Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Газоперерабатывающая промышленность

Попутный нефтяной газ:

Попутный нефтяной газ – это полезное ископаемое, природный углеводородный газ, растворенный в нефти или находящийся в «шапках» нефтяных и газоконденсатных месторождений.

Для обозначения попутного нефтяного газа используют аббревиатуру ПНГ.

В английском языке попутный нефтяной газ называется как «associated petroleum gas», сокращённо – APG. В дословном переводе означает «связанный, объединённый нефтяной газ».

Попутный нефтяной газ, как и природный газ, – это смесь газов и парообразных углеводородных и неуглеводородных компонентов.

По сути, попутный нефтяной газ этот тот же самый природный газ, но с большим количеством примесей. Поэтому по своим физическим свойствам попутный нефтяной газ аналогичен природному газу.

ПНГ не имеет ни цвета, ни запаха. Легче воздуха в 1,8 раза. Горюч и взрывоопасен. При утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Попутный нефтяной газ растворен в самой нефти, а также находится в пространстве между горной породой и залежами нефти, именуемой «шапкой».  При вскрытии нефтяных пластов обычно сначала начинает фонтанировать газ нефтяных шапок. Впоследствии основную часть добываемого ПНГ составляют газы, растворенные в нефти.

ПНГ является побочным продуктом при добыче нефти. Так, только на одну тонну извлекаемой нефти в зависимости от района добычи и месторождения приходится от 25 до 800 м3 извлекаемого ПНГ.

Долгое время его считали вредной примесью нефти, и ПНГ просто сжигался непосредственно в месте добычи нефти на нефтеносной скважине, загрязняя окружающую среду. Однако не так давно признали, что попутный нефтяной газ, хотя и сопутствует добыче нефти, является ценным сырьем для дальнейшей переработки

Поэтому нефтяные компании стали все больше уделять внимание рациональному использованию попутного газа

Попутный нефтяной газ подразделяется на:

– типы – по содержанию целевых компонентов – углеводородов от С3 и выше: тощий, средний, жирный и особо жирный,

– классы – по содержанию содержанию сернистых соединений: бессернистый, малосернистый, сернистый и высокосернистый,

– группы – по содержанию негорючих компонентов: безбалластный, малобалластный, среднебалластный и высокобалластный,

– виды – по содержанию механических примесей: чистый, слабозагрязненный, загрязненный и сильнозагрязненный.

Процесс добычи голубого топлива

Предшествующим добыче газа, является процесс геологоразведочных работ. Они позволяют точно определить объем и характер залегания месторождения. В настоящее время применяется несколько методов разведки.

Гравитационный – основывается на вычислении массы горных пород. Для газосодержащих слоев характерна значительно меньшая плотность.

Магнитный – учитывает магнитную проницаемость породы. Посредством проведения аэромагнитной съемки возможно получить полную картину залежей глубиной до 7 км.

Цель данной методики

Сейсмический – используются излучения, отражающиеся при проходе сквозь недра. Это эхо способны уловить специальные измерительные приборы.

Геохимический – изучаются состав подземных вод с определением содержания в них веществ, сопутствующих газовым месторождениям.

Бурение – наиболее эффективный метод, но в то же время самый дорогостоящий из перечисленных. Поэтому до его использования требуется предварительное изучение горных пород.

Способы бурения скважин для добычи природного газа

После того как месторождение определено и оценены предварительные объемы залежей, приступают непосредственно к процессу добычи газа. Производят бурение скважин на глубину размещения яруса полезного ископаемого. Чтобы равномерно распределить давление поднимающегося голубого топлива, скважину выполняют лесенкой либо телескопически (как подзорная труба).

Скважина укрепляется посредством обсадных труб и цементируется. Для равномерного снижения давления и ускорения процесса добычи газа, бурится сразу несколько скважин на одном месторождении. Подъем газа через скважину осуществляется естественным образом – газ перемещается к зоне меньшего давления.

Поскольку после добычи газ содержит различные примеси, следующим этапом является его очистка. Для обеспечения этого процесса вблизи месторождений строят соответствующие промышленные мощности по очистке и переработке газа.

Система очистки природного газа

Добыча с использованием угольных шахт

Угольные пласты содержат большое количество метана, добыча которого не только позволяет получить голубое топливо, но и обеспечить безопасную эксплуатацию предприятий по угледобыче. Подобный способ повсеместно применяется в США.

Основные направления использования и переработки метана

Метод гидроразрыва

При добыче газа данным методом по скважине нагнетается поток воды или воздуха. Таким образом, происходит вытеснение газа.

Этот способ может вызвать сейсмическую неустойчивость разрушенных пород, поэтому он запрещен в некоторых государствах.

Особенности подводной добычи

Добыча газа на Киринском месторождении впервые в России осуществляется с помощью подводного добычного комплекса

Газовые запасы присутствуют, кроме суши, и под водой. В нашей стране обширные подводные месторождения. Подводная добыча выполняется с применением тяжелых гравитационных платформ. Они располагаются на основании, опирающемся на морское дно. Бурение скважин производится колоннами, располагаемыми на основании. На платформах размещаются емкости для хранения извлеченного газа. Далее он транспортируется на сушу через трубопровод.

Данные платформы предусматривают постоянное нахождение людей, выполняющих обслуживание комплекса. Численность может составлять до 100 человек. Эти объекты оборудуются автономным энергоснабжением, площадкой для вертолетов, помещениями персонала.

При расположении залежей вблизи берега, скважины выполняются наклонно. Они начинаются на суше, уходя основанием под шельф моря. Добыча газа и его транспортирование выполняется стандартным порядком.

Ресурс — углеводородное сырье

Ресурсы углеводородного сырья, используемые в промышленности, можно разделить на две большие группы: природные углеводородные газы ( природный, попутный, газ нефтестабилизации); углеводородные газы и жидкие углеводороды, получаемые при переработке нефти, сланцев, коксования. Могут использоваться и другие газы — генераторный, газы подземной газификации угля, коксования торфа, но они пока практического значения в промышленности не имеют.

Ресурсы углеводородного сырья перспективных НПЗ позволяют создать крупнотоннажные производства нефтехимических продуктов массового применения, в том числе полиэтилена 50 тыс. т / год, фенола и ацетона 60 и 36 тыс. т / год, СЖК, СЖС и БВК на основе жидких парафинов 140 тыс. т / год и др., объемы производства и номенклатура которых должны быть уточнены применительно к конкретным районам строительства заводов.

Дополнительными ресурсами углеводородного сырья может — служить конденсат Джебольского газоконденсатного месторождения.

Дифференциация ресурсов углеводородного сырья с учетом найденных стоимостных параметров ( МПЦ) и принятых рыночных цен ( РЦ) на активные ( МПЦ РЦ) и пассивные ( МПЦ РЦ) элементы ресурсной базы и сведение воедино полученных значений активных элементов служат логическим завершением комплексной экономической оценки ресурсов нефти и газа.

Из ресурсов легкого углеводородного сырья для пиролиза может быть использован сухой газ нефтепереработки.

Номограмма для определения содержания углеводородов.| Номограмма для определения содержания метана в газе первой ступени сепарации пластовой нефти.| Номограмма для определения содержания этана в газе первой ступени сепарации пластовой нефти.

При определении ресурсов углеводородного сырья по месторождению необходимо знать не только количество газа, но него углеводородный состав, который изменяется в зависимости от давления разгазирования. Из общего анализа пластовых нефтей обычно бывает известен состав газа однократного разгазирования.

США располагают большими ресурсами углеводородного сырья для развития химической промышленности. На долю этой страны приходилось в 1971 г. 23 9 % добычи сырой нефти, 71 5 % добычи природного газа и 28 % мощностей нефтеперерабатывающих заводов капиталистических и развивающихся стран.

США располагает значительными ресурсами углеводородного сырья, имеет развитую нефтгпсмсрабагываюшую промышленность с высоким уровнем вторичных процессов, большие мощности по переработке попутных и природных газов.

Современное состояние проблемы ресурсов углеводородного сырья обусловливает необходимость включать в разработку нефтяные месторождения с осложненными условиями их освоения. Возникающие трудности при этом во многом определяются аномалиями реологических свойств нефтей, которые вызваны высоким содержанием в них твердых парафинов. Промышленная нефтегазоносность миоценового комплекса пород установлена в континентальной части бассейна. К настоящему времени открыто одно газовое ( Западно-Озерное) и три нефтегазоконденсатных многопластовых месторождения: Верхне-Эчинское, Верхне-Телекайское и Ольховское. Локальное поднятие, осложненное двумя куполами и выявленное в 1973 г. съемкой 2D — MOB, располагается примерно в 20 — 25 км от северных подножий горных массивов, входящих в систему Корякского нагорья.

Основным районом сосредоточения ресурсов газового углеводородного сырья является Средняя Волга, на долю которой приходится до 55 % всех имеющихся ресурсов нефтеперерабатывающих заводов. Выгодное географическое расположение этого района, его относительная близость к центральным и восточным областям страны позволят в случае необходимости использовать эти ресурсы для развития нефтехимической промышленности в.

Газовые конденсаты являются существенным ресурсом углеводородного сырья. Их суммарная добыча сейчас достигает 25 — 28 млн т / год, что в среднем по стране составляет около 40 г на 1 м3 добываемого газа.

Наша страна располагает неограниченными ресурсами углеводородного сырья, из которых основными являются природные и попутные газы.

Динамика добычи нефти и газа на месторождениях Тюменской области.

Омская область располагает незначительными ресурсами углеводородного сырья.

Природный газ:

Природный газ – это полезное ископаемое, смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ существует в газообразном, твердом или растворённом состоянии. В первом случае – в газообразном состоянии – он широко распространен и содержится в пластах горных пород в недрах Земли в виде газовых залежей (отдельных скоплений, заключенных в «ловушке» между осадочными породами), а также в нефтяных месторождениях в виде газовых шапок. В растворённом состоянии он содержится в нефти и воде. В твердом состоянии он встречается в виде газовых гидратов (т.н. «горючий лёд») – кристаллических соединений природного газа и воды переменного состава. Газовые гидраты – перспективный источник топлива.

При нормальных условиях (1 атм. и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии.

Является самым чистым видом органического топлива. Но для того, чтобы использовать его в качестве топлива из него выделяют его составляющие для отдельного использования.

Природный газ представляет собой легковоспламеняющуюся смесь различных углеводородов и примесей.

Природный газ – это газообразная смесь, состоящая из метана и более тяжелых углеводородов, азота, диоксида углерода, водяных паров, серосодержащих соединений, инертных газов.

Природным он зовется, потому что не является синтетическим. Газ рождается под землей в толще осадочных пород из продуктов разложения органики.

Природный газ распространен в природе гораздо шире, чем нефть.

Не имеет ни цвета, ни запаха. Легче воздуха в 1,8 раза. Горюч и взрывоопасен. При утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Характерный запах газа, используемого в быту, обусловлен одорацией – добавлением в его состав одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ. Самый распространенный одорант – этантиол, его можно почувствовать в воздухе при концентрации 1 на 50 000 000 частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Способы переработки природного газа

Перед подачей природного газа в главный газопровод, данное сырье не требуется дополнительно очищать, это преимущество перед нефтью (которую следует подвергнуть первичной подготовке, перед подачей в нефтепровод), дает значительную экономию средств при транспортировке.

Перед тем как получить окончательный химический и производственный состав, газовая смесь подвергается вторичной переработке на заводах химической индустрии, которая, в зависимости от применяемых технологий, подразделяется на главные и вторичные способы переработки газа.

Физическая переработка

Этот способ основан на физико-энергетических показателях. Добытый ископаемый материал подвергается глубокому сжатию и разделяется на фракции путем воздействия высоких температур.

При переходе от низких температур к высоким, сырье интенсивно очищается от примесей. Использование мощных компрессоров, позволяет производить переработку на месте газодобычи. При выкачке газа с нефтеносного пласта используют нефтяные насосы, которые отличаются сравнительной дешевизной.

Свойства природного газа

Использование химических реакций

При химико-каталитической переработке происходят процессы, связанные с переходом метана в синтезированный газ, с последующей переработкой. Химические способы подразумевают использование двух методов:

  • паровая, углекислотная конверсия;
  • парциальное окисление.

Последний способ является наиболее энергосберегающим и удобным, поскольку скорость химической реакции при парциальном окислении довольно высокая, отпадает необходимость использовать дополнительные катализаторы.

Использование в качества инструмента воздействия на ископаемое сырье высоких и низких температур называют термохимическим способом переработки природного газа. При температурном воздействии на данное сырье образуются такие химические соединения, как этилен, пропилен и пр. Сложность такого вида переработки заключается в использовании оборудования способного выдать нагрев до 11 тыс. градусов при одновременном увеличении давления до трех атмосфер.

Современные технологии для переработки природного газа используют дополнительный синтез метана, позволяющий удвоить количество выделяемого водорода. Водород представляет собой натуральное сырье, из которого выделяют аммиак, являющийся материалом для получения азотной кислоты, компонентов аммония, анилина и пр.

Результаты переработки

Полученное вещество после переработки используется не только как источник энергии. Выделяются следующие продукты переработки нефти и газа:

  • аммиак – необходим для производства удобрений, полимеров, растворителя, нашатырного спирта, бесцветен, присутствует сильный специфический запах,
  • анилин – основа для создания красок, полиуретана, каучука, бесцветная жидкость с резким запахом, плохая растворимость в воде,
  • гелий – применяется для высоких технологий при изготовлении медицинских изделий и ядерных реакторов, спутников, необходим геологам, так как они с помощью гелиевой съемки определяют глубинные разломы на поверхности земной коры, нет цвета, вкуса и запаха,
  • метанол – используется как растворитель и топливный элемент, жидкость без цвета, но присутствует запах этилового спирта, принимать внутрь смертельно опасно,
  • уксусная кислота – нужна при изготовлении текстильной продукции, не в сильной концентрации для кулинарии, применяется как растворитель, присутствует резкий запах и кислый вкус,
  • формальдегид – применяется в производстве строительных материалов, фенопластов, хорошо работает в качестве антисептика, консерванта для косметических средств, бесцветен, нет резкого запаха,
  • этан – из него изготавливаются изделия из пластмассы, необходим для получения соединения этилена, нет цвета, вкуса и запаха.

Продукты переработки природного газа являются востребованным сырьем во многих отраслях промышленности. Главное – использовать их исключительно в своих областях применения.

Природный газ – ценное минеральное образование из недр Земли. Используется как необходимый источник тепловой энергии. Некоторые его производные применяются во многих отраслях промышленности. После извлечения обязательно проходит процесс переработки природного газа для очищения его от ненужных примесей.

Каким образом это вещество влияет на природу

Газ оказывает влияние на экологию на всех этапах его добычи и потребления.

В сферу газовой промышленности включаются:

  1. Поиск месторождений с целью последующей разработки.
  2. Процесс добычи этого полезного ископаемого.
  3. Перемещение природного ископаемого из мест добычи к потребителям.
  4. Использование в промышленности и в быту.

На каждом из этих этапов может оказываться негативное экологическое воздействие.

При сгорании природного газа образуется меньше вредных веществ по сравнению с остальными видами топлива. Использование увеличивает количество углекислого газа в атмосфере. Это создает проблемы, поддерживая происходящее сейчас глобальное потепление климата. Метан также парниковый газ.

В природе он не только в виде скоплений, но и в качестве газовой шапки в местах добычи нефти. В природе это вещество может быть растворено в нефти или в воде. Он представляет собой смесь веществ, содержащую метан. На его долю приходится 70-98%.

Если при добыче нефти обнаружено это вещество, то иногда его сжигают. Таким путем ежегодно в России уничтожается сотни тысяч тонн газового топлива, создавая проблемы. Происходят вредные выбросы в атмосферу продуктов горения. Подсчитано, что таким способом в воздух попадает 500000 тонн вредных веществ, нанося экологический вред.

При передаче через трубопровод на расстоянии 2500 километров происходит потеря 1%.

Газовые трубопроводы создают повышенный экологический риск возгорания или взрыва. При пересечении рек могут разрушаться берега. При проведении строительных и ремонтных работ происходит захламление окружающей местности.

При отказах могут происходить аварийные выбросы природного газа в атмосферу.

В составе добываемого сырья на некоторых месторождениях в состав входят токсичные вещества, которые при утечке создают экологические проблемы.

Проблемы природного газа проявляются в глубинных подземных пластах. Во время добычи происходит откачка газа, нефти и водяных пластов в результате образуются пустоты, которые постепенно оседают. Сдвиги происходят неравномерно и объекты, находящиеся на поверхности, постепенно разрушаются.

Тяжелая гусеничная техника повреждает плодородный слой почвы, который иногда невозможно восстановить.

При разработке месторождений экологическая обстановка может ухудшаться не только непосредственно в месте добычи и на окружающей территории, но и создавать проблемы в близлежащих населенных пунктах.

Влияние на экологию

Газодобывающие системы оказывают серьезное влияние на экологию. По статистике, 35% общего количества выбросов в воздушное пространство относятся к этому сектору промышленности. При этом лишь 20% из них нейтрализуются. Выбросы вредных веществ компрессорных станций происходят при следующих операциях:

  • залповый характер выброса (при продувке газопровода);
  • при смазке дегазационного бака;
  • в случае срабатывания пневматических кранов.

Экологические проблемы

Особенно опасна для природного равновесия добыча сланцевого газа. Этот процесс, как правило, производится методом гидроудара. При этом в используемой жидкости содержатся ядовитые компоненты, впоследствии проникающие в почву. Возможен также их выброс в атмосферу. Вызывает опасность данный процесс и в области сейсмологии.

Для того чтобы минимизировать негативные последствия для окружающей среды, добыча и транспортировка газа должна выполняться по разработанной технологии, учитывающей эти моменты.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации