Продукты переработки природного и и попутного нефтяного газа

Рынок дизельного топлива является наиболее важным сегментом рынка для СЖТ-продуктов конечного потребления. Синтетическое дизельное топливо по основным показателям превосходит дизельное топливо, полученное из нефтяных фракций (отвечающее стандарту EN-590): цетановое число более 75 против 55 у «нефтяного» дизтоплива; содержание полиароматических углеводородов 0,1% против 6%; содержание серы 0 ррm против 50 ррm; плотность 767 кг/м3 против 835 кг/м3. Особенно большие возможности для этих продуктов существуют на рынках развитых стран, в которых экологические проблемы, связанные с выбросами автомобильного транспорта, представляют серьезную проблему. Здесь более чистое GTL-дизтопливо может быть смешано с обычным дизтопливом с целью повышения качественных характеристик последнего. Рынок таких «экологических добавок» уже существует. В настоящее время в Германии, Австрии и Швеции используется чистое GTL-дизтопливо в специально адаптированных двигателях. Во Франции, Италии и других странах используются смеси GTL и обычного дизтоплива.

Рынок дизельного топлива считается самым быстрорастущим и перспективным мировым рынком нефтепродуктов. На перспективу прогнозируется 3%-ный рост потребления дизельного топлива, однако даже при 50%-ной реализации проектов создания новых GTL-мощностей вклад синтетического дизельного топлива в общую емкость рынка составит всего около 2,3%. По этой причине создание новых, даже очень крупных мощностей GTL, не способно вызвать на рынке переизбыток предложения. Энергетическая стратегия РФ предусматривает в перспективе переход к экспорту высококачественных дизельных топлив. Решение этой задачи во многом может быть обеспечено развитием GTL-промышленности на российских месторождениях.

Второй по значимости GTL-продукт - нафта, являющаяся аналогом ШФЛУ (широкой фракции легких углеводородов), которая в обычной практике получается при переработке попутного нефтяного газа на газоперерабатывающих заводах. ШФЛУ является крайне ценным сырьем для нефтехимической промышленности. Нафта, получаемая в процессе GTL, является идеальным сырьем для синтеза этилена и пропилена.

Прочие продукты GTL - смазочные масла и парафины, несмотря на высокие качественные характеристики, имеют ограниченные рынки, и потому введение новых GTL-мощностей способно вызвать перенасыщение этих рынков.

Рынок СЖТ является быстро растущим рынком. Основными факторами, движущими этот рынок, являются настоятельная потребность в монетизации трудно утилизируемых другими способами (трубопроводным транспортом, выработка тепла и электроэнергии) больших запасов природного, попутного нефтяного газов, а также газа угольных месторождений на фоне все возрастающей мировой потребности в жидких углеводородах и ужесточающихся требований к экологическим характеристикам углеводородного топлива.

5. Экологические меры при добыче и переработке природного и попутных нефтяных газов

Сжигание попутного нефтяного газа - серьезная экологическая проблема как для самих нефтедобывающих регионов, так и для глобальной окружающей среды.

В сознании сотен миллионов людей гигантские горящие факелы на месторождениях углеводородов давно превратились если не в печальный символ, то в обязательный атрибут добычи нефти. Ежегодно по всему миру в них сжигается около 100 млрд. куб. м попутного газа.

Сжигание попутных нефтяных газов сопровождается выбросами в атмосферу углекислого газа, окислов азота, сернистого газа и сажи, приводит к огромному расходу кислорода и выделению избыточного тепла. Все это губительно сказывается на экологии Земли, способствует усилению парникового эффекта и наносит вред здоровью людей. По оценкам, выбросы, образующиеся при сжигании попутных нефтяных газов, составляют до 10% суммарных промышленных выбросов в атмосферу планеты.

С другой стороны, сжигание добытого вместе с нефтью газа является яркой иллюстрацией нерачительного использования природных ресурсов и упущенной выгоды: промышленная утилизация газа, его дальнейшая переработка и продажа потребителям - в первую очередь нефтехимическим предприятиям и предприятиям ЖКХ - существенно оптимизируют затраты нефтяников на добычу и повышают рентабельность углеводородных месторождений.

Таким образом, проблема рационального использования попутного нефтяного газа существует во всем мире - до двух третей общего объема его добычи в прямом смысле выбрасывается на ветер. Однако современные технологии позволяют успешно решать задачи по его сбору и утилизации, что делает экономически привлекательным отказ от его сжигания в факелах непосредственно на месторождениях.

Ежегодно в России и Казахстане в результате сжигания попутных нефтяных газов в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязняющих веществ, включая углекислый газ, диоксид серы и сажевые частицы. Выбросы, образующиеся при сжигании попутных нефтяных газов составляют 30% от всех выбросов в атмосферу в Западной Сибири, 2% от выбросов от стационарных источников в России и до 10% суммарных атмосферных выбросов Республики Казахстан.

Необходимо также принять во внимание негативное влияние теплового загрязнения, источником которого являются нефтяные факела. Западная Сибирь России - один из немногих малонаселенных регионов мира, огни которого можно видеть ночью из космоса наряду с ночным освещением крупнейших городов Европы, Азии и Америки.

Продукты сгорания попутного нефтяного газа вызывают ряд тяжелых заболеваний: онкологические заболевания, заболевания органов чувств, нервной системы, органов дыхания.

Почти все производственные объекты в нефтяной и газовой промышленности при соответствующих условиях загрязняют окружающую природную среду множеством опасных вредных веществ. Помимо природных углеводородов, их спутников, продуктов переработки, в составе загрязнений содержатся многочисленные реагенты, катализаторы, ПАВ, ингибиторы, щелочи, кислоты, вещества, образующиеся при горении, химическом превращении и т.д.

Высокие уровни выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух отмечались до 1993 года. В дальнейшем валовые выбросы вредных веществ уменьшились в 3,5 раза, что обусловило снижение загрязнения атмосферы по сероводороду в 31,0 раз, диоксиду азота - в 32,4 раза, диоксиду серы - в 27,7 раз.

В результате выбросов в атмосферу серосодержащих соединений происходит закисление поверхностных водоемов региона. По суммарному показателю загрязненность воды рек и балок и природных осадков сульфатами, хлоридами, фенолами, нефтепродуктами, марганцем, хромом, свинцом, медью, стронцием, распространяются по господствующей розе ветров на расстоянии 2,0 км и характеризуются очень высокой степенью загрязненности. С увеличением расстояния от месторождения (до 15 км) степень загрязнения водоемов и придонных отложений химическими веществами уменьшается до умеренной и допустимой, где концентрации фенолов, нефтепродуктов, марганца, хрома, стронция, снижается до 1,0-2,0 ПДК, что говорит об уменьшении влияния выбросов КНГКМ.

Исследования качества питьевой воды населенных пунктов КНГКМ показали, что по суммарному показателю загрязненности питьевой воды (хлориды, сульфаты, железо, фтор, кальций, магний) характеризуются от слабой степени - п. Алга, Жарсуат, Успеновка, Александровка, до умеренной - г. Ажай, п. Приуралье, Жанаталап, Бестау, Березовка, Карачаганак.

В большинстве населенных пунктов население использует питьевую воду с высокой жесткостью (до 14,6-32,4 мг-экв/л при норме 7,0). В ряде населенных пунктов (г. Аксай, п. Приуральное) отмечена высокая сульфатная нагрузка через кожу на организм (до 2,7-3,4 ПДК), хлоридная - 2,3-4,0 ПДК (п. Дмитриево, Карачаганак, Тунгум). В этой связи потребление воды по сульфатам магния и кальция, хлоридам превышает пороговые концентрации, рекомендованные ВОЗ (Всемирной Организацией Здравоохранения), соответственно в 2,0-6,0 и 1,5-2,8 раза.

Изменения в окружающей среде, вызванные антропогенным воздействием и природным содержанием химических веществ, являются причиной накопления в организме населения тяжелых металлов.

Изучение содержания металлов в цельной крови жителей некоторых населенных пунктов региона КНГКМ показало, что наибольшие концентрации металлов обнаружены в крови населения, проживающего по господствующей розе ветров.

Несмотря на то, что в большинстве населенных пунктов (по господствующей розе ветров) отмечено повышенное содержание железа в ряде пищевых продуктов, содержание железа в крови жителей было значительно ниже.

Низкое содержание железа в крови населения КНГКМ, возможно, связано с повышенным содержанием в организме таких металлов, как цинк, медь, кадмий, ухудшающих усвоение железа.

Исследования, приведенные Казахским государственным медицинским университетом им. С.Д. Асфендиярова, свидетельствуют о необходимости проведения углубленных исследований окружающей природной и производственной среды региона КНГКМ.

переработка природный попутный нефтяной газ

Заключение

Среди множества проблем, стоящих перед газовой промышленностью и, в значительной степени, определяющих перспективы ее дальнейшего развития, без преувеличения можно назвать проблему снижения расходов природного газа на нужды отрасли. Учитывая, что природный газ относиться к невозобновляемым ресурсам, основные газовые месторождения уже в значительной степени выработаны (на большинстве месторождений - падающая добыча), а освоение газовых месторождений на море требует огромных капиталовложений, проблема энергосбережения в отрасли приобретает особое значение. Расход энергоресурсов в отрасли в наибольшей степени приходится на магистральный транспорт природного газа (свыше 80%).

Учитывая, что основным потребителем энергоресурсов при транспорте газа являются компрессорные станции (КС), проблема снижения энергетических затрат в отрасли в первую очередь должна быть направлена на повышение эффективности их работы, а именно на сокращение потерь и утечек газа, повышение КПД установленных на КС газоперекачивающих агрегатов (ГПА), оптимизацию режимов их работ, эффективное использование аппаратов воздушного охлаждения (АВО) и т.д. Режим работы современного магистрального газопровода (МГ), как известно, характеризуется неравномерностью подачи в течение года и из года в год. В зимнее время газопроводы работают, как правило, в режиме максимальной подачи газа, а летнее время, когда потребление газа снижается, в режиме минимальной подачи газа по газопроводу.

Казахстан располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, который является базой развития экономики, инструментом проведения внутренней и внешней политики. Роль страны на мировых энергетических рынках во многом определяет ее геополитическое влияние. Непрерывное удорожание добычи и производства топливно-энергетических ресурсов, неизбежно приводит к необходимости рассмотрения вопросов энергосбережения в качестве одной из главных задач энергетической политики страны.

Технологические процессы добычи, транспорта и переработки газа требуют больших энергетических затрат: до 10% добываемого природного газа расходуются в отрасли. В связи с этим, ресурсо - и энергосбережение, сокращение потерь и снижение затрат на всех стадиях технологических процессов добычи, транспорта и переработки газа можно отнести к одной из основных отраслевых задач. Актуальность решения проблемы энергосбережения в газовой отрасли усиливает также тенденция повышения цен на энергоресурсы.

На стадии строительства газопроводов с целью энергосбережения могут применяться:

энергосберегающие низконапорные схемы транспорта газа;

высокоэкономичные ГПА нового поколения газопроводные трубы с внутренним гладкостным покрытием. Внедрение низконапорных схем транспорта газа при сооружении новых газопроводов подразумевает переход на строительство газопроводов с уменьшением шага между КС.

Это обеспечит снижение удельных энергозатрат на транспорт газа на 30-40 %. Использование ГПА нового поколения с к.п.д. на уровне 34-39 % позволит снизить удельные энергозатраты на транспорт газа на 15-40 %.

Применение труб с внутренним гладкостным покрытием позволит снизить удельные энергозатраты на транспорт газа на 15-20 %.

Большая часть экономии энергозатрат может быть достигнута за счет реконструкции газотранспортных объектов:

замены и модернизации газоперекачивающих агрегатов;

строительства межколлекторных перемычек на многоцеховых КС для обеспечения эффективности работы компрессорных цехов;

применения низконапорной сменной проточной части центробежных нагнетателей

На стадии эксплуатации газопроводов рекомендуется применять следующие энергосберегающие мероприятия:

оптимизацию технологических режимов газопроводов с применением современных программно-вычислительных комплексов;

мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту оборудования КС и газопроводов, включая очистку полости труб, замену запорной арматуры, использование передвижных компрессорных установок для перекачки газа из ремонтируемых участков в действующие и др.

Основной и, что особенно важно, малозатратной статьей эксплуатационных энергосберегающих мероприятий является оптимизация технологических режимов. Ожидаемый эффект от оптимизации режимов работы зависит от режимов работы оборудования, числа регулируемых параметров, условий и глубины регулирования. Эффект оптимизации режимов работы объектов газотранспортной системы значительно возрастает, если она сопровождается ликвидацией «энергетически узких мест», обуславливающих повышенное энергопотребление при транспорте природного газа.

Энергосберегающие мероприятия в транспорте газа реализуются на стадии проектирования, реконструкции и эксплуатации газопроводов.

На стадии строительства газопроводов с целью энергосбережения могут применяться:

энергосберегающие низконапорные схемы транспорта газа;

высокоэкономичные ГПА нового поколения;

газопроводные трубы с внутренним гладкостным покрытием.

Внедрение низконапорных схем транспорта газа при сооружении новых газопроводов подразумевает переход на строительство газопроводов с уменьшением шага между КС. Это обеспечит снижение удельных энергозатрат на транспорт газа на 30 - 40 %.

Дочерние и зависимые организации АО НК «КазМунайГаз», уделяют большое внимание всему комплексу вопросов по утилизации газа, включая внедрение современных технологий, меры по снижению объемов выбросов, использование газа для собственных технологических нужд, выработки электроэнергии, закачки в пласт для поддержания пластового давления. Следует подчеркнуть, что это очень непростая работа, требующая применения современных технологий и оборудования, интеллектуальных ресурсов, вложения значительных финансовых средств.

В целях обеспечения системного подхода к решению природоохранных задач, в том числе и по утилизации газа, в компании разработана и реализуется Комплексная экологическая программа на 2006-2015 годы.

Проводится работа по созданию корпоративной системы производственного экологического мониторинга, являющейся важнейшим элементом системы экологического менеджмента Общества. В настоящее время реализован ее 1-й этап - создана система космического мониторинга на основе геоинформационных технологий, разработана электронная экологическая карта территорий хозяйственной деятельности Национальной компании.

Внедряемая система космического мониторинга позволяет оперативно отслеживать изменения параметров природной среды, в том числе осуществлять мониторинг горящих факелов на месторождениях и принимать адекватные управленческие решения, соответствующие меры реагирования.

Следующей стадией создания корпоративной системы мониторинга является организация оптимальной сети станций наблюдения за качеством окружающей среды и экологических лабораторий.

Пилотный проект по созданию автоматических станций наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха реализован на базе Актауской нефтеперекачивающей станции АО «КазТрансОйл». В статье 105 «Рыночные механизмы управления эмиссиями в окружающую среду» Экологического кодекса РК, а также в главе 45 Кодекса, предусмотрены положения о внедрении экономических механизмов сокращения выбросов и в целом регулирования деятельности предприятий в сфере эмиссии парниковых газов.

Эти вопросы совпадают с требованиями Киотского протокола по парниковым газам, ратификация которого Казахстаном ожидается в ближайшее время.

На данный момент полная утилизация попутного газа в Казахстане осуществляется 17 недропользователями, более 90% - утилизируют 6 недропользователей.

Напомним, что в республике есть 4 газоперерабатывающих завода (ГПЗ) общей мощностью переработки 20,6 млрд куб. м газа в год: Казахский ГПЗ, Тенгизский ГПЗ, Жанажольский ГПЗ, а также ГПЗ компании Жайыкмунай, построенный в 2010 году. Также на нескольких месторождениях переработка газа до товарного состояния ведется и на установках по комплексной подготовке газа.

Целый ряд крупных компаний (таких как Tengizchevroil, Karachaganak Petroleum Operating, CNPC-Актобемунайгаз, PetroKazakhstan и иных) находятся в процессе создания разветвленной инфраструктуры переработки ПНГ. К примеру, компанией Tengizchevroil в 2010 году был завершен четырехлетний проект стоимостью $258 млн, направленный на сокращение эмиссий.

Особенно актуальными становятся проекты по использованию попутного нефтяного газа и для выработки электрической энергии, среди которых, к примеру, расширение мощностей газотурбинной станции на месторождении Кумколь на 50 МВт.

К началу 2012 года в Казахстане ожидается практически полное прекращение сжигания попутного нефтяного газа на факелах. При этом в отношении компаний, которые не выполняют свои обязательства по утилизации газа, планируется расширение и практики запрета на производство вплоть до лишения лицензии.

Рис. 5. Динамика изменения объемов сжигания газа в Казахстане, млрд куб. м. Источник: Министерство нефти и газа РК, данные нефтегазовых компаний

Ведущие компании: национальный холдинг АО «НК «КазМунайГаз», ее дочерняя компания АО «КазТрансГаз», которая владеет 100% акций компании «Интергаз Центральная Азия»,а также компании, являющиеся дочерними АО «КазТрансГаз»: «Алматы Пауэр Консолидейтед» и «Алматыгаз»; Национальная нефтегазовая компания «Казахойл».

Список литературы:

«Газовые и газоконденсатные месторождения», под ред. В.Г. Васильева и И.П. Фабрева.

J. Stell // Oil and Gas. 2003 V. 101. № 16. P. 66.

J.F. Freide, T. Gamlin, M. Ashley// Hydrocarbon Processing. February 2003. P. 52-58

R.B. Anderson, R.A. Friedel, H.H. Storch// J. Chem. Phys. 1951. V. 19. P. 313.

А.Л. Козлов и В.А. Нуршанов «Природное топливо планеты».

А.Л. Лапидус, А.Ю. Крылова, Б.П. Тонконогов, Д.О.Ч. Иззука, М.П. Капур // ХТТ. 1995. № 3. С. 90.

А.Л. Лапидус, А.Ю. Крылова, С.М. Садехуддин, А.Г. Газарян, Хоанг Чонг Ием // Нефтехимия. 1985. Т. 25. № 4. С. 498

А.Л. Лапидус// Изв. АН СССР. Сер. хим. 1991. С. 2681.

Брагинский О.Б., Шлихтер Э.Б. Мировая нефтепереработка: экологическое измерение. - М.: Academia, 2002. - C. 219.

Брагинский О.Б., Шлихтер Э.Б., Кессель И.Б., Серебровский А.Л.// Катализ в промышленности, 2004. - № 4. - С. 3.

В.Д. Малеванский «Открытые газовые фонтаны и борьба с ними».

Г. Хенрици-Оливэ, С. Оливэ. Химия каталитического гидрирования СО. - М.: Мир, 1987.

Н.И. Буянов «Нефть и газ в народном хозяйстве».

Розовский А.Я. // Кинетика и катализ, 1999. - Т. 40. - № 3. - С. 358.

Хоанг Чонг Ием, А.Ю. Крылова, А.Л. Лапидус// Нефтехимия. 1983. Т. 23. № 6. С. 779.

Размещено на Allbest.ru