Попутный нефтяной газ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Попутный нефтяной газ (ПНГ) — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана). К нефтяным газам также относят газы крекинга нефти, состоящие из предельных и непредельных (метана, этилена) углеводородов. Нефтяные газы применяют как топливо и для получения различных химических веществ. Из нефтяных газов путем химической переработки получают пропилен, бутилены, бутадиен и др., которые используют в производстве пластмасс и каучуков.

Состав[править | править вики-текст]

Попутный нефтяной газ — смесь газов, выделяющаяся из углеводородов любого фазового состояния, состоящая из метана, этана, пропана, бутана и изобутана, содержащая растворенные в ней высокомолекулярные жидкости (от пентанов и выше по росту гомологического ряда) и различного состава и фазового состояния примеси.

Пример компонентного состава ПНГ[править | править вики-текст]

Компоненты газовой смеси Обозначение компонента Нефтяной газ в % объёма
1 ступень 2 ступень 3 ступень
Метан CH4 61,7452 45,6094 19,4437
Этан C2H6 7,7166 16,3140 5,7315
Пропан C3H8 17,5915 21,1402 4,5642
И-Бутан iC4H10 3,7653 5,1382 4,3904
Бутан C4H10 4,8729 7,0745 9,6642
И-Пентаны iC5H12 0,9822 1,4431 9,9321
Пентан C5H12 0,9173 1,3521 12,3281
И-Гексаны iC6H14 0,5266 0,7539 13,8146
Гексан C6H14 0,2403 0,2825 3,7314
И-Гептаны iC7H16 0,0274 0,1321 6,7260
Бензол C6H6 0,0017 0,0061 0,0414
Гептан C7H16 0,1014 0,0753 1,5978
И-Октаны iC8H18 0,0256 0,0193 4,3698
Толуол C7H8 0,0688 0,0679 0,0901
Октан C8H18 0,0017 0,0026 0,4826
И-Нонаны iC9H20 0,0006 0,0003 0,8705
Нонан C9H20 0,0015 0,0012 0,8714
И-Деканы iC10H22 0,0131 0,0100 0,1852
Декан C10H22 0,0191 0,0160 0,1912
Углекислый газ CO2 0,0382 0,1084 0,7743
Азот N2 1,3430 0,4530 0,1995
Сероводород H2S 0,0000 0,0000 0,0000
Молекулярная масса, г/моль 27,702 32,067 63,371
Плотность газа, г/м3 1151,610 1333,052 2634,436
Содержание углеводородов С3+В, г/м3 627,019 817,684 2416,626
Содержание углеводородов С5+В, г/м3 95,817 135,059 1993,360

Получение[править | править вики-текст]

ПНГ является ценным углеводородным компонентом, выделяющимся из добываемых, транспортируемых и перерабатываемых содержащих углеводороды минералов на всех стадиях инвестиционного цикла жизни до реализации готовых продуктов конечному потребителю. Таким образом, особенностью происхождения нефтяного попутного газа является то, что он выделяется на любой из стадий от разведки и добычи до конечной реализации, из нефти, газа, (другие источники опущены) и в процессе их переработки из любого неполного продуктового состояния до любого из многочисленных конечных продуктов.

Получают ПНГ путем сепарирования от нефти в многоступенчатых сепараторах. Давление на ступенях сепарации значительно отличается и составляет 16—30 бар на первой ступени и до 1,5—4,0 бар на последней. Давление и температура получаемого ПНГ определяется технологией сепарирования смеси вода—нефть—газ, поступающей со скважины.

Специфической особенностью ПНГ является обычно незначительный расход получаемого газа, от 100 до 5000 нм³/час.[источник не указан 711 дней] Содержание углеводородов СЗ+ может изменяться в диапазоне от 100 до 600 г/м³. При этом состав и количество ПНГ не является величиной постоянной. Возможны как сезонные, так и разовые колебания (нормальное изменение значений до 15 %).

Газ первой ступени сепарации, как правило, отправляется непосредственно на газоперерабатывающий завод. Значительные трудности возникают при попытках использовать газ с давлением менее 5 бар. До недавнего времени такой газ в подавляющем большинстве случаев просто сжигался на факелах, однако, сейчас ввиду изменений политики государства в области утилизации ПНГ и ряда других факторов ситуация значительно изменяется. В соответствии с Постановлением Правительства России от 8 января 2009 г. № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках» был установлен целевой показатель сжигания попутного нефтяного газа в размере не более 5 процентов от объема добытого попутного нефтяного газа. В настоящий момент объемы добываемого, утилизируемого и сжигаемого ПНГ невозможно оценить в связи с отсутствием на многих месторождениях узлов учета газа. Но по приблизительным оценкам это порядка 25 млрд м³.

Пути утилизации[править | править вики-текст]

Основными путями утилизации ПНГ являются переработка на ГПЗ, генерация электроэнергии, сжигание на собственные нужды, закачка обратно в пласт для интенсификации нефтеотдачи (поддержание пластового давления), подготовка газа для газотранспортной системы ОАО "Газпром", закачка в добывающие скважины — использование «газлифта».

В России до сих пор значительная часть попутного нефтяного газа в связи со сложностями по его сбору и утилизации сжигается в факелах прямо на месторождениях. Так, в 2009 году, по данным Счётной палаты РФ, только семь крупнейших нефтяных компаний («Роснефть», «Лукойл», ТНК-BP, «Газпром нефть», «Русснефть», «Башнефть» и «Славнефть») сожгли в факелах 19,96 млрд  м³ попутного нефтяного газа, что составило 64,3 % общей его добычи.[1]

Технология утилизации ПНГ[править | править вики-текст]

Газовый факел в западносибирской тайге в начале 1980-х годов

Основная проблема при утилизации попутного газа заключается в высоком содержании тяжелых углеводородов. На сегодняшний день существует несколько технологий, повышающих качество ПНГ за счет удаления значительной части тяжелых углеводородов.

  1. Низкотемпературная сепарация
  2. Мембранная технология
  3. Адсорбционная технология
  4. Абсорбционная технология
  5. Газофракционное разделение

Конструкция[править | править вики-текст]

Схема распределения газовых потоков в мембранном модуле

По своей конструкции углеводородная мембрана представляет собой цилиндрический блок с выходами пермеата, продуктового газа и входа ПНГ. Внутри блока находится структура селективного материала, который пропускает только определенный вид молекул. Общая схема потока внутри картриджа показана на рисунке.

Принцип работы[править | править вики-текст]

Конфигурация установки мембранного газоразделения в каждом конкретном случае определяется специально, так как исходный состав ПНГ может сильно разниться.

Схема установки в принципиальной конфигурации:

Напорная схема подготовки ПНГ с применением мембран MTR
Вакуумная схема подготовки ПНГ c применением мембран MTR
  • Предварительный сепаратор для очистки от грубых примесей, крупной капельной влаги и нефти,
  • Ресивер на входе,
  • Компрессор,
  • Холодильник для доохлаждения газа до температуры от +10 до +20 °C,
  • Фильтр тонкой очистки газа от масла и парафинистых соединений,
  • Углеводородный мембранный блок на базе мембран MTR Inc,
  • КИПиА,
  • Система управления, включая поточный анализ,
  • Система утилизации конденсата (из сепараторов),
  • Система утилизации пермеата,
  • Скид.

Существует две схемы подготовки ПНГ: напорная и вакуумная.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]