Shell

Ha hiszi, ha nem – igaz! A gázolaj nem gáz és nem olaj, de gázból lesz olaj és gázolaj!

2015.06.29.

Szélesebb autós szakmai körökben csak most kezd közismertté válni a GTL rövidítés. Nem, nem egy GT autó L (long) verzióját takarja, mert autós embernek ez ugrik be először, hanem kémiai-technológiai műszaki tartalmat és ezzel előállított termékeket. A GTL (Gas-to-Liquid – gázból folyadék előállítás) gyűjtőfogalom, mely azokat a technológiákat foglalja magában, melyek során földgázból – metánból – folyékony szénhidrogéneket (például motorhajtóanyagokat és kenőanyag alapolajokat) hoznak létre. Pedig nem a közelmúltba nyúlik vissza a GTL rövidítés, az e területen élenjáró Shell kutatási és innovációs tevékenysége már túl van a 40 éven.

Kezdjük a lényeggel!

A kőolaj az alapanyaga a motorhajtó és kenőanyagoknak – így tanultuk, így tudjuk. A petrolkémia (csak a pontosítás kedvéért: nem minden petrolkémia, ami kőolajfeldolgozás) a kőolajtermékek és feldolgozási lehetőségeivel foglalkozó, a szerves kémia egyik válfaját képező tudományág. Az első ipari olajkút kifúrása után alakult ki, mely még a kezdetekben kísérleti tudomány volt.

Szóval alapja a kőolaj. Lehet más is? „Kézenfekvő”, hogy legyen a földgáz. A földgáz szénhidrogén, döntően metán (CH4), tehát egynemű alapanyag. (A kőolaj, lelőhelytől is függően, nagyon sok és sokfajta molekulából áll, így képlete sincs, nem is lehet. A feldolgozás a molekulák csoportjainak szétválasztását, átalakítását jelenti, míg a kívánt terméktulajdonság létre nem jön.) Földgázból viszonylag könnyen felszínre hozható óriási készletek vannak. Tehát egy ismert, egyszerű alapanyaggal dolgozva kell a feldolgozásnak a motorhajtó és kenőanyagot létrehoznia. A „szabászat” lényege, hogy tervezhető, pontosan kiszámítható az eredményként kapott termék tulajdonsága. És kedvezőbb is, mert nincsenek benne „zavaró” komponensek, melyek miatt kompromisszumot kellene vállalni.

Erre az útra lépett a Shell: motorolajának alapolaja tisztított földgáz, tisztán metán felhasználásával készül – tervezett molekula összetételű, így célirányos a lehető legkedvezőbb motorkenési, tisztasági tulajdonság elérése érdekében.

És nem csak a motorolaj alapja a metán, hanem folyékony halmazállapotú motorhajtóanyagot és jetek tüzelőanyagát, kerozint is készítenek belőle.

Az alaptechnológiát az 1920-as években fejlesztették ki Németországban, és feltalálói után Fischer-Tropsch eljárás néven ismerjük. Ez az eljárás alkalmas különböző nyersanyagokból, mint például földgáz, biomassza, vagy szén, szénhidrogén folyadékok létrehozására.

A földgázon alapuló Fischer-Tropsch technológiának két változatát ismerjük: a nagy, illetve a kis nyomású változatot.

1. A nagy hőmérsékleten végzett, vas katalizátoron alapuló Fischer-Tropsch GTL eljárás olyan tüzelőanyagokat hoz létre, mint például a benzin vagy a gázolaj, melyek közel állnak a hagyományos nyersolaj finomításával létrehozott motorhajtóanyagokhoz. A folyamat eredményeként kapott GTL motorhajtó anyagok gyakorlatilag kénmentesek, de tartalmaznak aromás vegyületeket.

2. A kis hőmérsékleten végzett, kobalt katalizátoron alapuló Fischer-Tropsch GTL eljárás azonban a tüzelőanyag tiszta, szintetikus részét hozza létre, mely gyakorlatilag kén- és aromás vegyületektől mentes.

A Shell vezeti a kis hőmérsékletű Fischer-Tropsch GTL eljárás fejlesztését. Saját szabadalma, az SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) technológia, mely 3500 rész szabadalmat foglal magába, egy sokkal aktívabb és szelektívebb katalizátort használ, mint a korábbi eljárások.

Ennek segítségével számos GTL termék jön létre a motorhajtóanyag gázolajtól, a kerozinon át a kenőanyag alapolajig és normál parffinokig, melyet a petrolkémiai ipar használ fel.

A GTL technológia

A GTL termékeknek a gáz az alapanyaguk és az egyedülálló technológia révén abszolút kénmentesek és nem tartalmaznak semmiféle nehézfém szennyeződést és aromás szénhidrogéneket. A izoparaffinok biológiailag jobban lebonthatóak és jobbára szagtalanok. A GTL gázolaj előnye nagy cetánszámából, kénmentességéből és kisebb részecskeképző hajlamából ered, így a képződött kipufogógáz környezetre gyakorolt károsító hatása kisebb, mint a hagyományos gázolajé. A Shell a szintetikus GTL tüzelőanyagot, mint keverőkomponenst, a Shell V-Power Diesel gázolajában használta először. Magyarországon 2006. októberétől volt kapható a szintetikus GTL komponenst tartalmazó Shell V-Power Diesel motorhajtóanyag.

Shell GTL üzemek

A világ első kereskedelmi GTL üzemét a Shell 1993-ban Malajziában, Bintuluban létesítette. Mérete egy kisebb finomítóéhoz hasonló, s napi 14 700 hordó kiváló minőségű terméket termel (1 hordó = 159 liter). A Shell ezek után megkezdte a Qatar Petroleummal közösen a világ legnagyobb GTL létesítményének megépítését Katarban, mely napi 140 ezer hordó termelésére teszik képessé. 2011-ben kezdődött meg a partmenti vizek alatti – self terület – földgázvagyon kitermelése. A földgázból első lépésként ki kell választani a metánt, hűtéssel és desztillációval megtisztítani kéntartalmától és a kondenzátumoktól. Naponta a 22 gázkútból 1,6 milliárd köbláb gázt nyernek ki, melyet a Shell szabadalmával alakítanak folyékony szénhidrogénné.

A Katari GTL üzem közel 20 milliárd dollárból épült: egyike a világ legnagyobb ipari komplexumának. A Pearl GTL üzemnek 24 reaktor tornya van, egyenként 1200 tonna tömegű. Mindegyik 29 000 kobalt katalizátorral töltött csövet tartalmaz. Néhány adat:

- fémszerkezet vagy csővezeték formájában 2,5 Eiffel toronynak megfelelő acélt építettek be havonta (csúcsidőszak),
- 13 000 km kábel van az üzemben,
- A GTL szintetikus reaktor csöveinek együttes hossza Dohától Tokióig ér.
- A katalizátorok teljes felszíne 18-szor nagyobb, mint Katar.

A katari Pearl Gas to Liquids a világ legnagyobb GTL üzeme, és egyben a világ egyik legnagyobb és legösszetettebb technológiát képviselő energetikai beruházása. A Shell GTL technológiája immár több mint 40 éves múltra tekint vissza. A katari telep ma a GTL fővárosa, ahol a Shell Pearl GTL ma mindent magába foglal, ami a Shell technológiát, projekt-menedzsmentet a legmagasabb szinten képviseli. Itt találjuk a világ legnagyobb, a levegőből oxigént (cseppfolyósítás során) elválasztó üzemét is.

A tervek szerint a Pearl GTL üzem tervezett élethossza alatt 3 milliárd hordónak megfelelő egyenértékű gázt dolgoznak fel. A nyersanyag is biztosított, mert Katarban a Shell rendelkezik a legnagyobb gázvagyon kitermelési joggal. A beruházás kb. tíz év alatt fog megtérülni.

Vízgyártás a sivatagban

A technológia mellékterméke a víz, mely kincs a sivatagban. A Pearl GTL technológia a metángázból több vizet állít elő, mint amennyi szénhidrogén folyadékot. A víz annak a kémiai reakciónak a során jön létre, amikor a szintézisgáz a GTL katalizátorokon halad át. A kémiai reakciók során keletkező víz feleslegessé teszi, hogy a telep vízigényét a drága katari ivóvízből vagy tengervízből fedezzék. A képződött vizet a telep teljes egészében hasznosítja. E téren ez a világ legnagyobb ilyen üzeme. A napi 280 000 barrel vízmennyiség, mely egy nap alatt képződik, egy 140 ezer lakosú város vízfelhasználását fedezné.

A képződött vizet tisztítani kell, fém nyomelemeket, szénhidrogéneket és egyéb részecskéket kell eltávolítani. Az így megtisztított ipari vizet hűtőrendszerekben való elpárologtatásra, technológiai gőz előállításra, valamint növények locsolására lehet felhasználni.

PurePlus szintetikus alapolaj

A GTL technológiában a viasz molekulákat széttördelik középpárlatokat eredményező üzemanyagokra és n-paraffin mentesítés után elkészül Group III-as alapolaj a Shell saját hidrokrakk és paraffin mentesítő katalizátora használatával, amit Shell Global Solutions fejlesztett ki. A „molekula szabászat” során izoparaffinokat hoznak létre, melyek bizonyítottan a leghatékonyabb alapolaj-komponensek közé tartoznak. A Shell PurePlus technológia alkalmazásával előállított alapolaj több izoparaffint tartalmaz, mint a hagyományos II. és III. csoportba tartozó olajok. Jelenlegi teljes globális Group III bázisolaj gyártási kapacitás közel 3,5 millió tonna/év.

A szintetikus motorolajok szintetikusan konvertált alapolajokból készülnek. A Shell GTL PurePlus technológiával szintetikus alapolajat állítanak elő, így ma minden Pure Plus technológiával készülő Shell motorolaj (full) szintetikus. A megtervezett molekulastruktúrának köszönhetően sokkal kiszámíthatóbb és állandóbb minőséget képviselnek. Fontos különbség az ásványi alapolajokhoz képest, hogy eleve kenőanyag előállítására tervezik őket, tehát a recept megalkotójának nagyobb befolyása van a végtermékre, mint az ásványi alapolajok esetében, ahol gyakorlatilag „hozott anyagból” dolgoznak.

GTL alapolaj a hagyományos technológiával készített Shell Group III (Shell XHVI®) alapolajnál jobb kis hőmérsékleti tulajdonságokkal és kisebb párolgási hajlammal rendelkezik. A kenőolaj kis párolgási hajlama csökkenti a motorolaj fogyasztást és a benzinmotorok részecske kibocsátását, mert annak egyik forrása a kartergázzal visszavezetett olajgőz.

A földgáz alapanyagból a Shell képes olyan bázisolaj előállítására, amely alkalmas új minőségi szintet képviselő kenőolajok, motorolajok gyártására:

- az adalékokra való kiváló reakció,
- kémiailag állandó minőség (nincs a különböző lelőhelyektől való minőségi függés, mint a kőolajnál),
- stabil kenőanyag minőség, nincs jelentős motorolaj tulajdonság romlás az olajcsere periódus alatt,
- nincsenek nem kívánatos szennyezők,
- jó dermedéspont, lobbanáspont és viszkozitási tulajdonságok.

A szintetikus motorolajok előnye a motor belső tisztántartásában, például a dugattyúpalást lerakodásokban és a kokszosodás csekély mértékében is megmutatkozik. A szintetikus, és főleg a GTL bázisolajra épülő olaj sokkal jobban tűri a hőt, mint az ásványi. A motor leállítása után az olaj hőmérséklete felfelé indul el, ugyanis a hűtőfolyadék keringése ilyenkor leáll. A megnövekedett motorhőmérséklet kokszképződést okoz egy ásványolajnál, viszont egy szintetikusnál kevésbé. 

A GTL jelentősége

A GTL nagy földgáz tartalékokra épülő, jövőbiztos technológia, mely egyrészről olyan kenőanyag alapolajat állít elő, mely a tisztán szintetikus motorolajok minden előnyét tovább is képes fokozni, másrészről folyékony motorhajtóanyagot, kerozint hoz létre gázból a repülőgép hajtóműveknek számára, és dízelgázolajat, mely a hagyományos tüzelőanyagellátó rendszer továbbélésének ad hosszú távon esélyt.

Dr. Nagyszokolyai Iván
az Autótechnika főszerkesztője

A Shell GTL technológia részletes leírása az Autótechnika 2015/7. számban jelenik meg.

 

Az oldal fő támogatója

 

2022.07.01
Menetdinamika, erő és színtiszta aerodinamika: ID. AERO. Június 27-én, Kínában tartott....
2022.07.01
Csendes társak és robotpilóták, ez már több, mint az álmodozók kamionja, ez a XXI. század XXL....
2022.07.01
A CG Car-Garantie Versicherungs-AG minden évben a mintegy egymilliónyi autóra vonatkozó garanciát....
2022.07.01
2022 második negyedévében folytatódott a piac lassulása, amely várhatóan kitart egészen az év végig....
2022.07.01
Kevesebb, mint 3 hét maradt a jubileumi 10. „5 tengelyen-biztos kézzel!” verseny nevezési....
2022.07.01
A zürichi HB-t (Hauptbahhof, magyarul főpályaudvar) egy nemzetközi fogyasztóvédelmi szervezet....
2022.07.01
Egy diszkont gföhli benzinkútnál átmenetileg napi 30 literre korlátozzák a tankolható üzemanyagot.....
2022.07.01
A környezetvédelem, a klímatudatosság és a klímavédelem áll az idei győri Gyerekegyetem fókuszában....
2022.07.01
A svéd Volvo Cars bejelentette, hogy autógyárat épít Kassa közelében, a Valaliky ipari parkban. A....
2022.07.01
Bicske térségében a 37-es kilométerszelvénynél ütközött két kamion - írja a police.hu ..