211service.com
Forvandling af gasblus til brændstof
Naturgas kan være det reneste fossile brændstof, men det kan være et unødvendigt skadedyr, når det produceres som affald fra fjerntliggende offshore oliebrønde. Det brasilianske statsolieselskab Petrobras sætter gang i et kapløb mellem to udviklere af modulære kemiske reaktorer, der kan forvandle denne associerede gas til syntetisk råolie.
Gassluger: Compact GTL har brugt dette pilotanlæg i Wilton, Storbritannien til at omdanne naturgas til en syntetisk form for råolie siden sommeren 2008.
U.K.-baseret Kompakt GTL vil afsløre et kommercielt partnerskab i dag med Sumitomo Precision Products, en japansk industrivirksomhed, som Compact GTL bygger et gas-to-liquid (GTL) pilotanlæg med, der skal leveres til Petrobras til sommer. I mellemtiden napper Compact GTLs hæle, Columbus-baseret mikroreaktorudvikler Velocys , som annoncerede planer i sidste måned om at bygge et pilotanlæg til Petrobras ved hjælp af dets potentielt mere kompakte design.
Succes fra begge virksomheder kan reducere drivhusgasemissioner, der genereres, når fjerntliggende naturgas simpelthen brændes af ved oliebrønde (dette tegner sig for 0,5% af alle kuldioxidemissioner fra fossile brændstoffer, ifølge et estimat fra 2005 fra Oak Ridge National Laboratory). I dag afbrænder vi nok naturgas til at drive Tyskland, siger Jeff McDaniel, forretningsudviklingsdirektør for Velocys.
Petrobras har et særligt stringent behov for en løsning på denne spildte naturgas. Det er nu ved at udvikle sit Tupi-felt, 300 kilometer offshore, som bliver verdens største dybvandsoliefelt, ifølge energi- og minedriftsrådgivning Wood Mackenzie . En af deres store udfordringer bliver, hvordan man håndterer den tilhørende gas, siger Ruaraidh Montgomery, en Houston-baseret Wood Mackenzie-analytiker for Latinamerika.
Både Compact GTL og Velocys bruger de samme katalytiske reaktioner, som findes i massive GTL-anlæg: naturgas blandes først med damp for at producere kulilte og brint; den resulterende syngas omdannes derefter til en voksagtig form af syntetisk råolie.
Dette er dog kun kommercielt levedygtigt i en enorm skala, såsom det 140.000-tønder-per-dag-anlæg, som Shell bygger i Qatar, som vil bruge to dusin 1.200-tons reaktorfartøjer. Velocys og Compact GTL skal presse den samme kemi ind i en pakke, der vil passe på en offshore platform eller på dækket af de flydende produktions-, opbevarings- og aflastningsfartøjer (FPSO), der i stigende grad bruges til at udforske og servicere offshore oliefelter.
Det, der gør dette muligt, er at udføre de kemiske reaktioner i mikrokanaler mellem en og fem millimeter brede og ved højere temperaturer og tryk. Hurtig varmeoverførsel muliggør en mere præcis styring af temperaturen, og det mindsker risikoen for løbske reaktioner, der kan beskadige katalysatorerne eller i værste fald ødelægge anlægget.
Resultatet er ifølge Velocys en omkring 200 gange acceleration af dampreformeringen af metan til syngas. Kontakttiden [for reaktanter] i en konventionel dampreformer er omkring et sekund. I mikrokanaler er det omkring fem millisekunder, siger McDaniel. Det syntetiske rå mikrokanaltrin er omkring 10 til 15 gange hurtigere. Samlet set burde det formindske mængden af udstyr, der er nødvendigt for et integreret GTL-anlæg omkring tidoblet.
Velocys' pilotanlæg skulle generere fem til 10 tønder syntetisk råolie. Det vil anvende et modulært design, der samler tusindvis af mikrokanaler i reaktorterninger, der er omkring to fod pr. side. Katalysatorerne er designet af Velocys' moderselskab, UK-baserede Oxford Catalysts. Pilotanlægget vil blive bygget i Japan af Velocys partnere Kobe Steel og Tokyo-baserede offshore udstyrsbygger Modec og leveret til Petrobras næste år til test.
Compact GTL tager en tilsvarende modulær tilgang med reaktorkuber, der indeholder større kanaler - omkring fem til 10 millimeter på tværs - som den mener vil oversætte til lettere fremstilling og højere pålidelighed. Vi har været konservative i vores grad af procesintensivering, siger Iain Baxter, Compact GTLs general manager. Olieindustrien er ikke en at rode med, når det kommer til pålidelighed og driftssikkerhed.
De har også et stort spring på Velocys. Petrobras betalte 45 millioner dollars for Compact GTLs 20-tønder-per-dag-pilotanlæg, som forventes at fungere på et Petrobras-anlæg på land i Brasilien til august. Og Petrobras finansierer allerede konstruktionen af et 2.000-tønder-per-dag Compact GTL-anlæg til inklusion på et planlagt FPSO-fartøj, Guanambi 1 .
Montgomery siger, at Petrobras undersøger andre muligheder for den tilhørende gas fra Tupi-feltet, herunder at køre en 300 kilometer lang rørledning ud til feltet, bygge FPSO'er, der kan gøre gas til flydende, og reinjicere naturgassen i oliereservoirerne.
Olien ved Tupi sidder under to kilometer vand og yderligere fem kilometer sten og salt, hvilket gør det svært at få et præcist billede af reservoirerne. Så i stedet for at teste brønde i en til tre måneder, planlægger Petrobras at bygge en flåde af FPSO'er, der kan drive testbrønde i seks til 18 måneder – lange nok til at generere en masse gas, men ikke længe nok til at retfærdiggøre bygning af en rørledning eller boring af kostbare reinjektionsbrønde.
Modulære GTL-anlæg, siger Baxter, kunne være nøglen til at holde oliefelternes udviklingsplaner på tidsplanen. GTL, blandt de andre alternativer, tilbyder uden tvivl den enkleste gasløsning til udvidede brøndtestfartøjer.
Når de først er lanceret, satser både Compact GTL og Velocys på, at modulære GTL-anlæg vil finde masser af muligheder både offshore og på land. Baxter siger, at det er budskabet, de ser i det faktum, at Velocys' partnere, Modec og Kobe Steel, bruger deres egne penge på at bygge en pilotreaktor til Petrobras: Det sender et signal om, at dette bliver et stort markedsrum, og der er ægte aggressiv konkurrence om det. Andre mennesker lægger seriøse risikopenge på bordet for at forsøge at komme ind i dette.