Разработка способа производства водорода на базе водородсодержащего газа нефтеперерабатывающих установок

С. Н. Петин; М. А. Кислицын; Д. Д. Голдобин; Д. С. Лугвищук

doi:10.34831/EP.2023.32.23.005

Разработка способа производства водорода на базе водородсодержащего газа нефтеперерабатывающих установок

С. Н. Петин, М. А. Кислицын, Д. Д. Голдобин, Д. С. Лугвищук

Аннотация

Показаны перспективы производства водорода из водородсодержащего газа с целью эффективного использования вторичных энергетических ресурсов и снижения выбросов парниковых газов. Выполнена экономическая оценка производства и использования водорода на нефтеперерабатывающем заводе. Предложен способ его производства при использовании водородсодержащего газа нефтеперерабатывающих установок и при улавливании диоксида углерода. Проведены расчеты схемы с использованием программного комплекса Aspen HYSYS, на основе которых определена эффективность снижения выбросов диоксида углерода при производстве водорода.

Ключевые слова

водород, водородсодержащий газ, производство водорода, конверсия углеводородов, парниковые газы, диоксид углерода, нефтепереработка, производство электроэнергии

Полный текст:

PDF

Литература

Lisin, E. Efficient methods of market pricing in power industry within the context of system integration of renewable energy sources / E. Lisin, G. Kurdiukova, P. Okley, V. Chernova // Energies. — 2019. — 12(17), en12173250. DOI: 10.3390/en12173250.

Tolba, M. A. Impact of optimum allocation of renewable distributed generations on distribution networks based on different optimization algorithms / Tolba M. A., Rezk H., Tulsky V., et al / Energies. — 2018. — 11(1). — Рр. 245. DOI: 10.3390/en11010245.

Grigoriev, S. A. Standalone solar-wind-electrochemical energy systems for northern territories / S. A. Grigoriev, A. S. Grigoriev, N. V. Kuleshov, D. A. Melnik, V. K. Dragunov // Renewable Energies, Power Systems & Green Inclusive Economy (REPS-GIE). — 2018. 1 – 5. DOI 10.1109/REPSGIE.2018.8488848.

Amez, I. Potential of CBM as an Energy Vector in Active Mines and Abandoned Mines in Russia and Europe / I. Amez, D. Leуn, A. Ivannikov, K. Kolikov, B. Castells // Energies. — 2023. — 16. — 1196. DOI: 10.3390/en16031196.

Rogalev, N. Economic approaches for improving electricity market / N. Rogalev, Y. Sukhareva, G. Mentel, J Brozÿyna // Terra Economicus. — 2018. — 16(2). — Рр. 140–149. DOI 10.23683/ 2073-6606-2018-16-2-140-149.

Lisin, E. Energy Supply System Development Management Mechanisms from the Standpoint of Efficient Use of Energy Resources / E. Lisin, G. Kurdiukova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — 2021. — 666(6). — Pp. 062090. DOI: 10.1088/1755-1315/666/6/062090.

Rogalev, A. Thermodynamic optimization and equipment development for a high efficient fossil fuel power plant with zero emissions / A. Rogalev, E. Grigoriev, V. Kindra, N. Rogalev // Journal of Cleaner Production. — 2019. — 236. — Pp. 117592. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.07.067.

Shehata, A. A. et al. Efficient Utilization of the Power Grid using FACTS devices based on a new Metaheuristic Optimizer / A. A / Shehata, N. V. Korovkin, M. A. Tolba, V. N. Tulsky // 2021 3rd international youth conference on radio electronics, electrical and power engineering (REEPE). — IEEE, 2021. — Pp. 1 – 7. DOI: 10.1109/REEPE51337. 2021.9387974.

Milukov, I. A. Efficiency improvement of technological preparation of power equipment manufacturing / I. A. Milukov, A. N. Rogalev, V. P. Sokolov, I. V. Shevchenko // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — 891(1), 012282. DOI: 10.1088/1742-6596/891/1/012282.

Kopteva, A. Prospects and Obstacles for Green Hydrogen Production in Russia / A. Kopteva, L. Kalimullin, P. Tsvetkov, & A. Soares // Energies. — 2021. — 14(3), 718. DOI: 10.3390/en14030718.

Litvinenko, V. S. Barriers to implementation of hydrogen initiatives in the context of global energy sustainable development / V. S. Litvinenko, P. S. Tsvetkov, M. V. Dvoynikov, G. V. Buslaev // Journal of Mining Institute. — 2020. — 244(4). — Pp. 428 – 438. DOI: 10.31897/PMI.2020. 4.5.

Catumba, B. D. Sustainability and challenges in hydrogen production: An advanced bibliometric analysis / B. D. Catumba, M. B. Sales, P. T. Borges, M. N. Ribeiro Filho, A. A. S. Lopes, M. A. de Sousa Rios, A. S. Desai, M. Bilal, J. C. S. dos Santos // Int. J. Hydrog. Energy. Elsevier. — 2023. — Т. 48. — № 22. — Pp. 7975 – 7992.

Распоряжение Правительства РФ от 5 августа 2021 г. № 2162-р Об утверждении Концепции развития водородной энергетики в РФ [Электронный ресурс]. URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/401496102 (дата обращения: 02.11.2022).

Espegren, K. The role of hydrogen in the transition from a petroleum economy to a low-carbon society / K. Espegren, S. Damman, P. Pisciella, I. Graabak, A. Tomasgard // Int. J. Hydrog. Energy. Elsevier. — 2021. — 46(45). — Pp. 23125 – 23138.

Водородные проекты «Газпрома» [Электронный ресурс]. — 2022. URL: https://www.cdu.ru/ tek_russia/issue/2022/1/983 (дата обращения: 15.05.2023).

Петин, С. Н. Развитие водородной энергетики и перспективные разработки производства водорода из природного газа / С. Н. Петин, С. К. Попов, Д. Д. Голдобин, Э. А. Сериков, А. В. Бурмакина // Промышленная энергетика. — 2021. — № 3. — С. 51 – 58.

Петин, С. Н. Разработка способа производства водорода на базе газовых отходов конвертерного производства стали / С. Н. Петин, А. А. Борисов, Д. Д. Голдобин, В. С. Королев, А. В. Бурмакина // Промышленная энергетика. — 2023. — № 6.

Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года Министерство энергетики РФ [Электронный ресурс]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/1026 (дата обращения: 02.11.2022).

Капустин, В. М. Химия и технология переработки нефти / В. М. Капустин, М. Г. Рудин. — М.: Химия. — 2013. — 496 с.

Дауди, Д. И. Евро-6 без оксигенатов. Возможность получения бензина с высоким октановым числом без вовлечения октаноповышающих добавок на российских НПЗ / Д. И. Дауди, С. И. Нуржиц, Е. А. Чернышева // Деловой Журнал Neft. RU. Общество с ограниченной ответственностью Информационное агентство Нефтегаз …. — 2020. — № 9. — с. 112 – 117.

Водороду изменили схему [Электронный ресурс]. — 2022. URL: https://salavat-neftekhim.gazprom.ru/press/news/2022/06/219 (дата обращения: 15.05.2023).

Collodi, G. Techno-economic evaluation of SMR based standalone (merchant) hydrogen plant with CCS / G. Collodi, G. Azzaro, N. Ferrari, S. Santos, J. Brown, B. Cotton, S. Lodge // IT Rep. Ed. — 2017.

Yuji Nakamori, Shinya Goto, Takehiko Ogawa. Method for separating hydrogen-containing gas: пат. JP2009001452A USA. — 2009.

Hitoshi Ohori, Toyokazu Tanaka. Hydrogen production plant, and hydrogen production method: пат. JP2004299995A USA. — 2004.

Jackson, S. A comparison of the energy consumption for CO2 compression process alternatives / S. Jackson, E. Brodal // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing. — 2018. — Т. 167. — № 1. — с. 012031.

HYSYS Operations Guide 2004.2 [Электронный ресурс]. URL: https://www.academia.edu/ 42216879/HYSYS_2004 _2_Operations_Guide (дата обращения: 27.06.2023).

Правительство РФ установило плату за превышение квоты выбросов CO2 [Электронный ресурс]. URL: https://plus-one.ru/news/2022/08/22/ pravitelstvo-rf-ustanovilo-platu-za-prevyshenie- kvoty-vybrosov-co2 (дата обращения: 07.06.2023).

Постановление Правительства РФ от 18.08.2022 № 1441 «О ставке платы за превышение квоты выбросов парниковых газов в рамках проведения эксперимента по ограничению выбросов парниковых газов на территории Сахалинской области».

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.32.23.005