатывается в данном случае путем газификации угля.

Во всех производствах, работающих по технологии GTL, первой и наиболее капиталоемкой стадией является переработка природного газа в синтез-газ (смесь водорода и окиси углеродов в определенном соотношении). Это самая энергоемкая стадия технологии GTL, на долю которой приходится 60–70% из общих капитальных затрат.

На второй стадии (по первому варианту производства синтетических моторных топлив) синтез-газ в присутствии катализаторов превращают в многокомпонентную газожидкостную смесь углеводородов (преимущественно парафиновых). Капитальные затраты на этой стадии составляют 20–25% от стоимости всего производства. На третьей стадии осуществляется облагораживание газожидкостной смеси углеводородов (процессы гидрирования, гидрокрекинга, гидроизомеризации и ректификации). Капитальные затраты на эту стадию составляют 5–15 процентов.

Производства GTL

В настоящее время в эксплуатации находится несколько заводов по производству синтетических моторных топлив из угольного и природного газа, среди которых наиболее мощными являются Synthol (ЮАР), Royal Dutch/Shell (Малайзия).

Процесс превращения газа в жидкие нефтепродукты используется Sasol в Южной Африке в течение более 50-ти лет и на сегодня этот проект является экономически выгодным. Поскольку достигнутые успехи удовлетворили компанию, было объявлено о планах по строительству аналогичных заводов в Нигерии и Катаре. 

Кроме Sasol, данную технологию уже 10 лет использует в промышленном производстве и Shell на своем заводе в Малайзии. К настоящему времени есть информация о 9 находящихся на разных стадиях проектах в области GTL, наиболее крупные из которых расположены на территории Катара.

Мощности GTL

Действующие и перспективные мощности GTL на основе природного газа

Исследования, проводимые компаниями, фокусируются на снижении капитальных расходов на строительство и эксплуатацию установок GTL. Ключевым фактом для развития отрасли являются цены на нефть. Однако уже в 2001 г. компания Conoco подтвердила, что ей удалось настолько усовершенствовать технологию GTL, что строительство промышленных предприятий по переводу газа в жидкость стало экономически рентабельным уже пи цене нефти в 20-21$ за баррель. За прошедшее десятилетие удельные капиталовложения на единицу мощности установок GTL снизились в 5 раз со 100000$ до 20000$ за баррель.

В 2002 г. мировое производство синтетических моторных топлив не превышало 2 млн т (0,16% от суммарной выработки бензина и дизельного топлива в мире). При реализации всех намеченных проектов строительства заводов синтетических моторных топлив по технологии GTL уже в начале ХХI в. объем их продукции может составить 17 млн т/год (1,4% от объема производства бензина и дизельного топлива в мире).

Проекты GTL в России

Следует отметить, что в России не существует реализованного в промышленном масштабе современного производства синтетических моторных топлив по технологии GTL. Однако, по мнению специалистов ВНИИГАЗа, использование природного газа отдаленных месторождений путем его конверсии в синтетические жидкие топлива является наиболее перспективным направлением по сравнению с пр-вом метанола или сжиженного газа.

В начале 2003 года Syntroleum International подписала соглашения с "Лукойлом", "Саханефтегазом" и "Газпромом об изучении возможности применения технологии GTL в России на небольших газовых месторождениях и месторождениях с низким пластовым давлением. Правление "Газпрома" одобрило подготовленную ВНИИГАЗом программу создания производства синтетических жидких топлив (СЖТ) и поручило институту начать ее реализацию. Институт проработал экономическую перспективность различных площадок под строительство крупных мощностей (до 6 млн. тонн СЖТ в год) и пришел к выводу, что наиболее выгодным было бы строительство в рамках "Оренбурггазпрома", в том числе и потому, что эта площадка наиболее удобна с точки зрения последующей реализации продукции. Однако для начала планируется изучить рынок, поэтому предполагается построить пробные мощности на 100 тыс. тонн СЖТ в год.

Серьезные исследования данной технологии до известных событий проводил "ЮКОС", рассматривающий возможность строительства завода на месторождениях Юрубчено-Тахомской зоны.

Рынки продуктов GTL

Следует подчеркнуть, что рынок сбыта конечных продуктов установок GTL практически неограничен, причем цены на жидкие моторные топлива постоянно растут. На настоящий момент годовой спрос на моторные топлива составляет более 2,5.109 тонн в год. Однако развитие проектов GTL не представляет какую-либо конкуренцию или угрозу нефтеперерабатывающей промышленности. Наоборот, производство высококачественных компонентов моторных топлив на установках GTL позволит нефтепереработчикам решить проблему повышения качества поставляемых топлив. Установки GTL можно сооружать также непосредственно на территориях НПЗ, интегрировать с ними, используя в качестве сырьевого синтетического газа продукты газификации низкокачественных тяжелых нефтяных фракций. При этом синтетическое жидкое топливо может подаваться в  существующие технологические установки НПЗ на дальнейшую переработку или облагораживание.

Повышение на мировом рынке экологических требований к моторным топливам (бензинам и дизельным топливам) по содержанию серы, ароматических углеводородов (в частности, бензола). Особо жесткие требования вводятся по содержанию серы, поскольку она отравляет катализаторы, способствующие полному сгоранию топлива и нейтрализующие вредные примеси в выхлопных газах, особенно окислы азота. В тоже время синтетическая нефть и моторные топлива, производимые по существующим в мире технологиям GTL из природного газа, характеризуются экологической чистотой, так как не содержат ароматических углеводородов, серы и азота.

Полученная из природного газа по технологии GTL синтетическая нефть превосходит по основным характеристикам основные марки нефтей: арабскую, Brent, суматранскую легкую. Синтетическая нефть содержит на два порядка меньше серы и азота, и превосходит указанные нефти по содержанию дизельных фракций на 5–10 процентов. По своим свойствам и составу синтетическая нефть ближе всего к стабильному газовому конденсату.

Синтетическое дизельное топливо по основным показателям превосходит дизельное топливо, полученное из нефтяных фракций (отвечающее стандарту EN-590):

• цетановое число более 75 пунктов, против 55 у традиционного дизтоплива;
• содержание полиароматических углеводородов 0,1%, против 6;
• содержание серы 0 ррm, против 50;
• плотность 767 кг/м3, против 835.

Внедрение промышленных процессов GTL позволяет нефтегазовым компаниям вовлечь в разработку те обширные запасы газа, добыча которых ранее считалась экономически нецелесообразной из-за удаленности месторождений от конечных покупателей и потребителей и отсутствия транспортной инфраструктуры. Ведь транспортировать жидкие топлива проще, чем газ. Кроме того, в районах добычи нефти на факелах сжигается огромное количество попутного газа. Это наносит значительный ущерб экологии и экономике добывающих стран.

Объемы сжигаемого или выбрасываемого в атмосферу попутного газа
(данные World Bank)

Таким образом, перспективы развития и внедрения процессов GTL в мире и в России обусловливаются следующими причинами:
• прогнозируемым на период между 2010 и 2020 гг. спадом добычи нефти при одновременном увеличении спроса на моторные топлива;
 
• ужесточением экологических требований к качеству моторных топлив;
• необходимостью разработок отдаленных труднодоступных месторождений природного газа, расположенных на значительном расстоянии от районов потребления, при отсутствии транспортной инфраструктуры;
• размещением крупнотоннажных производств, работающих по технологии GTL, которая позволяет осуществлять транспортировку огромного энергетического потенциала потребителям по более выгодной схеме транспортировки жидких продуктов;
• размещением малотоннажных предприятий, использующих технологию GTL на малодебитных и низконапорных месторождениях природного газа. Это позволит удовлетворить потребность регионов в моторных топливах, более того GTL позволит осуществлять транспортировку огромного энергетического потенциала потребителям по более выгодной схеме транспортировки жидких продуктов;
• размещением малотоннажных предприятий, использующих технологию GTL на малодебитных и низконапорных месторождениях природного газа, позволяющим удовлетворить потребность регионов в моторных топливах и тем самым снять остроту проблемы дорогостоящих завозов. Помимо этого такой путь эксплуатации малодебитных и низконапорных месторождений природного газа является наиболее эффективным при их эксплуатации.
• потребности в утилизации попутного нефтяного газа, который во все больших количествах извлекается вместе с сырой нефтью.

Рынок синтетической нефти

Рынок нефти является самым большим, доступным и практически неограниченным рынком продукции GTL. Синтетическая нефть на мировых рынках торгуется с премией примерно 30% по отношению к цене североморского сорта Brent. В условиях России получение подобной премии возможно при транспортировке синтетической от завода GTL до экспортного потребителя железнодорожными цистернами. Однако в большинстве случаев основным вариантом доставки нефти на рынок является система магистральных нефтепроводов, где такая возможность в настоящее время отсутствует. Тем не менее, производство синтетической нефти со сбытом по обычным ценам вполне оправдано в тех случаях, когда сырьем является практически даровой попутный нефтяной газ, газ низкого давления и газ месторождений с запасами менее 200 млрд куб.м.

Рынок дизельного топлива (средних дистиллятов)

Рынок дизельного топлива является наиболее важным сегментом рынка для GTL-продуктов конечного потребления. Особенно большие возможности для этих продуктов существуют на рынках развитых стран, в которых экологические проблемы, связанные с выбросами автомобильного транспорта представляют серьезную проблему. GTL-дизтопливо может быть с успехом применено в качестве “экологической добавки”. Другими словами более чистое GTL-дизтопливо может быть смешано с обычным дизтопливом с целью повышения качественных характеристик последнего. Рынок таких «экологических добавок» уже существует. В Европе производится свыше 700,000 т «биодизельного» топлива. Средняя стоимость «биодизельного» топлива практически вдвое превышает цены на обычное дизтопливо. В настоящее время в Германии, Австрии и Швеции используется чистое GTL-дизтопливо в специально адаптированных двигателях. Во Франции, Италии и других странах используются смеси GTL и обычного дизтоплива. 

Рынок дизельного топлива считается самым быстрорастущим и перспективным мировым рынком нефтепродуктов. На перспективу прогнозируется 3% рост потребления дизельного топлива, однако даже при 50% реализации проектов создания новых GTL-мощностей вклад синтетического дизельного топлива в общую емкость рынка составит всего около 2,3%. По этой причине создание новых даже очень крупных мощностей GTL не способно вызвать на рынке переизбыток предложения. В направлении и уровне экспорта дизтоплива из России имеет место относительная стабильность. 

Основным экспортным рынком российского дизтоплива является Северо-Западная Европа (около 60-70%). Вторым по значимости является рынок Средиземноморья (~20-30%) и третьим - Сингапурский рынок (~ 8%). Доля остальных рынков незначительна. Экспорт дизтоплива составляет 30-32 млн. т при общем объеме производства около 55 млн. тонн. Поставляемое на экспорт дизтопливо, в основном, направляется покупателями на НПЗ для дальнейшей переработки в высококачественные сорта.

Рынки прочих GTL-продуктов.

Вторым по значимости GTL-продуктом является нафта, которая является аналогом ШФЛУ (широкой фракции легких углеводородов), которая в обычной практике получается при переработке попутного нефтяного газа на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ). ШФЛУ является крайне ценным сырьем для нефтехимической промышленности. Нафта, получаемая в результате процесса GTL, является идеальным сырьем для получения этилена и пропилена.

Прочие продукты GTL – смазочные масла и парафины, несмотря на высокие качественные характеристики, имеют ограниченные рынки и потому введение новых GTL-мощностей способно вызвать перенасыщение этих рынков.

Основные рынки продуктов GTL

Заключение

Рынок GTL является растущим рынком.

Основными факторами, движущими этот рынок, являются настоятельная потребность в монетизации трудно утилизируемых другими способами (трубопроводным транспортом или LPG) больших запасов природного, попутного нефтяного газа и газа угольных месторождений на фоне все возрастающей мировой потребности в жидких углеводородах и ужесточающихся требования к экологическим характеристикам углеводородного топлива.

Однажды основанные первоначальные заводы будут служить платформой для развития отрасли на протяжении десятилетий. Поэтому освоение GTL- технологий является хорошей рыночной возможностью для тех стран и компаний, которые располагают большими запасами природного или попутного газа и потому имеют прекрасную возможность стать членами уникального клуба – топливной GTL-промышленности.

Ожидаемое до 2015 года введение в эксплуатацию крупных GTL-производств не окажет серьезного влияния на ценовую ситуацию на рынке дизельного топлива и нафты, однако на рынках масел и парафинов может оказать серьезное давление на сложившийся уровень цен.

Источник: Метапроцесс