Seotud naftagaas: peamised töötlemismeetodid – APG kasutamine. Seotud (nafta)gaasid

GAASI TAOTLUS

Gaasi võib looduses leida kolme tüüpi maardlates: gaas, gaasiõli ja gaasikondensaat.

Esimest tüüpi - gaasi - maardlates moodustab gaas tohutuid looduslikke maa-aluseid kogumeid, millel pole otsest seost naftaväljadega.

Teist tüüpi maardlates - gaasi-õli - saadab gaas naftat või nafta saadab gaasi. Gaasiõlimaardlaid, nagu eespool märgitud, on kahte tüüpi: gaasikorgiga õli (mille põhimahu hõivab nafta) ja õliveljega gaas (peamise mahu hõivab gaas). Iga gaasiõli maardlat iseloomustab gaasitegur - gaasi kogus (m3) 1000 kg nafta kohta.

Gaas-kondensaadi ladestumist iseloomustab kõrge rõhk (üle 3–10 7 Pa) ja kõrge temperatuur (80–100 °C ja üle selle) reservuaaris. Nendes tingimustes lähevad süsivesinikud C5 ja kõrgemad gaasiks ja rõhu langemisel toimub nende süsivesinike kondenseerumine - pöördkondensatsiooni protsess.

Kõikide vaadeldavate maardlate gaase nimetatakse maagaasideks, erinevalt nendega seotud naftagaasidest, mis on lahustunud naftas ja vabanevad sellest tootmise käigus.

Maagaasid

Maagaasid koosnevad peamiselt metaanist. Koos metaaniga sisaldavad need tavaliselt etaani, propaani, butaani, suur hulk pentaan ja kõrgemad homoloogid ning väikeses koguses mittesüsivesinike komponente: süsinikdioksiid, lämmastik, vesiniksulfiid ja inertgaasid (argoon, heelium jne).

Süsinikdioksiid, mida tavaliselt leidub kõigis maagaasides, on süsivesinike orgaanilise lähteaine looduses muutumise üks peamisi saadusi. Selle sisaldus maagaasis on väiksem, kui eeldaks looduses orgaaniliste jääkide keemilise muundumise mehhanismi põhjal, kuna süsihappegaas on aktiivne komponent, mis läheb moodustumisvette, moodustades vesinikkarbonaadi lahuseid. Süsihappegaasi sisaldus ei ületa reeglina 2,5%. Lämmastikusisaldus, mis esineb tavaliselt ka looduslikes, on seotud kas atmosfääriõhu sisenemisega või elusorganismide valkude lagunemisreaktsioonidega. Lämmastiku hulk on tavaliselt suurem juhtudel, kui gaasiväli tekkis lubja- ja kipsikivimites.

Heelium on mõne maagaasi koostises erilisel kohal. Heeliumi leidub sageli looduses (õhus, maagaasis jne), kuid piiratud koguses. Kuigi heeliumi sisaldus maagaasis on väike (maksimaalselt kuni 1–1,2%), osutub selle eraldamine kasumlikuks nii selle gaasi suure defitsiidi kui ka maagaasi suure tootmise mahu tõttu. .

Vesiniksulfiid reeglina gaasimaardlates puudub. Erandiks on näiteks Ust-Vilyui maardla, kus H 2 S sisaldus ulatub 2,5%-ni ja mõned teised. Ilmselt on vesiniksulfiidi olemasolu gaasis seotud peremeeskivimite koostisega. On täheldatud, et sulfaatidega (kips jne) või sulfitidega (püriit) kokkupuutuv gaas sisaldab suhteliselt rohkem vesiniksulfiidi.

Maagaasid, mis sisaldavad peamiselt metaani ja mille homoloogide C5 ja kõrgema sisaldus on väga väike, liigitatakse kuivadeks või lahjadeks gaasideks. Valdav enamus gaasimaardlatest toodetud gaasidest on kuivad. Gaasikondensaadi ladestumisel tekkivat gaasi iseloomustab väiksem metaani sisaldus ja suurem selle homoloogide sisaldus. Selliseid gaase nimetatakse rasvadeks või rikasteks. Lisaks kergetele süsivesinikele sisaldavad gaas-kondensaadi lademete gaasid ka kõrge keemistemperatuuriga homolooge, mis rõhu langemisel eralduvad vedelal kujul (kondensaadina). Olenevalt kaevu sügavusest ja rõhust põhjas võivad süsivesinikud olla gaasilises olekus, keedes 300–400°C juures.

Gaasikondensaadi ladestumisel tekkivat gaasi iseloomustab sadestunud kondensaadi sisaldus (cm 3 1 m 3 gaasi kohta).

Gaasikondensaadi hoiuste teke on tingitud asjaolust, et kõrgel rõhul toimub pöördlahustumise nähtus - õli pöördkondensatsioon surugaasis. Umbes 75×10 6 Pa rõhul lahustub õli kokkusurutud etaanis ja propaanis, mille tihedus on oluliselt suurem kui õli tihedus.

Kondensaadi koostis sõltub kaevu töörežiimist. Seega säilib reservuaari konstantse rõhu säilitamisel kondensaadi kvaliteet stabiilne, kuid rõhu vähenemisel reservuaaris muutub kondensaadi koostis ja kogus.

Osade väljade stabiilsete kondensaatide koostist on hästi uuritud. Nende keemistemperatuur ei ületa tavaliselt 300 °C. Rühma koostise järgi: enamus on metaani süsivesinikud, veidi vähem nafteenseid ja veelgi vähem aromaatseid süsivesinikke. Gaasikondensaadiväljadest pärit gaaside koostis pärast kondensaadi eraldamist on lähedane kuivade gaaside koostisele. Maagaasi tihedus õhu suhtes (õhu tihedust võetakse ühikuna) jääb vahemikku 0,560–0,650. Põlemissoojus on umbes 37700–54600 J/kg.

Seotud (nafta)gaasid

Seotud gaas ei ole kogu antud maardlas olev gaas, vaid gaas, mis on lahustunud naftas ja vabaneb sellest tootmise käigus.

Kaevust väljuv nafta ja gaas läbivad gaasiseparaatorid, milles seotud gaas eraldatud ebastabiilsest õlist, mis saadetakse edasiseks töötlemiseks.

Seotud gaasid on väärtuslikud toorained tööstuslikuks naftakeemia sünteesiks. Need ei erine kvalitatiivselt koostiselt maagaasidest, kuid kvantitatiivne erinevus on väga märkimisväärne. Metaani sisaldus neis ei tohi ületada 25–30%, kuid see on palju suurem kui selle homoloogid - etaan, propaan, butaan ja kõrgemad süsivesinikud. Seetõttu klassifitseeritakse need gaasid rasvgaasideks.

Seotud ja maagaaside kvantitatiivse koostise erinevuse tõttu on nende füüsikalised omadused on erinevad. Seotud gaaside tihedus (õhus) on suurem kui maagaasidel - see ulatub 1,0-ni või rohkem; nende kütteväärtus on 46 000–50 000 J/kg.

Gaasi rakendus

Süsivesinikgaaside üks peamisi kasutusvaldkondi on nende kasutamine kütusena. Kõrge kütteväärtus, kasutamise mugavus ja kuluefektiivsus asetavad gaasi kahtlemata ühele esikohale teiste energiaressursside seas.

Seotud naftagaasi teine ​​oluline kasutusala on selle katmine, st gaasibensiini ekstraheerimine sellest gaasitöötlemistehastes või -rajatistes. Gaas surutakse tugevalt kokku ja jahutatakse võimsate kompressorite abil, samal ajal kui vedelate süsivesinike aurud kondenseeruvad, lahustades osaliselt gaasilisi süsivesinikke (etaan, propaan, butaan, isobutaan). Moodustub lenduv vedelik - ebastabiilne gaasbensiin, mis on kergesti eraldatav separaatoris olevast ülejäänud mittekondenseeruvast gaasimassist. Pärast fraktsioneerimist - etaani, propaani ja osa butaanide eraldamist - saadakse stabiilne bensiin, mida kasutatakse kaubandusliku bensiini lisandina, suurendades nende lenduvust.

Kütusena kasutatakse gaasibensiini stabiliseerimisel eralduvat propaani, butaani ja isobutaani silindritesse pumbatavate vedelgaaside kujul. Nafta tooraineks on ka metaan, etaan, propaan, butaanid keemiatööstus.

Pärast C 2-C 4 eraldamist seotud gaasidest on ülejäänud heitgaas koostiselt kuivamislähedane. Praktikas võib seda pidada puhtaks metaaniks. Kuivad ja heitgaasid, kui neid põletatakse väikese koguse õhu juuresolekul spetsiaalsetes paigaldistes, moodustavad väga väärtusliku tööstustoote - gaasitahma:

CH4 + O2 à C + 2H2O

Seda kasutatakse peamiselt kummitööstuses. Juhtides metaani veeauruga üle nikkelkatalüsaatori temperatuuril 850 °C, saadakse vesiniku ja süsinikmonooksiidi segu - "sünteesgaas":

CH4 + H2O à CO + 3H 2

Kui see segu juhitakse üle FeO katalüsaatori temperatuuril 450 °C, muundatakse süsinikmonooksiid dioksiidiks ja eraldub täiendav vesinik:

CO + H 2 O à CO 2 + H 2

Saadud vesinikku kasutatakse ammoniaagi sünteesiks. Kui metaani ja teisi alkaane töödelda kloori ja broomiga, saadakse asendusproduktid:

1. CH 4 + Cl 2 à CH 3 C1 + HCl - metüülkloriid;

2. CH 4 + 2C1 2 à CH 2 C1 2 + 2HC1 - metüleenkloriid;

3. CH 4 + 3Cl 2 à CHCl 3 + 3HCl - kloroform;

4. CH 4 + 4Cl 2 à CCl 4 + 4HCl - süsiniktetrakloriid.

Metaan on ka vesiniktsüaniidhappe tootmise tooraine:

2CH 4 + 2NH 3 + 3O 2 à 2HCN + 6H 2 O, samuti süsinikdisulfiidi CS 2, nitrometaani CH 3 NO 2 tootmiseks, mida kasutatakse lakkide lahustina.

Seotud naftagaas (APG) on erinevate lenduvate ainete osa, mis on toornafta osa. Kõrgsurve toime tõttu on nad haruldases agregatsiooniseisundis. Kuid naftatootmise ajal väheneb rõhk järsult ja gaasid hakkavad toornaftast eemale keema.

Selliste ainete koostis võib olla väga mitmekesine. Nende püüdmise ja töötlemise keerukuse tõttu põletati varem APG toodetud õlist lihtsalt välja. Naftakeemiatööstuse arenguga, toorainevarude vähenemisega ja nende ainete kallinemisega hakati neid aga eraldama eraldi rühmaks ja töötlema koos maagaasiga. Seotud naftagaasi peamised komponendid on metaan, butaan, propaan ja etaan. Kõik need ained on meile teada tänu nende võimele eraldada põlemisel suures koguses soojust. Etaan on naftakeemiatööstuse väärtuslik lähteaine. Seetõttu on tänapäeval raske naftatootmisplatvormide kohalt tõrvikuid leida. Näiteks Venemaa maardlate puhul sisaldab sellega seotud gaas umbes 70% metaani, kuni 13% etaani, 17% propaani ja 8% butaani. Selliste energiakoguste põletamine on muutunud lihtsalt kahjumlikuks.

Teine põhjus sellega seotud naftagaasi töötlemiseks ja nõuetekohaseks kõrvaldamiseks on keskkonnaprobleemid. Nende ainete põlemisel eraldub suurtes kogustes süsinikmonooksiidi, mis põhjustab nendes piirkondades ökoloogilise tasakaalu tasakaalustamatust ja aasta keskmise temperatuuri tõusu.

Kaasaegne naftakeemia on võimeline neid aineid töötlema ja neist polümeerühendeid looma. Sellest sai otsustav argument seotud gaasi õige kasutamise kasuks. See ei võimaldanud mitte ainult selle töötlemise kulusid hüvitada, vaid hakkas ka suuri tulusid teenima. Tänapäeval töödeldakse kõiki fossiilseid süsivesinikke peaaegu sajaprotsendiliselt.

Selle otsuse põhjused

Peamised põhjused, mis mõjutasid seotud naftagaasi tootmist ja töötlemist, olid majanduslikud ja keskkonnaalased. Ärge unustage, et süsivesinike lademed ammenduvad järk-järgult. Fossiile sees ei taastata lühike periood aega, nii et nende tõhus kasutamine võimaldab pikendada nende ainete ekstraheerimise kasutusiga. Vaatamata üsna hooletule suhtumisele keskkonnaprobleemid meie riigis ülehinnata halb mõjuõlitootmisettevõtetes on raske. Seotud gaasi põletamisel tekib palju kahjulikke aineid (süsinikdioksiid ja erinevat tüüpi tahm). Nende toodete kerged fraktsioonid suudavad tuulega läbida pikki vahemaid. See ei põhjusta kahju mitte ainult hõredalt asustatud Siberile, vaid ka paljudele ümbritsevatele aladele. Meie riigi loodust kahjustatakse, mis ei too kaasa mitte ainult moraali, vaid ka materiaalne kahju. Probleem lahenes tänu kiirele arengule. Seotud naftagaas sisaldab C2+ rühma niinimetatud kergeid aineid. Kõik need gaasid on suurepärased naftakeemiatööstuse toorained. Neid kasutatakse polümeeride loomiseks, parfüümitööstuses, ehituses jne. Nii hakkas asjakohane naftagaasi pädev töötlemine end majanduslikust seisukohast õigustama.

Seotud naftagaasi töötlemise protsessi ainus eesmärk on eraldada kergemad komponendid gaasilisest metaanist ja etaanist. Protsessi saab läbi viia mitmel viisil. Igal neist on oma eelised ja see võimaldab teil saada toorainet edasiseks töötlemiseks. Lihtsaim meetod on kergete fraktsioonide kondenseerumisprotsess madalal temperatuuril ja normaalrõhul. Näiteks metaan muutub vedelasse olekusse temperatuuril -161,6 kraadi, etaan 88,6 kraadi juures. Samal ajal settivad kõrgemal temperatuuril kergemad lisandid. Propaani veeldustemperatuur on -42 kraadi ja butaanil -0,5. Kondensatsiooniprotsess on väga lihtne. Segu jahutatakse mitmes etapis, mille käigus on võimalik eraldada metaangaasist butaan, seejärel propaan ja etaan. Viimast kasutatakse kütusena ja ülejäänud ainetest saab naftakeemia tooraine. Sel juhul klassifitseeritakse veeldatud gaasid kergete süsivesinike laia fraktsioonina ja gaasilisi gaase nimetatakse kuivaks eraldatud gaasiks (DLG).

Teine töötlemismeetod on keemiline filtreerimisprotsess. See põhineb asjaolul, et erinevad ained interakteeruvad erinevat tüüpi vedelikud. Põhimõte põhineb maagaasi gaaside madalal temperatuuril neeldumisel teiste süsivesinike või vedelike poolt. Väga sageli kasutatakse tööainena vedelat propaani. Töötavatesse paigaldistesse tarnitakse naftagaas. Selle kerged fraktsioonid lahustuvad propaanis, samal ajal kui metaan ja etaan lähevad edasi. Protsessi nimetatakse barbituratsiooniks. Pärast mitut filtreerimisetappi on väljundiks kaks valmistoodet. Vedel propaan, mis on rikastatud maagaasivedelike ja puhta metaaniga. Esimesed ained muutuvad naftakeemia tooraineks ja kütusena kasutatakse metaani. Harvadel juhtudel kasutatakse töövedelikuna õliseid süsivesinikke, mis põhjustab muude kasulike ainete moodustumist.

Gaasi töötlemine SIBURis

Territooriumi suurim ettevõte Venemaa Föderatsioon SIBUR on seotud naftagaasi töötlemisega tegelev ettevõte. Põhiline tootmisvõimsus osalus läks alates Nõukogude Liit. Nende põhjal korraldati ettevõtmine ise. Aja jooksul viis tark poliitika ja kaasaegsete tehnoloogiate kasutamine uute varade ja tütarettevõtete tekkeni. Täna kuulub ettevõttesse kuus Tjumeni piirkonnas asuvat naftagaasi töötlemise tehast.

* – Yugragazpererabotka JV osana koos naftafirmaga TNK-BP.

Täna teeb SIBUR tihedat koostööd õlitootmisettevõttega TNK-BP. Selle organisatsiooni tornidest seotud naftagaasi vastuvõtmisel tegeleb selle töötlemisega tütarettevõte Yugragazpererabotka. Samal ajal jääb SOG TNK-BP omandiks ja vedelad fraktsioonid lähevad SIBURile. Seejärel saavad need tooraineks ülejäänud ettevõtte tehastele, mis toodavad nende baasil. vajalikke materjale gaasifraktsioneerimise ja kuumtöötlemise teel. Näiteks 2010. aastal suutsid kõik SIBURi tehased toota 15,3 miljardit kuupmeetrit kuiva gaasi ja ligi 4 tonni maagaasi vedelikke. See võimaldas teenida tohutut tulu ja vähendada oluliselt kahjulikke heitkoguseid atmosfääri.

Tänapäeva nafta- ja gaasisektori üks pakilisemaid probleeme on naftagaasi põletamise probleem. See toob riigile kaasa majanduslikke, keskkonnaalaseid, sotsiaalseid kaotusi ja riske ning muutub veelgi olulisemaks seoses kasvava ülemaailmse suundumusega viia majandus üle vähese CO2-heitega ja energiatõhusale arenguviisile.

APG on õlis lahustatud süsivesinike segu. Seda leidub naftareservuaarides ja eraldub "musta kulla" kaevandamise käigus pinnale. APG erineb maagaasist selle poolest, et see koosneb lisaks metaanile butaanist, propaanist, etaanist ja teistest raskematest süsivesinikest. Lisaks võib selles leida mittesüsivesinike komponente, nagu heelium, argoon, vesiniksulfiid, lämmastik ja süsinikdioksiid.

APG kasutamise ja kõrvaldamisega seotud probleemid on ühised kõikides naftat tootvates riikides. Ja Venemaa jaoks on need asjakohasemad, kuna meie riik on Maailmapanga andmetel kõrgeima APG põletamise määraga riikide nimekirja tipus. Ekspertuuringute kohaselt saavutas selles vallas esikoha Nigeeria, järgnesid Venemaa ning seejärel Iraan, Iraak ja Angola. Ametlikud andmed ütlevad, et aastas kaevandatakse meie riigis 55 miljardit m3 APG-d, millest 20-25 miljardit m3 põletatakse ja ainult 15-20 miljardit m3 jõuab keemiatööstusesse. Suurem osa gaasist põletatakse Ida- ja Lääne-Siberi raskesti ligipääsetavates naftatootmispiirkondades. Tänu öisele suurele valgustatusele on APG-d põletavate naftarakettide tohutu hulga tõttu kosmosest nähtavad Euroopa, Ameerika ja Aasia suurimad metropolid ning Siberi hõredalt asustatud alad.

Selle probleemi üks aspekt on keskkond. Selle gaasi põletamisel eraldub atmosfääri suur hulk kahjulikke heitmeid, mis põhjustab gaasi halvenemist. keskkond, taastumatute hävitamine loodusvarad, arendab negatiivseid planeediprotsesse, millel on äärmiselt negatiivne mõju kliimale. Värske iga-aastase statistika kohaselt paiskub ainuüksi APG põletamisel Venemaal ja Kasahstanis atmosfääri üle miljoni tonni saasteaineid, mille hulka kuuluvad süsihappegaas, vääveldioksiid ja tahmaosakesed. Need ja paljud teised ained sisenevad loomulikult inimkehasse. Seega on Tjumeni piirkonna uuringud näidanud, et paljude haiguste klasside esinemissagedus on siin palju kõrgem kui teistes Venemaa piirkondades. Selles loendis on reproduktiivsüsteemi haigused, pärilikud patoloogiad, nõrgenenud immuunsus ja vähk.

Kuid APG kasutamise probleemid ei kujuta endast ainult keskkonnaprobleeme. Need on seotud ka suurte kahjude probleemidega riigi majanduses. Seotud naftagaas on energia- ja keemiatööstuse oluline tooraine. Sellel on kõrge kütteväärtus ning APG-s sisalduvat metaani ja etaani kasutatakse plasti ja kummi tootmisel, teised selle elemendid on väärtuslikuks tooraineks kõrge oktaanarvuga kütuselisanditele ja veeldatud süsivesinikgaasidele. Majandusliku kahju ulatus selles valdkonnas on tohutu. Näiteks 2008. aastal põletasid Venemaa nafta- ja gaasitootmisettevõtted gaasikondensaadi tootmisel rohkem kui 17 miljardit m3 APG-d ja 4,9 miljardit m3 maagaasi. Need näitajad on sarnased kõigi venemaalaste iga-aastase majapidamisgaasi nõudlusega. Selle probleemi tagajärjel ulatuvad meie riigi majanduslikud kahjud 2,3 miljardi dollarini aastas.

APG kasutamise probleem Venemaal sõltub paljudest ajaloolistest põhjustest, mis siiani ei võimalda seda lihtsal ja kiirel viisil lahendada. See pärineb NSV Liidu naftatööstusest. Tol ajal keskenduti vaid hiiglaslikele väljadele ja põhieesmärk oli toota tohutult naftat minimaalsete kuludega. Seda silmas pidades peeti seotud gaasi töötlemist teisejärguliseks ja vähem tulusaks projektiks. Loomulikult võeti vastu teatud taaskasutusskeem. Selle saavutamiseks rajati suurimatele naftatootmisaladele mitte vähem suured gaasitöötlemistehased, millel on ulatuslik gaasikogumissüsteem, mis olid suunatud lähimaardlate tooraine töötlemisele. On üsna ilmne, et see tehnoloogia saab tõhusalt töötada ainult suuremahulises tootmises ning on vastuvõetamatu keskmistel ja väikestel põldudel, mida kõige aktiivsemalt arendatakse aastal. Hiljuti. Teine probleem nõukogude skeemiga on see, et selle tehniline ja transpordiomadused ei luba transportida ja töödelda raskete süsivesinikega rikastatud gaasi, kuna seda ei ole võimalik torustike kaudu pumbata. Seetõttu tuleb seda ikkagi tõrvikutes põletada. NSV Liidus rahastati gaasi kogumist ja tehastele tarnimist ühest süsteemist. Ametiühingu lagunemise järel moodustati iseseisvad naftakompaniid, mille kätte koondusid APG allikad, gaasi tarnimine ja kogumine jäid aga kaubatöötlejatele. Viimastest said selles vallas monopolistid. Seega polnud naftatootjatel lihtsalt motivatsiooni investeerida uutele maardlate gaasikogumisrajatiste rajamisse. Pealegi nõuab APG kasutamine suuri investeeringuid. Ettevõtetel on odavam seda gaasi põletada kui kogumis- ja töötlemissüsteemi ehitada.

Võib välja tuua APG põletamise peamised põhjused järgmisel viisil. Puuduvad odavad tehnoloogiad, mis võimaldaksid kasutada raskete süsivesinikega rikastatud gaasi. Töötlemisvõimsust pole piisavalt. APG ja maagaasi erinevad koostised piiravad naftatöötajate juurdepääsu sellele Ühtne süsteem gaasivarustus, mis täidetakse maagaasiga. Vajalike gaasitrasside rajamine tõstab oluliselt toodetava gaasi hinda võrreldes maagaasiga. Samuti on ebatäiuslik Venemaal olemasolev litsentsilepingute täitmise kontrollisüsteem. Trahvid kahjulike ainete atmosfääri paiskamise eest on palju väiksemad kui APG kõrvaldamise kulud. Peal Venemaa turg Praktiliselt puuduvad tehnoloogiad, mis seda gaasi koguksid ja töötleksid. Sarnased lahendused on välismaal olemas, kuid nende kasutamine on väga aeglane kõrge hinnaga, samuti vajalik kohanemine Venemaa tingimustega, nii klimaatiliste kui ka seadusandlike tingimustega. Näiteks nõuded tööstusohutus Meie omad on karmimad. Juba on juhtumeid, kus kliendid investeerisid suuri summasid ja said seadmetega, mida oli võimatu kasutada. Seetõttu on gaasipumpade kompressorjaamade ja APG kompressorseadmete majasisene tootmine Venemaa nafta- ja gaasitööstuse jaoks oluline teema. Kazan PNG-Energy ja Tomsk BPC Engineering töötavad juba selle lahenduse kallal. Skolkovos on mitmed APG kasutamise probleemiga seotud projektid erinevates arenguetappides.

Vene Föderatsiooni valitsus soovib viia olukorra APG-ga maailmastandarditele. Küsimused selle toote hindade vajaliku liberaliseerimise kohta tõstatati juba 2003. aastal. 2007. aastal avaldati viimased andmed rakettides põletatud APG mahu kohta – see on kolmandik kogutoodangust. Vene Föderatsiooni presidendi 26. aprillil 2007 iga-aastases pöördumises Vene Föderatsiooni Föderaalse Assamblee poole juhtis Vladimir Putin probleemile tähelepanu ja tegi valitsusele ülesandeks valmistada ette meetmete kogum selle probleemi lahendamiseks. Ta tegi ettepaneku suurendada trahve, luua arvestussüsteem, karmistada maapõue kasutajate litsentsimisnõudeid ning viia APG kasutustase maailma keskmisele – 2011. aastaks 95%. Kuid energeetikaministeerium on välja arvutanud, et selline eesmärk on kõige optimistlikumate prognooside kohaselt saavutatav alles 2015. aastaks. Näiteks Hantõ-Mansi autonoomne ringkond töötleb praegu 90%, kusjuures töötab kaheksa gaasitöötlemistehast. Jamali-Neenetsi autonoomset ringkonda iseloomustavad hiiglaslikud asustamata territooriumid, mis muudab APG kasutamise küsimuse keeruliseks, seega kasutatakse siin umbes 80% ja piirkond jõuab 95%ni alles aastatel 2015-2016.

Naftagaas on gaas, mis lahustatakse õlis reservuaari tingimustes. Sellist gaasi saadakse naftamaardlate tekke käigus reservuaari rõhu languse tõttu. See alandatakse õli küllastusrõhust madalamale tasemele. Naftagaasi maht (m3/t) naftas või nagu seda nimetatakse ka gaasiteguriks, võib maardlate hea säilimise korral ulatuda ülemises horisondis 3-5-st kuni 200-250-ni sügavates kihtides.

Seotud naftagaas

Naftagaasiväljad on naftaväljad. Seotud naftagaas (APG) on looduslik süsivesinikgaas, õigemini segu gaasidest ja aurudest süsivesinikest ja mittesüsivesinikest komponentidest, mis on lahustunud naftas või asuvad nafta- ja gaasikondensaadiväljade “korkides”.
Tegelikult on APG naftatootmise kõrvalsaadus. Naftatootmise alguses põletati sellega seotud naftagaas lihtsalt selle kogumise, ettevalmistamise, transportimise ja töötlemise ebatäiusliku infrastruktuuri ning tarbijate puudumise tõttu.
Üks tonn õli võib sisaldada 1-2 m3 kuni mitu tuhat m3 naftagaasi, kõik sõltub tootmispiirkonnast.

Naftagaaside kasutamine

Seotud naftagaas on energia- ja keemiatööstuse oluline tooraine. Sellisel gaasil on suurenenud kütteväärtus, mis võib olla vahemikus 9 tuhat kuni 15 tuhat Kcal / m3. Kuid selle kasutamist elektritootmises raskendab selle ebastabiilne koostis ja paljude lisandite olemasolu. Seetõttu on gaasi puhastamiseks ("kuivatamiseks") vaja lisakulusid.
Keemiatööstuses kasutatakse sellega seotud gaasis sisalduvat metaani ja etaani plasti ja kummi tootmiseks, raskemaid komponente aga toorainena aromaatsete süsivesinike, kõrge oktaanarvuga kütuselisandite ja veeldatud süsivesinikgaaside, nimelt veeldatud propaani tootmiseks. -tehniline butaan (SPBT).
Venemaa Föderatsiooni loodusvarade ja keskkonnaministeeriumi (MPR) teabe kohaselt töödeldakse Venemaal igal aastal toodetavast 55 miljardist m3 gaasist ainult 26% (14 miljardit m3). Veel 47% (26 miljardit m3) läheb tööstuste vajadusteks või kantakse tehnoloogilise kahjuna maha ja veel 27% (15 miljardit m3) põletatakse. Ekspertide hinnangul on sellega seotud naftagaasi põlemine põhjustanud ligi 139,2 miljardi rubla suuruse kahju, mis oleks võinud saada vedelate süsivesinike, propaani, butaani ja kuiva gaasi müügist.

Naftagaasi põletamise probleem

See protsess on põhjuseks tahkete saasteainete ulatuslikele heitkogustele, aga ka keskkonnaseisundi üldisele halvenemisele naftatootmispiirkondades. “Tehnoloogiliste kadude” ja APG põlemise käigus satuvad atmosfääri süsinikdioksiid ja aktiivne tahm.
Seoses gaasi põletamisega Venemaal registreeritakse igal aastal ligikaudu 100 miljonit tonni CO2 heitkoguseid (kui põletada kogu gaasi maht). Samal ajal on Venemaa raketid kurikuulsad oma ebaefektiivsuse poolest, see tähendab, et kogu gaas ei põle neis ära. Selgub, et atmosfääri satub metaan, mis on palju ohtlikum kasvuhoonegaas kui süsihappegaas.
Naftagaasi põletamisel eralduvate tahmade kogus on hinnanguliselt ligikaudu 0,5 miljonit tonni aastas. Naftagaasi põletamine on seotud keskkonna termilise saastamisega. Põleti lähedal on pinnase termilise hävimise raadius 10-25 meetrit ja taimestik- 50 kuni 150 meetrit.
Sellise gaasi põlemisproduktide, nimelt lämmastikoksiidi, vääveldioksiidi, vingugaasi kõrge kontsentratsioon atmosfääris põhjustab kohalikes elanikes kopsu- ja bronhiaalvähi esinemissageduse suurenemist, samuti maksakahjustusi ja seedetrakti, närvisüsteem, nägemus.
Kõige õigem ja tõhus meetod Seotud naftagaasi kasutamist võib nimetada selle töötlemiseks gaasitöötlemistehastes, mille käigus moodustub kuivgaas (DSG), suur osa kergetest süsivesinikest (NGL), aga ka veeldatud gaasid (LPG) ja stabiilne gaasbensiin (SGB). ).
Naftagaasi nõuetekohane kasutamine võimaldab igal aastal toota umbes 5-6 miljonit tonni vedelaid süsivesinikke, 3-4 miljardit m3 etaani, 15-20 miljardit m3 kuiva gaasi või 60-70 tuhat GWh elektrit.
Huvitav on see, et 1. jaanuaril 2012 jõustus Vene Föderatsiooni valitsuse dekreet „Meetmete kohta, millega stimuleeritakse sellega seotud naftagaasi põlemisproduktide õhusaastet rakettides”. Selles dokumendis on kirjas, et kaevandusettevõtted peavad ringlusse võtma 95% APG-st.

Naftagaasi koostis

Naftagaasi koostis võib varieeruda. Millest see oleneb? Eksperdid tuvastavad järgmised naftagaasi koostist mõjutavad tegurid:

Õli koostis, milles gaas on lahustunud
looduslike nafta- ja gaasisüsteemide stabiilsuse eest vastutavate maardlate esinemise ja moodustumise tingimused
loodusliku degaseerimise võimalus.

Enamik seotud gaase, olenevalt tootmispiirkonnast, võivad sisaldada isegi mittesüsivesinike komponente, näiteks vesiniksulfiidi ja merkaptaane, süsinikdioksiidi, lämmastikku, heeliumi ja argooni. Kui naftagaaside koostises on ülekaalus süsivesinikud (95-100%), nimetatakse neid süsivesinikeks. Samuti on olemas süsinikdioksiidi (CO2 4–20%) või lämmastikku (N2 3–15%) sisaldavad gaasid. Süsivesinik-lämmastikgaasid sisaldavad kuni 50% lämmastikku. Metaani ja selle homoloogide suhte põhjal eristatakse järgmist:

• kuiv (metaan üle 85%, C2H6 + kõrgem 10-15%)
• rasvane (CH4 60-85%, C2H6 + kõrgem 20-35%).

Geoloogiliste omaduste põhjal eralduvad gaasikorkidest nii seotud gaasid kui ka gaasid, mis lahustuvad otse naftas. Naftareservuaaride avamise käigus hakkab kõige sagedamini õlikorkidest gaas välja purskuma. Lisaks koosneb põhiosa toodetud APG-st naftas lahustunud gaasidest.
Gaasikorkide gaas, mida nimetatakse ka vabaks gaasiks, on "kergema" koostisega. See sisaldab väiksemas koguses raskeid süsivesinikgaase, mis on soodsalt võrreldav õlis lahustunud gaasiga. Selgub, et põllu arendamise esimestel etappidel on sageli suured aastased APG toodangumahud, mille koostises on ülekaalus metaan.
Kuid aja jooksul sellega seotud naftagaasi tootmine väheneb ja raskete komponentide maht suureneb.
Et teada saada, kui palju gaasi mingis õlis sisaldub ja milline on selle koostis, teostavad spetsialistid süvaproovivõtja abil kaevupeast või reservuaari tingimustes võetud õliproovi degaseerimise. Põhjaaugu tsooni ja tõusutorude õlide mittetäieliku degaseerimise tõttu sisaldab kaevupeast võetud naftagaas suuremas koguses metaani ja väiksemas mahus selle homolooge, võrreldes süvaõliproovide gaasiga.

Veeldatud naftagaas

Veeldatud olekus naftagaaside täielik iseloomustamine võimaldab neid kasutada kvaliteetse tervikliku kütusena automootoritele. Vedelgaasi põhikomponendid on propaan ja butaan, mis on gaasi- ja bensiiniettevõtete naftatootmise või rafineerimise kõrvalsaadused.
Gaas ühineb suurepäraselt õhuga, moodustades homogeense põleva segu, mis tagab kõrge põlemissoojuse ja väldib ka põlemisprotsessi käigus detonatsiooni. Gaas sisaldab minimaalses koguses komponente, mis soodustavad süsiniku moodustumist ja elektrisüsteemi saastumist ning põhjustavad ka korrosiooni.
Vedelgaasi koostis võimaldab luua gaasikütuse mootoriomadusi.
Propaani segamise käigus on võimalik tagada gaasisegus sobiv küllastunud aururõhk, millel on suur tähtsus gaasiballooniga sõidukite kasutamiseks erinevates kliimatingimused. Just sel põhjusel on propaani olemasolu väga soovitav.
Vedelgaasil ei ole värvi ega lõhna. Seetõttu antakse sellele autodes ohutu kasutamise tagamiseks spetsiaalne aroom - lõhnastatud.

Ülejäänud seotud gaas, mida naftat tootvad ettevõtted ei põleta ega süsti reservuaari, jõuab töötlemiseks. Enne töötlemisettevõttesse transportimist tuleb see puhastada. Mehaanilistest lisanditest ja veest vabastatud gaasi on palju lihtsam transportida. Veeldatud fraktsioonide sadestumise vältimiseks gaasitorustiku õõnsustesse ja segunemise hõlbustamiseks filtreeritakse rasked süsivesinikud välja.
Väävlielementide eemaldamisega saab ära hoida sellega kaasneva naftagaasi söövitavat toimet torustiku seinale ning lämmastiku ja süsihappegaasi eraldamisega saab vähendada töötlemisel kasutamata segu mahtu. Puhastage gaas erinevaid meetodeid. Gaasi jahutamise ja kokkusurumise (rõhu all kokkusurumine) lõppedes võite alustada selle eraldamist või töötlemist gaasidünaamiliste meetodite abil. Need meetodid on üsna odavad, kuid need ei võimalda naftagaasist süsinikdioksiidi ja väävli komponente eraldada.
Kui kasutatakse sorptsioonimeetodeid, siis lisaks vesiniksulfiidi eemaldamisele viiakse läbi ka vee ja märgade süsivesinikkomponentide kuivatamine. Selle meetodi ainsaks puuduseks on tehnoloogia halb kohandamine välitingimused, mis põhjustab ligikaudu 30% gaasikao. Lisaks kasutatakse vedeliku eemaldamiseks glükooli kuivatamise meetodit, kuid ainult sekundaarse protsessina, sest peale vee ei eraldu see segust midagi muud.
Kõiki neid meetodeid võib tänapäeval nimetada aegunud. Enamik kaasaegne meetod on membraani puhastamine. See meetod põhineb naftagaasi erinevate komponentide läbitungimise kiiruse erinevusel läbi membraanikiudude.
Kui gaas siseneb töötlemisettevõttesse, eraldatakse see madala temperatuuri absorptsiooni ja kondensatsiooni teel baasfraktsioonideks. Mõned neist fraktsioonidest muutuvad kohe lõpptoodeteks. Pärast eraldamist saadakse eraldatud gaas, mis sisaldab metaani ja etaani segu, samuti laia fraktsiooni kergeid süsivesinikke (NGL). Sellist gaasi on lihtne transportida torujuhtmesüsteemide kaudu ja kasutada kütusena ning see toimib ka toorainena atsetüleeni ja vesiniku tootmisel. Autode propaan-butaani toodetakse ka gaasi töötlemisel. vedelat tüüpi(st maagaasi mootorikütus), samuti aromaatsed süsivesinikud, kitsad fraktsioonid ja stabiilne bensiin.
Seotud naftagaasi kasutatakse vaatamata selle töötlemise äärmiselt madalale tasuvusele aktiivselt kütuse- ja energiatööstuses ning naftakeemiatööstuses.