О стали

Переработка нефти: технология, этапы, продукты, оборудование. Технология переработки нефти, природного и попутного газов

Получаемые в процессе продукты

После прохождения этапа переработки образуются нефтесодержащие отходы: разделенные фракции чистой нефти, имеющие отличный химический состав и способ получения. Среди продуктов переработки нефти выделяются мазут, дизель, а также фракции: газолиновая, лигроиновая, керосиновая. Полученное сырье может использоваться в производстве или энергетике сразу. После прохождения вторичной переработки произойдет повторное разделение сырья на составляющие с учетом специфики производственных процессов.

Природные источники углеводородов

Нефть

Нефть – это природная маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, темно-коричневого (черного, красного, синего, белого) цвета или бесцветная, состоящая из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы (алканов, циклоалканов, аренов) и ряда других химических соединений.

из них: разведано

Различают два вида нефти, в зависимости от плотности и содержания серы:

1. Легкая – извлекается насосами или фонтанным способом. Массовая доля серы – незначительно, вследствие чего ценность продукта выше. Используется для производства горючих продуктов — бензина и керосина.
2. Тяжелая – добывается шахтным способом. Из-за содержания примесей данный вид горючего ископаемого требует дополнительной очистки. Применяется для изготовления различных масел, мазута.

К преимуществам применения топлива можно отнести – простоту, дешевизну добычи и беспроблемность транспортировки.

К недостаткам – низкую ресурсообеспеченность, то есть соотношение между количеством ресурсов и размерами их использования.

Природные источники углеводородов

Характеристики

Нефть

Смесь состоящая из большого количества компонентов, основными из которых являются алканы, циклоалканы и арены.

Попутный нефтяной газ

Смесь состоящая в основном из алканов. Большая часть состоит из пропана.

Природный газ

Смесь, состоящая из низкомолекулярных алканов. Основная составная часть – метан.

Каменный уголь

Смесь, состоящая из разного соотношения соединений углерода, водорода, серы. Неорганические вещества состоят наибольшую часть каменного угля.

Природный газ

Природный газ — это смесь газов, образовавшихся в недрах земли посредством анаэробного разложения органических веществ. Содержание углеводородов в природном ресурсе низкое, 80- 97% составляет метан и незначительный процент – пропан, бутан, этан.

Преимущества данного вида топлива – простота добычи и транспортировки, экономичность.

Недостатки – сложность межконтинентальной транспортировки с помощью дорогостоящих танкеров.

Природный газ не имеет запаха, но для обнаружения протечек вещества в быту, в него добавляют специальные компоненты – меркаптаны. Это связано с тем, что смесь метана с воздухом взрывоопасна, небольшая искра способна спровоцировать происшествие.

Попутный нефтяной газ

Попутный нефтяной газ – это смесь газообразных углеводородов, содержащихся в нефти и выделяющихся при ее добыче и подготовке. Чем ниже молекулярная масса алкана, тем выше его концентрация в природном ресурсе.

Смесь бутана и пропана образует сжиженный газ, который применяется в качестве бытового топлива.

В зависимости от содержания углеводорода попутный газ делится на следующие группы:

• чистый (95–100%);
• углеводородный с примесью углекислого газа 4-20%;
• углеводородный с примесью азота 3-15%;
• углеводородно-азотный, содержанием примесей до 50% соответственно.

Каменный уголь

Данный вид горючего ископаемого относится к твердым, и представляет собой многокомпонентную смесь углеводородов, азота, серы, кислорода и неорганических веществ. Доля углерода составляет 80 %, остальные 20% — органические и неорганические компоненты. Чем выше содержание газа, тем большей теплотворностью обладает вещество, чем ниже – тем дольше уголь может храниться.

Образование данного вида горючего ископаемого проходит в два этапа:

1. Появление торфа из остатков растений и живых организмов.
2. Формирование твердого угля.

Данный вид топлива является достаточно перспективным для получения ряда химических продуктов и энергии.

Виды и способы утилизации ПНГ

Существуют различные методы утилизации попутного нефтяного газа. Выбор метода утилизации зависит от объёмов добычи, расположения станции, её размеров и топлива, которое планируется получить в результате переработки. В России используют такие методы, как передача отходов нефтегазовой промышленности на ГПЗ, выработка электроэнергии, химическая переработка, создание газлифта или сайклинг-пресса.

Основная проблема утилизации – высокая стоимость оборудования. Затраты компенсирует получение электроэнергии. Этот способ переводит станцию на самообеспечение, что важно для объектов, расположенных в труднодоступных местах.

Переработка на ГПЗ

При наличии инфраструктуры в месте добычи отправка попутного газа в ГПЗ (газоперерабатывающий завод) – наиболее простой метод утилизации. Возможно строительство мини-ГПЗ для нефтедобывающих станций с большими объёмами добычи. Метод не подходит для удалённых скважин.

Потребуется установка следующего оборудования:

• пароконденсационные холодильные установки;
• теплообменники;
• сепараторы;
• Компрессоры и т.д.

Выработка электроэнергии (применение ГТЭС, ГПЭС)

Благодаря своей энергетической ценности переработанный попутный газ служит техническим топливом. Полученное в результате данного способа утилизации попутного нефтяного газа топливо служит для газокомпрессорного оборудования и производства электричества для газотрубных установок. На масштабных нефтедобывающих станциях целесообразно создание электростанций и передача электричества в районные электросети (при наличии вблизи месторождения городов, посёлков, деревень и т.д.).

Для получения электроэнергии сырьё подвергают дополнительной очистке. Потребуется установка сепаратора, ГТЭС или ГПЭС.

Химическая переработка

При помощи технологий, разработанных ПАО «НИПИгазпереработка», сырьё перерабатывается в бензол, толуол и другие ароматические углеводороды, которые соединяют с основным потоком нефти и пускают в нефтепровод. Но для внедрения метода химической утилизации на месторождении необходимо развитие инфраструктуры. Расходы на установку оборудования высокие.

Газохимические процессы

Метод Фишера-Тропша – сложный газохимический процесс. Этот метод переработки позволяет получать из попутного нефтяного газа синтетические углеводороды, которые применяют в производстве топлива. Сырьё обрабатывают термическим окислением в высоких температурных условиях. Потребуется установка теплообменников, сепараторов, каталитических реакторов и т.д.

Применение для технологических нужд промысла сайклинга (Газлифт)

Сайклинг – технология создания нефтяного пласта внутри месторождения. Пласт вызывает повышение давления в скважине. Это увеличивает скорость добычи нефтяных продуктов. Метод отличается простотой в применении и невысокими денежными расходами. При этом не происходит окончательная утилизация нефтяного газа, поэтому потребуются дополнительные меры по переработке.

Газлифт – технология, в которой энергия ПНГ используется для выкачки нефти из недр. Для установки газлифта скважину обустраивают сепараторами, насосами, компрессорами и другим оборудованием.

Происхождение

Относительно происхождения газа не существует единой теории, учёные придерживаются двух версий:

• Когда-то на месте материков был океан. Погибая, живые организмы скапливались в пространстве, в котором не было воздуха и бактерий, запускающих процесс разложения. Благодаря геологическим движениям накопленные массы погружались всё глубже в недра Земли, где под воздействием высокого давления и температуры вступали в химические реакции с водородом, образовывая углеводороды.
• Динамика Земли способствует поднятию углеводородов, находящихся на огромной глубине, там, где меньший уровень давления. В результате этого образуются газовые или нефтяные месторождения.

Добыча

Вопреки распространённому мнению, природный газ может находиться под землёй не только в пустотах, извлечение из которых не требует значительных материальных и энергозатрат. Зачастую он концентрируется внутри горных пород с настолько мелкой пористой структурой, что человеческим глазом её не увидеть. Глубина залежей может быть небольшой, но иногда достигает нескольких километров.

Смотреть галерею

Процесс добычи газа включает в себя несколько стадий:

• Геологические работы, в результате проведения которых точно определяются места залежей.
• Бурение добывающих скважин. Осуществляется на всей территории месторождения, что важно для равномерного уменьшения давления газа в пласте. Максимальная глубина скважин составляет 12 км.
• Добыча. Процесс осуществляется благодаря разному уровню давления в газоносном пласте и земной поверхности. По скважинам газ стремится наружу – туда, где давление меньше, сразу попадая в систему сбора. Кроме того, осуществляется добыча попутного газа, являющегося сопутствующим продуктом при добыче нефти. Он также представляет ценность для многих отраслей промышленности.
• Подготовка к транспортировке. Добытый газ содержит многочисленные примеси. Если их количество несущественно, газ транспортируется с помощью танкеров или трубопровода на завод для последующей переработки. От значительного количества примесей природный газ очищается на установках комплексной подготовки, которые строятся рядом с месторождением.

Технология переработки нефти

Добыча нефти – сложный технологический процесс, зачастую осуществляемый в тяжелых климатических условиях. Добытое сырье по нефтепроводам перегоняется на нефтеперерабатывающие предприятия. В сыром виде нефть в хозяйстве не используется, поэтому она подвергается переработке:

• первичной;
• вторичной.

На первом этапе с помощью физических методов происходит разделение на основные фракции. Второй этап требуется для проведения более точной сепарации и выделения компонентов, соответствующих определенным свойствам.

Первичные процессы

Поступающее на нефтеперерабатывающий завод сырье подвергается очистке от вредных примесей: газа, воды, механических элементов. Для обработки применяются физические способы сепарации входящих в состав фракций:

• обезвоживание для предотвращения коррозии и последующего загрязнения;
• постепенное нагревание позволяет при последовательном достижении определенных температурных значений отделять разные фракции за один цикл нагрева.

На данном этапе получается не чистый продукт, а сырье, пригодное для последующего применения.

В некоторых случаях необходимо провести несколько первичных циклов для полной очистки поступившей на перегонку нефти.

Подготовка и очистка нефти

Первый этап – подготовительный для создания материала, который будет использоваться при производстве. Применяются следующие методы подготовки нефти:

• атмосферное давление (перегонка);
• вакуумная дистилляция;
• однократное испарение (равновесная дистилляция);
• простая перегонка (фракционная дистилляция);
• ректификация;
• применение испаряющего агента.

Каждый из методов связан с процедурой нагрева, отличия заключаются в температуре и степени очистки смеси.

После обработки получается сырье пригодное для хозяйственного использования: мазут, гудрон, бензин, керосин.

Атмосферная перегонка

Сырье поступает в специальные камеры, в которых под действием атмосферного давления происходит разделение на несколько фракций: бензин, керосин, дизель, мазут. Сепарация достигается за счет физических свойств составляющих, отличающихся весом и плотностью. Получившиеся нефтепродукты необходимо переработать повторно для возможности хозяйственного использования.

Вакуум-дистилляция

Один из основных продуктов, образующихся после первичной переработки, – мазут. Это результат образования осадка под действием атмосферного давления. Из мазута изготавливаются другие продукты после проведения дополнительных операций по внесению остатков вакуумную среду.

За счет этого удается достичь иных условий нагрева сырья, позволяющих выделить следующие продукты: моторное топливо, парафин. Остаточный материал операции вакуумной дистилляции – гудрон.

Вторичные процессы

После окончания первичной обработки сырье поступает на вторичную, где подвергается химическому воздействию. Данный этап служит для улучшения характеристик нефтепродуктов. Выделяются три вида направлений проведения вторичной переработки:

• углубляющее;
• облагораживающее;
• не объединенные общим признаком.

Выбор определенного вида зависит от целей вторичной переработки. Основная задача – получить удобную для окисления форму.

Каталитический крекинг

Один из наиболее распространенных методов вторичного прогона нефти – каталитический крекинг. Процесс заключается в химическом расщеплении сырья с помощью специальных катализаторов при высокой температуре. Распространенность метода связана с несколькими факторами:

• возможность обработки фракций разного состава;
• получение продукта, насыщенного активными элементами;
• совместимость с другими методами.

Каталитический крекинг относится к углубляющим способам вторичной переработки за счет достигаемой совокупности свойств нефтепродуктов.

Термический крекинг и висбрекинг

Другой вид крекинга, являющийся углубляющим методом вторичной обработки, – термический. Процедура заключается в размещении нефти в конструкции без доступа воздуха, в которой происходит нагрев под давлением. Продолжительность операции – 2-30 минут, температура – 500-540 градусов, давление – 2-5 МПА. Недостаток метода – образующиеся неустойчивые химические соединения.

Связанная технология – висбрекинг. Используется в специфических целях: для выделения из гудрона топлива. Процедура проводится в более мягких условиях, чем крекинг.

Замедленное коксование

Как и после первичной обработки, при завершении операций по вторичной переработке остаются остатки сырья. Нефтяные остатки и тяжелые фракции под действием высоких температур и в отсутствие доступа к кислороду формируют твердый материал – кокс и летучие продукты. Подобная операция относится к углубляющим.

Гидрокрекинг и гидроочистка

Некоторые из методов вторичной обработки используются совместно: гидрокрекинг и гидроочистка, например. Указанные методы относятся к разным группам направлений: углубляющее, облагораживающее. Оба метода объединяет используемый элемент – водород. Процедура гидроочистки и гидрокрекинга схожа с проведением термического и каталитического крекинга, но проводится под водородным воздействием.

В установленной среде производится расщепление нефти для повышения качества сырья. В сочетании с другими методами гидрокрекингом достигается высокий уровнь чистоты переработанного материала – до 75-80%.

Каталитический риформинг

Метод вторичной переработки, относящийся к облагораживающему направлению, – каталитический риформинг.

Назначение метода – получение бензиновых фракций высокого качества. Для этого сырье размещается в катализаторе, в котором углероды подвергаются ароматическому воздействую при высоких температурах и давлении 1-4 МПА. Более 75% поступившего на риформинг сырья станет чистым продуктом.

Изомеризация низкооктановых фракций нефти

Октановое число – показатель, отражающий степень разветвленности химической структуры материала или сырья. Для нефти применяется процесс изомерации, выполнение которого направлено на проведение химического вмешательства. Состав сырья остается прежним, но меняется его структура на более разветвленную.

Коксование тяжёлых нефтяных остатков

Методы обработки нефтепродуктов состоят из сложных этапов, работающих в установленной последовательности. Один из таких способов переработки – коксование. Проведение процедуры опирается на ряд последовательных операций, обеспечивающих формирование многослойного кокса. Получившееся сырье периодически выгружается, сушится и прокаливается для последующего применения в металлургической отрасли.

Алкилирование сырья

С октановым числом топлива связано алкирование бензина для увеличения качества продукта. При введении активного вещества в сырье происходит органическая реакция, образуя высокооктановые топливные соединения. Из-за особенностей операции она прямо не относится к углубляющим или облагораживающим.

Производство битумов

Цепочка остатков переработки нефти состоит из некоторых материалов, применяемых в хозяйстве уже на ранних уровнях обработки. Выделяется цепочка, в которой каждый последующий элемент – остаток от предыдущего. В состав цепи входят: мазут, гудрон, битум. Битумы получаются при помощи окисления остатков гудрона.

Производство различных масел

Широкая сфера применения переработанных нефтепродуктов – производство масел. Выделяется несколько видов нефтяных масел:

• дистиллятные;
• остаточные;
• компаундированные.

Образование товара происходит в ходе выполнения соответствующих процессов, связанных с нефтепереработкой. Применяются в качестве смазочных материалов, консервационных, электроизолирующих или косметических масел.

Товарное производство

Нефть в основном используется в качестве топлива – основной энергетический ресурс планеты. Кроме этого, до 20% добываемой нефти подвергается переработки для производства товаров трех групп:

• широкого применение;
• смазочные материалы;
• промышленное производство.

Нефтепродукты используются при изготовлении бытовых вещей и предметов: косметики, лекарств, одежды, упаковки, добавок в пищу. Соединения из компонентов нефтепереработки присутствуют в большинстве товаров, используемых ежедневно в домашних условиях.

Основной принцип работы заводов по переработке

Главная задача предприятия, занимающегося переработкой природного газа, – максимально возможное извлечение всех компонентов ископаемого и доведение их до товарного состояния. При этом не должен наноситься вред окружающей среде и земным недрам, а финансовые затраты необходимо сводить к минимуму.

Благодаря выполнению всех аспектов этого правила, продукты переработки природного газа считаются высококачественными и экономичными.

Предполагаемое происхождение

Происхождение природного газа связывают с возникновением углеводородов. В процессе жизнедеятельности микроорганизмов, органика накапливалась в местах без доступа кислорода. Вступая в соединение с молекулами водорода при повышенном давлении в нижних слоях пород, происходило возникновение углеводородов. Под действием тектонического движения, передвигая горные породы, в процессе перепада давления и температур, возникали нефтяные и газовые месторождения.
Природный газ относится к осадочным ископаемым породам, его залежи могут быть как отдельным месторождением, так и верхним слоем нефтяного пласта. При низких температурах природный газ имеет кристаллическую форму, различаются также месторождения газа, растворенного в нефти или воде.

Оборудование для переработки

Для обработки добываемых объемов нефти необходимы нефтеперерабатывающие заводы, соответствующие объемам добычи. На предприятиях используется следующее оборудование:

• накапливающие резервуары и генераторы;
• фильтры;
• нагреватели (газовые, жидкостные);
• факельная система;
• паротурбины;
• тепловые обменники;
• компрессоры;
• трубопроводы.

Оборудованные комплексы используются для разделения поступающей сырой нефти на фракции. Для этого сырье прогоняется по трубопроводу через цикл переработки.

Реализация объектов утилизации ПНГ ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»

Утилизация ПНГ на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» осуществляется посредством:

• подготовки ПНГ к транспорту и подачи на переработку основным потребителям газа. В рамках проектов предусматривается строительство минигазокомпрессорных станций и газопроводов;
• выработки электроэнергии.

В выполненных проектах по утилизации ПНГ в Пермском крае решены следующие задачи:

• повышение процента эффективной утилизации ПНГ;
• обеспечение собственной электроэнергией технологических объектов на месторождениях;
• улучшение экологичной обстановки.

Устройство УПТГ

Установка подготовки топливного газа представляет собой набор оборудования, обвязанного технологическими трубопроводами, оснащенными запорной, регулирующей, отсечной, предохранительной арматурой, контрольно- измерительными приборами, расположенными внутри комплектного блок-модуля или контейнера

В состав блок-модуля (контейнера) УПТГ входит:

• узел входного и выходных трубопроводов (далее узел переключения);
• узел очистки газа;
• узел замерный, узел учета расхода газа;
• узел подогрева газа;
• узлы редуцирования топливного и пускового газа, и ТГ на собственные нужды;
• узел подготовки импульсного газа (УПИГ);
• узел предохранительных клапанов;
• узлы (не более 2) подготовки газа на собственные нужды КС;
• узел осушки;
• система автоматического управления;
• система электроснабжения;
• система отопления;
• система пожаротушения;
• система вентиляции.

Предварительный состав оборудования установки подготовки газа:

• блок подготовки газа;
• блок пропановой холодильной установки на базе винтового компрессора;
• узел колонны деэтанизации;
• емкости СУГ одностенные 150 м3 (применимы в качестве емкостей СПБТ);
• система автоматического налива с СУГ с учетом выхода продукции;
• установка дозирования реагента;
• обвязка блока технологическими трубопроводами;
• автоматизация комплекса;
• компрессорная станция на базе поршневых компрессоров;
• блок колонны дебутанизации.

Общий вид установки по подготовке топливного газа с получением СПБТ

Способы утилизации и переработки попутных газов

Известно, что ПНГ обладает высокой теплотворной способностью, уровень которой находится в диапазоне 9-15 тысяч Ккал/м3. Таким образом, он может эффективно использоваться в энергетике, а большой процент тяжелых углеводородов делает газ ценным сырьем в химической промышленности. В частности, из ПНГ можно изготавливать пластмассы, каучук, высокооктановые топливные присадки, ароматические углеводороды и так далее. Однако успешному использованию в экономике попутного нефтяного газа мешают два фактора. Во-первых, это нестабильность его состава и наличие большого количества примесей, а во-вторых, необходимость существенных затрат на его «осушку». Дело в том, что нефтяные газы обладают уровнем влагосодержания, равным 100%.

Сжигание ПНГ

Из-за сложностей переработки долгое время основным способом утилизации нефтяного газа являлось его банальное сжигание на месте добычи. Этот варварский метод приводит не только к безвозвратной потере ценного углеводородного сырья и к растрачиванию впустую энергии горючих компонентов, но и к серьезным последствиям для окружающей среды. Это и тепловое загрязнение, и выброс огромного количества пыли и сажи, и заражение атмосферы токсичными веществами. Если в других странах существуют огромные штрафы за такой способ утилизации нефтяного газа, делая его экономически невыгодным, то в России дела обстоят намного хуже. В отдаленных месторождениях при себестоимости добычи ПНГ 200-250 руб./тыс. м3 и стоимости транспортировки до 400 руб./тыс. м3 продать его можно максимум за 500 руб., что делает нерентабельным любой способ переработки.

Закачка ПНГ в пласт

Поскольку попутный газ добывается в непосредственной близости от месторождения нефти, его можно использовать в качестве инструмента для повышения уровня отдачи пласта. Для этого осуществляется закачка ПНГ и различных рабочих жидкостей в пласт. По результатам практических измерений оказалось, что дополнительная добыча с каждого участка составляет 5-10 тысяч тонн в год. Такой способ утилизации газа все же предпочтительнее по сравнению со сжиганием. Кроме того, имеются современные разработки по увеличению его эффективности.

Фракционная переработка попутного нефтяного газа (ПНГ)

Внедрение данной технологии позволяет достигать повышения рентабельности и эффективности производства. Товарными продуктами, получаемыми в результате переработки углеводородного сырья, являются: газовый бензин, стабильный конденсат, пропан-бутановая фракция, ароматические углеводороды и многое другое. В целях оптимизации затрат перерабатывающие заводы в основном строятся на крупных газовых и нефтяных месторождениях, а на малых месторождениях благодаря достижениям научно-технического прогресса используется блочное компактное оборудование по переработке сырья.

Анализ ПНГ

Рентабельна ли фракционная утилизация попутного нефтяного газа, можно выяснить после того, как будет проведен тщательный анализ на предприятии. Современное оборудование и инновационные технологии открывают для данного метода новые просторы и безграничные возможности. Переработка ПНГ позволяет получить «сухой» газ, который по своему составу близок к природному и может быть использован на промышленных или коммунально-бытовых предприятиях.

Проведенные исследования подтвердили, что прекращение сжигания попутного нефтяного газа приведет к тому, что с помощью современного оборудования для переработки можно будет получить дополнительного около 20 млн. кубометров сухого газа в год.

Использование ПНГ при эксплуатации малых энергетических объектов

Еще одним очевидным способом утилизации такого газа является использование его в качестве топлива для электростанций. Эффективность ПНГ в таком случае может достигать 80% и выше. Разумеется, для этого энергоблоки должны быть расположены максимально близко к месторождению. Сегодня на рынке представлено огромное количество турбинных и поршневых установок, способных работать на ПНГ. Дополнительным бонусом является возможность использовать выхлопной газ для организации системы теплоснабжения объектов месторождения. Кроме того, его можно закачивать в пласт для повышений нефтеотдачи. Следует отметить, что данный метод утилизации ПНГ уже сегодня широко применяется в России. В частности, нефтегазовые компании строят газотурбинные электростанции на своих отдаленных месторождениях, что позволяет вырабатывать более миллиарда киловатт-часов электроэнергии в год.

Технология «Gas-to-liquids» (химическая переработка ПНГ в топливо)

Во всем мире данная технология развивается стремительными темпами. К сожалению, ее внедрение в России существенно осложняется. Дело в том, что подобный метод рентабелен только в жарких либо умеренных широтах, а у нас добыча газа и нефти осуществляется в основном в северных регионах, в частности, в Якутии. Для адаптации технологии под наши климатические особенности требуется серьезная исследовательская работа.

Обработка попутного нефтяного газа

Концентрация продуктов нефтепереработки негативно влияет на экологию и здоровье населения. В связи с этим возникла необходимость в переработке ПНГ и практическом применении.

Существуют несколько способов утилизации и переработки:

1. Фракционный метод – основан на разделении газа на компоненты.
2. Закачка в пласт нефти, для повышения давления и увеличения объемов добычи.
3. Мембранная очистка с дальнейшим сжижением и использованием для получения топлива и нефтехимического сырья.
4. Переработка в сжиженный газ.

Переработка каменного угля

Переработка данного вида ресурса называется коксованием, которое осуществляется путем накаливания угля до 900-1100°С без доступа воздуха. 

В результате получаются следующие продукты:

• кокс с высоким содержанием углерода;
• коксовый газ;
• каменноугольная смола.

Более 90% всей энергии, потребляемой человечеством в настоящее время, добывается из ископаемых природных органических соединений. ПО своим свойствам газ превосходит нефть.

Смотри также:

• Понятие о металлургии: общие способы получения металлов
• Общие научные принципы химического производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты, метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия
• Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки
• Применение изученных неорганических и органических веществ

Поделитесь в социальных сетях: 7 октября 2020, 18:2915.00% 22

Вред экологии

Даже самые продвинутые технологии не сделали переработку нефтяного газа эффективной и рентабельной. О переработке ПНГ заговорили, когда начали проявлять себя негативные факторы сжигания газа:

• усиление парникового эффекта;
• потеря промышленностью ценного сырья;
• загрязнение атмосферы токсинами;
• заболевания местного населения, в том числе и связанные с экологией.

Токсины и углекислый газ вредят и окружающей среде, и местному населению, увеличивая риск развития серьёзных заболеваний, в том числе онкологических.

На сжигание попутного газа государством установлен налог. Но он не столь велик, чтобы стимулировать руководителей предприятий включать в план затрат внедрение технологий по переработке ПНГ.

Важно: В России люди, стоящие во главе предприятий, больше думают об экономических выгодах, нежели об экологии.

Налаживание поставок ПНГ потребителям и продолжение работы над усовершенствованием методов переработки нефтяного газа станет базой новой отрасли, способной улучшить экологическую и экономическую ситуацию в Российской Федерации.

Получение

ПНГ является побочным продуктом нефтяной добычи. При вскрытии очередного пласта первым делом начинается фонтанирование расположенного в «шапке» попутного газа. Он обычно является более «легким» по сравнению с растворенным непосредственно в нефти. Таким образом, на первых порах процент метана, содержащегося в ПНГ, довольно высок. Со временем при дальнейшем освоении месторождения его доля сокращается, зато увеличивается процент содержания тяжелых углеводородов.

Предлагаемые методы утилизации ПНГ

Существует несколько способов эффективного использования ПНГ:

• переработка ПНГ на месте добычи с использованием метода криогенного разделения на фракции (строительство модульных комплексов для выработки электрической и тепловой энергии и получения сжиженных углеводородных газов);
• использование ПНГ в системах двухтопливного режима работы дизель-генераторных установок (модернизация дизель-электрических станций);
• транспорт продукции скважин мультифазными установками на центральные пункты подготовки и перекачки нефти или крупные ГПЗ;
• перевод существующих котельных, печей и путевых подогревателей на месторождениях и объектах предприятий на ПНГ и использование в качестве топливного газа (передача сторонним организациям).

Необходима разработка нормативных документов, регламентирующих проведение технико-экономических расчетов по выбору вариантов использования ПНГ.

Происхождение и состав сырья

Природный газ представляет собой углеводородное соединение с примесью различных компонентов. Состав углеводородов отличается в зависимости от места добычи. Химические элементы, которые есть в полезном ископаемом:

Читайте также:  Таяние ледников — актуальная экологическая проблема

• водород;
• сероводород;
• соединения углерода;
• гелий;
• азот;
• этан;
• метан;
• пропан;
• бутан;
• примеси.

На глубине 10 тыс. м находятся залежи сланцевого газа. В процессе добычи на поверхность извлекается сырьё, образованное разнообразными соединениями, поэтому универсальной формулы, обозначающей состав природного газа, не существует.

Добываемый газ не имеет запаха и цвета, поэтому определить его наличие в породе возможно только с помощью высокочувствительного оборудования. В болотистых местах, где выделяется газообразное вещество, можно ощутить характерный запах, но это пахнет гниющая органика.

Возникновение природного ископаемого обусловлено появлением углеводородных соединений. Много веков назад микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности образовывали органику, и впоследствии она накапливалась в местах, куда не поступал кислород. Под высоким давлением органические остатки разлагались, а затем их компоненты вступали в реакцию с молекулами водорода. Так возникли первые углеводороды.

В течение многих веков происходили тектонические дислокации, менялись температурные показатели, поднимался и опускался уровень давления. В результате всех этих изменений из углеводородов формировались газовые и нефтяные месторождения.

Месторождения газообразного сырья различаются по структуре и расположению. Так, ископаемое может образовывать самостоятельные залежи или находиться в верхней части нефтяного месторождения. По состоянию этот вид сырья бывает кристаллическим (при низких температурах), газообразным и жидким. В последнем случае газ растворён в воде или нефти.

Рекомендуем: Особенности переработки автомобильных шин

Компрессорная станция

Компрессорная станция, состоящая из 2-х поршневых машин AJAX DPC-2804, предназначена для компримирования попутного нефтяного газа до давления 60 бар изб. Компрессоры типа AJAX DPC-2804 с четырьмя поршневым блоками цилиндров и интегрированным двигателем компрессорного блока. Данный вид агрегата оснащён двухтактным двигателем. Компрессоры данного типа известны своим «вечным» сроком службы, легкостью в эксплуатации и низкими технологическими затратами. Они крайне неприхотливы в обслуживании и могут работать практически на любом составе газа. В данном проекте компрессоры установлены под навесом, что защищает агрегат от атмосферных осадков, а также прямых солнечных лучей, что позволяет избежать дополнительных рисков при эксплуатации. Также такое техническое решение значительно облегчает работу операторов, что в итоге ведет к меньшим капитальным затратам и как следствие к меньшим срокам окупаемости.

Комбинированные методы использования ПНГ

Комплексы использования попутного нефтяного газа типа «ИПГ». Применение комплексов использования ПНГ типа «ИПГ» на месторождениях и других объектах нефтяной отрасли. Суть технологии заключается в термической переработке ПНГ с рекуперацией вырабатываемой тепловой энергии, используемой для подогрева нефти (перед подачей в нефтепровод) и пластовой воды (перед закачкой в скважину) или для других нужд нагрева любых сред.

При этом в рамках процесса дополнительно происходит:

• термическое уничтожение сточных вод;
• использование свободной тепловой энергии на иные нужды объекта.

Производительность комплексов (модельный ряд):

• по ПНГ – 800…10 000 м3/ч;
• по стокам – 0,5…6,0 м3/ч.

Комплексы термического обезвреживания отходов типа «КТО». Использование комплексов термического обезвреживания отходов типа «КТО». Назначение комплексов КТО – это экологически чистое уничтожение отходов производства и потребления методом высокотемпературного сжигания с последующей очисткой дымовых газов.

Виды отходов к обезвреживанию (в зависимости от исполнения):

• нефтешламы и отработанные масла, нефтепленка и т.д.;
• твердые бытовые и строительные отходы;
• нефтезагрязненные грунты, буровые растворы;
• отходы после очистки сточных вод;
• хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды;
• любые иные отходы III–V классов опасности в твердой, жидкой, шламообразной и газообразной форме.

Использование комплексов «ИПГ» и «КТО» имеет ряд преимуществ:

Соответствие технологии экологическим требованиям, наличие всей необходимой разрешительной документации и широкий опыт применения	Гарантия  прохождения экспертизы и отсутствия проблем с надзорными органами при эксплуатации объекта
Возможность  уничтожения широкого перечня отходов (в том числе в рамках одной единицы  оборудования)	Решение проблем с отходами на объекте, сокращения изымаемой  площади, капитальных и эксплуатационных расходов
Максимальное  сокращение объема отходов	Оптимизация процесса и сокращение затрат на обращение с отходами
Возможность использования широкого перечня видов топлива (дизельное топливо, природный газ, ПНГ, печное топливо и т.д.)	Универсальность  при размещении, сокращение расходов
Возможность  применения  в условиях Крайнего Севера	Универсальность  (часто безальтернативность) применения
Возможность рекуперации тепловой и электрической энергии	Сокращение расходов при эксплуатации объекта

При этом возможна одновременная подача отходов различной формы.

Новые технологии подготовки ПНГ

Все методы утилизации нефтяного газа требуют предварительной подготовки. Для одних методов подготовка газа является обязательной, без нее процесс утилизации технически не может быть реализован. Для других методов использование неподготовленного газа допустимо, но снижает их эффективность.

Подготовка газа с помощью мембранной технологии позволяет понизить температуру точки росы по воде и углеводородам, увеличить метановое число, уменьшить содержание сероводорода и меркаптанов. Мембранные установки размещаются в стандартных контейнерах в виде модулей.

Важность переработки природного газа

После добычи, начинается процесс первичной очистки, в ходе которого сырье очищается от примесей серы и проходит осушение на комплексах первичной подготовки газа к дальнейшей транспортировке. При первичной сепаратной очистке, сера, выделенная из природного газа, преобразуется в сероводород, подвергается дальнейшей переработке с целью последующего использования в химической промышленности.

Читайте также:  Анализ промышленных аварий с выбросами токсичных веществ

Что можно сделать из природного газа

Дальнейшая, более плотная очистка происходит на химических и газоперерабатывающих комбинатах.

Главное внимание при очистке природного газа уделяется экологическому компоненту и минимизации энергетических затрат на выработку сырья.

Технология переработки газа предполагает первичную очистку на территории месторождения, поскольку транспортировка неочищенного сырья приводит к быстрому коррозийному износу газовых магистралей.

Дальнейшая транспортировка осуществляется с помощью газогонов (90%), танкерная перевозка сжиженного газа (10%).