微反应器开发商竞相将恼人的废气转化为有用的合成原油。





油老虎：2008年夏天以来，Compact GTL在英国威尔顿使用了这个试验工厂，将天然气转化为合成原油。

天然气可能是最干净的化石燃料，但是当它是遥远的海上油井产生的废物时，也可能成为多余的有害物。巴西的国有石油公司巴西石油（Petrobras）正在两个模块化学反应器开发商之间发起一场竞赛，该反应器能将这种“伴生气体”转化为合成原油。
总部设在英国的Compact GTL将于今天公布与日本工业公司住友精密株式会社（Sumitomo Precision Products）的商业伙伴关系，Compact GTL正与之合作建立一家天然气制合成油的试验工厂，将于今年夏天交付巴西石油。同时，紧跟在Compact GTL脚后的是总部设在哥伦布的微型反应器开发商 Velocys，该公司上月宣布计划为Petrobras建造一家使用了其设计更紧凑的试验工厂。
无论哪个公司成功了，比起在油井处简单地焚烧天然气，都能大大降低温室气体的排放（根据橡树岭国家实验室2005年的估算，此类燃烧占了全部化石燃料排放的二氧化碳的0.5%）。“今天我们所燃烧的天然气足够为整个德国供能，” Velocys业务发展总监杰夫•麦克丹尼尔（Jeff McDaniel）说。
巴西石油迫切需要一个解决浪费天然气问题的方案。目前它正在发展离岸300公里的图皮（Tupi）油田，根据能源和矿业咨询机构伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）所说，那将是世界上{zd0}的深海油田。“他们面临的重大挑战之一就是如何处理伴生气体，”伍德麦肯兹休斯顿分公司的拉丁美洲区域分析师茹阿瑞德•蒙哥马利（Ruaraidh Montgomery）说。
Compact GTL和Velocys都使用了在大型天然气合成油设备中发生的催化反应：天然气首先与水蒸气混合产生一氧化碳和氢气；然后产生的合成气转化为黏稠的合成原油。
然而，只有在很大规模的情况下，这在商业上才是可行的，例如壳牌（Shell）在卡塔尔建立的日产14万桶原油的工厂，将使用24个1200吨的反应堆。Velocys和Compact GTL必须将同样的化学反应所需设备压缩成适合海上平台或浮式生产、储油、卸货用船的大小，这些船只越来越多地被用于探测和为海上油田服务。
为了实现这点，需要在更高的温度和压力下通过1至5毫米的微通道进行化学反应。快速传热使得对温度的控制更xx，从而降低反应失控导致破坏催化剂或者，在最坏的情况下，摧毁工厂的风险。
据Velocys的数据，改进的结果是甲烷蒸汽重组转化为合成气的速度增加近200倍。“传统的蒸气转化炉中反应物的接触时间约为一秒。在微通道中，大约为5毫秒，” 麦克丹尼尔说。微通道中的合成原油步骤快了大约10至15倍。总体而言，它使得整个GTL工厂所需的设备体积减小了大约90%。
Velocys的试验工厂能生产5至10桶合成原油。它将采用模块设计，在每边约长2英尺的反应器立方体中集合数千个微通道。催化剂由Velocys的母公司，位于英国的牛津催化剂有限公司（Oxford Catalysts）设计。试验工厂将建于日本，由Velocys的合作伙伴神户制钢（Kobe Steel）和位于东京的海上设备制造商三井海洋开发（Modec）建造，明年交付巴西石油测试。
Compact GTL采用了类似的模块化方法，反应器中的通道更大——直径大约在5至10毫米之间——它认为这样制造起来更方便，可靠性也更高。“我们在过程强化的程度上是保守的，” Compact GTL的总经理伊恩•巴克斯特（Iain Baxter）说。“涉及到可靠性和操作性的时候，石油工业是不能乱来的。”
与Velocys相比他们还有一个大的跳跃。巴西石油为Compact GTL日产20桶的试验工厂支付了4500万美元，预计到8月它将在巴西石油在巴西国内的一个陆上站点运行。而且Petrobras已经开始为Compact GTL日产2000桶的工厂筹资，包括计划中的浮式生产储油船 Guanambi 1。
蒙哥马利表示巴西石油正在寻求处理图皮油田伴生气体的其它方法，包括通过一个300千米的管道将气体运出，建造可以液化天然气的的浮式生产储油船，以及将气体重新注入储油层中。
图皮的石油位于两千米深的海水外加五千米厚的岩石和盐层下面，因此很难绘制储油层的xx地图。因此巴西石油不打算花1至3个月试验打井，而是建造一队浮式生产储油船，能在6至18个月里运行测试井——有足够长的时间产生大量气体，但不足以建造管道或钻出将气体重新注回储油层的昂贵探井。
模块化的天然气合成油工厂，巴克斯特说，可能是维持油田如期发展的关键。“无可争议的，与其他方法相比，天然气合成油为试井船提供了最简单地处xx体的方案。”
一旦启用，Compact GTL和Velocys都相信模块化的天然气合成油工厂将在海上和陆上找到很多机会。巴克斯特说， Velocys的伙伴三井海洋开发和神户制钢用他们自己的钱为巴西石油建造试验反应器的行为让他们意识到：“这是一个信号，预示着天然气合成油将有巨大的市场空间，竞争会很激烈。所有人都拿出数目可观的风险资本，想要进入这个市场。”

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