Днес нефтът и газът имат най-голяма стойност сред всички минерали. Именно те, въпреки развитието на новите технологии в областта на енергетиката, продължават да се добиват по света и да се използват за производството на продукти, необходими за човешкия живот. Наред с тях обаче съществува и т. нар. съпътстващ петролен газ, който отдавна не намира приложение. Но през последните няколко години отношението към този вид минерали се промени радикално. Той започва да се цени и използва заедно с природния газ.

Свързаният нефтен газ (APG) е смес от различни газообразни въглеводороди, които са разтворени в нефт и се отделят по време на производството и обработката на нефт. В допълнение, APG е и името, дадено на онези газове, които се отделят по време на термична обработка на петрол, например крекинг или хидротретиране. Такива газове се състоят от наситени и ненаситени въглеводороди, които включват метан и етилен.

Струва си да се отбележи, че свързаният нефтен газ се съдържа в петрола в различни количества. Един тон петрол може да съдържа или един кубичен метър ПНГ или няколко хиляди. Тъй като свързаният нефтен газ се отделя само по време на отделянето на нефта и не може да бъде произведен по друг начин, освен заедно (като страничен продукт) с нефта, тогава той съответно е страничен продукт от производството на нефт.

Основните компоненти на APG са метан и по-тежки въглеводороди, като етан, бутан, пропан и др. Заслужава да се отбележи, че различните петролни находища ще съдържат, първо, различни обеми свързан петролен газ и, второ, ще имат различен състав. Така в някои региони в състава на такъв газ могат да бъдат открити невъглеводородни компоненти (съединения на азот, сяра, кислород). Освен това газът, който излиза от земята под формата на фонтани след отваряне на нефтени пластове, съдържа намалено количество тежки въглеводородни газове. Това се дължи на факта, че частта от газа, която изглежда „по-тежка“, остава в самото масло. В тази връзка, в самото начало на разработването на нефтени находища, APG, който съдържа голямо количество метан, се произвежда заедно с петрола. Въпреки това, с по-нататъшното развитие на находището, този показател намалява и тежките въглеводороди стават основни компоненти на газа.

Оползотворяване на свързания нефтен газ

Доскоро този газ не се използваше по никакъв начин. Непосредствено след производството му, съпътстващият нефтен газ е изгарян във факел. Това се дължи главно на факта, че липсва необходимата инфраструктура за неговото събиране, транспортиране и преработка, в резултат на което по-голямата част от ПНГ просто се губи. Затова по-голямата част е изгорена на факли. Изгарянето на свързан петролен газ обаче имаше редица негативни последици, свързани с изпускането в атмосферата на огромно количество замърсители, като частици сажди, въглероден диоксид, серен диоксид и много други. Колкото по-висока е концентрацията на тези вещества в атмосферата, толкова по-малко здрави са хората, тъй като те могат да причинят заболявания на репродуктивната система на човешкото тяло, наследствени патологии, рак и др.

Така доскоро се обръщаше голямо внимание на оползотворяването и преработката на свързания нефтен газ. По този начин има няколко метода, които са били използвани за използване на APG:

  1. Преработка на свързан нефтен газ за енергийни цели. Този метод позволява използването на газ като гориво за промишлени цели. Този метод на обработка в крайна сметка произвежда екологично чист газ с подобрени свойства. В допълнение, този метод на обезвреждане е много полезен за производството, тъй като позволява на предприятието да спести собствените си средства. Тази технология има много предимства, едно от които е екологичността. Всъщност, за разлика от обикновеното изгаряне на APG, в този случай няма изгаряне и следователно емисиите на вредни вещества в атмосферата са минимални. Освен това има възможност за дистанционно управление на процеса на използване на газа.
  2. Приложение на ПНГ в нефтохимическата промишленост. Обработката на такъв газ се извършва с появата на сух газ, бензин. Получените продукти се използват за задоволяване на битови производствени нужди. Например такива смеси са неразделни участници в производствените процеси на много изкуствени нефтохимически продукти, като пластмаси, високооктанов бензин и много полимери;
  3. Подобрено добив на нефт чрез инжектиране на APG в резервоара. Този метод кара APG да се комбинира с вода, нефт и други скали, което води до реакция, която взаимодейства с обмен и взаимно разтваряне. При този процес водата се насища с химични елементи, което от своя страна води до по-интензивен процес на производство на нефт. Но въпреки факта, че този метод, от една страна, е полезен, тъй като увеличава възстановяването на маслото, от друга страна, той причинява непоправими щети на оборудването. Това се дължи на отлагането на соли върху оборудването по време на използването на този метод. Следователно, ако такъв метод има смисъл да се прилага, тогава заедно с него се извършват много дейности, насочени към запазване на живите организми;
  4. Използване на "galzift". С други думи, газът се изпомпва в кладенеца. Този метод се отличава със своята рентабилност, тъй като в този случай трябва само да похарчите пари за закупуване на подходящо оборудване. Методът е препоръчително да се използва за плитки кладенци, в които се наблюдават големи спадове на налягането. В допълнение, "газов асансьор" често се използва при инсталиране на въжени системи.

Въпреки разнообразието от методи за преработка на свързания нефтен газ, най-често срещаният е разделянето на газа на неговите компоненти. Благодарение на този метод става възможно да се получи сух пречистен газ, който не е по-лош от познатия на всички природен газ, както и широка фракция леки въглеводороди. В тази форма сместа е подходяща за използване като суровина за нефтохимическата промишленост.

Използване на свързан нефтен газ

Днес свързаният нефтен газ е не по-малко ценен минерален ресурс от нефта и природния газ. Извлича се като страничен продукт от петрола и се използва като гориво, както и за производството на различни вещества в химическата промишленост. Нефтените газове също са отличен източник за производството на пропилей, бутилени, бутадиен и други продукти, участващи в производството на материали като пластмаси и каучук. Заслужава да се отбележи, че в процеса на многобройни изследвания на свързания нефтен газ беше разкрито, че той е много ценна суровина, тъй като има определени свойства. Едно от тези свойства е високата му калоричност, тъй като при изгарянето му се отделят около 9-15 хиляди kcal/куб.

В допълнение, както беше споменато по-рано, свързаният газ, поради съдържанието на метан и етан, е отличен изходен материал за производството на различни вещества, използвани в химическата промишленост, както и за производството на горивни добавки, ароматни въглеводороди и втечнени въглеводороди газове.

Този ресурс се използва в зависимост от размера на депозита. Например, газът, който се добива от малки находища, би било подходящо да се използва за осигуряване на електроенергия на местните потребители. Най-рационално е добитият ресурс от средни залежи да се продава на предприятия от химическата промишленост. Уместно е използването на газ от големи находища за производство на електроенергия в големи електроцентрали за по-нататъшна продажба.

Затова си струва да се отбележи, че свързаният природен газ в момента се счита за много ценен минерален ресурс. Благодарение на развитието на технологиите и изобретяването на нови начини за почистване на атмосферата от промишлени замърсявания, хората се научиха да извличат и използват рационално APG с минимална вреда за околната среда. В същото време днес APG практически не се рециклира, а се използва рационално.

Свързаният петролен газ е различен. Свързан петролен газ

Свързаният петролен газ (APG), както подсказва името, е страничен продукт от производството на нефт. Нефтът лежи в земята заедно с газа и е технически почти невъзможно да се осигури производството на изключително течна фаза от въглеводородни суровини, оставяйки газ във формацията.

На този етап газът се възприема като съпътстваща суровина, тъй като световните цени на петрола определят по-голямата стойност на течната фаза. За разлика от газовите находища, където всички производствени и технически характеристики на производството са насочени към извличане изключително на газовата фаза (с лека добавка на газов кондензат), нефтените находища не са оборудвани по такъв начин, че да извършват ефективно процеса на производство и използване свързан газ.

По-нататък в тази глава ще бъдат разгледани по-подробно техническите и икономическите аспекти на производството на ПНГ и въз основа на получените заключения ще бъдат избрани параметрите, за които ще бъде изграден иконометричен модел.

Обща характеристика на свързания нефтен газ

Описанието на техническите аспекти на производството на въглеводороди започва с описание на условията на тяхното възникване.

Самият нефт се образува от органичните останки на мъртви организми, утаяващи се по дъното на морето и реките. С течение на времето водата и тинята предпазват веществото от разлагане и с натрупването на нови слоеве натискът върху долните слоеве се увеличава, което заедно с температурата и химичните условия причинява образуването на нефт и природен газ.

Нефтът и газта се срещат заедно. При условия на високо налягане тези вещества се натрупват в порите на така наречените родителски скали и постепенно, преминавайки през процес на непрекъсната трансформация, се издигат на върха под действието на микрокапилярни сили. Но докато върви нагоре, може да се образува капан - когато по-плътен слой покрие слоя, през който мигрира въглеводородът, и по този начин се получава натрупване. В момента, когато се натрупа достатъчно количество въглеводороди, започва процесът на изместване на първоначално солена вода, по-тежка от нефта. След това самото масло се отделя от по-лекия газ, но част от разтворения газ остава в течната фракция. Това са отделените вода и газ, които служат като инструменти за изтласкване на нефт навън, образувайки водни или газови режими на налягане.

Въз основа на условията, дълбочината и контура на местоположението, разработчикът избира броя на кладенците, за да увеличи максимално производството.

Основният съвременен тип сондиране, който се използва, е ротационното сондиране. В този случай сондирането е придружено от непрекъснато издигане на сондажни изрезки - фрагменти от формация, разделени от свредло - навън. В този случай, за да се подобрят условията на сондиране, се използва сондажна течност, която често се състои от смес от химически реагенти. [Сива гора, 2001]

Съставът на свързания нефтен газ ще варира от находище до находище - в зависимост от цялата геоложка история на формирането на тези находища (изходна скала, физични и химични условия и т.н.). Средно съдържанието на метан в такъв газ е 70% (за сравнение, природният газ съдържа до 99% от обема си в метан). Голям брой примеси създават, от една страна, трудности при транспортирането на газ през газопреносната система (GTS), от друга страна, наличието на такива изключително важни компоненти като етан, пропан, бутан, изобутан и др. газ изключително желана суровина за нефтохимическото производство. Нефтените полета на Западен Сибир се характеризират със следните показатели за съдържание на въглеводороди в свързания газ [Popular Petrochemistry, 2011]:

  • Метан 60-70%
  • Етан 5-13%
  • · Пропан 10-17%
  • · Бутан 8-9%

TU 0271-016-00148300-2005 „Свързан нефтен газ, подлежащ на доставка на потребителите“ определя следните категории APG (според съдържанието на компоненти C 3 ++, g / m 3):

  • · “Skinny” - по-малко от 100
  • · “Среден” - 101-200
  • · „Мазнини“ - 201-350
  • · Екстра мазнини - повече от 351

Следващата фигура [Филипов, 2011] показва основните дейности, извършвани със свързан нефтен газ и ефектите, постигнати от тези дейности.

Фигура 1 - Основни дейности, извършвани с ПНГ и ефектите от тях, източник: http://www.avfinfo.ru/page/inzhiniring-002

По време на добива на нефт и по-нататъшното поетапно разделяне отделяният газ има различен състав - първо се освобождава газът с високо съдържание на метанова фракция, а на следващите етапи на разделяне се отделя газ с все по-високо съдържание на въглеводороди. от по-висок порядък. Факторите, влияещи върху отделянето на свързан газ, са температура и налягане.

Използва се газов хроматограф за определяне на съдържанието на свързания газ. При определяне на състава на свързания газ също е важно да се обърне внимание на наличието на невъглеводородни компоненти - например наличието на сероводород в APG може да повлияе отрицателно върху възможността за транспортиране на газ, тъй като в него могат да възникнат корозионни процеси тръбопровод.


Фигура 2 - Схема за подготовка на петрола и отчитане на ПНГ, източник: Енергиен център Сколково

Фигура 2 схематично изобразява процеса на поетапно рафиниране на нефт с освобождаване на свързан газ. Както може да се види от фигурата, свързаният газ е предимно страничен продукт от първичното разделяне на въглеводороди, произведени от нефтен кладенец. Проблемът с измерването на свързания газ се състои в необходимостта от инсталиране на автоматични измервателни устройства на няколко етапа на разделяне и последващи доставки за обезвреждане (газопреработвателни инсталации, котелни и др.).

Основните инсталации, използвани в производствените обекти [Филипов, 2009]:

  • Нагнетателни помпени станции (BPS)
  • Устройства за разделяне на масло (OSN)
  • · Устройства за обработка на масло (OPN)
  • · Централни точки за обработка на масло (CPPN)

Броят на етапите зависи от физичните и химичните свойства на свързания газ, по-специално от фактори като газово съдържание и газово съотношение. Често газът от първия етап на разделяне се използва в пещи за генериране на топлина и предварително загряване на цялата маса масло, за да се увеличи добивът на газ в следващите етапи на разделяне. За задвижване на механизмите се използва електричество, което също се генерира на полето, или се използват главни електрически мрежи. Основно се използват газобутални електроцентрали (ГППП), газови турбини (ГТС) и дизел генератор (ДГС). Газовите съоръжения работят на газ за първостепенна сепарация, а дизеловата станция работи на вносно течно гориво. Конкретният вид производство на електроенергия се избира въз основа на нуждите и характеристиките на всеки отделен проект. Газотурбинна електроцентрала в някои случаи може да генерира излишък от електроенергия за захранване на съседни съоръжения за производство на петрол, а в някои случаи остатъкът може да бъде продаден на пазара на електроенергия на едро. При комбинирано производство на енергия инсталациите едновременно произвеждат топлина и електричество.

Разширителните линии са задължителен атрибут на всяко поле. Дори и да не се използват, те са необходими за изгаряне на излишния газ при спешни случаи.

От гледна точка на икономиката на добива на нефт, инвестиционните процеси в областта на оползотворяването на свързания газ са доста инерционни и са ориентирани преди всичко не към пазарните условия в краткосрочен план, а към съвкупността от всички икономически и институционални фактори през целия период. сравнително дългосрочен хоризонт.

Икономическите аспекти на производството на въглеводороди имат свои специфични характеристики. Особеностите на производството на масло са:

  • Дългосрочен характер на ключови инвестиционни решения
  • · Значително забавяне на инвестициите
  • · Голяма първоначална инвестиция
  • Невъзвратимост на първоначалната инвестиция
  • Естествено намаляване на производството във времето

За да се оцени ефективността на всеки проект, общ модел за оценка на стойността на бизнеса е оценката на NPV.

NPV (Net Present Value) - оценката се основава на факта, че всички бъдещи очаквани приходи на компанията ще бъдат сумирани и намалени до настоящата стойност на тези приходи. Една и съща сума пари днес и утре се различава по дисконтовия процент (i). Това се дължи на факта, че във времевия период t=0 парите, с които разполагаме, имат определена стойност. Докато в периода t=1 инфлацията ще се разпространи върху тези средства, ще има всякакви рискове и негативни въздействия. Всичко това прави бъдещите пари "по-евтини" от настоящите пари.

Средният живот на проект за производство на петрол може да бъде около 30 години, последван от дълго спиране на производството, понякога продължаващо с десетилетия, което е свързано с нивото на цените на петрола и изплащането на оперативните разходи. Освен това производството на петрол достига своя връх през първите пет години от производството, а след това, поради естествения спад на производството, постепенно избледнява.

В първите години компанията прави големи първоначални инвестиции. Но самото производство започва само няколко години след началото на капиталовите инвестиции. Всяка компания се стреми да минимизира забавянето на инвестициите, за да постигне възвръщаемост на проекта възможно най-скоро.

Типична графика на рентабилността на проекта е показана на фигура 3:


Фигура 3 - Диаграма на NPV за типичен проект за производство на нефт

Тази фигура показва NPV на проекта. Максималната отрицателна стойност е индикаторът MCO (maximum cash outlay), който отразява колко инвестиции изисква проектът. Пресечната точка на графиката на линията на натрупаните парични потоци с времевата ос в години е времето за изплащане на проекта. Скоростта на натрупване на NPV намалява, както поради намаляващия процент на производство, така и поради времевия дисконтов процент.

В допълнение към капиталовите инвестиции, производството изисква оперативни разходи всяка година. Увеличаването на оперативните разходи, което може да включва годишни технически разходи, свързани с рисковете за околната среда, намалява NPV на проекта и увеличава периода на изплащане на проекта.

По този начин допълнителните разходи за отчитане, събиране и оползотворяване на свързания нефтен газ могат да бъдат оправдани от гледна точка на проекта само ако тези разходи увеличават NPV на проекта. В противен случай ще има намаляване на привлекателността на проекта и в резултат на това или намаляване на броя на изпълняваните проекти, или обемите на добива на нефт и газ в рамките на един проект ще бъдат коригирани.

Условно всички проекти за използване на свързания газ могат да бъдат разделени на три групи:

  • 1. Самият проект за рециклиране е печеливш (като се вземат предвид всички икономически и институционални фактори) и компаниите няма да се нуждаят от допълнителни стимули за изпълнение.
  • 2. Проектът за оползотворяване има отрицателна NPV, докато кумулативната NPV от целия проект за добив на нефт е положителна. Именно върху тази група могат да се съсредоточат всички насърчителни мерки. Общият принцип ще бъде да се създадат условия (чрез стимули и санкции), които правят изгодно за една компания да предприеме проекти за рециклиране, вместо да плаща санкции. Освен това общите разходи по проекта не трябва да надвишават общата NPV.
  • 3. Проектите за рециклиране имат отрицателна NPV и ако бъдат реализирани, цялостният проект за добив на нефт за дадено находище също става нерентабилен. В този случай насърчителните мерки или няма да доведат до намаляване на емисиите (компанията ще плати глоби до тяхната кумулативна стойност, равна на NPV на проекта), или находището ще бъде консервирано и лицензът ще бъде отдаден.

Според Енергийния център Сколково инвестиционният цикъл при реализацията на проекти за оползотворяване на ПНГ е повече от 3 години.

Инвестициите, според Министерството на природните ресурси, трябва да възлизат на около 300 милиарда рубли до 2014 г., за да се постигне целевото ниво. Въз основа на логиката на администриране на проекти от втория тип размерите на плащанията за замърсяване трябва да бъдат такива, че потенциалната цена на всички плащания да бъде над 300 милиарда рубли, а алтернативните разходи да бъдат равни на общата инвестиция.

Дълго време свързаният с него нефтен газ нямаше стойност. Смята се за вреден примес по време на производството на нефт и се изгаря директно, когато газът излиза от нефтен кладенец. Но времето минаваше. Появиха се нови технологии, които ни позволиха да погледнем по различен начин на APG и неговите свойства.

Съединение

Свързаният нефтен газ се намира в „шапката“ на нефтено образувание - пространството между почвата и находищата на изкопаеми нефт. Освен това част от него е в разтворено състояние в самото масло. По същество APG е същият природен газ, чийто състав съдържа голям брой примеси.

Свързаният нефтен газ се отличава с голямо разнообразие от различни видове въглеводороди. Това са основно етан, пропан, метан, бутан. Съдържа и по-тежки въглеводороди: пентан и хексан. В допълнение, петролният газ включва определено количество незапалими компоненти: хелий, сероводород, въглероден диоксид, азот и аргон.

Струва си да се отбележи, че съставът на свързания нефтен газ е изключително нестабилен. Едно и също находище на ПНГ може значително да промени процента на определени елементи в продължение на няколко години. Това важи особено за метана и етана. Но въпреки това нефтеният газ е силно енергоемък. Един кубичен метър APG, в зависимост от вида на въглеводородите, които влизат в състава му, е в състояние да освободи от 9000 до 15 000 kcal енергия, което го прави перспективен за използване в различни икономически ножици.

Лидерите в производството на свързан петролен газ са Иран, Ирак, Саудитска Арабия, Руската федерация и други страни, в които са съсредоточени основните петролни запаси. Русия генерира около 50 милиарда кубически метра свързан петролен газ годишно. Половината от този обем отива за нуждите на производствените площи, 25% за допълнителна обработка, а останалото се изгаря.

Почистване

Свързаният нефтен газ не се използва в оригиналната си форма. Използването му става възможно само след предварително почистване. За да направите това, слоеве въглеводороди с различна плътност се разделят един от друг в специално проектирано за тази цел оборудване - многостепенен сепаратор под налягане.

Всеки знае, че водата в планината кипи при по-ниска температура. В зависимост от надморската височина точката му на кипене може да падне до 95 ºС. Това се дължи на разликата в атмосферното налягане. Този принцип се използва при работа на многостъпални сепаратори.

Първоначално сепараторът осигурява налягане от 30 атмосфери и след определен период от време постепенно намалява стойността си на стъпки от 2-4 атмосфери. Това осигурява равномерно отделяне на въглеводороди с различни точки на кипене един от друг. След това получените компоненти се изпращат директно към следващия етап на пречистване в заводите за рафиниране на нефт.

Приложение на свързания нефтен газ

Сега той е активно търсен в някои области на производство. На първо място, това е химическата промишленост. За нея APG служи като материал за производство на пластмаси и каучук.

Енергийната индустрия също е част от страничния продукт от производството на петрол. ПНГ е суровината, от която се произвеждат следните видове гориво:

  • Сух отстранен газ.
  • Широка фракция леки въглеводороди.
  • Газово моторно гориво.
  • Втечнен петролен газ.
  • Стабилен газ бензин.
  • Отделни фракции на базата на въглерод и водород: етан, пропан, бутан и други газове.

Обемът на използване на свързан нефтен газ би бил още по-голям, ако не бяха редица трудности, които възникват по време на транспортирането му:

  • Необходимостта от отстраняване на механични примеси от газовия състав. Когато APG изтича от кладенец, в газа влизат малки частици почва, което значително намалява транспортните му свойства.
  • Свързаният нефтен газ трябва да бъде подложен на процедура за обработка на нефт. Без това втечнената фракция ще се утаи в газопровода по време на транспортирането му.
  • Съставът на свързания нефтен газ трябва да бъде пречистен от сяра. Повишеното съдържание на сяра е една от основните причини за образуването на корозионни петна в тръбопровода.
  • Отстраняване на азот и въглероден диоксид за увеличаване на топлинната стойност на газа.

Поради горепосочените причини, попътният нефтен газ не се използва дълго време, а се изгаря непосредствено в близост до кладенеца, където се намира петролът. Беше особено хубаво да се наблюдава това, докато летеше над Сибир, където постоянно се виждаха факли с черни облаци дим, излъчващи се от тях. Това продължи, докато не се намесиха еколози, осъзнавайки цялата непоправима вреда, която се нанася на природата по този начин.

Последици от изгаряне

Изгарянето на газ е придружено от активно топлинно въздействие върху околната среда. В радиус от 50-100 метра от непосредственото място на пожара се наблюдава осезаемо намаляване на растителността, а на разстояние до 10 метра се наблюдава пълно отсъствие на растителност. Това се дължи главно на изгарянето на почвените хранителни вещества, от които толкова много зависят различните видове дървета и билки.

Горяща факла служи като източник на въглероден окис, същият, който е отговорен за разрушаването на озоновия слой на Земята. Освен това газът съдържа серен диоксид и азотен оксид. Тези елементи принадлежат към групата на токсичните вещества за живите организми.

По този начин хората, живеещи в райони с активно производство на нефт, имат повишен риск от развитие на различни видове патологии: онкология, безплодие, отслабен имунитет и др.

Поради тази причина в края на 2000-те години възникна въпросът за използването на ПНГ, който ще разгледаме по-долу.

Методи за оползотворяване на свързания нефтен газ

В момента има много възможности за изхвърляне на нефтени отпадъци, без да се навреди на околната среда. Най-често срещаните са:

  • Изпраща се директно в петролната рафинерия. Това е най-оптималното решение както от финансова, така и от екологична гледна точка. Но при условие, че вече има изградена газопроводна инфраструктура. При липсата му ще са необходими значителни инвестиции на капитал, което е оправдано само в случай на големи депозити.
  • Рециклиране чрез използване на ПНГ като гориво. Свързаният нефтен газ се доставя на електроцентрали, където се използва за производство на електрическа енергия с помощта на газови турбини. Недостатъкът на този метод е необходимостта от инсталиране на оборудване за предварително почистване, както и транспортирането му до местоназначението.
  • Инжектиране на отработен APG в лежащия под него нефтен резервоар, като по този начин се увеличава коефициентът на нефтен добив на кладенеца. Това се дължи на увеличението под почвения слой. Тази опция се характеризира с лекота на изпълнение и относително ниска цена на използваното оборудване. Тук има само един недостатък - липсата на реално оползотворяване на ПНГ. Има само забавяне, но проблемът остава нерешен.

Петролният газ е газ, който се разтваря в нефт при резервоарни условия. Такъв газ се получава по време на разработването на нефтени находища поради намаляване на налягането в резервоара. Намалява се до ниво под налягането на насищане с масло. Обемът на нефтения газ (m3/t) в нефт, или както се нарича още газовият фактор, може да варира от 3-5 в горните хоризонти до 200-250 в дълбоките слоеве, ако находищата са добре запазени.

Свързан петролен газ

Нефтогазовите полета са нефтени находища. Свързаният петролен газ (APG) е природен въглеводороден газ или по-скоро смес от газове и изпарени въглеводородни и невъглеводородни компоненти, които са разтворени в нефт или се намират в „шапките“ на нефтени и газови кондензатни находища.
Всъщност APG е страничен продукт от производството на петрол. В самото начало на производството на петрол, свързаният нефтен газ, поради несъвършената инфраструктура за неговото събиране, подготовка, транспортиране и преработка, както и липсата на потребители, просто беше изгорен.
Един тон нефт може да съдържа от 1-2 m3 до няколко хиляди m3 нефтен газ, всичко зависи от района на производство.

Използване на петролни газове

Свързаният петролен газ е важна суровина за енергийната и химическата промишленост. Такъв газ има повишена калоричност, която може да варира от 9 хиляди до 15 хиляди Kcal / m3. Използването му в производството на електроенергия обаче се усложнява от нестабилния му състав и наличието на много примеси. Следователно са необходими допълнителни разходи за пречистване на газа („сушене“).
В химическата промишленост метанът и етанът, съдържащи се в свързания газ, се използват за производство на пластмаси и каучук, докато по-тежките компоненти се използват като суровини за създаването на ароматни въглеводороди, горивни добавки с високо октаново число и втечнени въглеводородни газове, а именно втечнен пропан -бутан технически (SPBT).
Според информация от Министерството на природните ресурси и околната среда на Руската федерация (MPR), от 55 милиарда m3 свързан газ, който се произвежда всяка година в Русия, само 26% (14 милиарда m3) се преработват. Други 47% (26 млрд. м3) отиват за нуждите на промишлеността или се отписват като технологични загуби, а други 27% (15 млрд. м3) се изгарят на факел. Оценките на експерти показват, че изгарянето на свързан петролен газ е причината за загубата на почти 139,2 милиарда рубли, които биха могли да бъдат получени от продажбата на течни въглеводороди, пропан, бутан и сух газ.

Проблем с изгарянето на нефтен газ

Този процес е причина за мащабни емисии на твърди замърсители, както и общо влошаване на екологичната обстановка в районите, произвеждащи нефт. По време на процеса на „технологични загуби” и изгаряне на ПНГ в атмосферата навлизат въглероден диоксид и активни сажди.
Поради изгарянето на газ в факел в Русия всяка година се регистрират приблизително 100 милиона тона емисии на CO2 (ако целият обем газ се изгаря във факел). В същото време руските факли са известни със своята неефективност, тоест не целият газ изгаря в тях. Оказва се, че метанът, който е много по-опасен парников газ от въглеродния диоксид, навлиза в атмосферата.
Количеството емисии на сажди при изгарянето на нефтен газ се оценява на приблизително 0,5 милиона тона годишно. Изгарянето на нефтен газ е свързано с топлинно замърсяване на околната среда. В близост до факела радиусът на термично разрушаване на почвата е 10-25 метра, а на растителния свят - от 50 до 150 метра.
Високата концентрация в атмосферата на продукти от горенето на такъв газ, а именно азотен оксид, серен диоксид, въглероден оксид, причинява увеличаване на случаите на рак на белия дроб и бронхите сред местното население, както и увреждане на черния дроб и стомашно-чревния тракт , нервна система и зрение.
Най-правилният и ефективен метод за използване на свързания нефтен газ може да се нарече неговата обработка в газопреработвателни инсталации с образуването на сух отстранен газ (DSG), широка фракция леки въглеводороди (NGL), както и втечнени газове (LPG) и стабилен газ бензин (SGB).
Правилното използване на нефтения газ ще позволи да се произвеждат около 5-6 милиона тона течни въглеводороди, 3-4 милиарда m3 етан, 15-20 милиарда m3 сух газ или 60-70 хиляди GWh електроенергия всяка година.
Интересно е, че на 1 януари 2012 г. влезе в сила Указът на правителството на Руската федерация „За мерките за стимулиране на намаляването на замърсяването на атмосферния въздух от продуктите на изгаряне на свързания нефтен газ във факели“. Този документ гласи, че минните предприятия трябва да рециклират 95% от ПНГ.

Състав на нефтения газ

Съставът на петролния газ може да варира. От какво зависи? Експертите идентифицират следните фактори, влияещи върху състава на нефтения газ:

Състав на масло, в което е разтворен газ
условия на възникване и образуване на находища, които са отговорни за стабилността на природните нефтени и газови системи
възможност за естествена дегазация.

Повечето свързани газове, в зависимост от района на производство, могат дори да съдържат невъглеводородни компоненти, например сероводород и меркаптани, въглероден диоксид, азот, хелий и аргон. Ако въглеводородите преобладават в състава на нефтените газове (95-100%), те се наричат ​​въглеводороди. Има и газове, съдържащи въглероден диоксид (CO2 от 4 до 20%) или азот (N2 от 3 до 15%). Въглеводородно-азотните газове съдържат до 50% азот. Въз основа на съотношението на метана и неговите хомолози се разграничават:

  • сух (метан повече от 85%, C2H6 + по-високо 10-15%)
  • мастни (CH4 60-85%, C2H6 + по-високи 20-35%).

Въз основа на геоложките характеристики се освобождават свързани газове от газови шапки, както и газове, които се разтварят директно в петрола. В процеса на отваряне на нефтени резервоари газът от петролните капачки най-често започва да избликва. Освен това основният обем произведен APG се състои от газове, които са разтворени в масло.
Газът от газови шапки, наричан още свободен газ, има „по-лек“ състав. Той съдържа по-малко количество тежки въглеводородни газове, което се сравнява благоприятно с газ, разтворен в нефт. Оказва се, че първите етапи на разработване на находището често имат големи годишни обеми на производство на ПНГ с преобладаване на метан в неговия състав.
С течение на времето обаче производството на свързан нефтен газ намалява и обемът на тежките компоненти се увеличава.
За да разберат колко газ се съдържа в определен нефт и какъв е неговият състав, специалистите извършват дегазиране на проба от нефт, взета в устието на кладенеца или в резервоарни условия, с помощта на дълбок пробоотборник. Поради непълна дегазация на маслата в зоната на дъното на дупката и щранговите тръби, нефтеният газ, взет от устието на кладенеца, съдържа по-голямо количество метан и по-малък обем от неговите хомолози, в сравнение с газа от дълбоки нефтени проби.

Състав на свързания нефтен газ от различни находища в Западен Сибир
Поле за регионГазов състав, тегл.%
CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 i-C 4 N 10 n-С 4 Н 10 i-C 5 N 12 n-C 5 N 12 CO 2 N 2
ЗАПАДЕН СИБИР
Самотлорское 60,64 4,13 13,05 4,04 8,6 2,52 2,65 0,59 1,48
Вариеганское 59,33 8,31 13,51 4,05 6,65 2,2 1,8 0,69 1,51
Б аш к о р т о с т а н
Арланское 12,29 8,91 19,6 10,8 6,75 0,86 42,01
Вятское 8,2 12,6 17,8 10,4 4,0 1,7 46,2
Удмуртска република
Лозолюкско-Зуринское 7,88 16,7 27,94 3,93 8,73 2,17 1,8 1,73 28,31
Архангелское 10,96 3,56 12,5 3,36 6,44 2,27 1,7 1,28 56,57
Пермска област
Куединское 32,184 12,075 13,012 1,796 3,481 1,059 0,813 0,402 33,985
Красноярск 44,965 13,539 13,805 2,118 3,596 1,050 0,838 1,792 17,029
Гондырское 21,305 20,106 19,215 2,142 3,874 0,828 0,558 0,891 29,597
Степановское 40,289 15,522 12,534 2,318 3,867 1,358 0,799 1,887 20,105

Втечнен петролен газ

Пълното характеризиране на нефтените газове в втечнено състояние прави възможно използването им като висококачествено пълноценно гориво за автомобилни двигатели. Основните компоненти на втечнения нефтен газ са пропан и бутан, които са странични продукти от производството или рафинирането на нефт в предприятията за газ и бензин.
Газът се комбинира перфектно с въздуха, за да образува хомогенна горима смес, която гарантира висока топлина на изгаряне и също така избягва детонация по време на процеса на горене. Газът съдържа минимално количество компоненти, които допринасят за образуването на въглерод и замърсяването на енергийната система, а също така причиняват корозия.
Съставът на втечнения нефтен газ позволява да се създадат двигателните свойства на газовото гориво.
В процеса на смесване на пропан е възможно да се осигури подходящо налягане на наситените пари в газовата смес, което е от голямо значение за използването на превозни средства с газови бутилки при различни климатични условия. Именно поради тази причина наличието на пропан е много желателно.
Втечненият нефтен газ няма цвят и мирис. Поради това, за да се гарантира безопасна употреба в автомобили, той е със специален аромат - ароматизиран.

Останалият свързан газ, който нефтените компании не изгарят или инжектират в резервоара, завършва за преработка. Трябва да се почисти, преди да може да се транспортира до преработвателно предприятие. Газът, освободен от механични примеси и вода, се транспортира много по-лесно. За да се предотврати утаяването на втечнени фракции в кухината на газопроводите и да се улесни смесването, тежките въглеводороди се филтрират.
Чрез премахване на серни елементи може да се предотврати корозивният ефект на свързания нефтен газ върху стената на тръбопровода и чрез извличане на азот и въглероден диоксид може да се намали обемът на сместа, която не се използва в преработката. Газът се пречиства по различни методи. След завършване на охлаждането и компресията (компресия под налягане) на газа можете да започнете да го отделяте или обработвате с помощта на газодинамични методи. Тези методи са доста евтини, но не позволяват изолирането на въглероден диоксид и серни компоненти от нефтения газ.
Ако се използват сорбционни методи, тогава в допълнение към отстраняването на сероводород се извършва и сушене на вода и мокри въглеводородни компоненти. Единственият недостатък на този метод е лошата адаптация на технологията към полеви условия, което води до загуба на около 30% от обема на газа. В допълнение, за отстраняване на течността се използва методът на сушене на гликол, но само като вторичен процес, тъй като освен вода, той не отделя нищо друго от сместа.
Всички тези методи днес могат да се нарекат остарели. Най-модерният метод е почистването на мембраната. Този метод се основава на разликата в скоростта на проникване на различните компоненти на нефтения газ през мембранните влакна.
Когато газът навлезе в преработвателно предприятие, той се разделя на основни фракции чрез нискотемпературна абсорбция и кондензация. Някои от тези фракции веднага стават крайни продукти. След разделянето се получава отстранен газ, който съдържа метан и примес от етан, както и широка фракция леки въглеводороди (NGL). Такъв газ лесно се транспортира през тръбопроводни системи и се използва като гориво, а също така служи като суровина за производството на ацетилен и водород. Също така, чрез преработка на газ се произвежда течен пропан-бутан за автомобили (т.е. газово моторно гориво), както и ароматни въглеводороди, тесни фракции и стабилен газов бензин.
Свързаният нефтен газ, въпреки изключително ниската рентабилност на преработката му, се използва активно в горивната и енергийната промишленост и нефтохимическата промишленост.

Преработката на свързан нефтен газ (ПНГ) е област, на която днес се обръща повишено внимание. Това се улеснява от редица обстоятелства, преди всичко увеличаването на производството на петрол и затягането на екологичните стандарти. По данни от 2002 г. в Руската федерация от недрата са извлечени общо 34,2 милиарда m3 ПНГ, от които 28,2 милиарда m3 са изразходвани. По този начин нивото на използване на ПНГ е 82,5%, докато около 6 милиарда m3 (17,5%) са изгорени във факли.

През същата 2002 г. руските газопреработвателни заводи преработиха 12,3 милиарда м3 ПНГ (43,6% от „консумирания“ газ), от които 10,3 млрд. м3 бяха преработени в Тюменска област, основният регион за производство на ПНГ. За нуждите на полето (отопление на нафта, отопление на ротационни лагери и др.), като се вземат предвид технологичните загуби, са изразходвани 4,8 милиарда m3 (17,1%); други 11,1 милиарда m3 (39,3%) са използвани за производство на електроенергия в държавните централи . По-нататъшното нарастване на използването на ПНГ до 95%, предвидени в лицензионните споразумения, среща редица трудности. На първо място, при съществуващите ценови „вилици“ 1, продажбата на газ на газопреработвателно предприятие от малко находище (1-1,5 милиона тона нефт годишно) е изгодно, ако преработвателното предприятие се намира на разстояние от повече от 60-80 км.
Нововъведените нефтени находища обаче са на 150-200 км от газопреработвателния завод. В този случай отчитането на всички разходни елементи води до ниво на цената на свързания газ до ниво, при което опцията за използване на свързания газ в завода за преработка на газ е неефективна за много потребители на подпочвените недра и те търсят опции за преработка на свързания газ директно в нефтените полета.

Основните решения за оползотворяване на ПНГ, които петролните компании могат да използват днес, са следните:

1. Преработка на ПНГ с нефтохимикали.
2. „Малка енергия” на базата на ПНГ.
3. Инжектиране на ПНГ и смеси на базата му в резервоара за повишаване на добива на нефт.
4. Преработка на газ в синтетично гориво (GTL/GTL технологии).
5. Втечняване на готовия ПНГ.

Както може да се види от данните, дадени по-рано, в Руската федерация само две от тези области се развиват в „глобален мащаб“: потреблението на ПНГ като гориво за целите на производството на електроенергия и като суровина за нефтохимическата промишленост (производство сух отстранен газ, газбензин, течен природен газ и втечнен газ за домакинствата).
Междувременно новите технологии и оборудване правят възможно прилагането на много процеси директно в находищата, което напълно ще премахне или значително ще намали необходимостта от скъпа мрежова инфраструктура, ще включи неизползваните количества ПНГ в преработката и ще подобри икономическата ефективност на производството на нефт.
Според анализа, обещаващите области за търговско използване на APG днес включват:

Микротурбини или газобутални агрегати, които покриват нуждите на петролните находища от електрическа и топлинна енергия.
. малки сепарационни инсталации за производство на търговски продукти (гориво метан за собствени нужди, течен природен газ, газ бензин и PBT).
. комплекси (инсталации) за превръщане на ПНГ в метанол и синтетични течни въглеводороди (автомобилен бензин, дизелово гориво и др.).

Производство на свързан петролен газ
Довеждането на добития суров нефт до пазарните стандарти се извършва в интегрирани съоръжения за обработка на нефт (ITU). В UKPN, в допълнение към дехидратацията, десулфуризацията и обезсоляването на петрола, той се стабилизира, т.е. отделянето на леки фракции (т.е. APG и атмосферен газ) в специални стабилизационни колони. С UKPN стабилизираното масло с необходимото качество се доставя чрез търговски нефтомерни възли към главните нефтопроводи. Разпределеният ПНГ, ако има специален газопровод, се доставя на потребителите, а ако няма „тръба“, се изгаря, използва за собствени нужди или се преработва. Имайте предвид, че APG се различава от природния газ, който се състои от 70-99% метан, с високото си съдържание на тежки въглеводороди, което го прави ценна суровина за нефтохимическото производство.

Състав на ПНГ от различни находища в Западен Сибир

Поле

Газов състав, тегл.%
CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 i-C 4 N 10 n-С 4 Н 10 i-C 5 N 12 n-C 5 N 12 CO 2 N 2
Самотлорское 60,64 4,13 13,05 4,04 8,6 2,52 2,65 0,59 1,48
Вариеганское 59,33 8,31 13,51 4,05 6,65 2,2 1,8 0,69 1,51
Аганское 46,94 6,89 17,37 4,47 10,84 3,36 3,88 0,5 1,53
съветски 51,89 5,29 15,57 5,02 10,33 2,99 3,26 1,02 1,53

ПРИМЕР: цената на UKP зависи от съдържанието на APG в резервоара, както и от количеството свързани водни пари, сероводород и др. Приблизителната цена на инсталацията за 100-150 хиляди тона търговски петрол годишно е 20-40 милиона долара.

Фракционна („нехимическа“) обработка на ПНГ

В резултат на преработката на APG в газопреработвателни заводи (заводи) се получава „сух“ газ, подобен на природния газ, и продукт, наречен „широка фракция леки въглеводороди“ (NGL). С по-дълбока обработка се разширява гамата от продукти - газове („сух” газ, етан), втечнени газове (LPG, PBT, пропан, бутан и др.) и стабилен газ бензин (SGB). Всички те, включително течностите от природен газ, са търсени както на вътрешния, така и на външния пазар2.

Доставката на продукти от преработката на ПНГ до потребителите най-често се извършва по тръбопровод. Трябва да се помни, че транспортирането по тръбопровод е доста опасно. Подобно на APG, NGL, LPG и PBT са по-тежки от въздуха, следователно, ако тръбата тече, парите ще се натрупат в приземния слой с образуването на експлозивен облак. Експлозията в облак от атомизирано запалимо вещество (т.нар. „обемна“) се характеризира с повишена разрушителна сила3. Алтернативните варианти за транспортиране на NGLs, LPG и PBT не създават технически проблеми. Втечнените газове се транспортират в железопътни цистерни и др. “универсални контейнери” под налягане до 16 атм. железопътен, речен (воден) и автомобилен транспорт.
При определяне на икономическия ефект от преработката на ПНГ трябва да се има предвид, че руските производители на ВНГ са обект на т.нар. „балансова цел“ за доставка на пропан-бутан за битови потребители по „балансови цени“ (според АК СИБУР това е 1,7 хиляди рубли/т). „Задачите“ на практика достигат 30% от обема на производството, което води до увеличаване на цената на пропан-бутан за търговски потребители (4,5-27 хиляди рубли/т в зависимост от региона). Министерството на промишлеността и енергетиката на Руската федерация обещава да отмени „целите за баланс“ в края на 2006 г. и това може да доведе до намаляване на цените на пазара на LPG. Производителите на втечнен газ обаче са убедени, че окончателното решение ще бъде взето не по-рано от 2008 г. Поради постоянно високите цени на пропан-бутан в Европа е по-изгодно да се преработват APG и NGL в LPG. В Русия може да е по-изгодно да се произвежда метанол или BTX (смес от бензен, толуен и ксилол). BTX сместа може да бъде допълнително обработена чрез деалкилиране в бензен, който е продаваем продукт с голямо търсене.

ПРИМЕР: През 2005 г. в OJSC Gubkinsky Gas Processing Plant е пуснат комплекс за производство на течен природен газ от свързан газ, използващ нискотемпературна кондензационна схема. Преработват се 1,5 милиарда m3 свързан нефтен газ, производството на течен природен газ е до 330 хил. т/год, общата цена на комплекса, включително 32-километровото включване в кондензатопровода Уренгой-Сургутски ZSK - 630 милиона рубли (22,5 милиона долара). Малките сепариращи агрегати, предназначени за инсталиране в полета, могат да работят с помощта на подобна технология.

Инжектиране на APG в резервоара за подобряване на добива на нефт

Броят на технологиите, работните схеми и оборудването (с различна степен на ефективност и усъвършенстване) за повишаване на добива на нефт (виж диаграмата „Методи за повишаване на добива на нефт“) е много голям.

APG, поради своята хомологична близост до петрола, изглежда е оптималният агент за газово и особено водно-газово стимулиране (WGI) при образуването чрез инжектиране на свързан петролен газ и други работни флуиди, използващи го (APG + вода, вода-полимер състави, киселинни разтвори и др. ) 4. В същото време увеличаването на добива на нефт в сравнение със заливането на формацията с необработена вода зависи от специфичните условия. Например, разработчиците на технологията WGV (APG + вода) посочват, че заедно с използването на APG допълнителният добив на нефт възлиза на 4-9 хиляди тона/година нефт на 1 площадка.
Технологиите, които комбинират инжектиране и преработка на APG, изглеждат по-обещаващи. При проектирането на разработването на газовото кондензатно и нефтено находище Копан беше проучен следният вариант за разработване на въглеводородни ресурси. Нефтът се извлича от резервоара заедно с разтворените и свързаните газове. Кондензатът се отделя от газа и част от изсушения газ се изгаря в електроцентрала за производство на електричество и отработени газове. Отработените газове се изпомпват в капачката за газов конденз („цикличен процес“), за да се увеличи възстановяването на кондензата.

Цикличният процес се счита за един от ефективните методи за увеличаване на извличането на кондензат от формация5. У нас обаче не е прилаган в нито едно газокондензно находище или газокондензна шапка6. Една от причините е високата цена на процеса на запазване на запасите от сух газ. В разглежданата технология част от сухия газ се доставя на потребителя. Другата, изгорена част, осигурява производството на достатъчно количество инжектиран газ за процеса на циклиране, тъй като 1 m3 метан при изгаряне се превръща в приблизително 10 m3 отработени газове.

ПРИМЕР: Консорциумът за разработване на находището Kharyaga - Total, Norsk Hydro и NNK - планира да реализира проект за оползотворяване на свързания нефтен газ7 на стойност от $10-20 млн. Около 900 хил. тона нефт и 150 млн. m3 ПНГ се произвеждат ежегодно в находището Kharyaga. Част от попътния газ се използва за собствени нужди, а останалата част се изгаря във факел. Предложени са три решения на проблема, едно от които е инжектиране на ПНГ в сондаж под пласта, от който се добива нефт. По предварителни изчисления е възможно да се изпомпва целият съпътстващ газ, но има опасения, че газът ще стигне до близкия кладенец, който вече е изоставен и е на ЛУКОЙЛ. Този вариант обаче е за предпочитане. Другите два варианта с по-нисък приоритет са продажба на ПНГ на ЛУКОЙЛ (няма инфраструктура) или производство на електроенергия (проблем с потенциален купувач).

Монтаж на силови агрегати

Един от най-разпространените начини за използване на ПНГ е използването му като гориво за електроцентрали. Като се има предвид приемлив състав на APG, ефективността на този метод е висока. Според разработчиците, 80%), работещи на APG, със своятаелектрическа централа с рекуперация на топлина (ефективността на счетоводните разходи е 300 рубли на 1000 m3, изплаща се за 3-4 години.
Предлагането на мощности на пазара е много широко. Местни и чуждестранни компании започнаха да произвеждат агрегати както в газови турбини (GTU), така и в бутални версии. Като правило, за повечето конструкции е възможно да се работи с течен природен газ или свързан газ (с определен състав). Почти винаги има разпоредба за оползотворяване на топлината на отработените газове в полевата система за топлоснабдяване и се предлагат опции за най-модерните и технологично напреднали газови инсталации с комбиниран цикъл. С една дума, можем уверено да говорим за бум в внедряването на малки енергийни съоръжения от петролните компании за намаляване на зависимостта от доставките на електроенергия от RAO UES, опростяване на инфраструктурните изисквания за разработване на нови находища, намаляване на разходите за енергия при едновременно използване ПНГ и течен природен газ. Според изчисленията цената на 1 kWh електроенергия за газотурбинния агрегат на Perm Motors е 52 копейки, а за внесен агрегат, базиран на бутален двигател Caterpillar - 38 копейки. (ако е невъзможно да се работи с чисти течности от природен газ и има загуба на мощност при работа със смесено гориво).

ПРИМЕРИ: Типичната цена на произведена в чужбина дизелова електроцентрала с мощност 1,5 MW според ценовата листа на дилъра е 340 хиляди евро (418 хиляди долара). Въпреки това инсталирането на енергиен блок със същия капацитет с инфраструктура (резервиране) и работа с пречистен газ в находището изисква капиталови инвестиции от $1,85-2,0 милиона.

В същото време цената на 1 kWh при цена на газа от 294 рубли / хил. м3 и разход 451-580 м3/хил. KWh ще бъде 1,08-1,21 рубли, което надвишава сегашната тарифа - 1,003 рубли/kWh. Ако текущата тарифа се увеличи до 2,5 рубли/kWh и цената на газа се запази на текущото ниво, намаленият период на изплащане е 8-10 години.
Сургутнефтегаз, който използва до 96% от свързания газ, изгражда 5 газотурбинни електроцентрали в отдалечени находища - Лукявинское, Русскинское, Битемское и Лянторское. Реализирането на проекта ще осигури производство на 1,2 млрд. kWh/година (общата мощност на централата е 156 MW на базата на 13 енергоблока с единична мощност 12 MW, произведени от „Искра-Енергетика“). Всеки от тези енергийни блокове е в състояние да преработва до 30 милиона m3 свързан газ годишно и да генерира до 100 милиона kWh електроенергия. Общата стойност на проекта е, според различни оценки, от $125-200 милиона, изпълнението му се забавя поради забавяне на графика за доставка на енергийни блокове.

Преработка на APG в синтетично гориво (GTL)

GTL технологията тепърва започва да се разпространява. Очаква се с по-нататъшно развитие и покачване на цените на горивата да стане печеливша. Досега проектите на GTL, прилагащи технологията на Фишер-Тропш, са печеливши само при достатъчно големи обеми преработени суровини (от 1,4-2,0 милиарда m3 годишно). Обикновено GTL проектът е предназначен за оползотворяване на метан, но има информация, че процесът може да се приложи и за C3-C4 въглеводородни фракции и съответно да се приложи за преработка на APG. Първият етап от производството, базирано на GTL технологията, е производството на синтезен газ, който може да бъде получен дори от въглища. Въпреки това, този метод на обработка е по-приложим за APG и течности от природен газ и е по-изгодно да се изхвърлят отделно газ-бензин като нефтохимическа суровина.

Към днешна дата в света са реализирани 2 големи GTL проекта:

Shell Middle Distillate Synthesis (SMDS) - Бинтулу, Малайзия, 600 000 t/y,

Завод в Южна Африка, построен от Sasol, клиент Mossgas за PetroSA, 1 100 000 t/г.

В близко бъдеще се планира да се реализират още дузина и половина големи проекти, които са на различни етапи на готовност. Един от тях например е проект за изграждане на завод в Катар с капацитет 7 милиона тона петролен еквивалент. Очакваната му цена ще бъде 4 милиарда долара, или 600 долара на тон продукт. Настоящите разходи за изграждане на GTL завод, според експерти, са $400-500 на тон продукт и продължават да намаляват. Като коментар на тази цифра добавяме, че въпреки че има опит в управлението на търговски GTL-FT предприятия, той е ограничен до зони с горещ и умерен климат. По този начин съществуващите проекти не могат да бъдат прехвърлени без промени в Русия, например в района на Якутия. Като се има предвид липсата на опит на компаниите в експлоатацията на GTL-FT инсталации в сурови климатични условия, промените и модификациите на дизайна може да изискват значително време и евентуално допълнителна изследователска работа. Сред добре познатите разработчици на GTL проекти отбелязваме американската рискова компания Syntroleum ( www.syntroleum.com ), които поставят задачата да се проведат проучвания с цел получаване на малки модулни производствени мощности за временно разполагане в полета, вкл. с възможност за рециклиране на APG и NGLs.

ПРИМЕРИ: Според NPO Sintez LLC, капиталовите разходи за завод GTL-FT с капацитет от 500 хиляди тона течно гориво годишно с потребление от 1,4 милиарда m3 природен газ годишно, когато се намира в Якутия, ще възлизат на $650 милиона ($1300 на тон годишна производителност). Според рекламните материали на руския разработчик, изграждането на завод, използващ традиционни технологии (паров реформинг, производство на 82% суров метанол) с годишен капацитет от 12,5 хиляди тона метанол и използване на 12 милиона m3 газ изисква капиталови разходи от $12 милиона ($960 за годишно представяне на тон). Инсталацията Energosintop10000 с приблизително същата производителност (12 хиляди тона 96% технически метанол) ще струва $10 милиона ($830 на тон годишна производителност). И благодарение на ниските оперативни разходи, цената на метанола ще бъде 17-20% по-ниска.

Криогенна преработка на ПНГ във втечнен газ

Разработчиците и производителите предлагат както инсталации за производство на втечнен природен газ с голям капацитет с капацитет 10-40 т/час с висок (над 90%) коефициент на втечняване на преработения газ, така и инсталации с малък капацитет с капацитет до 1 т/час. Методът на втечняване е използването на затворен еднопоточен хладилен цикъл, използващ смес от въглеводороди и азот.
За инсталации за втечнен природен газ с малък капацитет са възможни следните методи за втечняване:

Прилагане на еднопоточен хладилен цикъл при обработка на ниски дебити на източник на газ (коефициент на втечняване 0,95)
. приложение на разширителния цикъл:
. а) затворен с коефициент на втечняване 0,7-0,8;
. б) отворени с коефициент на втечняване 0,08-0,12.

Последният се препоръчва за използване в газоразпределителни станции, където редукторът се заменя с инсталация за производство на втечнен природен газ с разширяване на газа в разширител и частичното му втечняване. Този метод практически не изисква консумация на енергия. Работата на инсталацията зависи от дебита на газа, подаван към газоразпределителните станции и диапазона на разликите в налягането на входа и изхода на станцията. Получаване на втечнен газ (метан) от PNGизисква предварителна подготовка. Условия за перспективите на криогенната обработка PNG (според LenNIIkhimmash):

Най-рентабилните инсталации за производителност от 500 милиона nm3/година до 3,0 милиарда nm3/година за преработен газ.

Наличното налягане на изходния газ за обработка е най-малко 3,5 MPa. При налягане под налягане инсталацията трябва да бъде оборудвана с устройство за предварително компресиране на газ, което увеличава капиталовите и енергийните разходи.
. Газов запас за минимум 20 години работа на инсталацията.
. Съдържание на тежки въглеводороди, % об.: C3H8 > 1,2. Сума C 4+B > 0,45.
. Ниско съдържание на серни съединения (не повече от 60 mg / кубичен метър) и въглероден диоксид (не повече от 3%), което не изисква пречистване на изходния газ.
. Когато съдържанието на етан в газа е повече от 3,5% об. и наличието на нейните потребители, препоръчително е етановата фракция да се получи като търговски продукт. Това значително намалява единичните експлоатационни разходи.

1 Например, по цени от 2000 г.: себестойността на производството на ПНГ беше 200-250 рубли/хиляда. m3, транспортирането може да добави до 400 рубли/хиляда. m3 при препоръчителната цена на Министерството на икономическото развитие и Министерството на финансите от 150 рубли/хиляда. m3. Днес тази цена се регулира от FEC и е средно $10/хил. m3.

2 Например в Руската федерация годишно се произвеждат 8 милиона тона пропан-бутан на стойност около $1 млрд. Пропан-бутанът се използва като суровина за предприятия от нефтохимическата промишленост (50-52% от газа), за битови нужди, в транспорта и в индустрията (28-30%). 18-20% от газа се изнася. Поради ниското ниво на газификация в страната, около 50 милиона души консумират LPG за лични нужди, докато природният газ се използва от 78 милиона души.

3 03.06.1989 г. край с. Улу-Теляк имаше разкъсване на тръба с диаметър 700 mm от продуктопровода на широки фракции леки въглеводороди (NGL) Западен Сибир - Урал-Волга с последваща експлозия на въглеводородно-въздушна смес, еквивалентна на експлозия на 300 тона тротил. Възникналият пожар обхвана площ от около 250 хектара, като върху него бяха разположени два пътнически влака (Новосибирск-Адлер, 20 вагона и Адлер-Новосибирск, 18 вагона), които превозваха 1284 пътници (включително 383 деца) и 86 членове на влака и локомотивни бригади. Експлозията е унищожила 37 вагона и 2 електрически локомотива, от които 7 вагона са изгорели напълно, 26 са обгорели отвътре, 11 вагона са били откъснати и изхвърлени от релсите от ударната вълна. На мястото на инцидента са открити 258 трупа, 806 души са получили изгаряния и наранявания с различна тежест, от които 317 са починали в болници. Загинаха общо 575 души, а 623 бяха ранени.

4 Известно е, че изпомпването на газ във вискозни нефтени залежи с цел изместване и поддържане на налягането не е много ефективно, тъй като образуването на езици причинява преждевременен пробив на газ към производствените кладенци.

5 Задоволителни технически и икономически показатели на цикличния процес се постигат само на газови кондензатни находища с начално съдържание на кондензат в газа най-малко 250-300 g/m3.

6 Сред проблемите, свързани с впръскването на газ, експертите отбелязват липсата на подобен опит в Русия и в резултат на това трудността при координиране на проекти. Единственият пример за цикличен процес, практически реализиран в страните от ОНД, е Новотроицкото газово кондензатно находище (Украйна).

7 По материали от кръгла маса "Съвременни технологии и практики за намаляване на обема на изгаряне на попътен нефтен газ", 2005 г. Все още няма данни за изпълнението на проекта.
8 Данни за тарифи, капиталови инвестиции, изплащане и др. съгласно „Инвестиционен план за изграждане на система за електроснабдяване в Западно-Таркосалинското държавно предприятие LLC Noyabrskgazdobycha с използване на атмосферен газ като гориво“. TyumenNIIGiprogaz, OJSC Gazprom, 2005.

КАТЕГОРИИ

ПОПУЛЯРНИ СТАТИИ

2023 “kingad.ru” - ултразвуково изследване на човешки органи