PNG olej. Pridružený ropný plyn: zloženie

Akékoľvek ropné pole, ktoré sa dnes rozvíja, je zdrojom nielen čierneho zlata, ale aj mnohých vedľajších produktov, ktoré si vyžadujú včasnú likvidáciu. Moderné požiadavky na úroveň environmentálnej šetrnosti výroby nútia prevádzkovateľov vymýšľať stále efektívnejšie spôsoby spracovania súvisiaceho ropného plynu. V posledných rokoch sa tento zdroj spracováva a je široko používaný spolu s .

Asociovaný ropný plyn alebo skrátene APG je látka nachádzajúca sa v ropných poliach. Vzniká nad hlavnou nádržou a v jej hrúbke v dôsledku poklesu tlaku pod tlak nasýtenia ropy. Jeho koncentrácia závisí od toho, ako hlboko leží ropa, a pohybuje sa od 5 m 3 v hornej vrstve po niekoľko tisíc m 3 v spodnej vrstve.

Naftári spravidla pri otváraní zásobníka narazia na takzvanú plynnú „čiapku“. Uhľovodíkové plyny existujú nezávisle a sú prítomné v samotnej rope v kvapalnej forme, pričom sa z nej oddeľujú počas procesu a spracovania. Samotný plyn pozostáva prevažne z metánu a ťažších uhľovodíkov. Jeho chemické zloženie závisí od vonkajších faktorov, ako je geografia formácie.

Hlavné typy

Hodnota pridruženého ropného plynu a perspektívy jeho ďalšieho využitia sú určené podielom uhľovodíkov v jeho zložení. Látka uvoľnená z „viečka“ sa teda nazýva voľný plyn, pretože pozostáva hlavne z ľahkého metánu. Ako klesá hlbšie do zásobníka, jeho množstvo sa citeľne znižuje a ustupuje iným, ťažším uhľovodíkovým plynom.

Podmienečne pridružený ropný plyn je rozdelený do niekoľkých skupín v závislosti od toho, o aký „uhľovodík“ ide:

• čistý, obsahujúci 95–100 % uhľovodíkov;
• uhľovodík s prímesou oxidu uhličitého (od 4 do 20%);
• uhľovodík s prímesou dusíka (od 3 do 15 %);
• uhľovodík-dusík, v ktorom dusík tvorí až 50 % objemu.

Základným rozdielom medzi pridruženým ropným plynom a zemným plynom je prítomnosť parných zložiek, vysokomolekulárnych kvapalín a látok, ktoré nie sú zahrnuté v skupine uhľovodíkov:

• sírovodík;
• argón;
• kyselina uhličitá;
• dusík;
• hélium atď.

Súvisiace metódy spracovania ropných plynov

V polovici minulého storočia bol APG nevyhnutne získaný v procese výroby ropy takmer úplne spálený. Spracovanie tohto vedľajšieho produktu bolo považované za natoľko nerentabilné, že negatívnym dôsledkom jeho spaľovania nebola zo strany verejnosti dlho venovaná náležitá pozornosť. Koncentrácia splodín horenia v atmosfére však spôsobila výrazné zhoršenie zdravotného stavu obyvateľstva, čo znamenalo pre chemický priemysel: spracovanie APG a jeho praktické využitie neľahkú úlohu. Existuje niekoľko najpopulárnejších spôsobov využitia súvisiaceho ropného plynu.

frakčná metóda

Tento spôsob spracovania APG je separácia plynu na zložky. Výsledkom tohto procesu sú suché čistené plyny a široká frakcia ľahkých uhľovodíkov: tieto a ďalšie produkty sú na svetovom trhu veľmi obľúbené. Významnou nevýhodou tejto schémy je potreba koncových používateľov prostredníctvom potrubia. Keďže LPG, PBT a NGL sú ťažšie ako vzduch, majú tendenciu sa hromadiť v nížinách a vytvárať výbušné oblaky, ktoré môžu pri výbuchu spôsobiť značné škody.

Pridružený ropný plyn sa často používa na zlepšenie ťažby ropy na poliach prostredníctvom jej spätného vstrekovania do zásobníka - týmto spôsobom sa zvyšuje tlak a z jedného vrtu sa môže vyťažiť o 10 tisíc ton ropy viac. Tento spôsob využitia plynu sa považuje za drahý, preto sa v Ruskej federácii veľmi nepoužíva a využíva sa najmä v Európe. Hlavná výhoda metódy spočíva v jej nízkych nákladoch: spoločnosť potrebuje kúpiť iba potrebné vybavenie. Takéto opatrenia zároveň nevyužívajú APG, ale len odkladajú problém na nejaký čas.

Inštalácia pohonných jednotiek

Ďalšou významnou oblasťou súvisiacej ťažby plynu je poskytovanie energie elektrárňam. Vzhľadom na správne zloženie surovín je metóda vysoko efektívna a na trhu veľmi populárna.

Rozsah agregátov je široký: spoločnosti spustili výrobu plynových turbín aj piestových pohonných jednotiek. Tieto zariadenia umožňujú zabezpečiť plnú funkčnosť stanice s možnosťou recyklácie tepla vznikajúceho pri výrobe.

Takéto technológie sa aktívne implementujú v petrochemickom priemysle, pretože spoločnosti sa usilujú o nezávislosť od dodávky elektriny do rádioaktívneho odpadu. Účelnosť a vysoká ziskovosť schémy však môže byť spôsobená len blízkou polohou elektrárne k poľu, pretože náklady na prepravu APG prevýšia potenciálne úspory. Pre bezpečnú prevádzku systému je potrebné plyn predsušiť a vyčistiť.

Metóda je založená na procese kryogénnej kompresie s použitím jednoprúdového chladiaceho cyklu. Pripravený APG sa skvapalňuje interakciou s dusíkom za umelo vytvorených podmienok.

Potenciál posudzovanej metódy závisí od niekoľkých podmienok:

• výkon inštalácie;
• tlak zdroja plynu;
• dodávka plynu;
• obsah ťažkých uhľovodíkov, etánu a zlúčenín síry a pod.

Schéma sa najefektívnejšie prejaví, ak sú na distribučných staniciach inštalované kryogénne komplexy.

Čistenie membrán

Jedna z najsľubnejších technológií súčasnosti. Princíp fungovania metódy spočíva v rozdielnej rýchlosti, ktorou zložky pridruženého plynu prechádzajú cez špeciálne membrány. S príchodom materiálov z dutých vlákien táto metóda získala mnoho výhod oproti tradičným metódam čistenia a filtrácie APG.

Vyčistený plyn sa skvapalňuje a potom prechádza separačnou procedúrou v dvoch priemyselných segmentoch: na získanie paliva alebo petrochemickej suroviny. Tento proces zvyčajne produkuje chudobný plyn, ktorý sa ľahko prepravuje, a NGL, ktoré sa posielajú do tovární na výrobu gumy, plastov a palivových prísad.

Rozsah použitia APG

APG, ako je uvedené vyššie, je vynikajúcou alternatívou k tradičným zdrojom energie pre elektrárne, ktorá je vysoko ekologická a umožňuje podnikom ušetriť značné finančné prostriedky. Ďalšou oblasťou je petrochemická výroba. Ak sú k dispozícii financie, je možné podrobiť plyn hĺbkovému spracovaniu s následnou separáciou látok, ktoré sú veľmi žiadané a zohrávajú významnú úlohu v priemysle aj v bežnom živote.

Okrem využitia ako zdroja energie v elektrárňach a na výrobu v petrochemickom priemysle sa pridružený ropný plyn používa aj ako surovina na výrobu syntetických palív (GTL). Táto technológia sa ešte len začala rozbiehať a očakáva sa, že bude nákladovo efektívna, ak budú ceny pohonných hmôt naďalej rásť.

Doposiaľ sa v zahraničí realizovali 2 veľké projekty a plánuje sa ďalších 15. zmien. Inými slovami, ani v dobrej situácii v Rusku nebude táto technológia rozšírená vo všetkých regiónoch.

Jedna z najaktuálnejších metód efektívneho priemyselného využitia pridruženého plynu sa nazýva „gas lift“. Táto technológia umožňuje jednoducho regulovať chod vrtu, zjednodušiť jeho údržbu a úspešne ťažiť ropu z polí s vysokým GOR. Nevýhodou technológie je, že uvedené výhody výrazne zvyšujú investičné náklady na technické vybavenie vrtu.

Rozsah spracovaného APG by mal byť určený veľkosťou poľa, z ktorého bol získaný. Plyn z malých vrtov je teda možné využívať lokálne ako palivo bez vynaloženia peňazí na jeho prepravu, zatiaľ čo suroviny vo väčšom meradle možno spracovávať a využívať v priemyselných podnikoch.

Nebezpečnosť pre životné prostredie

Závažnosť otázky využitia a aplikovaného využitia súvisiaceho plynu je spojená s negatívnym účinkom, ktorý má, ak je jednoducho spálený. Pri tejto metóde priemysel prichádza nielen o cenné suroviny, ale aj znečisťuje ovzdušie škodlivými látkami, ktoré zosilňujú skleníkový efekt. Toxíny a oxid uhličitý poškodzujú životné prostredie aj miestne obyvateľstvo a zvyšujú riziko vzniku závažných ochorení vrátane rakoviny.

Hlavnou prekážkou aktívneho rozvoja infraštruktúry, ktorá by sa zaoberala čistením a spracovaním súvisiaceho ropného plynu, je nesúlad medzi daňou za spálený plyn a nákladmi na jeho efektívne využitie. Väčšina ropných spoločností uprednostňuje zaplatenie pokuty pred vyčlenením značného rozpočtu pre podniky šetrné k životnému prostrediu, ktoré sa vyplatia až po niekoľkých rokoch.

Napriek ťažkostiam spojeným s prepravou a čistením APG, ďalšie zdokonaľovanie technológií na správne využitie tejto suroviny vyrieši environmentálne problémy mnohých regiónov a stane sa základom celého celoštátneho priemyslu, ktorého náklady v r. Ruskej federácie bude podľa najkonzervatívnejších odhadov odborníkov asi 15 miliárd dolárov.

Ropný plyn je plyn, ktorý sa rozpúšťa v oleji v podmienkach ložiska. Takýto plyn sa získava počas vývoja ropných ložísk v dôsledku poklesu tlaku v nádrži. Znižuje sa pod tlak nasýtenia oleja. Objem ropného plynu (m3 / t) v rope, alebo ako sa tiež nazýva plynový faktor, sa môže pohybovať od 3-5 v horných horizontoch do 200-250 v hlbokých vrstvách, ak sú ložiská dobre zachované.

Pridružený ropný plyn

Ropné plynové polia sú ropné polia. Associated petroleum gas (APG) je prírodný uhľovodíkový plyn alebo skôr zmes plynov a parných uhľovodíkových a neuhľovodíkových zložiek, ktoré sú rozpustené v oleji alebo sa nachádzajú v „uzáveroch“ polí ropných a plynových kondenzátov.
V skutočnosti je APG vedľajším produktom pri výrobe ropy. Na samom začiatku ťažby ropy došlo len k spáleniu súvisiaceho ropného plynu pre nedokonalú infraštruktúru na jeho zber, prípravu, prepravu a spracovanie, ako aj pre nedostatok spotrebiteľov.
Jedna tona ropy môže obsahovať od 1-2 m3 až po niekoľko tisíc m3 ropného plynu, všetko závisí od regiónu produkcie.

Použitie ropných plynov

Pridružený ropný plyn je dôležitou surovinou pre energetický a chemický priemysel. Takýto plyn sa vyznačuje zvýšenou výhrevnosťou, ktorá sa môže pohybovať od 9 tisíc do 15 tisíc Kcal / m3. Jeho využitiu pri výrobe energie však bráni jeho nestabilné zloženie a prítomnosť mnohých nečistôt. Preto sú potrebné dodatočné náklady na čistenie („sušenie“) plynu.
V chemickom priemysle sa metán a etán nachádzajúci sa v pridruženom plyne používajú na výrobu plastov a gumy, zatiaľ čo ťažšie zložky sa používajú ako surovina na výrobu aromatických uhľovodíkov, vysokooktánových prísad do palív a skvapalnených uhľovodíkových plynov, konkrétne skvapalneného propánu. technický bután (SPBT).
Podľa Ministerstva prírodných zdrojov a ekológie Ruskej federácie (MNR) sa z 55 miliárd m3 súvisiaceho plynu vyprodukovaného v Rusku ročne spracuje iba 26 % (14 miliárd m3). Ďalších 47 % (26 miliárd m3) sa dodá pre potreby polí alebo sa odpíše ako technologické straty a ďalších 27 % (15 miliárd m3) sa spáli. Experti odhadujú, že spaľovanie súvisiaceho ropného plynu je príčinou straty takmer 139,2 miliárd rubľov, ktoré bolo možné získať predajom kvapalných uhľovodíkov, propánu, butánu a suchého plynu.

Problém spaľovania ropných plynov

Tento proces je príčinou rozsiahlych emisií tuhých znečisťujúcich zlúčenín, ako aj všeobecného zhoršenia environmentálnej situácie v oblastiach ťažiacich ropu. V procese „technologických strát“ a spaľovania APG sa do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý a aktívne sadze.
V dôsledku spaľovania plynu v Rusku sa ročne zaznamená približne 100 miliónov ton emisií CO2 (ak sa spáli celý objem plynu). Ruské svetlice sú zároveň povestné svojou neefektívnosťou, teda nie všetok plyn v nich horí. Ukazuje sa, že do atmosféry sa dostáva metán, ktorý je oveľa nebezpečnejším skleníkovým plynom ako oxid uhličitý.
Množstvo emisií sadzí pri spaľovaní ropných plynov sa odhaduje na približne 0,5 milióna ton ročne. Spaľovanie ropných plynov je spojené s tepelným znečistením životného prostredia. V blízkosti pochodne je polomer tepelnej deštrukcie pôdy 10 - 25 metrov a v rastlinnom svete - od 50 do 150 metrov.
Vysoká koncentrácia produktov spaľovania takéhoto plynu v atmosfére, a to oxidu dusnatého, oxidu siričitého, oxidu uhoľnatého, spôsobuje zvýšený výskyt rakoviny pľúc, priedušiek, ako aj poškodenie pečene a gastrointestinálneho traktu, nervový systém, zrak.
Najsprávnejší a najefektívnejší spôsob využitia súvisiaceho ropného plynu možno nazvať jeho spracovanie v podnikoch na spracovanie plynu s tvorbou suchého stripovaného plynu (DGS), širokej frakcie ľahkých uhľovodíkov (NGL), ako aj skvapalnených plynov (LHG). a stabilný benzín (SGB).
Správne využitie ropného plynu umožní ročne vyrobiť asi 5-6 miliónov ton kvapalných uhľovodíkov, 3-4 miliardy m3 etánu, 15-20 miliárd m3 suchého plynu alebo 60-70 tisíc GW/h elektriny.
Zaujímavosťou je, že 1. januára 2012 vstúpilo do platnosti nariadenie vlády Ruskej federácie „O opatreniach na stimuláciu znižovania znečistenia ovzdušia produktmi spaľovania súvisiaceho ropného plynu vo spaľovacích zariadeniach“. Tento dokument uvádza, že ťažobné podniky musia recyklovať 95 % APG.

Zloženie ropného plynu

Zloženie ropného plynu môže byť odlišné. Od čoho to závisí? Odborníci identifikujú nasledujúce faktory ovplyvňujúce zloženie ropného plynu:

Zloženie oleja, v ktorom je rozpustený plyn
podmienky výskytu a tvorby ložísk, ktoré sú zodpovedné za stabilitu prírodných ropných a plynárenských sústav
možnosť prirodzeného odplynenia.

Väčšina súvisiacich plynov, v závislosti od oblasti výroby, môže dokonca obsahovať neuhľovodíkové zložky, ako je sírovodík a merkaptány, oxid uhličitý, dusík, hélium a argón. Ak v zložení ropných plynov prevládajú uhľovodíky (95 – 100 %), nazývajú sa uhľovodíky. Existujú aj plyny zmiešané s oxidom uhličitým (CO2 od 4 do 20 %) alebo dusíkom (N2 od 3 do 15 %). Uhľovodíkovo-dusíkové plyny obsahujú až 50 % dusíka. Podľa pomeru metánu a jeho homológov rozlišujú:

• suchý (metán viac ako 85%, С2Н6 + vyšší 10-15%)
• mastné (CH4 60-85%, C2H6 + vyššie 20-35%).

Na základe geologických charakteristík sa uvoľňujú súvisiace plyny plynových uzáverov, ako aj plyny, ktoré sú rozpustené priamo v rope. V procese otvárania ropných ložísk najčastejšie začína prúdiť plyn z ropných uzáverov. Ďalej, hlavným objemom produkovaného APG sú plyny, ktoré sú rozpustené v oleji.
Plyn z plynových uzáverov, nazývaný aj voľný plyn, má „ľahšie“ zloženie. Obsahuje menšie množstvo ťažkých uhľovodíkových plynov, čo je priaznivejšie v porovnaní s plynom rozpusteným v oleji. Ukazuje sa, že prvé etapy rozvoja poľa majú často veľké ročné objemy výroby APG s prevahou metánu v jeho zložení.
Postupom času sa však debet súvisiaceho ropného plynu znižuje a objem ťažkých komponentov sa zvyšuje.
Aby sa zistilo, koľko plynu obsahuje určitá ropa a aké je jej zloženie, špecialisti odplyňujú vzorku ropy odobratú na ústí vrtu alebo v podmienkach zásobníka pomocou dolného vzorkovača. V dôsledku neúplného odplynenia olejov v zóne dna a zdvíhacích potrubí obsahuje ropný plyn odoberaný z ústia vrtu vyššie množstvo metánu a menší objem jeho homológov v porovnaní s plynom z hlbinných vzoriek ropy.

LPG

Úplná charakterizácia ropných plynov v skvapalnenom stave umožňuje ich použitie ako kvalitné plnohodnotné palivo pre automobilové motory. Hlavnými zložkami skvapalneného ropného plynu sú propán a bután, ktoré sú vedľajšími produktmi pri výrobe alebo rafinácii ropy v plyno-benzínových podnikoch.
Plyn sa dokonale spája so vzduchom a vytvára homogénnu horľavú zmes, ktorá zaručuje vysokú výhrevnosť a zároveň zabraňuje detonácii počas spaľovacieho procesu. Plyn obsahuje minimálne množstvo komponentov, ktoré prispievajú k tvorbe uhlíka a kontaminácii energetického systému, ako aj spôsobujú koróziu.
Zloženie skvapalneného ropného plynu umožňuje vytvárať motorické vlastnosti plynového paliva.
V procese miešania propánu je možné zabezpečiť vhodný tlak nasýtených pár v plynnej zmesi, čo má veľký význam pre použitie vozidiel s plynovými valcami v rôznych klimatických podmienkach. Z tohto dôvodu je prítomnosť propánu veľmi žiaduca.
LPG nemá farbu ani zápach. Z tohto dôvodu, aby bola zaručená bezpečná prevádzka na autách, dostáva špeciálnu arómu - odorizovanú.

Zvyšný pridružený plyn, ktorý ropné spoločnosti nespália a neprečerpajú do zásobníka, ide na spracovanie. Pred prepravou do spracovateľského závodu sa musí vyčistiť. Plyn zbavený mechanických nečistôt a vody sa oveľa ľahšie prepravuje. Aby skvapalnené frakcie nespadli do dutiny plynovodov a aby sa zmes odľahčila, odfiltrujú sa ťažké uhľovodíky.
Odstránením sírnych prvkov možno zabrániť korozívnemu účinku pridruženého ropného plynu na stenu potrubia a extrakciou dusíka a oxidu uhličitého znížiť objem zmesi, ktorá sa pri spracovaní nepoužíva. Plyn sa čistí rôznymi metódami. Po dokončení ochladzovania a kompresie (stlačenia pod tlakom) plynu je možné pristúpiť k jeho separácii alebo spracovaniu plynodynamickými metódami. Tieto metódy sú pomerne lacné, ale neumožňujú izolovať zložky oxidu uhličitého a síry z ropného plynu.
Ak sa používajú sorpčné metódy, potom sa okrem odstraňovania sírovodíka vykonáva aj sušenie z vody a mokrých uhľovodíkových zložiek. Jedinou nevýhodou tejto metódy je zlé prispôsobenie technológie poľným podmienkam, čo je príčinou straty približne 30 % objemu plynu. Okrem toho sa na odstránenie kvapaliny používa metóda sušenia glykolom, ale až ako sekundárny proces, pretože okrem vody neuvoľňuje zo zmesi nič iné.
Všetky tieto metódy možno dnes nazvať zastaranými. Najmodernejšou metódou je membránové čistenie. Táto metóda je založená na rozdiele v rýchlosti prenikania rôznych zložiek ropného plynu cez membránové vlákna.
Keď plyn vstupuje do spracovateľského závodu, je podrobený separácii pomocou nízkoteplotnej absorpcie a kondenzácii na základné frakcie. Niektoré z týchto frakcií sú bezprostredne konečnými produktmi. Po separácii sa získa stripovaný plyn, ktorý obsahuje metán a prímes etánu, ako aj širokú frakciu ľahkých uhľovodíkov (NGL). Takýto plyn sa ľahko prepravuje potrubnými systémami a používa sa ako palivo a tiež slúži ako surovina na výrobu acetylénu a vodíka. Pomocou spracovania plynu sa tiež vyrába automobilový propán-bután kvapalného typu (t.j. plynové motorové palivo), ako aj aromatické uhľovodíky, úzke frakcie a stabilný plynový benzín.
Pridružený ropný plyn sa napriek extrémne nízkej ziskovosti jeho spracovania aktívne používa v palivovom a energetickom priemysle a petrochemickom priemysle.

O problematike používania pridružený ropný plyn (APG) teraz je toho veľa čo povedať a napísať. Totiž samotná otázka nevznikla dnes, má už dosť dlhú históriu. Špecifiká výroby pridružený plyn je, že (ako už názov napovedá) je vedľajším produktom výroby ropy. Straty súvisiaceho ropného plynu (APG) sú spojené s nepripravenosťou infraštruktúry na jeho zber, prípravu, prepravu a spracovanie a absenciou odberateľa. V tomto prípade sa pridružený ropný plyn jednoducho spáli.

Geologické charakteristiky sú pridružené ropné plyny (APG) plynové uzávery a plyny rozpustené v oleji. To znamená, že súvisiaci ropný plyn je zmes plynov a parných uhľovodíkových a neuhľovodíkových zložiek, ktoré sa uvoľňujú z ropných vrtov a z ropnej produkcie počas jej separácie.

V závislosti od oblasti výroby sa z 1 tony ropy získa 25 až 800 m³ súvisiaceho ropného plynu.

Súčasná situácia

V Ruskej federácii je situácia nasledovná. Len v samotnom regióne Tyumen sa počas rokov prevádzky ropných polí spálilo asi 225 miliárd m³ súvisiacich ropných plynov (APG), pričom do životného prostredia sa dostalo viac ako 20 miliónov ton znečisťujúcich látok.

Podľa údajov za rok 1999 sa z hlbín Ruskej federácie vyťažilo celkovo 34,2 miliardy m³ súvisiaceho plynu, z čoho sa spotrebovalo 28,2 miliardy m³. teda miera využitia súvisiaceho ropného plynu (APG). predstavovalo 82,5 %, spálených bolo asi 6 miliárd m³ (17,5 %). Hlavným regiónom výroby súvisiaceho ropného plynu (APG) je región Ťumeň. V roku 1999 sa tu vyťažilo 27,3 miliardy m³, spotrebovalo 23,1 miliardy m³ (84,6 %) a spálilo 4,2 miliardy m³ (15,3 %).

Na závody na spracovanie plynu (GPP) v roku 1999 sa spracovalo 12,3 miliardy m³ (38 %), z čoho 10,3 miliardy m³ bolo spracovaných priamo v regióne Ťumen. Pre potreby v teréne, berúc do úvahy technologické straty, sa minulo 4,8 miliardy m³, ďalších 11,1 miliardy m³ (32,5 %) sa použilo bez spracovania na výrobu elektriny v štátnej okresnej elektrárni. Mimochodom, údaje o objemoch súvisiaceho spáleného plynu, uvedené z rôznych zdrojov, sa líšia vo veľmi širokom rozmedzí: rozptyl údajov je od 4 – 5 do 10 – 15 miliárd m³ ročne.

Škody súvisiace s horiacim plynom

Uvoľnené do životného prostredia produkty spaľovania pridruženého ropného plynu (APG) predstavujú potenciálnu hrozbu pre normálne fungovanie ľudského tela na fyziologickej úrovni.

Štatistické údaje pre región Ťumen, hlavný región Ruska produkujúci ropu a zemný plyn, naznačujú, že výskyt populácie v mnohých triedach chorôb je vyšší ako národné ukazovatele a údaje za západosibírsky región ako celok (ukazovatele respiračných choroby sú veľmi vysoké!). Pri viacerých ochoreniach (novotvary, ochorenia nervového systému a zmyslových orgánov a pod.) má stúpajúci trend. Veľmi nebezpečné dopady, ktorých následky nie sú hneď zjavné. Ide o vplyv škodlivín na schopnosť ľudí počať a donosiť deti, vznik dedičných patológií, oslabenie imunitného systému, nárast počtu onkologických ochorení.

Súvisiace možnosti využitia ropného plynu

Pridružený ropný plyn (APG) sa spáli nie preto, že by sa nedalo užitočne použiť a pre nikoho nemá žiadnu hodnotu.

Sú možné dva smery jeho použitia (s výnimkou zbytočného horenia):

• energie

Tento smer dominuje, pretože výroba energie má takmer neobmedzený trh. Pridružený ropný plyn- vysokokalorické a ekologické palivo. Vzhľadom na vysokú energetickú náročnosť produkcie ropy existuje celosvetová prax jej využívania na výrobu elektriny pre potreby polí. Technológie na to existujú a sú plne vo vlastníctve spoločnosti New Generation. Pri neustále rastúcich tarifách za elektrinu a ich podiele na nákladoch na výrobu možno použitie APG na výrobu elektriny považovať za ekonomicky opodstatnené.

Približné zloženie súvisiaceho ropného plynu (APG)

Diagram zloženia súvisiaceho ropného plynu

• petrochemický

Pridružený ropný plyn (APG) možno spracovať na výrobu suchého plynu dodávaného do hlavného potrubného systému, zemného benzínu, širokej frakcie ľahkých uhľovodíkov (NGL) a skvapalneného plynu pre domáce potreby. NGL je surovina na výrobu celého radu petrochemických produktov; gumy, plasty, komponenty vysokooktánového benzínu atď.

APLIKÁCIA PLYNU

Plyn sa v prírode nachádza v ložiskách troch typov: plyn, plynový olej a plynový kondenzát.

V ložiskách prvého typu – plynu – plyn tvorí obrovské prírodné podzemné akumulácie, ktoré nemajú priame spojenie s ropnými poľami.

V ložiskách druhého typu - plyn a ropa - plyn sprevádza ropu alebo ropa sprevádza plyn. Ložiská plynovej ropy, ako je uvedené vyššie, sú dvoch typov: ropa s plynovým uzáverom (v ktorom je hlavným objemom ropa) a plyn s ropným okrajom (hlavným objemom je plyn). Každé ložisko plynového oleja je charakterizované plynovým faktorom - množstvom plynu (v m 3) na 1000 kg ropy.

Usadeniny plynového kondenzátu sa vyznačujú vysokým tlakom (viac ako 3–107 Pa) a vysokými teplotami (80–100 °С a viac) v zásobníku. Za týchto podmienok prechádzajú do plynu uhľovodíky C 5 a vyššie a s poklesom tlaku tieto uhľovodíky kondenzujú - proces spätnej kondenzácie.

Plyny všetkých uvažovaných ložísk sa nazývajú zemné plyny, na rozdiel od pridružených ropných plynov rozpustených v rope a uvoľnených z nej pri výrobe.

zemné plyny

Zemné plyny pozostávajú najmä z metánu. Spolu s metánom zvyčajne obsahujú etán, propán, bután, malé množstvo pentánu a vyššie homológy a menšie množstvá neuhľovodíkových zložiek: oxid uhličitý, dusík, sírovodík a inertné plyny (argón, hélium atď.). .

Oxid uhličitý, ktorý je bežne prítomný vo všetkých zemných plynoch, je jedným z hlavných produktov premeny organického prekurzora uhľovodíkov. Jeho obsah v zemnom plyne je nižší, než by sa dalo očakávať na základe mechanizmu chemických premien organických zvyškov v prírode, keďže oxid uhličitý je aktívnou zložkou, prechádza do formácie vody za vzniku hydrogénuhličitanov. Obsah oxidu uhličitého spravidla nepresahuje 2,5 %. Obsah dusíka, ktorý sa bežne vyskytuje aj v prírode, súvisí buď so vstupom atmosférického vzduchu, alebo s reakciami rozkladu bielkovín v živých organizmoch. Množstvo dusíka je zvyčajne vyššie, keď sa plynové usadeniny tvoria vo vápencoch a sadrových horninách.

Hélium zaujíma osobitné miesto v zložení niektorých prírodných plynov. V prírode sa hélium často nachádza (vo vzduchu, zemnom plyne atď.), Ale v obmedzenom množstve. Aj keď je obsah hélia v zemnom plyne nízky (maximálne do 1–1,2 %), jeho izolácia je výhodná pre veľký deficit tohto plynu, ako aj pre veľký objem produkcie zemného plynu.

Sírovodík spravidla chýba v ložiskách plynu. Výnimkou je napríklad ložisko Ust-Vilyui, kde obsah H 2 S dosahuje 2,5 % a niektoré ďalšie. Prítomnosť sírovodíka v plyne zrejme súvisí so zložením hostiteľských hornín. Bolo pozorované, že plyn v kontakte so síranmi (sadrou atď.) alebo siričitanmi (pyrit) obsahuje relatívne viac sírovodíka.

Zemné plyny, ktoré obsahujú hlavne metán a majú veľmi nízky obsah homológov C5 a vyššie, sa označujú ako suché alebo chudobné plyny. Suché plyny zahŕňajú veľkú väčšinu plynov vyrobených z plynových ložísk. Plyn ložísk plynového kondenzátu sa vyznačuje nižším obsahom metánu a vyšším obsahom jeho homológov. Takéto plyny sa nazývajú mastné alebo bohaté. Plyny ložísk plynových kondenzátov obsahujú okrem ľahkých uhľovodíkov aj vysokovriace homológy, ktoré sa pri znížení tlaku uvoľňujú v kvapalnej forme (kondenzát). V závislosti od hĺbky vrtu a tlaku v dne vrtu môžu byť uhľovodíky vriace do 300–400 °C v plynnom stave.

Plyn ložísk plynového kondenzátu je charakterizovaný obsahom vyzrážaného kondenzátu (v cm 3 na 1 m 3 plynu).

Vznik usadenín plynového kondenzátu je spôsobený tým, že pri vysokých tlakoch dochádza k javu spätného rozpúšťania - spätnej kondenzácii oleja v stlačenom plyne. Pri tlakoch asi 75×10 6 Pa sa olej rozpúšťa v stlačenom etáne a propáne, ktorých hustota v tomto prípade výrazne prevyšuje hustotu oleja.

Zloženie kondenzátu závisí od prevádzkového režimu studne. Takže pri udržiavaní konštantného tlaku v nádrži je kvalita kondenzátu stabilná, ale s poklesom tlaku v nádrži sa mení zloženie a množstvo kondenzátu.

Zloženie stabilných kondenzátov v niektorých oblastiach je dobre študované. Koniec ich varu zvyčajne nie je vyšší ako 300 °C. Podľa zloženia skupiny: metánové uhľovodíky tvoria väčšinu, nafténové uhľovodíky o niečo menej a aromatické uhľovodíky ešte menej. Zloženie plynov polí plynového kondenzátu po oddelení kondenzátu je blízke zloženiu suchých plynov. Hustota zemného plynu vo vzťahu k vzduchu (hustota vzduchu braná ako jednotka) sa pohybuje od 0,560 do 0,650. Spaľovacie teplo je asi 37700–54600 J/kg.

Pridružené (ropné) plyny

Pridružený plyn nie je celý plyn daného ložiska, ale plyn rozpustený v rope a uvoľnený z nej pri výrobe.

Ropa a plyn po opustení vrtu prechádzajú cez odlučovače plynov, v ktorých sa oddeľuje pridružený plyn od nestabilnej ropy, ktorá sa posiela na ďalšie spracovanie.

Pridružené plyny sú cennou surovinou pre priemyselnú petrochemickú syntézu. Kvalitatívne sa zložením nelíšia od zemných plynov, ale kvantitatívny rozdiel je veľmi výrazný. Obsah metánu v nich nesmie presiahnuť 25–30%, ale oveľa viac ako jeho homológy - etán, propán, bután a vyššie uhľovodíky. Preto sú tieto plyny klasifikované ako mastné.

V dôsledku rozdielu v kvantitatívnom zložení pridružených a zemných plynov sú ich fyzikálne vlastnosti odlišné. Hustota (vzduchom) pridružených plynov je vyššia ako prirodzená - dosahuje 1,0 alebo viac; ich spalné teplo je 46 000–50 000 J/kg.

Aplikácia plynu

Jednou z hlavných oblastí použitia uhľovodíkových plynov je ich použitie ako paliva. Vysoká výhrevnosť, pohodlnosť a hospodárnosť použitia nepochybne radí plyn na jedno z prvých miest medzi ostatnými druhmi energetických zdrojov.

Ďalším dôležitým využitím pridruženého ropného plynu je jeho doplnenie, t. j. ťažba zemného benzínu z neho v závodoch alebo zariadeniach na spracovanie plynu. Plyn je podrobený silnej kompresii a chladeniu pomocou výkonných kompresorov, pričom pary kvapalných uhľovodíkov kondenzujú, čiastočne rozpúšťajú plynné uhľovodíky (etán, propán, bután, izobután). Vzniká prchavá kvapalina – nestabilný plynový benzín, ktorý sa ľahko oddelí od zvyšku nekondenzovateľnej masy plynu v separátore. Po frakcionácii - oddelení etánu, propánu, časti butánov - sa získa stabilný plynový benzín, ktorý sa používa ako prísada do komerčných benzínov, čím sa zvyšuje ich prchavosť.

Ako palivo sa používa propán, bután, izobután uvoľnený pri stabilizácii zemného benzínu vo forme skvapalnených plynov vstrekovaných do valcov. Metán, etán, propán, butány sa používajú aj ako suroviny pre petrochemický priemysel.

Po oddelení C2-C4 od pridružených plynov má zostávajúci výfukový plyn blízko k vyschnutiu. V praxi ho možno považovať za čistý metán. Suché a výfukové plyny, keď sa spália v prítomnosti malého množstva vzduchu v špeciálnych zariadeniach, tvoria veľmi cenný priemyselný produkt - plynové sadze:

CH4+02 a C + 2H20

Používa sa najmä v gumárenskom priemysle. Prechodom metánu s vodnou parou cez niklový katalyzátor pri teplote 850 °C sa získa zmes vodíka a oxidu uhoľnatého – „syntéza – plyn“:

CH4 + H20 à CO + 3H 2

Keď sa táto zmes nechá prejsť cez katalyzátor FeO pri 450 °C, oxid uhoľnatý sa premení na oxid a uvoľní sa ďalšie množstvo vodíka:

CO + H20 à CO2 + H2

Výsledný vodík sa používa na syntézu amoniaku. Keď sa metán a iné alkány spracujú chlórom a brómom, získajú sa substitučné produkty:

1. CH4 + Cl2 až CH3C1 + HCl - metylchlorid;

2. CH4 + 2C12 a CH2C12 + 2HC1 - metylénchlorid;

3. CH4 + 3CI2 až CHCI3 + 3HCl - chloroform;

4. CH4 + 4CI2 à CCI4 + 4HCl - tetrachlórmetán.

Metán tiež slúži ako surovina na výrobu kyseliny kyanovodíkovej:

2CH 4 + 2NH 3 + 3O 2 à 2HCN + 6H 2 O, ako aj na výrobu sírouhlíka CS 2, nitrometánu CH 3 NO 2, ktorý sa používa ako rozpúšťadlo pre laky.

- ide o kombináciu propánu a butánu, ktorý sa uvoľňuje následne pri ťažbe a spracovaní ropy a v podstate sa nachádza v oleji samotnom. Tieto plyny sú tvorené rôznymi uhľovodíkmi, ktoré sa používajú ako palivo a tiež na výrobu rôznych syntetických látok. Ropné plyny sa podieľajú na vývoji všetkých druhov polymérov a plastov.

Pridružené ropné plyny sú dôsledkom produkcie ropy. V našom prostredí sú celkom relevantné, keďže svet je každým rokom viac a viac zahalený odpadom zo strany spracovateľských podnikov. Príčiny straty plynu sú spojené s nedostatočnou organizáciou pri zbere a vývoze produktu, ako aj pri preprave a správnom spracovaní.

Keď sa vrt otvorí, objaví sa plynový uzáver, potom sa uvoľní plyn rozpustný v oleji, ktorý vstupuje so zvyšujúcim sa tlakom. Podľa geologických opisov sa teda rozlišujú dva typy pridružených ropných plynov. Takéto plyny sú zložením uhľovodíkových prvkov uvoľnených z ropných vrtov v parnom stave.

Keď sa takéto produkty dostanú do životného prostredia, majú negatívny vplyv na fungovanie ľudského tela a majú obrovské následky na každej úrovni organického systému. Podľa štatistík je známe, že územie, kde sa nachádza priemysel spracovania ropy, je náchylnejšie na poškodenie orgánov ľudskej populácie. Najčastejšie sú postihnuté dýchacie, zmyslové a nervové systémy. Takéto plyny majú škodlivý vplyv na tehotné ženy, ako aj na schopnosť otehotnieť vo všeobecnosti. Je možné vyvinúť vrodené patológie, ktoré sú dedičné, rozvoj onkologických ochorení. Imunitný systém človeka v každom prípade trpí, keď sa plyn dostane do tela.

Optimalizáciou tohto vplyvu je využitie pridruženého ropného plynu. Ruská legislatíva schválila, že recyklácia by sa mala zvýšiť na 95 %. Pre veľké podniky, ktoré majú schopnosť splácať takýto odpad, nebude ťažké toto pravidlo dodržať. Ale objekty s nízkou úrovňou kapitálového obratu nemajú schopnosť plne využiť súvisiaci plyn prostredníctvom jeho čistenia a úpravy vo výrobnom meradle. Preto je v takýchto prípadoch jedinou možnosťou spálenie zvyšného plynu, ktorý je nebezpečný pre verejné zdravie a pre rastlinný svet.

Súvisiace spôsoby využitia ropných plynov

S výnimkou spaľovania ropy sú možné tieto spôsoby využitia súvisiaceho ropného plynu:

1. Spracovanie ropného plynu na energetické účely

To znamená, že plyn môže byť použitý ako palivo pre priemyselné potreby. Palivo z plynu na výstupe je ekologické a vylepšené. Napriek tomu, že výroba energie sa vyznačuje vysokou relevantnosťou, recyklácia týmto spôsobom je pre podnik výhodná. Táto možnosť bude mať vplyv na šetrenie vlastných prostriedkov.

Technológie tohto typu majú oproti konvenčným zdrojom energie dostatočné výhody. Vďaka reakcii bez plameňa sa výrazne zníži produkcia škodlivých chemikálií. Nespôsobí to žiadnu zmenu vo výkone zariadenia. Ďalším plusom je tiež to, že neexistuje spôsob, ako neustále sledovať proces spracovania. K dispozícii je kontrola vzdialenosti.

2. Využitie ropného plynu v petrochemickom priemysle

Pridružený ropný plyn možno spracovať na suchý plyn, benzín. Výsledné produkty sa používajú pre domáce potreby podnikov. Takéto zmesi sa používajú na výrobu rôznych umelých petrochemických produktov:

• plasty;
• vysokooktánový benzín;
• polyméry a iné.

3. Vtláčanie plynu do zásobníka za účelom intenzívnejšej ťažby ropy

Pri tomto spôsobe využitia pridruženého ropného plynu sa kombinuje s vodou, ropou a horninami. Dochádza k reakcii, ktorá interaguje s výmenou a vzájomným rozpustením. Voda je nasýtená chemickými prvkami - to prispieva k zintenzívneniu výroby, ale prispieva k ukladaniu solí v zariadeniach. Pre takéto metódy zvyčajne existuje súbor opatrení na ochranu živých organizmov.

4. Použitie "plynového výťahu" - čerpanie plynu do studne

Tento spôsob využitia pridruženého ropného plynu nie je pre svoje účely zvlášť nehospodárny, stačí si zakúpiť potrebné vybavenie. Nevýhodou je hľadanie zdroja stlačeného plynu, pretože samotná kompresia zaberie dostatočné množstvo času a peňazí. Je lepšie použiť túto metódu pre plytké studne s veľkými poklesmi tlaku. "Gaslift" môže byť použitý v procese usporiadania káblových systémov.

V dnešnom svete technológia nestojí na mieste. Z času na čas sa objavia vynálezy, ktoré dokážu vyčistiť atmosféru od priemyselného znečistenia. Takéto zariadenia sú určené na usporiadanie na ropných a plynových poliach. Pomáhajú urýchliť proces využitia súvisiaceho ropného plynu, ako aj zabraňujú náhodným emisiám plynov do atmosféry vo forme svetlíc a absencia výstavby plynovodu znižuje investičné náklady.

Proces recyklácie prebieha nasledujúcim spôsobom: počas výroby sa produkt posiela do separátora, ktorý rozdeľuje ropu na plyn, vodu a nízkovodný olej. Voda a plyn sa posielajú do čerpadla s kompresorom a čerpajú sa do samostatnej studne. Táto metóda je vhodná na využitie pridruženého plynu s nízkym tlakom.

Problémy používania a likvidácie súvisiaceho ropného plynu (APG), video: