Prospects for utilizing natural gas from the Anabai gas field  for synthesis gas production via dry reforming of methane

Б.Б.  Жапаров; Б.Б.  Бисенов; Ж.С.  Тулемисова

doi:10.51301/ejsu.2025.i6.05

Авторы

Б.Б. Жапаров Казахстанско-Британский технический университет, Казахстан
Б.Б. Бисенов Казахстанско-Британский технический университет, Казахстан
Ж.С. Тулемисова Казахстанско-Британский технический университет, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i6.05

Ключевые слова:

газовое месторождение, сухой риформинг метана, синтез-газ, природный газ, метан, водород

Аннотация

Реакция сухого риформинга метана (СРМ) является перспективным подходом к получению синтез-газа – смеси водорода и оксида углерода, которая может использоваться в энергетических и химико-технологических процессах. В условиях глобального энергетического перехода водород рассматривается как потенциальный низкоуглеродный энергоноситель, при этом СРМ позволяет одновременно утилизировать метан и диоксид углерода. Целью данной работы является оценка перспектив газового месторождения Анабай для преобразования добываемого природного газа в синтез-газ с использованием реакции сухого риформинга метана, а также демонстрация практической реализуемости данного процесса на основе лабораторных экспериментов. Для оценки потенциала использования метана были проанализированы данные по его компонентному содержанию в природном газе месторождения Анабай в поверхностных и глубинных условиях. Характеристика газа в поверхностных условиях выполнена на основе 56 устьевых проб, отобранных из фаменских, нижневизейских, средневизейских, верхневизейских и серпуховских отложений. Глубинные пробы представлены 102 образцами газа из фаменского, турнейского и визейско-серпуховского ярусов. Полученные данные свидетельствуют о стабильно высоком содержании метана во всех исследованных стратиграфических горизонтах. Экспериментальные исследования СРМ были проведены с использованием катализатора состава 20Co-10Mg-20Al, синтезированного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Каталитическая активность оценивалась по степени превращения метана и диоксида углерода, составу синтез-газа и температурной зависимости процесса. Предложены рекомендации по внедрению технологии сухого риформинга метана на газовом месторождении Анабай, а также рассмотрены перспективы интеграции данного подхода в экологически ориентированные энергетические схемы.

Библиографические ссылки

Talasbayeva, N.S., Kazhdenbek, B.D., Zhang, X.L., Kau-menova, G.N., Xanthopoulou, G., Tungatarova, S.A. & Baizhumanova, T.S. (2019). Catalytic conversion of methane in-to syngas and ethylene. Series chemistry and technology, 3(435), 6-12. https://doi.org/10.32014/2019.2518-1491.22

Zhang, X., Maki-Arvela, P., Palonen, H., Murzin, D.Y., Au-bakirov, Y.A., Tungatarova, S.A. & Baizhumanova, T.S. (2020). Catalytic reforming of methane into synthesis-gas. Ma-terials Today: Proceedings, 31, 595-597. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.406

Zhumabek, M., Kaumenova, G., Augaliev, D., Alaidar, Y., Murzin, D., Tungatarova, S., Xanthopoulou, G., Kotov, S. & Baizhumanova, T. (2021). Selective Catalytic Reforming of Me-thane into Synthesis Gas. Chemical Engineering & Technology, 44(11), 2026-2033. https://doi.org/10.1002/ceat.202100247

Zhang, X., Vajglova, Z., Mäki‐Arvela, P., Peurla, M., Palonen, H., Murzin, D.Yu., Tungatarova, S.A., Baizhumanova, T.S. & Aubakirov, Y.A. (2021). Mono‐ and Bimetallic Ni−Co Cata-lysts in Dry Reforming of Methane. ChemistrySelect, 6(14), 3424-3434. Portico. https://doi.org/10.1002/slct.202100686

Tungatarova, S., Xanthopoulou, G., Vekinis, G., Karanasios, K., Baizhumanova, T., Zhumabek, M. & Sadenova, M. (2022). Ni-Al Self-Propagating High-Temperature Synthesis Catalysts in Dry Reforming of Methane to Hydrogen-Enriched Fuel Mix-tures. Catalysts, 12(10), 1270. https://doi.org/10.3390/catal12101270

Xanthopoulou, G., Varitis, S., Zhumabek, M., Karanasios, K., Vekinis, G., Tungatarova, S.A. & Baizhumanova, T.S. (2021). Direct Reduction in Greenhouse Gases by Continuous Dry (CO2) Reforming of Methane over Ni-Containing SHS Cata-lysts. Energies, 14(19), 6078. https://doi.org/10.3390/en14196078

Zhumabek, M., Xanthopoulou, G., Tungatarova, S.A., Baizhu-manova, T.S., Vekinis, G. & Murzin, D.Yu. (2021). Biogas Re-forming over Al-Co Catalyst Prepared by Solution Combustion Synthesis Method. Catalysts, 11(2), 274. https://doi.org/10.3390/catal11020274

Manabayeva, A., Mäki-Arvela, P., Vajglová, Z., Martinez-Klimov, M., Yevdokimova, O., Peuronen, A., Lastusaari, M., Tirri, T., Kassymkan, K., Baizhumanova, T. S., Zhumabek, M., Sarsenova, R.O., Zheksenbaeva, Z.T., Kaumenova, G.N., Rus-so, V., Murzin, D.Yu. & Tungatarova, S.A. (2023). Dry Re-forming of Methane over Rare-Earth Metal Oxide Ni–M–Al (M = Ce, La) Catalysts. Industrial&Engineering Chemistry Re-search, 62(48), 20588-20607. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c02341

Manabayeva, A. M., Mäki-Arvela, P., Vajglová, Z., Martinéz-Klimov, M., Yevdokimova, O., Peuronen, A., Lastusaari, M., Tirri, T., Tungatarova, S.A., Baizhumanova, T. S., Kassymkan, K., Kaumenova, G.N., Zhumabek, M., Zhumadullaev, D.A., Shoganbek, D. & Murzin, D.Yu. (2025). Mg-modified Ni-based catalysts prepared by the solution combustion synthesis for dry reforming of methane. Catalysis Today, 453, 115261. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2025.115261

Manabayeva, A. M., Mäki-Arvela, P., Vajglová, Z., Martinez-Klimov, M., Yevdokimova, O., Peuronen, A., Lastusaari, M., Tirri, T., Baizhumanova, T S., Kassymkan, K., Kaumenova, G.N., Brodskiy, A.R., Sarsenova, R.O., Shorayeva, K.A., Mur-zin, D. Yu. & Tungatarova, S.A. (2024). Dry Reforming of Me-thane over Mn-modified Ni-based Catalysts. Catalysis Letters, 154(8), 4780-4794. https://doi.org/10.1007/s10562-024-04676-0

Manabayeva, A.M., Mäki-Arvela, P., Vajglová, Z., Martinéz-Klimov, M., Tirri, T., Baizhumanova, T.S., Grigor’eva, V.P., Zhumabek, M., Aubakirov, Y.A., Simakova, I.L., Murzin, D. Yu., & Tungatarova, S.A. (2023). Dry Reforming of Methane over Ni–Fe–Al Catalysts Prepared by Solution Combustion Synthesis. Industrial & Engineering Chemistry Research, 62(29), 11439-11455. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c00272

Shoganbek, D., Martinez-Klimov, M., Yevdokimova, O., Peuronen, A., Lastusaari, M., Aho, A., Tungatarova, S.A., Baizhumanova, T.S., Zhumadullaev, D.A., Zhumabek, M., Au-bakirov, Y.A., Manabayeva, A., Mäki-Arvela, P. & Murzin, D. Yu. (2025). Dry methane reforming over lanthanide-doped Co–Al catalysts prepared via a solution combustion method. Materi-als Advances, 6(3), 1173-1190. https://doi.org/10.1039/d4ma00991f

Shoganbek, D., Tungatarova, S., Murzin, D.Y., Baizhumanova, T.S. & Zhumabek, M. (2025). Dry reforming of methane on Co-La-Al and Co-Ce-Al catalysts prepared by the SCS method. Se-ries chemistry and technology. Series Chemistry and Technolo-gy, (1), 195-205. https://doi.org/10.32014/2025.2518-1491.277

LLC «Optimum design institute». (2021). Anabai deposit devel-opment project as of 01.07.2021