Днес петролът и газът са най-ценните сред всички минерали. Именно те, въпреки развитието на новите технологии в областта на енергетиката, продължават да се добиват по целия свят и да се използват за производството на продукти, необходими за човешкия живот. Заедно с тях обаче съществува и така нареченият свързан петролен газ, който дълго време не намираше 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 се нарича също и онези газове, които се отделят по време на термичната обработка на петрола, като крекинг или хидротретиране. Такива газове се състоят от наситени и ненаситени въглеводороди, които включват метан и етилен.

Трябва да се отбележи, че свързаният нефтен газ се съдържа в петрола в различни количества. Един тон масло може да съдържа както един кубичен метър ПНГ, така и 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 (свързан) с нефта, тогава той съответно е страничен продукт от производството на нефт.

Основно място в състава на ПНГ заемат метанът и по-тежките въглеводороди като етан, бутан, пропан и др. Струва си да се отбележи, че различните петролни находища ще съдържат, първо, различен обем свързан петролен газ и, второ, той ще има различен състав. Така че в някои региони в състава на такъв газ могат да бъдат намерени невъглеводородни компоненти (съединения на азот, сяра, кислород). Също така, газът, който излиза от земята под формата на фонтани след отварянето на нефтените пластове, има в състава си 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, заедно с петрола се произвежда и APG, който съдържа голямо количество метан. Въпреки това, с по-нататъшното развитие на находището, този показател намалява и тежките въглеводороди стават основни компоненти на газа.

Използване на свързан петролен газ

Доскоро този газ не се използваше по никакъв начин. Свързаният нефтен газ се изгаря веднага след производството му. 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 на огромно количество замърсители в атмосферата, като частици сажди, въглероден диоксид, серен диоксид и много други. Колкото по-висока е концентрацията на тези вещества в атмосферата, толкова по-малко здраве имат хората, тъй като те могат да причинят заболявания на репродуктивната система на човешкото тяло, наследствени патологии, онкологични заболявания и др.

Така доскоро се обръщаше голямо внимание на оползотворяването и преработката на свързания нефтен газ. И така, има няколко метода, 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. С този метод на обработка в крайна сметка се получава екологично чист газ с подобрени свойства. В допълнение, този метод на изхвърляне е много полезен за производството, тъй като позволява на компанията да спести собствените си пари. Тази технология има много предимства, едно от които е екологичността. В крайна сметка, 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. Използването на APG в нефтохимическата промишленост. Има обработка на такъв газ с появата на сух газ, бензин. Получените продукти се използват за задоволяване на битови производствени нужди. Например, такива смеси са неразделни участници в производството на много изкуствени нефтохимически продукти, като пластмаси, бензин с високо октаново число, много полимери;
  3. Подобрено добив на нефт чрез инжектиране на APG в резервоара. Този метод причинява свързването на APG 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 техниката по време на използването на този метод. Следователно, ако такъв метод има смисъл да се прилага, тогава заедно с него се извършват много мерки, насочени към запазване на живите организми;
  4. Използването на "halzift". С други думи, газът се инжектира в кладенеца. Този метод се отличава със своята икономичност, тъй като в този случай е необходимо да се харчат пари само за закупуване на подходящо оборудване. Препоръчително е методът да се използва за плитки кладенци, в които се наблюдават големи спадове на налягането. В допълнение, "газов асансьор" често се използва при подреждането на кабелни системи.

Въпреки разнообразието от методи за преработка на свързания нефтен газ, най-често срещаният е разделянето на газа на компоненти. Благодарение на този метод става възможно да се получи сух пречистен газ, който не е по-лош от обичайния природен газ, както и широка фракция от 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 заедно с нефта и се използва като гориво, както и за производството на различни вещества в химическата промишленост. Петролните газове също са отличен източник на пропилен, бутилени, бутадиен и други продукти, използвани в производството на материали като пластмаси и каучук. Трябва 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 калоричност, тъй като по време на изгарянето му се отделят около 9-15 хиляди kcal / кубичен метър.

Освен това, както бе споменато по-рано, свързаният газ, поради съдържанието на метан и етан в състава си, е отличен изходен материал за производството на различни вещества, използвани в химическата промишленост, както и за производството на горивни добавки, ароматни въглеводороди и втечнени въглеводородни 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 електричество на потребителите на земята. Най-рационално е добитият ресурс от средни залежи да се продава на предприятия от химическата промишленост. Газът от големи находища е подходящо да се използва за производство на електроенергия в големи електроцентрали с последваща продажба.

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

Свързаният петролен газ се различава. 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 технически е практически невъзможно да се осигури производството на изключително течна фаза от въглеводородни суровини, оставяйки газа вътре в резервоара.

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 незначителна добавка на газов кондензат), нефтените находища не са оборудвани по такъв начин, че ефективно да провеждат процеса на производство и използване на свързан газ.

По-нататък в тази глава ще бъдат разгледани по-подробно техническите и икономически аспекти на производството на ПНГ и въз основа на получените заключения ще бъдат избрани параметри, 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, които се утаяват на морското и речното дъно. С течение на времето водата и тинята предпазват веществото от разлагане и с натрупването на нови слоеве налягането върху долните слоеве се увеличава, което заедно с температурата и химичните условия причинява образуването на нефт и природен газ.

Нефтът и газта вървят 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 нагоре с микрокапилярни сили. Но докато се качвате нагоре, може да се образува капан - когато по-плътен резервоар покрива резервоара, по 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. Освен 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 на поява и контура на зоната на поява, 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 навън на сондажни изрезки - фрагменти от формацията, разделени от свредло. В същото време, 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 поле в зависимост от цялата геоложка история на образуването 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% метан в състава си). Голямото количество примеси създава, от една страна, затруднения 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, който се доставя на потребителите" определя следните категории APG (според съдържанието на компоненти C 3 ++, g / m 3):

  • "Кльощав" - по-малко от 100
  • "Среден" - 101-200
  • "Смело" - 201-350
  • Екстра мазнини - повече от 351

На следващата фигура [Filippov, 2011] са показани основните дейности, извършвани със свързан нефтен газ и ефектите, постигнати от тези дейности.

Фигура 1 - Основните дейности, извършвани с APG и техните ефекти, източник: http://www.avfinfo.ru/page/engineering-002

По време на производството на нефт и по-нататъшното поетапно разделяне, отделеният газ има различен състав - първият газ се отделя с високо съдържание на метанова фракция, на следващите етапи на разделяне се отделя газ с нарастващо 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 състава на APG може да повлияе неблагоприятно на възможността за транспортиране на газ, тъй като могат да възникнат корозионни процеси в тръбопровода.


Фигура 2 - Схема на обработка на нефт и отчитане на ПНГ, източник: Енергиен център Сколково

Фигура 2 схематично изобразява процеса на поетапно пречистване на нефта с освобождаване на свързан газ. Както може да се види от фигурата, асоциираният газ е в по-голямата си част страничен продукт от първичното разделяне на въглеводороди, произведени от нефтен кладенец. Проблемът с измерването на свързания газ е необходимостта от инсталиране на автоматични измервателни устройства на няколко етапа на разделяне и по-късно при доставки за използване (GPP, котелни и др.).

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

  • Нагнетателни помпени станции (DNS)
  • Устройства за разделяне на масло (USN)
  • Инсталации за пречистване на нефт (UPN)
  • Централни съоръжения за обработка на нефт (CPP)

Броят на етапите зависи от физикохимичните свойства на свързания газ, по-специално от фактори като съдържание на газ и газов фактор. 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. Използват се предимно газобутални електроцентрали (ГПЕС), газови турбини (ГТС) и дизел генератори (ДГУ). Газовите съоръжения работят на газ от първия етап на разделяне, дизеловата станция работи на вносно течно гориво. Конкретният вид производство на електроенергия се избира въз основа на нуждите и характеристиките на всеки отделен проект. ГТЕЦ може в някои случаи да генерира излишно електричество за съседните петролни съоръжения, а в някои случаи останалата част може да бъде продадена на пазара на електроенергия на едро. При когенерационния тип производство на енергия инсталациите произвеждат едновременно топлинна и електрическа енергия.

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 фокусирани основно не върху пазарните условия в краткосрочен план, а върху съвкупността от всички икономически и институционални фактори на сравнително дългосрочен хоризонт.

Икономическите аспекти на добива на въглеводороди имат своя специфика. Особеността на производството на масло е:

  • 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 бизнес оценка 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 в период от време t=0 парите, с които разполагаме, имат определена стойност. Докато през периода t=1 инфлацията ще се разпространи върху тези фондове, ще има всякакви рискове и отрицателни 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 достигне възвръщаемостта на проекта възможно най-скоро.

Типичен график за рентабилност на проекта е даден на фигура 3:


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

Тази фигура показва NPV на проекта. Максималната отрицателна стойност е индикаторът MCO (максимални парични разходи), който отразява колко големи инвестиции изисква проектът. Пресечната точка на графиката на линията на натрупаните парични потоци с времевата ос в години е моментът на изплащане на проекта. Коефициентът на натрупване на NPV намалява както поради намаляващия процент на производство, така и поради процента на дисконтиране във времето.

В допълнение към капиталовите инвестиции, годишното производство изисква оперативни разходи. Увеличаването на оперативните разходи, което може да бъде годишните 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 обезвреждане на свързания нефтен газ могат да бъдат оправдани от гледна точка на проекта само ако тези разходи ще увеличат 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 погребване има отрицателна NPV, докато кумулативната NPV от целия проект за добив на нефт е положителна. Именно върху тази група могат да бъдат съсредоточени всички насърчителни мерки. Общият принцип би бил да се създадат условия (с ползи и санкции), при които би било от полза за компаниите да предприемат проекти за рециклиране, вместо да плащат санкции. И така, че общите разходи по проекта да не надвишават общата NPV.
  • 3. Проектите за утилизация имат отрицателна NPV и ако бъдат реализирани, цялостният проект за добив на нефт на това поле 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 предаден.

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 повече от 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 при производството на нефт и се изгаря директно при изпускане на газ от петролен кладенец. Но времето минаваше. Появиха се нови технологии, които позволиха да се погледне по различен начин на APG и неговите свойства.

Съединение

Свързаният нефтен газ се намира в "шапката" на нефтения резервоар - пространството между почвата и находищата на изкопаем петрол. Освен това част от него е в разтворено състояние в самото масло. Всъщност APG е същият природен газ, чийто състав има голямо количество примеси.

Свързаният нефтен газ се характеризира с голямо разнообразие от въглеводородно съдържание. Основно това е 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.

Трябва да се отбележи, че съставът на свързания нефтен газ е изключително нестабилен. Едно и също поле на APG е в състояние значително да промени процента на определени елементи в продължение на няколко години. Това важи особено за метан и етан. Въпреки това петролният газ е силно енергоемък. Един кубичен метър ПНГ, в зависимост от вида въглеводороди, които съдържа, може да отдели от 9000 до 15 000 kcal енергия, което го прави перспективен за използване в различни сектори на икономиката.

Иран, Ирак, Саудитска Арабия, Руската федерация и други страни, където са съсредоточени основните петролни запаси, са водещи в производството на свързан нефтен газ. Тук Русия произвежда 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 височината, 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. Освен това получените компоненти се изпращат директно в следващия етап на пречистване в петролни рафинерии.

Използване на свързан нефтен газ

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

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

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

Обемите на използване на свързан нефтен газ биха били още по-големи, ако не бяха редица трудности, които възникват по време на транспортирането му:

  • Необходимостта от отстраняване на механични примеси от газовия състав. По време на изтичането на APG от кладенеца най-малките частици почва попадат в газа, което значително намалява неговите транспортни свойства.
  • Свързаният нефтен газ задължително трябва да премине процедура за бензинизация. Без това втечнената фракция ще се утаи в газопровода по време на транспортирането му.
  • Съставът на свързания нефтен газ трябва да бъде десулфуризиран. Повишеното съдържание на сяра е една от основните причини за образуването на корозионни центрове в тръбопровода.
  • Отстраняване на азот и въглероден диоксид за повишаване на калоричността на газа.

Поради горепосочените причини дълго време не е изхвърлян попътният нефтен газ, а е изгарян непосредствено в близост до кладенеца, където е депониран нефтът. Беше особено хубаво да се наблюдава това, когато летеше над Сибир, където непрекъснато се виждаха факли с черни облаци дим, напускащи ги. Това продължи, докато не се намесиха еколози, осъзнавайки цялата непоправима вреда, която се причинява по този начин на природата.

Последици от изгаряне

Изгарянето на газ е придружено от активен топлинен ефект върху околната среда. В радиус от 50-100 метра от непосредственото място на горенето се наблюдава забележимо намаляване на обема на растителността, а на разстояние до 10 метра се наблюдава пълно отсъствие. Това се дължи главно на изгарянето на хранителните елементи на почвата, от които толкова много зависят всички видове дървета и треви.

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 отстраняване на маслените отпадъци, без да се навреди на околната среда. Най-често срещаните от тях са:

  • Изпращане директно до петролната рафинерия. Това е най-оптималното решение както от финансова, така и от екологична гледна точка. Но при условие, че вече има изградена инфраструктура от газопроводи. При липсата му ще са необходими значителни инвестиции на капитал, което е оправдано само в случай на големи депозити.
  • Оползотворяване чрез използване на ПНГ като гориво. Свързаният нефтен газ се доставя на електроцентрали, където се използва за производство на електроенергия 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 минус - липсата на реално използване на APG. 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 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

Находищата на нефтен газ са находища на петрол. Свързаният нефтен 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 просто се изгаряше поради несъвършена инфраструктура за събирането, подготовката, транспортирането и преработката му, както и поради липсата на потребители.
Един тон петрол 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 се характеризира с повишена калоричност, която може да варира от 9 хиляди до 15 хиляди Kcal / m3. Използването му в производството на електроенергия обаче е възпрепятствано от нестабилния му състав и наличието на много примеси. Следователно са необходими допълнителни разходи за почистване („изсушаване“) на газа.
В химическата промишленост метанът и етанът, открити в свързания газ, се използват за производството на пластмаси и каучук, докато по-тежките компоненти се използват като суровина за създаването на ароматни въглеводороди, високооктанови горивни добавки и втечнени въглеводородни газове, а именно технически втечнен пропан -бутан (SPBT).
Според Министерството на природните ресурси и екологията на Руската федерация (MNR), от 55 милиарда кубични метра свързан газ, произвеждан в Русия всяка година, само 26% (14 милиарда кубични метра) се обработват. Други 47% (26 млрд. м3) се доставят за нуждите на находищата или се отписват като технологични загуби, а други 27% (15 млрд. м3) се изгарят на факел. Експертите смятат, че изгарянето на свързан петролен газ е причината за загубата от почти 139,2 милиарда рубли, която може да бъде получена в резултат на продажбата на течни въглеводороди, пропан, бутан и сух газ.

Проблемът с изгарянето на петролен газ

Този процес е причина за мащабни емисии на твърди замърсители, както и общо влошаване на екологичната обстановка в районите, произвеждащи нефт. В процеса на „технологични загуби” и изгаряне на ПНГ в атмосферата се отделят въглероден диоксид и активни сажди.
В резултат на изгарянето на газ в факели 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 в атмосферата навлиза метан, който е много по-опасен парников газ от въглеродния диоксид.
Количеството емисии на сажди при изгарянето на нефтен газ се оценява на около 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 продуктите от изгарянето на такъв газ, а именно азотен оксид, серен диоксид, въглероден оксид, причинява увеличаване на случаите на рак на белия дроб, рак на бронхите, както и увреждане на черния дроб и стомашно-чревния тракт, нервна система, зрение.
Най-правилният и ефективен метод за оползотворяване на свързания нефтен газ може да се нарече неговата обработка в газопреработвателни предприятия с образуването на сух отстранен газ (DGS), широка фракция леки въглеводороди (NGL), както и втечнени газове (LHG) 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 GW/h електроенергия всяка година.
Интересното 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 с продукти от изгарянето на свързан нефтен газ в инсталации за изгаряне“. Този документ гласи, че добивните предприятия трябва да рециклират 95% от ПНГ.

Състав на нефтен газ

Съставът на петролния газ може да бъде различен. 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, като сероводород и меркаптани, въглероден диоксид, азот, хелий и аргон. Ако въглеводородите (95-100%) преобладават в състава на нефтените газове, те се наричат ​​въглеводороди. Има и газове, смесени с въглероден диоксид (CO2 от 4 до 20%) или азот (N2 от 3 до 15%). Въглеводородно-азотните газове съдържат до 50% азот. Според съотношението на метана и неговите хомолози те разграничават:

  • сух (метан повече от 85%, С2Н6 + по-високи 10-15%)
  • мастни (CH4 60-85%, C2H6 + по-високи 20-35%).

Въз основа на геоложки характеристики се освобождават свързани газове от газови шапки, както и газове, които се разтварят директно в петрола. В процеса на отваряне на нефтени резервоари най-често започва да тече газ от нефтени капачки. Освен това, основният обем произведен ПНГ са 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 газа, разтворен в масло. 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 дебитът на свързания нефтен газ намалява и обемът на тежките компоненти се увеличава.
За да разберат колко газ се съдържа в даден нефт и какъв е неговият състав, специалистите дегазират проба от нефт, взета на устието на кладенеца или в резервоарни условия, с помощта на пробоотборник. Поради непълна дегазация на маслата в зоната на дъното на дупката и повдигащите 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
Регионален депозитСъстав на газа, % тегл.
CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 i-C 4 H 10 n-C 4 H 10 i-C 5 H 12 n-C 5 H 12 CO2 N 2
W a s e n S i b i r
Самотлор 60,64 4,13 13,05 4,04 8,6 2,52 2,65 0,59 1,48
Варёганское 59,33 8,31 13,51 4,05 6,65 2,2 1,8 0,69 1,51
Б а ш к о р т о с т а н
Арлан 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
Архангелск 10,96 3,56 12,5 3,36 6,44 2,27 1,7 1,28 56,57
П е р м с к и й р а я
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

LPG

Пълното характеризиране на нефтените газове в втечнено състояние дава възможност да се използват 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 газо-бензинови предприятия.
Газът перфектно се свързва с въздуха, за да образува хомогенна горима смес, която гарантира висока калоричност 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, както и причиняват корозия.
Съставът на втечнения нефтен газ позволява да се създадат моторни свойства на газовото гориво.
В процеса на смесване на пропан е възможно да се осигури подходящо налягане на парите в газовата смес, което е от голямо значение за използването на превозни средства с газови бутилки при различни климатични условия. Поради тази причина присъствието на пропан е силно желателно.
LPG няма цвят или мирис. Поради това, за да се гарантира безопасна работа на автомобилите, му се придава специален аромат - ароматизиран.

Останалият свързан газ, който петролните компании не изгарят и изпомпват в резервоара, отива за преработка. Преди да се транспортира до преработвателното предприятие, трябва да се почисти. Освободеният газ от механични примеси и вода се транспортира много по-лесно. За да се предотврати попадането на втечнени фракции в кухината на газопроводите и за облекчаване на сместа, тежките въглеводороди се филтрират.
Чрез отстраняване на серни елементи може да се предотврати корозивният ефект на свързания нефтен газ върху стената на тръбопровода, а чрез отстраняване на азот и въглероден диоксид е възможно 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 е възможно да се пристъпи към неговото отделяне или обработка по газодинамични методи. Тези методи са доста бюджетни, но не позволяват изолирането на въглероден диоксид и серни компоненти от петролен газ.
Ако се използват сорбционни методи, тогава в допълнение към отстраняването на сероводород се извършва и сушене от вода и мокри въглеводородни компоненти. Единственият недостатък на този метод е лошата адаптация на технологията към полеви условия, което е причина за загубата на около 30% от обема на газа. Освен това методът на сушене на гликол се използва за отстраняване на течността, но само като вторичен процес, тъй като освен вода, не отделя нищо друго от сместа.
Всички тези методи днес могат да се нарекат остарели. Най-модерният метод е мембранното пречистване. Този метод се основава на разликата в скоростта на проникване на различните компоненти на нефтения газ през мембранните влакна.
Когато газът влезе в преработвателната инсталация, той се подлага на разделяне чрез нискотемпературна абсорбция и кондензация в основни фракции. Някои от тези фракции са непосредствено крайни продукти. След разделянето се получава отстранен газ, който включва 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 с помощта на преработката на газ се произвежда автомобилен пропан-бутан от течен тип (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 направление, на което днес се обръща все по-голямо внимание. Това се улеснява от редица обстоятелства, преди всичко растежа на производството на петрол и затягането на екологичните стандарти. Според данните от 2002 г. от дълбините на Руската федерация са извлечени общо 34,2 милиарда m3 ПНГ, от които 28,2 милиарда m3 са изразходвани. По този начин нивото на използване на ПНГ възлиза на 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 на производство на ПНГ. 4,8 милиарда m3 (17,1%) са изразходвани за нуждите на полето (отопление на нафта, отопление на сменен лагер и др.), като се вземат предвид технологичните загуби, други 11,1 милиарда m3 (39,3%) са използвани за производство на електроенергия във водноелектрическата централа. По-нататъшното нарастване на използването на ПНГ до 95%, предвидено в лицензионните споразумения, среща редица трудности. На първо място, при съществуващите ценови "вилици" 1, продажбата на газ на GPP от малко находище (1-1,5 милиона тона нефт годишно) е печеливша, ако преработвателното предприятие е разположено на разстояние не повече от 60-80 км.
Нововъведените в експлоатация петролни находища обаче са на 150-200 км от GPP. В този случай отчитането на всички разходни елементи довежда цената на свързания газ до ниво, при което опцията за използване на свързан газ в GPP е неефективна за много потребители на подпочвените земи и те търсят опции за преработка на APG директно в нефтените полета .

Основните решения за използване на APG, които петролните компании могат да използват днес, са следните:

1. Преработка на ПНГ чрез нефтохимия.
2. „Малка електрогенерация” на базата на ПНГ.
3. Инжектиране на ПНГ и смеси на негова основа в резервоара за повишаване на нефтения добив.
4. Преработка на газ за синтетично гориво (GTL/GTL технологии).
5. Втечняване на пречистен ПНГ.

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

Микротурбинни или газобутални инсталации, покриващи нуждите на нефтените находища от електрическа и топлинна енергия.
. малогабаритни сепариращи инсталации за производство на продаваеми продукти (гориво метан за собствени нужди, NGL, природен 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
Привеждането на добития суров нефт до търговски стандарти се извършва в инсталациите за комплексна обработка на нефт (UKPN). В UKPN, в допълнение към дехидратацията, десулфуризацията и обезсоляването на нефта, се извършва неговата стабилизация, тоест отделянето на леки фракции (т.е. APG и изветрящ газ) в специални стабилизационни колони. С UKPN стабилизираното масло с необходимото качество се доставя чрез търговски нефтомерни възли към главните нефтопроводи. Отделеният ПНГ при наличие на специален газопровод се доставя на потребителите, а при липса на "тръба" се изгаря, използва за собствени нужди или се преработва. Трябва да се отбележи, че APG се различава от природния газ, който се състои от 70-99% метан, с високо съдържание на тежки въглеводороди, което го прави ценна суровина за нефтохимическата промишленост.

Състав на ПНГ в различни находища в Западен Сибир

Поле

Състав на газа, % тегл.
CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 i-C 4 H 10 n-C 4 H 10 i-C 5 H 12 n-C 5 H 12 CO2 N 2
Самотлор 60,64 4,13 13,05 4,04 8,6 2,52 2,65 0,59 1,48
Варёганское 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 UKPF зависи от степента на резервоара на APG, както и от количеството свързани водни пари, сероводород и др. Очакваната цена на инсталацията за 100-150 хиляди тона продаваем 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 от 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 NGL, намират търсене както на вътрешния, така и на външния пазар2.

Доставката на продукти за преработка на ПНГ до потребителя най-често се извършва по тръбопровод. Трябва да се помни, че тръбопроводният транспорт е доста опасен. Подобно на APG, NGL, LPG и PBT са по-тежки от въздуха, следователно, ако тръбата тече, парите ще се натрупат в повърхностния слой с образуването на експлозивен облак. Експлозията в облак от дисперсна горима материя (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 т.нар. "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 на „балансови цени“ (според АК СИБУР това е 1,7 хиляди рубли / тон). „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 "балансовите цели" 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 няма да бъде взето преди 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 получи метанол или BTK (смес от бензен, толуен и ксилен). Освен това сместа BTX може да се преработи чрез деалкилиране в бензен, който е търговски продукт с голямо търсене.

ПРИМЕР: През 2005 г. в JSC Gubkinsky GPC стартира комплекс за производство на NGL от APG съгласно схемата за нискотемпературна кондензация. Преработват се 1,5 милиарда m3 асоцииран нефтен газ, производството на NGL е до 330 хиляди тона / година, общата цена на комплекса, включително 32-километровата връзка с кондензатопровода Уренгой-Сургутски ZSK - 630 милиона рубли (22,5 милиона долара). Подобна технология може да се използва за малки инсталации за разделяне, предназначени за инсталиране в полетата.

Инжектиране на APG в резервоар за подобрено добив на нефт

Броят на технологиите, работните схеми и оборудването (с различна степен на ефективност и овладяване) за повишаване на нефтения добив (виж диаграмата "Методи за повишено нефтодобив") е много голям.

APG, поради своята хомологична близост до петрола, изглежда е оптималният агент за стимулиране на газ и по-специално вода-газ (WAG) в резервоара чрез инжектиране на свързан нефтен газ и други работни течности, използващи го (APG + вода, водно-полимерни състави, киселинни разтвори и др.) 4. В същото време увеличаването на добива на нефт в сравнение с наводняването на резервоара с необработена вода зависи от конкретните условия. Например, разработчиците на технологията WAG (APG + вода) посочват, че заедно с използването на APG допълнителното производство на нефт възлиза на 4-9 хиляди тона / година нефт на 1 обект.
Технологиите, които комбинират инжектиране на APG с обработка, изглеждат по-обещаващи. При проектирането на разработването на газовото кондензатно 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.

Процесът на циклиране се счита за един от ефективните методи за увеличаване на извличането на кондензат от пласта5. У нас обаче не е прилаган в нито едно газокондензно находище или газокондензна шапка6. Една от причините е високата цена на процеса на консервиране на запасите от сух газ. В разглежданата технология част от сухия газ се доставя на потребителя. Другата, изгорена част гарантира, че количеството инжектиран газ е достатъчно за цикъла, тъй като 1 m3 метан по време на изгаряне се превръща в около 10 m3 отработени газове.

ПРИМЕР: Консорциум за разработване на находището Kharyaginskoye - Total, Norsk Hydro и NNK - планира да реализира проект за оползотворяване на свързания нефтен газ7 на стойност между $10-20 милиона.Находището Kharyaginskoye произвежда годишно около 900 хиляди тона нефт и 150 милиона m3 ПНГ. Част от попътния газ се използва за собствени нужди, а останалата част се изгаря във факел. Предлагат се три решения на проблема, едното от които е инжектиране на ПНГ в кладенеца под резервоара, от който се добива нефт. По предварителни изчисления по този начин е възможно да се изпомпва целият попътен газ, но има опасения, че газът ще стигне до близкия сондаж, който вече е ликвидиран и е на ЛУКОЙЛ. Този вариант обаче е предпочитан. Другите два по-малко приоритетни варианта 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. При приемлив състав на APG ефективността на този метод е висока. Според разработчиците, 80%), работещи на APG, със своята електроцентрала с рекуперация на топлина (ефективност на счетоводните разходи от 300 рубли на 1000 m3, се изплаща за 3-4 години.
Предлагането на мощности на пазара е много широко. Местни и чуждестранни компании започнаха производството на инсталации, както в газови турбини (GTU), така и в бутални версии. Като правило, за повечето дизайни е възможно да се работи върху NGL или APG (с определен състав). Почти винаги се предвижда възстановяване на топлината на отработените газове в системата за топлоснабдяване на полето, предлагат се опции за най-модерните и технологични инсталации с комбиниран цикъл. С една дума, можем да кажем с увереност за бума в въвеждането 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 електроенергия при използване на APG и NGL. Според изчисленията цената на 1 kWh електроенергия за GTU "Perm Motors" е 52 копейки, а за внесен агрегат на базата на бутален двигател "Caterpillar" - 38 копейки. (ако е невъзможно да се работи с чист газ и има загуба на мощност при работа със смесено гориво).

ПРИМЕРИ: Типична каталожна цена на дилър за 1,5 MW дизелова електроцентрала, произведена в чужбина, е 340 000 евро (418 000 щатски долара). Въпреки това, инсталирането на находището на енергоблок със същия капацитет с инфраструктура (резервиране) и работещ на подготвен газ изисква капиталови инвестиции от $1,85-2,0 милиона.

В същото време цената на 1 kWh при цена на газа от 294 рубли/хил. m3 и дебит 451-580 m3/thous. kWh вече ще бъде 1,08-1,21 рубли, което надвишава сегашната тарифа - 1,003 рубли/kWh. С увеличаване на текущата тарифа до 2,5 рубли/kWh и поддържане на цената на газа на днешното ниво, намаленият период на изплащане е 8-10 години.
Сургутнефтегаз, който използва до 96% от ПНГ, 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 прекъсване на графика за доставка на енергоблокове.

Преобразуване 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 Fischer-Tropsch, 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 доказателства, че процесът може да се приложи и за C3-C4 въглеводородни фракции и съответно да се използва за обработка 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 преработка е по-приложим за APG и NGL и е по-изгодно природният бензин да се изхвърля отделно 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 дузина други 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 продукция. Текущата цена на изграждането на GTL завод, според експерти, е $400-500 на тон продукти и продължава да намалява. Като коментар на тази цифра, въпреки че има опит с GTL-FT търговски инсталации, той е ограничен до 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 единици в сурови климатични условия, промяната и финализирането на проекти може да изисква значително време и, вероятно, допълнителна изследователска работа. Сред известните разработчици на GTL проекти отбелязваме американската рискова компания "Syntroleum" ( www.syntroleum.com ), които поставят задачата за провеждане на проучвания с цел получаване на малки модулни производствени мощности за временно разполагане на находищата, вкл. с възможност за оползотворяване на ПНГ и ШГЛ.

ПРИМЕРИ: Според LLC NPO Sintez капиталовите разходи на завода GTL-FT с капацитет от 500 хиляди тона течно гориво годишно с потребление от 1,4 милиарда m3 природен газ годишно, когато се намират в Якутия, ще бъдат 650 милиона долара ( $1300 за тон годишно производство). Според рекламни материали на руски разработчик, изграждането на завод, използващ традиционни технологии (паров реформинг, получаване на 82% от суровия метанол) с годишен капацитет от 12,5 хиляди тона метанол и използване на 12 милиона m3 газ изисква капиталови разходи от $12 милиона ($960 на тон годишно). Инсталация Energosintop10000 с приблизително същия капацитет (12 000 тона 96% търговски метанол) ще струва 10 милиона долара (830 долара на тон годишно производство). И поради ниските оперативни разходи, цената на метанола ще бъде 17-20% по-ниска.

Криогенна преработка на ПНГ във втечнен газ

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

Прилагане на еднопоточен хладилен цикъл при обработката на ниски дебити на захранващ газ (коефициент на флуидизация 0,95)
. приложение на разширителен цикъл:
. а) затворен с коефициент на флуидизация 0,7-0,8;
. б) отворена верига с коефициент на флуидизация 0,08-0,12.

Последният се препоръчва за използване в газоразпределителни станции, където редукторът се заменя с агрегат за производство на втечнен природен газ с разширяване на газа в разширителя и частичното му втечняване. Този метод не изисква почти никаква консумация на енергия. Капацитетът на инсталацията зависи от дебита на подавания газ към газоразпределителните станции и диапазона на падане на налягането на входа и изхода на станцията. Производство на втечнен газ (метан) от PNGизисква предварителна подготовка. Условия за перспективите на криогенната обработка APG (според LenNIIkhimmash):

Най-рентабилните инсталации с 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 по-ниско налягане уредът трябва да бъде оборудван с уред за предварителна компресия на газ, което увеличава капиталовите и енергийните разходи.
. Газов запас за най-малко 20 години работа на централата.
. Съдържанието на тежки въглеводороди, % об.: С3Н8 > 1,2. Сума C 4+B > 0,45.
. Ниско съдържание на серни съединения (не повече от 60 mg / m3) и въглероден диоксид (не повече от 3%), което не изисква пречистване на изходния газ от тях.
. Когато съдържанието на етан в газа е повече от 3,5% об. и наличието на нейните потребители е целесъобразно етановата фракция да се получава като търговски продукт. Това значително намалява експлоатационните разходи на единица.

1 Например, по цени от 2000 г.: себестойността на производството на ПНГ беше 200-250 рубли/хил. м3, транспортът може да добави до 400 рубли/хил. м3 по препоръчаната от Министерството на икономическото развитие и Министерството на финансите цена от 150 рубли/хил. m3. Днес тази цена се регулира от FEC и е средно $10/хил. m3.

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

3 03.06.1989 г. край с. Улу-Теляк, тръба с диаметър 700 мм от продуктопровод широки фракции леки въглеводороди (NGL) Западен Сибир - Урал-Волга е скъсана, последвана от експлозия на въглеводородно-въздушна смес, еквивалентна на експлозия на 300 тона тротил. Възникналият пожар обхвана площ от около 250 хектара, на която бяха разположени два пътнически влака (Новосибирск-Адлер, 20 вагона и Адлер-Новосибирск, 18 вагона), в които 1284 пътници (включително 383 деца) и 86 членове на влака и локомотивни бригади. Взривът е унищожил 37 вагона и 2 електрически локомотива, от които 7 вагона са изгорели напълно, 26 са изгорели 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. Общо загинаха 575 души, 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 поради образуването на език се получава преждевременен пробив на газ към производствените кладенци.

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

6 Сред проблемите, свързани с газовите инжекции, експертите отбелязват липсата на такъв опит в Русия и в резултат на това трудността при координиране на проекти. Единственият пример за практически реализиран цикличен процес 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 във факел“, 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 електроцентрали в Западно-Таркосалинския ДП ООО „Ноябрскгаздобыча“, използващи като гориво изветрящ газ“. ТюменНИИГипрогаз, ОАО Газпром, 2005 г.

КАТЕГОРИИ

ПОПУЛЯРНИ СТАТИИ

2022 "kingad.ru" - ултразвуково изследване на човешки органи