Особенности сжигания попутного нефтяного газа. Сжигание нефти и газа


Решение проблемы сжигания попутного нефтяного газа // Экология // Наука и технологии

Одной из наиболее острых в нефтегазовом секторе сегодня является проблема сжигания попутного нефтяного газа ПНГ. Она не только влечет за собой экономические, экологические, социальные потери и риски для государства, но становится еще более актуальной при нарастании мировой тенденции по переводу экономики к низкоуглеродному и энергоэффективному способу развития.

Как известно, ПНГ представляет собой смесь углеводородов, которые растворены в нефти. Он содержится в нефтяных пластах и высвобождается на поверхность при добыче черного золота. ПНГ отличается от природного газа тем, что помимо метана состоит из бутана, пропана, этана и других более тяжелых углеводородов. Кроме того, в нем можно обнаружить и неуглеводородные составляющие, такие как гелий, аргон, сероводород, азот, углекислый газ.

Вопросы использования и утилизации ПНГ актуальны для всех нефтедобывающих стран, но в России эта проблема стоит более серьезно, ведь по данным Всемирного Банка наше государство фигурирует в числе лидеров списка стран с самыми высокими показателями сжигания ПНГ на факелах.

Один из аспектов данной проблемы - экологический. Сжигание попутного нефтяного газа сопровождается выбросом в атмосферу больших объемов вредных веществ, что влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды, уничтожение невозобновляемых природных ресурсов, развивает негативные общепланетарные процессы, которые крайне отрицательно влияют на климат. По недавним ежегодным статистическим данным, от сжигания ПНГ только Россией и Казахстаном в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязняющих веществ, в состав которых входят и углекислый газ, и диоксид серы, и сажевые частицы. Эти и многие другие вещества так или иначе попадают в организм человека, представляя опасность для здоровья населения страны и всей планеты.

Кроме того, бездарная потеря ценных углеводородов несет серьезные экономические убытки. Попутный нефтяной газ - важное сырье для энергетической и химической отраслей промышленности. Он обладает большой теплотворной способностью, а входящие в состав ПНГ метан и этан используются в производстве пластмасс и каучука, другие его элементы - ценное сырье для высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов.

Известны следующие способы полезной утилизации ПНГ:

  • Закачка в пласт для повышения продолжительности добычи нефти
  • Использование в качестве топливного газа подмешивание к потоку топливного газа ГТУ или ГПУ для производства электроэнергии и/или тепла
  • Использование компонентов газа в качестве сырья для нефтехимического производства здесь речь идет о тяжелых УВ

Предлагаемая компанией ГЕА система позволяет отделить пригодный газ от тяжелых углеводородов, что обеспечивает получение дополнительной прибыли.

Компания ГЕА предлагает целый комплекс технологий, позволяющих не только хранить, очищать попутный газ, но и использовать его в качестве сырья для производства электроэнергии. Компания ГЕА предлагает блочный пункт подготовки газа БППГ на базе холодильной установки.

Назначение блока - очистка и осушка ПНГ с целью извлечения газового конденсата и удаления из него влаги до точки росы, исключающей гидратообразование при дальнейшей транспортировке газа потребителю или при последующем сжатии газа в компрессорных установках в технологических процессах.

Цель процесса подготовки ПНГ заключается в конденсации паров влаги при температурах до 0 °С и растворенных в газе тяжелых углеводородов при температурах до -30 °С и ниже в зависимости от входных параметров ПНГ и требуемой чистоты газа.

Определяющим фактором является температура точки росы самого тяжелого углеводородного компонента в составе очищаемого газа.

Для процесса охлаждения газа используется компактная холодильная установка на базе холодильно-компрессорных агрегатов ГЕА в блочно-контейнерном исполнении локального производства компании ГЕА на российской производственной площадке в Подмосковье г. Климовск, МО.

Повышение производительности и эффективности заводов по сжижению СПГ и регазификационных терминалов за счет реконденсации отпарного газа.

Как известно, отпарной газ остается в газообразном состоянии при охлаждении и конденсации продукта например, СПГ, а также образуется при дросселировании жидкого продукта во время загрузки или разгрузки емкостей хранения.

Как на заводах по сжижению СПГ, так и на регазификационных терминалах возможны вредные выбросы от факельного сжигания и выпуска углеводородов, равно как и неорганизованные выбросы. К основным газам, выбрасываемым этими источниками, обычно относятся оксиды азота NOX, монооксид углерода CO, диоксид углерода CO2, а если речь идет о высокосернистом газе - то и диоксид серы SO2.

Необходимо принять все разумные меры для достижения максимальной энергетической эффективности и проектирования сооружений с минимальным потреблением энергии. Общая задача должна состоять в снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и выборе экономически оправданных и технически осуществимых вариантов для снижения вредных выбросов.

Факельное сжигание и выпуск газа служат важной мерой обеспечения безопасности, используемой на объектах СПГ для обеспечения безопасного сброса газа при аварийных ситуациях, отключении питания и отказе оборудования или возникновении других нештатных условий на установке. Сжигание на факельных установках и выпуск газа следует применять только при аварийных ситуациях или возникновении других нештатных условий на установке. Постоянный выпуск или факельное сжигание отпарного газа при эксплуатации установок СПГ в обычном режиме считаются неприемлемой практикой, которой следует избегать.

Отпарной газ следует собирать с помощью соответствующей системы рекуперации паров например, компрессорной системы. Именно такие системы и предлагает компания ГЕА своим заказчикам.

В составе установок для реконденсации отпарного газа обычно используются следующие варианты исполнения компрессора: винтовой маслозаполненный компрессор; винтовой компрессор сухого сжатия; поршневой компрессор.

Компания ГЕА предлагает технологию с использованием винтового маслозаполненного компрессора, которая обеспечивает строгое соответствие стандартам надежности, а также возможность работы при минимальных температурах и приносит существенную экономию электроэнергии суммарно за год за счет использования регулируемой внутренней объемной степени сжатия винтового компрессора-Vi. Компрессор имеет возможность плавного регулирования производительности от 10% до 100%.

Кроме того, закупка и обслуживание маслозаполненного компрессора более экономична по сравнению с безмасляным.

Компания ГЕА предлагает технические решения, обеспечивающие доступность и ремонтопригодность, а также соответствие высоким стандартам директив в области охраны здоровья и безопасности и международным стандартам контроль уровня шума и пожаробезопасность.

neftegaz.ru

Попутный нефтяной газ и проблема его утилизации

Одна из острых проблем в нефтегазовом секторе сегодня – это  проблема сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ). Она влечет за собой экономические, экологические социальные потери и риски для государства, и становится еще более актуальной  при нарастании мировой тенденции по переводу экономики к низкоуглеродному и энергоэффективному  способу развития.

ПНГ представляет собой смесь углеводородов, которые растворены в нефти. Он содержится в нефтяных пластах и высвобождается на поверхность при добыче «черного золота». ПНГ отличается от природного газа тем, что помимо метана, состоит из бутана, пропана, этана и других более тяжелых углеводородов. Кроме того в нем можно обнаружить и неуглеводородные составляющие, такие как гелий, аргон, сероводород, азот, углекислый газ.

Вопросы использования и утилизации ПНГ присущи всем нефтедобывающим странам. А для России они более актуальны, ввиду того, что наше государство, по данным Всемирного Банка, в лидерах списка стран с самыми высокими показателями сжигания ПНГ на факелах. По исследованиям экспертов, первое место в этой сфере досталось Нигерии, уже за ней следует Россия, а потом – Иран, Ирак и Ангола. Официальные данные говорят о том, что ежегодно в нашей стране извлекается 55 млрд. м3 ПНГ, из них — 20-25 млрд. м3 сжигается, и только 15-20 млрд. м3 попадает в химическую промышленность. Больше всего газа сжигается в труднодоступных местах добычи нефти Восточной и Западной Сибири. Из-за большого освещения ночью из космоса видны самые крупные мегаполисы Европы, Америки и Азии, а также малонаселенные участки Сибири, по причине огромного количества  нефтяных факелов сжигания ПНГ.

Один из аспектов данной проблемы – экологический. При сжигании этого газа происходит большое количество вредных выбросов в атмосферу, что влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды, уничтожение невозобновляемых природных ресурсов, развивает негативные общепланетарные процессы, которые крайне отрицательно влияют на климат. По недавним ежегодным статистическим данным от сжигания ПНГ только Россией и Казахстаном в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязняющих веществ, в состав которых входят и углекислый газ, и диоксид серы, и сажевые частицы. Эти и многие другие вещества, естественно, попадают и в организм человека. Так, исследования по Тюменской области показали, что тут уровень заболеваемости многими классами болезней намного больше, чем в других регионах России. В этом списке – заболевания репродуктивной системы, наследственные патологии, ослабление иммунитета, онкологические заболевания.

Но проблемы утилизации ПНГ ставят не только экологические вопросы. Они с вязаны и с вопросами больших потерь в экономике государства. Попутный нефтяной газ – важное сырье для энергетической и химической отраслей промышленности. Он обладает большой теплотворной способностью, а входящие в состав ПНГ метан и этан используются в производстве пластмасс и каучука, другие его элементы – ценное сырье для высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов. Масштабы экономических потерь в этой области огромны. Например, нефтегазодобывающие предприятия России в 2008 году сожгли более 17 млрд.м3 ПНГ и 4,9 млрд. м3 природного газа, добывая газовый конденсат. Эти показатели сходны с годовой потребностью всех россиян в бытовом газе. Как последствие данной проблемы – экономические потери для нашей страны 2,3 млрд. долларов в год.

Вынгапуровский ГПЗ, открытый в ХМАО в 2012 году

Вынгапуровский ГПЗ, открытый в ХМАО в 2012 году

Проблема утилизации ПНГ в России зависит от многих исторически сложившихся причин, которые до сих пор не позволяют решить ее простыми и быстрыми способами. Свое начало она берет в нефтяной промышленности СССР. В то время в центре внимания были только гигантские месторождения, а основная цель — добыча огромных объемов нефти при минимальных издержках. Ввиду этого переработка попутного газа относилась к второстепенным вопросам и менее рентабельным проектам.  Определенная схема утилизации, конечно, была принята. Для этого в самых крупных местах добычи нефти строились  не менее крупные ГПЗ с разветвленной газосборной системой, которые были ориентированы на переработку сырья с близлежащих месторождений. Совершенно очевидно, что данная технология эффективно может работать только на крупном производстве, и несостоятельна на средних и малых месторождениях, которые наиболее активно разрабатываются в последнее время. Другая проблема советской схемы в том, что ее технические и транспортные характеристики не позволяют транспортировать и перерабатывать газ, обогащенный тяжелыми углеводородами в силу невозможности его перекачки по трубопроводам. Поэтому его до сих пор приходится сжигать в факелах. В СССР сбор газа и поставка его на заводы финансировались из единой системы. После того, как союз развалился, сформировались независимые нефтяные компании, в руках которых и сосредоточились источники ПНГ, в то время как доставка и сбор газа остались у грузопереработчиков. Последние и стали монополистами в этой сфере. Таким образом, у нефтяников просто не было стимула для инвестиций в строительство газосборных предприятий на новых месторождениях. Тем более, что использование ПНГ требует огромных вложений.  Компаниям этот газ дешевле сжигать в факелах, чем строить систему сбора и переработки.

Основные причины сжигания ПНГ можно очертить следующим образом. Отсутствуют дешевые технологии, которые позволят утилизировать газ, обогащенный тяжелыми углеводородами. Нет достаточных мощностей для переработки. Различные составы ПНГ и природного газа ограничивают доступ нефтяникам к Единой системе газоснабжения, которая заполнена природным газом. Строительство необходимых газопроводов многократно повышает цену добываемого газа по сравнению с природным. Несовершенна и существующая в России система контроля по выполнению лицензионных соглашений. Штрафы за выбросы вредных веществ в атмосферу гораздо меньше затрат на утилизацию ПНГ. На российском рынке практически отсутствуют технологии, которые бы занимались сбором и переработкой этого газа. Подобные решения есть за рубежом, но их использование тормозится очень высокой ценой, а так же необходимой адаптацией к российским условиям, как климатическим, так и законодательным. Например, требования к промышленной безопасности у нас более жесткие. Уже есть случаи, когда заказчики вкладывали огромные суммы и в итоге получали оборудование, которое невозможно было эксплуатировать. Поэтому собственное производство газоперекачивающих компрессорных станций и установок дожатия ПНГ важный вопрос  для нефтегазовой отрасли России. Над его решением уже работают  казанский «ПНГ-Энергия» и томский «БПЦ Инжиниринг». Несколько проектов по проблеме утилизации ПНГ на разных этапах развития находятся в Сколково.

Правительство Российской Федерации желает привести ситуацию с ПНГ к мировым стандартам. Вопросы о необходимой либерализации цен на этот продукт поставлены уже в 2003 году. В 2007 году произошло обнародование последних данных об объеме сжигаемого ПНГ в факелах – это треть всего продукта. В ежегодном Послании  Президента РФ Федеральному Собранию РФ от 26 апреля 2007 года  Владимир Путин обратил внимание на проблему и дал поручение правительству подготовить комплекс мер по решению этого вопроса. Он предложил увеличить штрафы, создать систему учета, ужесточить лицензионные требования к недропользователям, а также довести уровень утилизации ПНГ к среднемировому – 95% к 2011 году. Но Минэнерго рассчитало, что подобный показатель можно выполнить по самым оптимистичным прогнозам только к 2015 году. ХМАО, например, на данный момент перерабатывает 90%, при действующих восьми газоперерабатывающих предприятиях. ЯНАО характеризуется гигантскими необжитыми территориями, что усложняет вопрос утилизации ПНГ, поэтому здесь используется порядка 80%, а к 95 % округ придет только в 2015-2016 годах.

Несмотря на то, что система эффективного мониторинга и нормативно-правового регулирования вопроса так и не была завершена, стоит отметить и положительную динамику. Нефтяные компании начали внедрять свои программы по использованию ПНГ. Его утилизация стала выгодной и потому, что появилась возможность продажи газа ЕСВ по Киотскому договору. Также появились возможность утилизировать его на местах – использование мини ТЭЦ. Этот факт открыл широкие возможности для среднего и мелкого бизнеса. Большие объемы газа компании стали перерабатывать на своих заводах или же заключать договоры на переработку. Последнее возможно сделать, например, с СИБУРом, отлично осознающим выгоду этого вопроса.

Несмотря на то, что решение проблемы утилизации ПНГ сдвинулось с мертвой точки, противоречивых и спорных вопросов тут еще более чем достаточно. Это и несовершенство правового регулирования, привлечение и реализация новых инвестиционных проектов, высокие капитальные затраты, необходимость стабильного рынка сбыта. И в основе решения этой проблемы, несомненно, лежит приоритетная роль государства.

Еще по этой теме

Метки: 2014 г., попутный нефтяной газ, утилизация ПНГ

Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:

novostienergetiki.ru

Особенности сжигания попутного нефтяного газа

  Особенности сжигания попутного нефтяного газа

в газотурбинных установках.

Состав попутного нефтяного газа

 ПНГ - углеводородный газ, находящийся в нефтяных залежах в растворенном состоянии и выделяющийся из нефти при снижении давле­ ния. Количество газов в м3, приходящееся на 1 т добытой нефти, зависит от условий формирова­ния и залегания нефтяных месторождений и мо­ жет составлять от 1-2 до нескольких тыс. м3.

Попутный нефтяной газ представляет смесь газов. Основными составляющими ПНГ являют­ ся предельные углеводороды - гомологи метана от СН4 до С6Н14(табл. 1). Суммарное содержа ние гексана (СбН14) и более тяжелых углеводоро­ дов в попутном газе, как правило, не превышает 1 %, содержание пентана ( CsH 12 ) находится в пределах 2 %. Кроме того, в ПНГ присутствуют инертные газы, в основном, азот и углекислый газ, содержание которых изменяется от 1 до 5 %. Учитывая, что суммарное содержание тя­ желых углеводородов начиная с пентана и инертных газов не превышает 8 %, для при­ ближенной оценки основных характеристик попутного газа нужно учитывать четыре первых гомолога метана.

Табл. 1 Состав ПНГ различных месторождений

 

Компоненты

Метан

ПНГ

1

ПНГ 2

ПНГ

3

ПНГ 4

ПНГ 5

ПНГ 6

ПНГ 7

ПНГ 8

ПНГ 9

ПНГ 10

ПНГ 11

ПНГ 12

ПНГ 13

Метан (СН4), %

100

76,39

74,33

83,47

66,85

73,30

84,652

75,869

92,373

82,18

89,93

91,306

89,08

70,32

Этан (С2Н6), %

0

6,46

7,99

3,1

6,42

10,19

2,51

14,037

4,738

5,89

2,95

1,76

6,77

13,39

Пропан (С3Н8), %

0

7,82

8,23

4,78

12,06

9,62

5,126

6,093

0,774

7,19

3,95

2,03

1,44

8,4

Изо-Бутан (i-C4h20), %

0

1,62

1,56

1,14

2,65

0,96

1,314

0,76

0,02

0,75

0,91

0,62

0,13

1,53

Н-Бутан (N-C4h20), %

0

2,63

3,23

2,07

5,37

2,25

2,727

1,39

0,021

1,3

0,15

1,1

0,23

3,11

Пентан (С5Н12), %

0

1,2

0,84

1,09

1,77

0,69

1,321

0,56

0,002

0,49

0,62

0,63

0

1,76

Гексаны и выше (С6Н14), %

0

0,74

0,22

0,65

0,24

0,34

0,462

0,237

0

0,22

0,35

0,47

0

0,46

Двуокись углерода (С02), %

0

1,15

1,60

2,77

2,62

0,80

0,21

0,118

0,369

0,69

0,67

0,36

0,1

0,02

Азот (N2), %

0

1,99

2,00

0,93

2

1,85

1,608

1,216

1,643

1,29

0,5

1,675

1,93

0,97

Влагосодержание (Н20), % насыщение

0

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

Плотность при 0 °С , кг/м3

0,717

1,024

1,03

0,952

1,172

1,019

0,94

0,96

0,771

0,924

0,847

0,834

0,795

1,07

Низшая теплота сгорания ( QH ), МДж/нм3

35,88

47,253

47,084

43,189

52,433

47,451

44,617

45,872

36,968

43,652

40,726

39,725

38,105

50,951

Низшая теплота сгорания ( QH ), МДж/кг

50,056

46,135

45,729

45,369

44,%5

46,568

47,447

47,776

47,954

47,265

48,095

47,645

47,93

47,604

Число Воббе ( WI ), МДж/нм3

48,19

53,092

52,763

50,334

55,077

53,452

52,318

53,227

47,876

47,876

50,325

49,47

48,595

56,001

Теоретический объем воздуха ( Vp ), hmVhm 3

9,52

12,316

12,267

11,303

13,568

12,375

11,659

11,997

9,781

11,436

10,715

10,458

10,062

13,238

www.raosmin.ru


Смотрите также