Утилизация нефтяных попутных газов

 

Современные условия дефицита и соответственно удорожание жидких углеводородов (нефть, нефтепродукты, сжиженные углеводородные газы), а также ужесточение экологических требований к производственным процессам заставляют решать проблему утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ), который в настоящее время в больших количествах сжигается на факелах нефтяных и газовых месторождений (http://www.h2s.su/index.php-p=ochist.htm).

В последние годы в ряде стран мира пытаются серьезно сократить объемы сжигаемого в факелах попутного газа, например, снова закачивая его в нефтяные скважины для увеличения их отдачи, сжижая для поставки на международные рынки, отводя в трубопроводы или используя в местах добычи для выработки энергии. При помощи всемирного банка подобные проекты активно осуществляются в Алжире, Казахстане, Камеруне, Катаре.

А в США из попутных газов ценных углеводородов извлекают в 21 раз больше, чем в России. Мы же, экспортируя сырую нефть, продолжаем закупать у них произведенные из этого газа полимеры, каучуки и иную продукцию.

По оценкам независимых экспертов, возможный экономический эффект от полной переработки попутных газов в нашей стране приближается к 400 млрд. руб, так что, похоже, это как раз тот случай, когда, как говорится в поговорке, «овчинка стоит выделки».

На сегодня хороший опыт накоплен в «Сургутнефтегазе», где утилизируют более 95% попутных газов (Елдышев Ю.Н., 2007).

Попутные нефтяные газы, содержащие сероводород, перед дальнейшим использованием необходимо очищать.

В настоящее время для очистки природного газа от H2S и СО2 используют следующие процессы:

· хемосорбционные процессы, основанные на химическом взаимодействии H2S и СО2 с активной частью абсорбента;

· процессы физической абсорбции, в которых извлечение кислых компонентов происходит за счет их растворимости в органических поглотителях;

· комбинированные процессы, использующие одновременно химические и физические поглотители;

· окислительные процессы, основанные на необратимом превращении поглощенного сероводорода в серу;

· очистка природного газа от сероводорода может производиться и с использованием адcорбционных процессов, основанных на извлечении компонентов газа твердыми поглотителями — адсорбентами.

Очистка природного и других газов от сероводорода может осуществляться разными методами. Выбор процесса очистки природного газа от сернистых соединений в каждом конкретном случае зависит от многих факторов, основными из которых являются: состав и параметры сырьевого газа, требуемая степень очистки и область использования товарного газа, наличие и параметры энергоресурсов, отходы производства и др.

Анализ мировой практики, накопленной в области очистки природных газов, показывает, что основными процессами для обработки больших потоков газа являются абсорбционные с использованием химических и физических абсорбентов и их комбинации.

Окислительные и адсорбционные процессы применяют, как правило, для очистки небольших потоков газа, либо для тонкой очистки газа (http://www.h2s.su/index.php-p=ochist.htm).

Примером окислительной очистки может служить озонирование.

Озонирование проводят при температуре 18°С. Сероводород и озон реагируют в конечном стехиометрическом соотношении 1:3. В результате окисления происходит образование оксидов серы и в небольшом количестве серы (Годовалов А.А., Салихов В.Р., 1997).

Дальнейшая переработка с максимальной утилизацией попутных нефтяных газов позволяет получить следующие основные виды товарных продуктов, обеспечивая безотходную технологию:

• компримированный (КПГ – ГОСТ 27577-87) или сжиженный природный газ (СПГ – ТУ 51-03-85);

• сжиженный углеводородный газ (СУГ - ГОСТ 27578-87) для автомобильного транспорта, а также для коммунально-бытового потребления;

• различные композиции авиационного сконденсированного топлива, которое представляет собой смесь углеводородных газов с преобладанием бутана;

• стабильный газовый бензин (СГБ-ТУ 39-1340-89);

• широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ – ТУ 38.101524-83).

Кроме вышеперечисленных, легкие углеводороды в различных композициях позволяют создавать и другие составы, в т.ч. авиационного сконденсированного топлива, с разной плотностью и теплотворной способностью. Выбор их состава зависит от структуры сырья, из которых это топливо будет вырабатываться, трудоемкости его производства, обоснованности его технического и эксплуатационного использования и т.п. (В.П. Зайцев В.П., Разносчиков В.В., 2009).

В 2007 году, в своем послании президента Федеральному Собранию Российской Федерации Владимир Владимирович Путин обратил внимание нерациональное сжигание попутного нефтяного газа: - «… Еще один вопрос, который нам вправе будут задавать будущие поколения, относится к использованию природных ресурсов. Действительно ли мы получаем от них максимальную выгоду? … Сегодня в России на нефтяных промыслах сжигается, по самым минимальным оценкам, более 20 миллиардов кубических попутного газа в год. Такое расточительство недопустимо. Тем более что во всем мире уже давно известна и действует система мер, доказавшая свою эффективность. Надо незамедлительно создать соответствующую систему учета, увеличить экологические штрафы, а также ужесточить лицензионные требования к недропользователям…».

В подтверждение своих слов В.В.Путин передал в Госдуму новый законопроект, который предусматривает довести к 2012 году уровень полезного использования ПНГ до 95%. "Нефтяные компании, которые не выполнят это требование и продолжат сжигать его в факелах, будут платить серьезные штрафные санкции за сверхлимитные выбросы в атмосферу", — заявил В.В. Путин.

Так же в помощь нефтяникам 9 марта 2010 года президент Дмитрий Анатольевич Медведев подписал закон № 26-ФЗ, обеспечивающий приоритетный доступ на оптовый рынок электроэнергии, произведенной за счет попутного нефтяного газа или продуктов его переработки. Таким образом федеральный центр решил стимулировать использование ПНГ в малой энергетике.

В связи со скорым ужесточением экологических мер по вопросу утилизации попутного нефтяного газа в настоящее время в Правительстве Российской Федерации обсуждаются проекты федеральных законов «Об утилизации ПНГ…» и «О нефти…» (http://www.h2s.su/index.php-p=ochist.htm).

 

Выводы:

1. В период строительства факельного хозяйства загрязнение не значительно, так как работы носят временный характер, источники загрязнения (технологическое оборудование, сварка) нестационарны.

2. При эксплуатации факельных установок в атмосферу попадают предельные углеводороды (алканы), углекислый газ, оксиды азота, фенолы, бенз(а)пирен, сероводород, тяжелые металлы (ванадий и никель) и другие вещества. Под влиянием внешних факторов образуется вторичное загрязнение (фотохимический смог). Комплекс загрязняющих веществ значительно снижает качество воздуха.

3. Почва аккумулирует поступающие на ее поверхность тяжелые металлы, бенз(а)пирен. Кроме того, наличие в выбросах факельных установок оксидов азота и серы вызывает подкисление почвы, изменение ее физико-химических свойств, угнетение микробиоты.

4. Растительные сообщества могут выступать индикаторами загрязнения окружающей среды выбросами факельных установок. По мере приближения к факелу наблюдается уменьшение высоты, хлорозы, некрозы, угнетение травянистых растений; усыхание и суховершинность древесных пород. У культурных посевов злаковых даже на расстоянии 2000 м от факела наблюдается значительное ухудшение структуры урожайности.

5. Попутный нефтяной газ – ценное сырье и энергоресурс. По оценкам независимых экспертов, возможный экономический эффект от полной переработки попутных газов в нашей стране приближается к 400 млрд. руб. Из попутного нефтяного газа можно получать авиационное топливо, газовый бензин, каучуки, полимеры, газ для коммунально-бытового потребления и т.д.

Список использованной литературы

1. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем / А.А. Абросимов. - М: Химия, 2002. – 608 с.

2. Агроэкология / под ред. В.А. Черникова. – М.: Колос, 2000. – 536 с.

3. Бажин Н.М. Метан в атмосфере / Н.М. Бажин // Соросов. образовательный журнал. – 2000. – т.6. - №3. – С.52-58.

4. Байков Н. Перспективы российской нефтегазовой промышленности и альтернативных источников энергии / Н. Байков, Р. Гринкевич // Мировая экономика и международные отношения. – 2008. - №6. – С.49-56.

5. Большаков В.А. Влияние загрязнения воздуха на растения и почвы / В.А. Большаков // Химия в сельском хозяйстве. – 1994. – №1. – С. 23-26.

6. Васильев А.А. Экологические технологии нефтедобывающих компаний Западной Сибири / А.А. Васильев, Н.И Матвеев, В.Б. Лукиных // ЭКиП. – 2004 – №5. – С. 16-17.

7. Годовалов А.А. Применение озона для обезвреживания газовых выбросов, содержащих сероводород /А.А. Годовалов, В.Р. Салихов В.Р. // Экология: проблемы и пути решения: Тез. докл./Перм. ун-т. – Пермь, 1997. – С. 31-32

8. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды / Л.Ф. Голдовская. – М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2007. – 295 с.

9. ГОСТ 9572-93 Бензол нефтяной. Технические условия. – СПС Кодекс.

10. ГОСТ 14710-78 Толуол нефтяной. Технические условия – СПС Кодекс.

11. Гришина Л.А. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почвы / Л.А. Гришина. – М.: МГУ, 1990. – 205 с.

12. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. – М.: Мир, 1979. – 200 с.

13. Гурьянова О.А. Влияние инверсий на состояние загрязнения воздушного бассейна г.Перми / О.А. Гурьянова // Экология: проблемы и пути решения: Тез. докл./Перм. ун-т. – Пермь, 1997. – С. 35.

14. Демина Е.В. Экологические проблемы при разработке нефтяных и газовых месторождений /Е.В. Демина // Экология: проблемы и пути решения: Тез. докл./Перм. ун-т. – Пермь, 1997. – С. 37-40.

15. Елдышев Ю.Н. Когда погаснут факелы на нефтепромыслах? / Ю.Н. Елдышев // Экология и жизнь. – 2007 – №10. – С. 58-61.

16. Зайцев В.В. Композиции АСКТ и новые летательные аппараты / В.П. Зайцев В.П. Разносчиков // Авиаглобус. – 2009. - №5 (http://aviaglobus.ru/project/askt/publications/compositions_askt_aircrafts_designing/)

17. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная экология / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. – М: Высшая школа, 2001. – 273 с.

18. Мартюшева М.С. Влияние выбросов факельных установок газокомпрессорных станций на естественные фитоценозы / М.С. Мартюшева // Пермский аграрный вестник. – 2008. – С.94-96.

19. Методика расчета выбросов загрязняющих веществ из резервуаров и при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках – 1998. – СПС Кодекс.

20. Мэннинг У.Дж. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений / У.Дж. Мэннинг, У.А. Федер. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 143 с.

21. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим.-технол. и биол. спец. вузов / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. – М: Высшая школа, 2002. – 334 с.

22. ОСТ 51.40-93 Отраслевой стандарт. Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным трубопроводам. Технические условия. – СПС Кодекс.

23. Проектная документация «Реконструкция УПСВ «Ярино» книга 7, раздел 2, Проектный ин-т «ПермьНИПИнефть». – Пермь.: 2010.

24. Ревзон А.А. Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве / А.А. Ревзон, А.П. Камышев, Я.С. Крафт // ЭКиП . – 2000. - №2. – С.42-46.

25. Сахаев, В.Г. Справочник по охране окружающей среды/В.Г.Сахаев, Б.В.Щербицкий. – Киев.: 1986. – 152 с.

26. Старкова Т.Е. Влияние факельных отбросов на фитоценозы / Т.Е. Старков, М.Т. Васбиева // Пермский аграрный вестник. – 2006. – С. 73-74.

27. Чернышенко О.В. Поглотительная способность и газоустойчивость древесных растений в условиях города / О.В. Чернышенко. – М.: Изд-во МГУЛ, 2002. – 119 с.

28. http://www.h2s.su/index.php-p=ochist.htm

29. http://www.himtrade.ru/product-2817/Oil-phenol.htm

30. http://infopravo.by.ru/fed2000/ch05/akt19889.shtm

31. http://www.geoda.ru/library/ecology/8/

32. http://manbw.ru/analitycs/png.html

33. http://manbw.ru/analitycs/hidrogen_sulfide_h2s.html

34. http://www.mining-enc.ru/n/neft/

35. http://primpogoda.ru/articles/ecology/benzapiren/

36. http://www.water.ru/bz/param/vanadium.shtml

37. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=118117