ulei PNG. Gaz petrolier asociat: compoziție

Orice câmp petrolier dezvoltat astăzi este o sursă nu numai de aur negru, ci și de numeroase produse secundare care necesită eliminare în timp util. Cerințe moderne pentru nivelul de ecologicitate al operatorilor forței de producție pentru a inventa metode din ce în ce mai eficiente de procesare a gazelor petroliere asociate. În ultimii câțiva ani, această resursă a fost în curs de procesare și este utilizată pe scară largă împreună cu .

Gazul petrolier asociat, sau pe scurt APG, este o substanță găsită în câmpurile petroliere. Se formează deasupra rezervorului principal și în grosimea acestuia ca urmare a scăderii presiunii sub presiunea de saturație a uleiului. Concentrația sa depinde de adâncimea în care se află uleiul și variază de la 5 m 3 în stratul superior la câteva mii de m 3 în cel inferior.

De regulă, la deschiderea unui rezervor, petroliștii dau peste așa-numitul „capac” gazos. Gazele de hidrocarburi există atât în ​​mod independent și sunt prezente în uleiul însuși sub formă lichidă, separându-se de acesta în timpul procesului și procesării. Gazul în sine constă în principal din metan și hidrocarburi mai grele. Compoziția sa chimică depinde de factori externi, cum ar fi geografia formațiunii.

Principalele tipuri

Valoarea gazelor petroliere asociate și perspectivele de utilizare ulterioară a acestuia sunt determinate de proporția de hidrocarburi din compoziția sa. Astfel, substanța eliberată din „capac” se numește gaz liber, deoarece constă în principal din metan ușor. Pe măsură ce se scufundă mai adânc în rezervor, cantitatea sa scade semnificativ, făcând loc altor gaze de hidrocarburi mai grele.

Gazul petrolier asociat condiționat este împărțit în mai multe grupuri, în funcție de cât de „hidrocarbură” este:

• pur, conținând 95–100% hidrocarburi;
• hidrocarbură cu un amestec de dioxid de carbon (de la 4 la 20%);
• hidrocarbură cu un amestec de azot (de la 3 la 15%);
• hidrocarbură-azot, în care azotul reprezintă până la 50% din volum.

Diferența fundamentală dintre gazele petroliere asociate și gazele naturale constă în prezența componentelor vaporoase, a lichidelor cu molecul mare și a substanțelor care nu sunt incluse în grupul de hidrocarburi:

• sulfat de hidrogen;
• argon;
• acid carbonic;
• azot;
• heliu etc.

Metode asociate de prelucrare a gazelor petroliere

Înapoi la mijlocul secolului trecut, APG obținut în mod inevitabil în procesul de producție a petrolului a fost aproape complet explodat. Prelucrarea acestui produs secundar a fost considerată atât de neprofitabilă, încât consecințele negative ale arderii acestuia nu au fost acordate mult timp atenția cuvenită de către public. Cu toate acestea, concentrarea produselor de ardere în atmosferă a determinat o deteriorare semnificativă a sănătății populației, ceea ce a reprezentat o sarcină dificilă pentru industria chimică: prelucrarea APG și aplicarea sa practică. Există câteva modalități cele mai populare de a utiliza gazul petrolier asociat.

metoda fracționată

Această metodă de procesare APG este separarea gazului în componente. Ca rezultat al procesului, se obțin gaze uscate purificate și o fracțiune largă de hidrocarburi ușoare: acestea și alte produse sunt foarte populare pe piața mondială. Un dezavantaj semnificativ al acestei scheme este nevoia de utilizatori finali prin conductă. Deoarece GPL, PBT și NGL sunt mai grele decât aerul, ele tind să se acumuleze în zonele joase și să formeze nori explozivi care pot provoca daune semnificative atunci când sunt explodate.

Gazul petrolier asociat este adesea folosit pentru a îmbunătăți recuperarea petrolului în câmpuri prin reinjectarea acestuia în rezervor - în acest fel presiunea crește și 10 mii de tone mai mult petrol pot fi produse dintr-un singur puț. Această metodă de utilizare a gazului este considerată costisitoare, prin urmare nu este utilizată pe scară largă pe teritoriul Federației Ruse și este folosită în principal în Europa. Principalul avantaj al metodei constă în costul redus: compania trebuie să achiziționeze doar echipamentele necesare. În același timp, astfel de măsuri nu utilizează APG, ci doar amână problema pentru ceva timp.

Instalarea unităților de alimentare

Un alt domeniu semnificativ de exploatare a gazelor asociate este furnizarea de energie la centralele electrice. Având în vedere compoziția corectă a materiilor prime, metoda este foarte eficientă și este foarte populară pe piață.

Gama de unități este largă: companiile au lansat atât producția de turbine cu gaz, cât și unități de putere cu piston. Aceste dispozitive fac posibilă asigurarea întregii funcționări a stației cu posibilitatea de reciclare a căldurii generate în producție.

Astfel de tehnologii sunt implementate activ în industria petrochimică, deoarece companiile luptă pentru independență față de furnizarea de energie electrică a deșeurilor radioactive. Cu toate acestea, oportunitatea și rentabilitatea ridicată a schemei se pot datora doar locației apropiate a centralei electrice de câmp, deoarece costurile de transport APG vor depăși potențialele economii. Pentru funcționarea în siguranță a sistemului, gazul trebuie să fie pre-uscat și curățat.

Metoda se bazează pe un proces de compresie criogenică folosind un ciclu de refrigerare cu un singur flux. APG preparat este lichefiat prin interacțiunea sa cu azotul în condiții create artificial.

Potențialul metodei luate în considerare depinde de o serie de condiții:

• performanța instalării;
• presiunea gazului sursă;
• alimentare cu gaz;
• conținut de hidrocarburi grele, compuși ai etanului și sulfului etc.

Schema se va manifesta cel mai eficient dacă complexele criogenice sunt instalate la stațiile de distribuție.

Curățarea membranei

Una dintre cele mai promițătoare tehnologii în acest moment. Principiul de funcționare al metodei constă în viteza diferită cu care componentele gazului asociat trec prin membrane speciale. Odată cu apariția materialelor cu fibre goale, metoda a câștigat o mulțime de avantaje față de metodele tradiționale de purificare și filtrare APG.

Gazul purificat este lichefiat și apoi trece printr-o procedură de separare în două segmente industriale: pentru a obține combustibil sau materie primă petrochimică. Procesul produce de obicei gaz slab care este ușor de transportat și LGN care sunt trimise fabricilor pentru producția de cauciuc, materiale plastice și aditivi pentru combustibil.

Domeniul de aplicare al APG

APG, așa cum am menționat mai sus, este o alternativă excelentă la sursele tradiționale de energie pentru centralele electrice, care este extrem de ecologică și permite întreprinderilor să economisească fonduri semnificative. Un alt domeniu este producția petrochimică. Dacă sunt disponibile finanțări, este posibilă supunerea gazului unei procesări profunde cu separarea ulterioară a substanțelor din el care sunt la mare căutare și joacă un rol important atât în ​​industrie, cât și în viața de zi cu zi.

Pe lângă faptul că este folosit ca sursă de energie în centralele electrice și pentru producția în industria petrochimică, gazul petrolier asociat a fost folosit și ca materie primă pentru producția de combustibili sintetici (GTL). Această tehnologie abia a început să se răspândească și se așteaptă să devină destul de eficientă din punct de vedere al costurilor dacă prețurile combustibililor continuă să crească.

Până în prezent, 2 proiecte majore au fost implementate în străinătate și sunt planificate încă 15 modificări. Cu alte cuvinte, chiar și într-o situație bună în Rusia, această tehnologie nu va fi răspândită în toate regiunile.

Una dintre cele mai moderne modalități de utilizare industrială eficientă a gazului asociat se numește „gas lift”. Această tehnologie facilitează reglarea funcționării unui puț, simplificarea întreținerii acestuia și extragerea cu succes a petrolului din câmpurile cu un GOR ridicat. Dezavantajul tehnologiei este că avantajele enumerate măresc semnificativ costurile de capital pentru echipamentele tehnice ale puțului.

Sfera de aplicare a APG procesate ar trebui să fie determinată de dimensiunea câmpului din care a fost obținut. Astfel, gazul din puțurile mici poate fi folosit local ca combustibil fără a cheltui bani pentru transportul acestuia, în timp ce materiile prime la scară mai mare pot fi prelucrate și utilizate în întreprinderile industriale.

Pericol pentru mediu

Relevanța problemei utilizării și aplicării gazului asociat este asociată cu efectul negativ pe care îl are dacă este pur și simplu ars. Prin această metodă, industria nu numai că pierde materii prime valoroase, dar și poluează atmosfera cu substanțe nocive care sporesc efectul de seră. Toxinele și dioxidul de carbon dăunează atât mediului, cât și populației locale, crescând riscul de a dezvolta boli grave, inclusiv cancer.

Principalul obstacol în calea dezvoltării active a infrastructurii care s-ar ocupa de purificarea și procesarea gazelor petroliere asociate este discrepanța dintre taxa pe gazele arse și costul utilizării eficiente a acestuia. Majoritatea companiilor petroliere preferă să plătească o amendă decât să aloce un buget semnificativ pentru întreprinderile prietenoase cu mediul care vor plăti abia după câțiva ani.

În ciuda dificultăților asociate cu transportul și purificarea APG, îmbunătățirea ulterioară a tehnologiilor pentru utilizarea adecvată a acestei materii prime va rezolva problemele de mediu din multe regiuni și va deveni baza pentru o întreagă industrie la scară națională, al cărei cost în Federația Rusă, conform celor mai conservatoare estimări ale experților, va fi de aproximativ 15 miliarde de dolari.

Gazul petrolier este un gaz care este dizolvat în petrol în condiții de rezervor. Un astfel de gaz este obținut în timpul dezvoltării zăcămintelor de petrol datorită scăderii presiunii din rezervor. Este redusă sub presiunea de saturație a uleiului. Volumul de gaz petrolier (m3/t) din petrol, sau cum se mai numește și factorul gazos, poate varia de la 3-5 în orizonturile superioare până la 200-250 în straturile adânci, dacă depozitele sunt bine conservate.

Gaz petrolier asociat

Câmpurile de petrol sunt zăcăminte de petrol. Gazul petrolier asociat (APG) este un gaz natural de hidrocarburi, sau mai degrabă un amestec de gaze și componente vaporoase de hidrocarburi și non-hidrocarburi, care sunt dizolvate în petrol sau sunt situate în „calotele” câmpurilor de condensat de petrol și gaze.
De fapt, APG este un produs secundar al producției de petrol. La începutul producției de petrol, gazele petroliere asociate au fost pur și simplu arse din cauza infrastructurii imperfecte pentru colectarea, prepararea, transportul și procesarea acestuia, precum și din cauza lipsei de consumatori.
O tonă de petrol poate conține de la 1-2 m3 până la câteva mii de m3 de gaz petrolier, totul depinde de regiunea de producție.

Utilizarea gazelor petroliere

Gazul petrolier asociat este o materie primă importantă pentru industria energetică și chimică. Un astfel de gaz se caracterizează printr-o putere calorică crescută, care poate varia de la 9 mii la 15 mii Kcal / m3. Cu toate acestea, utilizarea sa în generarea de energie este îngreunată de compoziția sa instabilă și de prezența multor impurități. Prin urmare, sunt necesare costuri suplimentare pentru curățarea („uscarea”) gazului.
În industria chimică, metanul și etanul care se găsesc în gazele asociate sunt utilizate pentru fabricarea materialelor plastice și cauciucului, în timp ce componentele mai grele sunt utilizate ca materie primă pentru crearea de hidrocarburi aromatice, aditivi pentru combustibili cu octan ridicat și gaze de hidrocarburi lichefiate, și anume propan lichefiat. butan tehnic (SPBT).
Potrivit Ministerului Resurselor Naturale și Ecologiei al Federației Ruse (MNR), din cele 55 de miliarde de m3 de gaz asociat produse în Rusia în fiecare an, doar 26% (14 miliarde de m3) sunt procesate. Alte 47% (26 miliarde m3) sunt aprovizionate cu nevoile câmpurilor sau sunt amortizate ca pierderi tehnologice, iar alte 27% (15 miliarde m3) sunt arse. Experții estimează că arderea gazelor petroliere asociate este cauza pierderii a aproape 139,2 miliarde de ruble, care ar putea fi obținute ca urmare a vânzării de hidrocarburi lichide, propan, butan și gaz uscat.

Problema arderii gazelor petroliere

Acest proces este cauza emisiilor la scară largă de compuși poluanți solizi, precum și a unei deteriorări generale a situației mediului în regiunile producătoare de petrol. În procesul „pierderilor tehnologice” și arderii APG, dioxid de carbon și funingine activă sunt eliberate în atmosferă.
Ca urmare a arderii gazelor în Rusia, aproximativ 100 de milioane de tone de emisii de CO2 sunt înregistrate în fiecare an (dacă întregul volum de gaz este ars). În același timp, rachetele rusești sunt renumite pentru ineficiența lor, adică nu toate gazele ard în ele. Se dovedește că metanul intră în atmosferă, care este un gaz cu efect de seră mult mai periculos decât dioxidul de carbon.
Cantitatea de emisii de funingine în timpul arderii gazelor petroliere este estimată la aproximativ 0,5 milioane de tone anual. Arderea gazelor petroliere este asociată cu poluarea termică a mediului. În apropierea torței, raza de distrugere termică a solului este de 10-25 de metri, iar a lumii vegetale - de la 50 la 150 de metri.
O concentrație ridicată în atmosferă a produselor de ardere a unui astfel de gaz, și anume oxid nitric, dioxid de sulf, monoxid de carbon, provoacă o creștere a incidenței cancerului pulmonar, cancerului bronșic, precum și afectarea ficatului și a tractului gastrointestinal, sistem nervos, vedere.
Cea mai corectă și eficientă metodă de utilizare a gazului petrolier asociat poate fi numită prelucrarea acesteia la întreprinderile de prelucrare a gazelor cu formarea de gaz uscat stripat (DGS), o fracțiune largă de hidrocarburi ușoare (NGL), precum și gaze lichefiate (LHG). și benzină stabilă (SGB).
Utilizarea corespunzătoare a gazelor petroliere va face posibilă producerea a circa 5-6 milioane de tone de hidrocarburi lichide, 3-4 miliarde m3 de etan, 15-20 miliarde m3 de gaz uscat sau 60-70 mii GW/h de energie electrică în fiecare an.
Interesant este că la 1 ianuarie 2012 a intrat în vigoare Decretul Guvernului Federației Ruse „Cu privire la măsurile de stimulare a reducerii poluării aerului atmosferic prin produse de ardere a gazelor petroliere asociate la instalațiile de ardere”. Acest document prevede că întreprinderile extractive trebuie să recicleze 95% din APG.

Compoziția gazului petrolier

Compoziția gazului petrolier poate fi diferită. De ce depinde? Experții identifică următorii factori care afectează compoziția gazului petrolier:

Compoziția petrolului în care se dizolvă gazul
condițiile de apariție și formare a zăcămintelor, care sunt responsabile pentru stabilitatea sistemelor de petrol și gaze naturale
posibilitatea degazării naturale.

Majoritatea gazelor asociate, în funcție de regiunea de producție, pot conține chiar componente non-hidrocarburi, cum ar fi hidrogen sulfurat și mercaptani, dioxid de carbon, azot, heliu și argon. Dacă în compoziția gazelor petroliere predomină hidrocarburile (95-100%), acestea se numesc hidrocarburi. Există și gaze amestecate cu dioxid de carbon (CO2 de la 4 la 20%), sau azot (N2 de la 3 la 15%). Gazele hidrocarburi-azot conțin până la 50% azot. În funcție de raportul dintre metan și omologii săi, ei disting:

• uscat (metan mai mult de 85%, С2Н6 + mai mare 10-15%)
• gras (CH4 60-85%, C2H6 + mai mare 20-35%).

Pe baza caracteristicilor geologice, sunt eliberate gaze asociate capacelor de gaze, precum și gaze care sunt dizolvate direct în petrol. În procesul de deschidere a rezervoarelor de petrol, gazul din capacele de ulei începe cel mai adesea să curgă. Mai mult, volumul principal de APG produs este gazele care sunt dizolvate în ulei.
Gazul din capacele de gaz, numit și gaz liber, are o compoziție „mai ușoară”. Conține o cantitate mai mică de gaze de hidrocarburi grele, care se compară favorabil cu gazul dizolvat în ulei. Rezultă că primele etape de dezvoltare a câmpului au adesea volume mari anuale de producție de APG cu o predominanță a metanului în compoziția sa.
Cu toate acestea, în timp, debitul de gaz petrolier asociat scade, iar volumul componentelor grele crește.
Pentru a afla cât de mult gaz este conținut într-un anumit petrol și care este compoziția acestuia, specialiștii degazează o probă de petrol prelevată la capul sondei sau în condiții de rezervor cu ajutorul unui prelevator de forță. Datorită degazării incomplete a uleiurilor din zona de fund și a conductelor de ridicare, gazul petrolier prelevat din capul sondei conține o cantitate mai mare de metan și un volum mai mic de omologi săi, în comparație cu gazul din probele de petrol de adâncime.

GPL

Caracterizarea completă a gazelor petroliere în stare lichefiată face posibilă utilizarea acestora ca combustibil complet de înaltă calitate pentru motoarele de automobile. Principalele componente ale gazului petrolier lichefiat sunt propanul și butanul, care sunt produse secundare ale producției sau rafinării petrolului în întreprinderile gaz-benzină.
Gazul se combină perfect cu aerul pentru a forma un amestec combustibil omogen, care garantează o putere calorică ridicată și, de asemenea, evită detonarea în timpul procesului de ardere. Gazul conține o cantitate minimă de componente care contribuie la formarea de carbon și contaminarea sistemului de alimentare, precum și la coroziune.
Compoziția gazului petrolier lichefiat face posibilă crearea proprietăților motorului combustibilului gazos.
În procesul de amestecare a propanului, este posibil să se asigure o presiune de vapori saturată adecvată în amestecul de gaze, care este de mare importanță pentru utilizarea vehiculelor cu butelie de gaz în diferite condiții climatice. Din acest motiv, prezența propanului este foarte de dorit.
GPL nu are culoare sau miros. Din această cauză, pentru a garanta funcționarea în siguranță pe mașini, i se conferă o aromă specială - odorizată.

Gazele asociate rămase, pe care companiile petroliere nu le aruncă și le pompează în rezervor, merge la procesare. Înainte de a-l transporta la uzina de procesare, acesta trebuie curățat. Gazul eliberat de impuritățile mecanice și apa este mult mai ușor de transportat. Pentru a preveni căderea fracțiilor lichefiate în cavitatea conductelor de gaz și pentru a ușura amestecul, hidrocarburile grele sunt filtrate.
Prin îndepărtarea elementelor sulfuroase, efectul coroziv al gazelor petroliere asociate asupra peretelui conductei poate fi prevenit, iar prin extragerea azotului și a dioxidului de carbon se poate reduce volumul amestecului care nu este utilizat în procesare. Gazul este purificat prin diferite metode. La terminarea răcirii și compresiei (compresiei sub presiune) gazului, este posibil să se procedeze la separarea sau prelucrarea acestuia prin metode gaz-dinamice. Aceste metode sunt destul de bugetare, dar nu fac posibilă izolarea dioxidului de carbon și a componentelor sulf din gazul petrolier.
Dacă se utilizează metode de sorbție, pe lângă îndepărtarea hidrogenului sulfurat, se efectuează și uscarea din apă și componentele de hidrocarburi umede. Singurul dezavantaj al acestei metode este adaptarea slabă a tehnologiei la condițiile de teren, motiv pentru care se pierde aproximativ 30% din volumul de gaz. În plus, pentru îndepărtarea lichidului se folosește metoda de uscare cu glicol, dar doar ca proces secundar, deoarece în afară de apă, nu eliberează nimic altceva din amestec.
Toate aceste metode pot fi numite învechite astăzi. Cea mai modernă metodă este purificarea prin membrană. Această metodă se bazează pe diferența în viteza de penetrare a diferitelor componente ale gazului petrolier prin fibrele membranei.
Când gazul intră în instalația de procesare, este supus separării prin absorbție la temperatură scăzută și condensare în fracțiuni de bază. Unele dintre aceste fracții sunt produse imediate finale. După separare, se obține un gaz stripat, care include metan și un amestec de etan, precum și o fracție largă de hidrocarburi ușoare (NGL). Un astfel de gaz este ușor transportat prin sistemele de conducte și folosit ca combustibil și servește, de asemenea, ca materie primă pentru fabricarea acetilenei și a hidrogenului. De asemenea, cu ajutorul prelucrării gazului, se produce propan-butan de automobile de tip lichid (adică, combustibil pe gaz), precum și hidrocarburi aromatice, fracții înguste și benzină stabilă.
Gazul petrolier asociat, în ciuda rentabilității extrem de scăzute a prelucrării sale, este utilizat activ în industria combustibililor și energiei și în industria petrochimică.

Despre problema utilizarii gaz petrolier asociat (APG) sunt multe de spus și de scris acum. Și anume, întrebarea în sine nu a apărut astăzi, ea are deja o istorie destul de lungă. Specificul producției gaz asociat este că (așa cum sugerează și numele) este un produs secundar al producției de petrol. Pierderile de gaze petroliere asociate (APG) sunt asociate cu nepregătirea infrastructurii pentru colectarea, pregătirea, transportul și procesarea acesteia și cu absența unui consumator. În acest caz, gazul petrolier asociat este pur și simplu ars.

Caracteristicile geologice sunt gaze petroliere asociate (APG) capace de gaze și gaze dizolvate în ulei. Adică, gazul petrolier asociat este un amestec de gaze și componente vaporoase de hidrocarburi și non-hidrocarburi eliberate din puțurile de petrol și din petrolul de formare în timpul separării sale.

În funcție de zona de producție, de la 1 tonă de petrol se obțin de la 25 la 800 m³ de gaz petrolier asociat.

Situatia actuala

În Federația Rusă, situația este următoarea. Numai în regiunea Tyumen, în anii de funcționare a câmpurilor petroliere, au fost arse aproximativ 225 de miliarde de m³ de gaze petroliere asociate (APG), în timp ce peste 20 de milioane de tone de poluanți au pătruns în mediu.

Conform datelor pentru 1999, din adâncurile Federației Ruse au fost extrase în total 34,2 miliarde m³ de gaz asociat, din care 28,2 miliarde m³ au fost utilizați. Prin urmare, rata de utilizare a gazelor petroliere asociate (APG). s-au ridicat la 82,5%, aproximativ 6 miliarde m³ (17,5%) au fost arși. Principala regiune pentru producția de gaz petrolier asociat (APG) este regiunea Tyumen. În 1999, aici au fost extrași 27,3 miliarde m³, au fost folosiți 23,1 miliarde m³ (84,6%) și, respectiv, au ars 4,2 miliarde m³ (15,3%).

Pe fabrici de procesare a gazelor (GPP)în 1999, au fost prelucrați 12,3 miliarde m³ (38%), dintre care 10,3 miliarde m³ au fost procesați direct în regiunea Tyumen. Pentru nevoile de teren, ținând cont de pierderile tehnologice, s-au cheltuit 4,8 miliarde m³, alte 11,1 miliarde m³ (32,5%) au fost folosiți fără prelucrare pentru a genera energie electrică la centrala raionului de stat. Apropo, datele privind volumele de gaz asociat ars, date de diferite surse, variază într-un interval foarte larg: răspândirea datelor este de la 4–5 până la 10–15 miliarde m³ pe an.

Daune cauzate de arderea de gaz asociată

Eliberat în mediu produse de ardere a gazelor petroliere asociate (APG) reprezintă o potenţială ameninţare pentru funcţionarea normală a organismului uman la nivel fiziologic.

Datele statistice pentru regiunea Tyumen, principala regiune producătoare de petrol și gaze din Rusia, indică faptul că incidența populației în multe clase de boli este mai mare decât indicatorii naționali și datele pentru regiunea Siberiei de Vest în ansamblu (indicatorii pentru bolile sunt foarte mari!). Pentru o serie de boli (neoplasme, boli ale sistemului nervos și ale organelor senzoriale etc.), există o tendință ascendentă. Impacturi foarte periculoase, ale căror consecințe nu sunt imediat evidente. Acestea sunt impactul poluanților asupra capacității oamenilor de a concepe și de a avea copii, dezvoltarea patologiilor ereditare, slăbirea sistemului imunitar și creșterea numărului de boli oncologice.

Opțiuni asociate de utilizare a gazelor petroliere

Gaz petrolier asociat (APG) este ars nu pentru că nu poate fi folosit cu folos și nu are valoare pentru nimeni.

Sunt posibile două direcții de utilizare (excluzând arderea inutilă):

• Energie

Această direcție domină deoarece producția de energie are o piață aproape nelimitată. Gaz petrolier asociat- combustibil bogat în calorii și ecologic. Având în vedere intensitatea energetică ridicată a producției de petrol, există o practică la nivel mondial de utilizare a acestuia pentru a genera energie electrică pentru nevoile câmpului. Tehnologiile pentru aceasta există și sunt deținute în totalitate de compania New Generation. Cu tarifele la energie electrică în continuă creștere și ponderea acestora în costul de producție, utilizarea APG pentru generarea de energie electrică poate fi considerată justificată din punct de vedere economic.

Compoziția aproximativă a gazului petrolier asociat (APG)

Diagrama compoziției gazelor petroliere asociate

• petrochimic

Gaz petrolier asociat (APG) poate fi procesat pentru a produce gaz uscat furnizat sistemului principal de conducte, benzină naturală, fracțiune largă de hidrocarburi ușoare (NGL) și gaz lichefiat pentru nevoile casnice. NGL este o materie primă pentru producerea unei game întregi de produse petrochimice; cauciucuri, materiale plastice, componente de benzină cu octan mare etc.

APLICARE GAZ

Gazele pot fi găsite în natură în zăcăminte de trei tipuri: gaz, motorină și gaz-condens.

În zăcămintele de primul tip - gaze - gazele formează uriașe acumulări naturale subterane care nu au legătură directă cu câmpurile petroliere.

În zăcăminte de al doilea tip - gaz și petrol - gazul însoțește petrolul sau petrolul însoțește gazul. Zăcămintele de motorină, așa cum sa menționat mai sus, sunt de două tipuri: ulei cu un capac de gaz (în care volumul principal este petrol) și gaz cu bord de ulei (volumul principal este gaz). Fiecare depozit de motorină este caracterizat de un factor de gaz - cantitatea de gaz (în m 3) la 1000 kg de petrol.

Depozitele de condens gazos sunt caracterizate prin presiune ridicată (mai mult de 3–107 Pa) și temperaturi ridicate (80–100°С și mai mari) în rezervor. În aceste condiții, hidrocarburile C 5 și mai sus trec în gaz și, odată cu scăderea presiunii, aceste hidrocarburi se condensează - procesul de condensare inversă.

Gazele tuturor zăcămintelor considerate sunt numite gaze naturale, spre deosebire de gazele petroliere asociate dizolvate în petrol și eliberate din acesta în timpul producției.

gaze naturale

Gazele naturale constau în principal din metan. Alături de metan, ele conțin de obicei etan, propan, butan, o cantitate mică de pentan și omologi superiori și cantități minore de componente non-hidrocarburi: dioxid de carbon, azot, hidrogen sulfurat și gaze inerte (argon, heliu etc.) .

Dioxidul de carbon, care este prezent în mod normal în toate gazele naturale, este unul dintre produsele majore de conversie din natură a precursorului organic al hidrocarburilor. Conținutul său în gaze naturale este mai mic decât ne-am aștepta pe baza mecanismului de transformări chimice a reziduurilor organice din natură, deoarece dioxidul de carbon este o componentă activă, acesta trece în apa de formare, formând soluții de bicarbonat. De regulă, conținutul de dioxid de carbon nu depășește 2,5%. Conținutul de azot, care este de obicei prezent în natură, este asociat fie cu pătrunderea aerului atmosferic, fie cu reacțiile de descompunere a proteinelor în organismele vii. Cantitatea de azot este de obicei mai mare atunci când formarea depozitului de gaz a avut loc în roci de calcar și gips.

Heliul ocupă un loc aparte în compoziția unor gaze naturale. În natură, heliul se găsește adesea (în aer, gaze naturale etc.), dar în cantități limitate. Deși conținutul de heliu din gazele naturale este scăzut (până la maximum 1–1,2%), izolarea acestuia este benefică datorită deficitului mare al acestui gaz, precum și datorită volumului mare de producție de gaze naturale.

Hidrogenul sulfurat, de regulă, este absent în depozitele de gaze. Excepție este, de exemplu, depozitul Ust-Vilyui, unde conținutul de H 2 S ajunge la 2,5% și unele altele. Aparent, prezența hidrogenului sulfurat în gaz este asociată cu compoziția rocilor gazdă. S-a observat că gazul în contact cu sulfații (gips, etc.) sau sulfiții (pirita) conține relativ mai multă hidrogen sulfurat.

Gazele naturale care conțin în principal metan și care au un conținut foarte scăzut de omologi ai C5 și mai sus sunt denumite gaze uscate sau sărace. Gazele uscate includ marea majoritate a gazelor produse din depozitele de gaze. Gazul depozitelor de gaz condensat se caracterizează printr-un conținut mai scăzut de metan și un conținut mai mare de omologi săi. Astfel de gaze sunt numite grase sau bogate. Gazele depozitelor de gaz condensat, pe lângă hidrocarburile ușoare, mai conțin omologi cu punct de fierbere ridicat, care, la reducerea presiunii, sunt eliberați sub formă lichidă (condens). În funcție de adâncimea sondei și de presiunea din fundul găurii, hidrocarburile care fierb până la 300–400°C pot fi în stare gazoasă.

Gazul depozitelor de condensat gazos se caracterizează prin conținutul de condensat precipitat (în cm 3 la 1 m 3 de gaz).

Formarea depunerilor de condens de gaz se datorează faptului că la presiuni mari se produce fenomenul de dizolvare inversă - condensarea inversă a uleiului în gazul comprimat. La presiuni de aproximativ 75 × 10 6 Pa, uleiul se dizolvă în etan și propan comprimat, a căror densitate în acest caz depășește semnificativ densitatea uleiului.

Compoziția condensului depinde de modul de funcționare al puțului. Deci, menținând o presiune constantă a rezervorului, calitatea condensului este stabilă, dar cu o scădere a presiunii în rezervor, compoziția și cantitatea de condens se modifică.

Compoziția condensului stabil în unele domenii este bine studiată. Sfârșitul fierberii lor nu este de obicei mai mare de 300°C. După compoziția grupului: hidrocarburile metanice reprezintă majoritatea, hidrocarburile naftenice sunt oarecum mai puține, iar hidrocarburile aromatice sunt chiar mai puține. Compoziția gazelor din câmpurile de condensat după separarea condensului este apropiată de compoziția gazelor uscate. Densitatea gazelor naturale în raport cu aerul (densitatea aerului luată ca unitate) variază de la 0,560 la 0,650. Căldura de ardere este de aproximativ 37700–54600 J/kg.

Gaze asociate (petrol).

Gazul asociat nu este întregul gaz al unui zăcământ dat, ci gazul dizolvat în petrol și eliberat din acesta în timpul producției.

După părăsirea sondei, petrolul și gazul trec prin separatoare de gaze, în care gazul asociat este separat de petrolul instabil, care este trimis pentru procesare ulterioară.

Gazele asociate sunt o materie primă valoroasă pentru sinteza petrochimică industrială. Calitativ, acestea nu diferă ca compoziție de gazele naturale, dar diferența cantitativă este foarte semnificativă. Conținutul de metan din ele nu poate depăși 25-30%, dar mult mai mult decât omologii săi - etan, propan, butan și hidrocarburi superioare. Prin urmare, aceste gaze sunt clasificate ca grase.

Datorită diferenței de compoziție cantitativă a gazelor asociate și naturale, proprietățile lor fizice sunt diferite. Densitatea (pe aer) a gazelor asociate este mai mare decât cea naturală - ajunge la 1,0 sau mai mult; căldura lor de ardere este de 46.000–50.000 J/kg.

Aplicarea gazelor

Unul dintre principalele domenii de aplicare a gazelor de hidrocarburi este utilizarea lor ca combustibil. Puterea calorică ridicată, confortul și rentabilitatea utilizării plasează, fără îndoială, gazul pe unul dintre primele locuri printre alte tipuri de resurse energetice.

O altă utilizare importantă a gazelor petroliere asociate este acoperirea acestuia, adică extragerea benzinei naturale din acesta la instalațiile sau instalațiile de procesare a gazelor. Gazul este supus unei puternice compresiuni și răcire cu ajutorul unor compresoare puternice, în timp ce vaporii hidrocarburilor lichide se condensează, dizolvând parțial hidrocarburile gazoase (etan, propan, butan, izobutan). Se formează un lichid volatil - benzină instabilă, care este ușor separată de restul masei necondensabile de gaz din separator. După fracţionare - separarea etanului, propanului, a unei părţi din butani - se obţine o benzină stabilă, care este utilizată ca aditiv la benzina comercială, crescând volatilitatea acestora.

Propanul, butanul, izobutanul eliberat în timpul stabilizării benzinei naturale sub formă de gaze lichefiate injectate în butelii sunt folosite drept combustibil. Metanul, etanul, propanul, butanii sunt de asemenea folosite ca materii prime pentru industria petrochimica.

După separarea C2-C4 de gazele asociate, gazele de evacuare rămase sunt aproape ca compoziție să se usuce. În practică, poate fi considerat metan pur. Gazele uscate și reziduale, atunci când sunt arse în prezența unor cantități mici de aer în instalații speciale, formează un produs industrial foarte valoros - funingine de gaz:

CH4 + O2 a C + 2H2O

Este folosit în principal în industria cauciucului. Prin trecerea metanului cu vapori de apă peste un catalizator de nichel la o temperatură de 850 ° C, se obține un amestec de hidrogen și monoxid de carbon - "sinteză - gaz":

CH4 + H2O à CO + 3H2

Când acest amestec este trecut peste un catalizator FeO la 450°C, monoxidul de carbon este transformat în dioxid și o cantitate suplimentară de hidrogen este eliberată:

CO + H2O à CO2 + H2

Hidrogenul rezultat este folosit pentru sinteza amoniacului. Când metanul și alți alcani sunt tratați cu clor și brom, se obțin produse de substituție:

1. CH4 + CI2 à CH3C1 + HCI - clorură de metil;

2. CH4 + 2C12a CH2C12 + 2HC1 - clorură de metilen;

3. CH 4 + 3Cl 2 à CHCI 3 + 3HCI - cloroform;

4. CH 4 + 4Cl 2 à CCl 4 + 4HCl - tetraclorura de carbon.

Metanul servește și ca materie primă pentru producerea acidului cianhidric:

2CH 4 + 2NH 3 + 3O 2 à 2HCN + 6H 2 O, precum și pentru producerea disulfurei de carbon CS 2, nitrometan CH 3 NO 2, care este folosit ca solvent pentru lacuri.

- aceasta este o combinație de propan și butan, care este eliberată ulterior în timpul extracției și procesării uleiului și, de fapt, situată în uleiul însuși. Aceste gaze sunt alcătuite din diferite hidrocarburi care sunt folosite ca combustibil și, de asemenea, pentru producerea diferitelor substanțe sintetice. Gazele petroliere sunt implicate în dezvoltarea tuturor tipurilor de polimeri și materiale plastice.

Gazele petroliere asociate sunt o consecință a producției de petrol. Ele sunt destul de relevante în mediul nostru, deoarece în fiecare an lumea devine din ce în ce mai învăluită în deșeuri de către întreprinderile de procesare. Motivele pierderii gazului sunt asociate cu o organizare insuficientă în colectarea și exportul produsului, precum și cu transportul și procesarea adecvată.

Când puțul este deschis, apare gazul din capacul de gaz, apoi este eliberat gazul solubil în ulei, care intră pe măsură ce presiunea crește. Astfel, conform descrierilor geologice, se disting două tipuri de gaze petroliere asociate. Astfel de gaze sunt o compoziție de elemente de hidrocarburi eliberate din puțurile de petrol în stare de vapori.

Atunci când sunt eliberate în mediu, astfel de produse au un impact negativ asupra funcționării corpului uman și au consecințe grele la fiecare nivel al sistemului organic. Potrivit statisticilor, se știe că teritoriul unde se află industria de rafinare a petrolului este mai susceptibil la deteriorarea organelor populației umane. Cel mai adesea, sunt afectate sistemele respirator, senzorial și nervos. Astfel de gaze au un efect dăunător asupra femeilor însărcinate, precum și asupra capacității de a concepe în general. Este posibil să se dezvolte patologii congenitale care sunt moștenite, dezvoltarea bolilor oncologice. Sistemul imunitar uman suferă în orice caz când gazul pătrunde în organism.

Optimizarea acestui impact este utilizarea gazelor petroliere asociate. Legislația rusă a aprobat ca reciclarea să fie adusă la 95%. Pentru întreprinderile mari care au capacitatea de a rambursa astfel de deșeuri, nu va fi dificil să respecte regula. Dar obiectele cu un nivel scăzut de rotație de capital nu sunt capabile să utilizeze pe deplin gazul asociat prin curățarea și condiționarea acestuia la scară de producție. Prin urmare, singura opțiune în astfel de cazuri este arderea gazului rămas, care este periculos pentru sănătatea publică și pentru lumea plantelor.

Metode asociate de utilizare a gazelor petroliere

Cu excepția arderii petrolului, există astfel de modalități posibile de utilizare a gazului petrolier asociat:

1. Prelucrarea gazelor petroliere în scopuri energetice

Aceasta înseamnă că gazul poate fi folosit ca combustibil pentru nevoi industriale. Combustibilul din gazul de la ieșire este ecologic și îmbunătățit. În ciuda faptului că producția de energie este caracterizată de o relevanță ridicată, reciclarea în acest fel este benefică pentru întreprindere. Această opțiune va avea un impact asupra economisirii propriilor fonduri.

Tehnologiile de acest tip au suficiente avantaje față de sursele convenționale de energie. Datorită reacției fără flacără, producția de substanțe chimice nocive este redusă semnificativ. Acest lucru nu provoacă nicio modificare în performanța echipamentului. De asemenea, un alt plus este că nu există nicio modalitate de a monitoriza constant procesul de procesare. Există control la distanță.

2. Utilizarea gazelor petroliere în industria petrochimică

Gazul petrolier asociat poate fi procesat în gaz uscat, benzină. Produsele rezultate sunt utilizate pentru nevoile casnice ale întreprinderilor. Astfel de amestecuri sunt folosite pentru a produce o varietate de produse petrochimice artificiale:

• materiale plastice;
• benzină cu octan ridicat;
• polimeri și altele.

3. Injectarea de gaz în rezervor în scopul recuperării mai intensive a petrolului

Cu această metodă de utilizare a gazului petrolier asociat, acesta este combinat cu apă, ulei și roci. Are loc o reacție care interacționează cu schimbul și dizolvarea reciprocă. Apa este saturată cu elemente chimice - aceasta contribuie la intensificarea producției, dar contribuie la depunerea de săruri în echipament. Pentru astfel de metode, există de obicei un set de măsuri pentru protecția organismelor vii.

4. Utilizarea „liftului de gaz” - pomparea gazului în puț

Această metodă de utilizare a gazelor petroliere asociate nu este deosebit de risipă pentru propriile scopuri, trebuie doar să achiziționați echipamentul necesar. Dezavantajul este căutarea unei surse de gaz comprimat, deoarece compresia în sine va necesita o cantitate suficientă de timp și bani. Este mai bine să utilizați această metodă pentru puțuri de mică adâncime cu căderi mari de presiune. „Gaslift” poate fi utilizat în procesul de aranjare a sistemelor de cabluri.

În lumea de astăzi, tehnologia nu stă pe loc. Din când în când, apar invenții care pot curăța atmosfera de poluarea industrială. Astfel de dispozitive sunt destinate amenajării în câmpurile de petrol și gaze. Acestea ajută la accelerarea procesului de utilizare a gazelor petroliere asociate, precum și la prevenirea emisiilor accidentale de gaze în atmosferă sub formă de erupții, iar absența construcției conductelor de gaz reduce costurile de capital.

Procesul de reciclare se realizează în felul următor: în timpul producției, produsul este trimis la un separator, care separă uleiul în gaz, apă și ulei cu apă scăzută. Apa și gazul sunt trimise la o pompă cu un compresor, pompând într-un puț separat. Această metodă este potrivită pentru utilizarea gazului asociat cu presiune scăzută.

Probleme de utilizare și eliminare a gazelor petroliere asociate (APG), video: