Методология за изчисляване на емисиите на вредни вещества в атмосферата при изгаряне на свързан нефтен газ в факелни инсталации. Свързани нефтени газове. справка

Състав

Асоцииран нефтен газ е смес от газове, освободени от въглеводороди във всяко фазово състояние, състояща се от метан, етан, пропан, изобутан и бутан, съдържаща течности с високо молекулно тегло, разтворени в него (от пентани и по-високи в растежа на хомоложната серия) и различен състав и фазово състояние на примесите.

Приблизителен състав на APG

Разписка

APG е ценен въглеводороден компонент, освободен от добивани, транспортирани и преработени минерали, съдържащи въглеводороди, на всички етапи от жизнения цикъл на инвестицията до продажбата на готовата продукция на крайния потребител. По този начин, особеност на произхода на свързания нефтен газ е, че той се освобождава на всеки етап от проучването и производството до крайната продажба, от нефт, газ (другите източници са пропуснати) и в процеса на тяхната преработка от всяко непълно състояние на продукта към някой от многобройните крайни продукти.

Специфична характеристика на APG обикновено е незначителен дебит на получения газ, от 100 до 5000 nm³/час. Съдържанието на въглеводороди СЗ + може да варира в диапазона от 100 до 600 g/m³. В същото време съставът и количеството на APG не е постоянна стойност. Възможни са както сезонни, така и еднократни колебания (нормална промяна на стойността до 15%).

Газът от първия етап на разделяне обикновено се изпраща директно в завода за преработка на газ. Значителни трудности възникват при опит за използване на газ с налягане по-малко от 5 бар. Доскоро в повечето случаи такъв газ просто се запалваше, но сега, поради промени в държавната политика в областта на оползотворяването на ПНГ и редица други фактори, ситуацията се променя значително. В съответствие с Постановление на руското правителство № 7 от 8 януари 2009 г. „За мерките за стимулиране на намаляването на замърсяването на атмосферния въздух с продукти от изгаряне на съпътстващ нефтен газ в факелни инсталации“ е определен целеви индикатор за факелно изгаряне на свързан нефтен газ при не повече от 5 процента от количеството на спътния нефтен газ, произведен нефтен газ. Към момента не могат да бъдат оценени обемите на произведени, използвани и факели поради липсата на газомерни станции на много находища. Но по груби оценки е около 25 милиард m³.

Начини за изхвърляне

Основните начини за оползотворяване на ПНГ са преработка в завода за преработка на газ, производство на електроенергия, изгаряне за собствени нужди, инжектиране обратно в резервоара за стимулиране на добива на нефт (газлифтен метод).

Технология за използване на APG

Основният проблем при оползотворяването на свързания газ е високото съдържание на тежки въглеводороди. Към днешна дата има няколко технологии, които подобряват качеството на APG чрез премахване на значителна част от тежките въглеводороди. Един от тях е приготвянето на APG с помощта на мембранни растения. При използване на мембрани метановото число на газа се увеличава значително, нетната калоричност (LHV), топлинният еквивалент и температурата на точката на оросяване (както за въглеводородите, така и за водата) се намаляват.

Мембранните въглеводородни инсталации могат значително да намалят концентрацията на сероводород и въглероден диоксид в газовия поток, което им позволява да се използват за пречистване на газ от киселинни компоненти.

Дизайн

Схема на разпределение на газовите потоци в мембранния модул

По своята конструкция въглеводородната мембрана е цилиндричен блок с изходи за пермеат, продуктов газ и вход за APG. Вътре в блока има тръбна структура от селективен материал, който позволява преминаването само на определени видове молекули. Обща схемапотокът вътре в патрона е показан на фигурата.

Принцип на действие

Конфигурацията на инсталацията във всеки случай се определя конкретно, т.к оригинална композиция PNG може да варира значително.

Инсталационна схема в основна конфигурация:

Схема под налягане за третиране на APG

текущ

ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ
ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

МЕТОДОЛОГИЯ
изчисляване на емисиите на вредни вещества в атмосферата
при изгаряне на природен нефтен газ

Дата на въвеждане 1998-01-01

РАЗРАБОТЕН от Научноизследователския институт за защита на атмосферния въздух

ОДОБРЕН със заповед на Държавния комитет на Руската федерация за опазване на околната среда (от 8 април 1998 г. N 199)

ВЪВЕДЕНО от 01.01.98 г. за срок от пет години за практическо приложениепри отчитане и оценка на емисиите на замърсители в атмосферата

1. Въведение

1.1. Настоящ документ:

(1) разработени в съответствие със Закона на Руската федерация „За опазване на околната среда“ с цел получаване на данни за емисиите на замърсители от изгаряне на свързан нефтен газ;

(2) установява методика за изчисляване на параметрите на емисиите на замърсители от различни видове факелни инсталации;

(3) се прилага за факелни инсталации, експлоатирани в съответствие с приложимите проектни кодове.

1.2. Разработчици на документи: канд. физ.-мат. науки Миляев В.Б., д.м.н. геогр. науки Буренин Н.С., д.м.н. физ.-мат. науки Елисеев V.S., Ph.D. физ.-мат. науки Ziv A.D., Ph.D. технология науки Гизитдинова М.Р., д.м.н. технология Науки Turbin A.S.

2. Връзки към нормативни документи

2.1. Правила за проектиране и безопасна експлоатация на факелни системи, одобрени от Госгортехнадзор на Русия от 21 април 1992 г. *1).
______________
* На територията на Руска федерацияодобрени "Правила за безопасна експлоатация на факелни системи". Постановление на Федералния минно-промишлен надзор на Русия от 10.06.03 N 83. - Забележете "КОД".

2.3. OND-86. Методология за изчисляване на концентрациите в атмосферния въздух на вредни вещества, съдържащи се в емисиите на предприятията.

3. Основни понятия и определения

3.1. Факелна инсталация - устройство за изгаряне в атмосфера, неподходяща за използване национална икономикасвързан нефтен газ (APG); е единствен източник на замърсяване на въздуха.

3.1.1. Факелна установка на голяма надморска височина - агрегат, в който APG се подава под налягане към зоната на горене чрез вертикална факелна тръба (тръба), висок 4 m или повече.

3.1.2. Хоризонтална факелна инсталация - открита плевня с подаване на съпътстващ нефтен газ под налягане към зоната на горене през хоризонтален факел (тръба); дизайнът на плевнята осигурява излизането на горящата факла в атмосферата под ъгъл от 45°.

3.2. Продуктите от горенето на спътния нефтен газ, напускащи факелния блок, както и неизгорелите компоненти, са потенциален източник на замърсяване на околната среда с вредни вещества.

Качествените и количествените характеристики на емисиите на вредни вещества се определят от вида и параметрите факелно растениеи състав на факелен APG.

3.3. Проектите на високи и хоризонтални факелни инсталации осигуряват изгаряне без сажди на съпътстващ нефтен газ при спазване на изискванията, установени от „Правила за проектиране и безопасна експлоатация на факелни системи“. Госгортехнадзор на Руската федерация от 21 април 1992 г., следното условие: скоростта на изтичане на изгорения газ трябва да надвишава 0,2 от скоростта на разпространение на звука в газа.

3.4. За оценка на максималните повърхностни концентрации на замърсители в атмосферата, чийто източник са факелни инсталации, тази методология предвижда изчисляване на следните параметри:

- мощност на излъчване на вредни вещества;

- скоростта на потока на газовата смес, отделена в атмосферата;

- височина на източника на изпускане над нивото на земята;

- средната скорост на навлизане в атмосферата на газовата смес;

- температура на газовата смес, отделена в атмосферата.

4. Изходни данни

4.1. Конструктивни характеристики на факелния блок

- диаметър на изходната дюза, m;

- височина на факелната стена (за високи факелни инсталации), m;

- разстояние от изходната дюза до нивото на земята (за хоризонтални факелни инсталации), m;

(>0 за тръби, положени над нивото на земята и<0 в противном случае);

- разстояние от изпускателната дюза до противоположната стена на плевнята (за хоризонтални факелни инсталации), m.

4.2. Измерени характеристики

4.2.1. Обемен поток (m/s) на факел APG;

4.2.2. Скорост на изтичане на APG U, m/s.

4.2.3. Състав на изгорели APG (% vol):

- метан;

- етан;

- пропан;

- бутан;

- пентан;

- хексан;

- хептан;

- азот;

- въглероден двуокис ;

- сероводород (и/или меркаптани).

5. Оценка на работата на факелната инсталация

5.1. Обемният дебит (m/s) и скоростта на изтичане U (m/s) на свързания нефтен газ, спален в факелна инсталация, се измерват експериментално или, при липса на директни измервания, се изчисляват по формулата:

където U е скоростта на изтичане на APG от изходната дюза на факелния блок, m/s (според резултатите от измерването);

- диаметър на изходната дюза, m (съгласно проектните данни на факелния блок).

При липса на директни измервания, скоростта на изтичане U се взема в съответствие с "Правилата за проектиране и безопасна експлоатация на факелни системи" от 1992 г., равна на

с постоянно нулиране:

за периодични и аварийни изпускания:

където е скоростта на разпространение на звука в APG, изчислена съгласно Приложение G.

5.2. Масовият дебит (kg/h) на газа, изпуснат в факелната инсталация, се изчислява по формулата:

където - плътност на APG, kg/m, (измерена експериментално или изчислена от обемни фракции (% vol) и плътности (kg/m) на компонентите - вижте допълнение A).

5.3. Обемен дебит на продуктите от горенето, напускащи факелния блок, (m/s):

където е обемният дебит (m/s) на APG, спален в факела, изчислен по формула (5.1.1);

- обем на продуктите от горенето (m/m), изчислен по формула 3 от Приложение Б;

- температура на горене, изчислена съгласно точка 8.3.

6. Изчисляване на мощността на емисиите на вредни вещества в атмосферата

6.1. Изчисляване на физико-химичните характеристики на изгорения при факела породен нефтен газ

6.1.1. Изчисляване на плътността, kg/m (Формула 1 от приложение A).

6.1.2. Изчисляване на условното молекулно тегло, kg / mol (формула 2 от Приложение A).

6.1.3. Изчисляване на масовото съдържание на химични елементи (% wt.) в APG (формули 3 и 4 от Приложение A).

6.1.4. Изчисляване на броя на атомите на елементите в условната молекулна формула на APG (формули 5 и 6 от Приложение A).

6.2. Изчисляване на физико-химичните характеристики на влажен въздух

За дадени метеорологични условия:

- температура t, °С;

- налягане Р, mm Hg;

- относителна влажност (в фракции или %).

6.2.1. Определяне на масовото съдържание на влага d (kg/kg) на влажен въздух съгласно номограмата (Приложение B1).

6.2.2. Изчисляване на масовите доли на компонентите във влажен въздух (формули 2 и 3 от Приложение Б).

6.2.3. Изчисляване на броя на атомите на химичните елементи в условната молекулна формула на влажен въздух (Таблица 3 от Приложение Б).

6.2.4. Изчисляване на плътността на влажен въздух kg / m (формула 5 от Приложение B).

6.3. Изчисляване на стехиометричната реакция на горене на свързан нефтен газ в атмосфера на влажен въздух

6.3.1. Изчисляване на моларния стехиометричен коефициент М (формула 2 от Приложение Б).

6.3.2. Определяне на теоретичното количество влажен въздух (m/m), необходимо за пълно изгаряне на 1 m APG (клауза 3 от допълнение Б).

6.3.3. Изчисляване на количеството продукти на горенето (m/m), образувани при стехиометрично изгаряне на 1 m APG във влажна въздушна атмосфера (формула 3 от Приложение Б).

6.4. Проверка на съответствието с условията за изгаряне без сажди на свързан нефтен газ в факелен блок

6.4.1. Изчисляване на скоростта на разпространение на звука в горивната газова смес (m/s) (формула 1 от Приложение D или графики 1-4 от Приложение D).

6.4.2. Проверка на изпълнението на условието за изгаряне без сажди:

6.5. Определяне на специфичните емисии на вредни вещества за единица маса спален природен нефтен газ (kg/kg)

6.5.1. За да се оцени скоростта на емисиите на въглероден оксид, азотни оксиди (по отношение на азотен диоксид), както и сажди в случай, че не е изпълнено условието за изгаряне без сажди, експерименталните стойности на специфичните емисии на единица маса от се използва изгорен газ, представени в следната таблица:

Таблица 6.1


Специфични емисии (кг/кг)	Изгаряне без сажди	Изгаряне със сажди



бензо(а)пирен

В случай на изгаряне на сярасъдържащ свързан нефтен газ, специфичната емисия на серен диоксид се изчислява по формулата:

където е молекулното тегло, е условното молекулно тегло на горивото, s е броят на серните атоми в условната молекулна формула на свързания нефтен газ (вж. допълнения A, A1).

Ако е необходимо да се определят емисиите , , , трябва да се ръководи от формулите, дадени в Приложение Д.

Вредните вещества при изгарянето на породен нефтен газ попадат в атмосферата и поради недоизгаряне на газ. Коефициентът на недоизгаряне се определя или експериментално за факелни инсталации с определен дизайн, или се приема, че е 0,0006 за изгаряне без сажди и 0,035 в противен случай.

Специфичните емисии на въглеводороди (по отношение на метан), както и на серни съединения, съдържащи се в газа, като сероводород и меркаптани, се определят по общата формула:

(сп. емисия) = 0,01* (коефициент на недоизгаряне)* (масова част в %) (6,3)

7. Изчисляване на максимални и брутни емисии на вредни вещества

7.1. Изчисляване на максималните емисии на вредни вещества в (g/s):

където - специфична емисия на i-то вредно вещество за единица маса на изгорелия газ (kg/kg) (приложение Г);

- масов дебит на газа, изпуснат от факелната инсталация (kg/h) (виж формула 5.2).

7.2. Изчисляване на брутните емисии на вредни вещества за година (t/година):

където обозначенията са същите като в параграф 7.1, а t е продължителността на работата на факелната инсталация през годината в часове.

8. Изчисляване на параметрите на факелната инсталация като потенциален източник на атмосферно замърсяване

8.1. Изчисляване на височината на източника на емисии на замърсители в атмосферата над нивото на земята, N (m)

8.1.1. За факелни инсталации на голяма надморска височина:

където (m) е височината на факелната система (определена според проектните данни на блока за висока надморска височина);

(m) - дължина на горелката (изчислена по формула (1) от Приложение G или определена от номограмите от Приложение G.

8.1.2. За хоризонтални факелни инсталации:

където (m) е разстоянието от дюзата на тръбата до противоположната стена на плевнята;

(m) - разстояние на изходната дюза от нивото на земята (със знак плюс, ако тръбата е над нивото на земята, и със знак минус в противен случай);

0,707 - коефициент, отчитащ ъгъла на отклонение на пламъка спрямо вертикалата.

8.1.3. Дължината на пламъка се изчислява съгласно Приложение G.

8.2. Изчисляване на дебита и средната скорост на навлизане в атмосферата на газовата смес (продукти на горене)

8.2.1. Обемният дебит на продуктите от горенето, напускащи факела (m/s), се изчислява по формула (5.3).

8.2.2. Средната скорост на отделяне на свързани продукти от горенето на нефтен газ в атмосферата се изчислява по формулата:

където (m) е диаметърът на пламъка.

изчислено по формулата:

където е дължината на горелката (Приложение G).

8.3. Изчисляване на температурата на газовата смес, излъчена в атмосферата

8.3.1. Изчисляване на специфичните емисии и за единица маса на факелен APG (kg/kg) (Допълнение E).

8.3.2. Изчисляване на нетната калоричност на изгорелия газ (kcal/m) (Приложение 3).

8.3.3. Изчисляване на частта от енергията, загубена поради излъчване на факела:

където е условното молекулно тегло на APG (Приложение A).

8.3.4. Изчисляване на количеството топлина в продуктите от горенето на свързания нефтен газ за три стойности на температурата на горене (например ; ; ) (kcal):

където (kg) е масата на i-тия компонент на продуктите от горенето на 1 m APG (допълнение E).

- средни масови изобарни топлинни мощности на съставните продукти на горенето (Таблица 3 от приложение Б1).

8.3.5. Изграждане на графика.

8.3.6. Определяне на стойността на T според графика, въз основа на условието:

8.3.7. Определяне на температурата на газовата смес, излъчена в атмосферата:

Приложение А. Изчисляване на физичните и химичните характеристики на свързания нефтен газ

Приложение А

Изчисляване на физичните и химичните характеристики на свързания нефтен газ (т.6.1)

1. Изчисляване на плътността (kg/m) на APG по обемни фракции (об. %) (точка 6.1.1) и плътност (kg/m) (таблица 3 от приложение A1) на компонентите:

2. Изчисляване на условното молекулно тегло на APG, kg/mol (точка 6.1.2):

където е молекулното тегло на i-тия компонент на APG (Таблица 2 от Приложение A1).

3. Изчисляване на масовото съдържание на химични елементи в свързания газ (точка 6.1.3):

Масовото съдържание на j-тия химичен елемент в APG (% wt.) се изчислява по формулата:

където е съдържанието (% тегл.) на химичния елемент j в i-тия компонент на APG (Таблица 4 от Приложение A1);

- масова част на i-тия компонент в APG; изчислено по формулата:

Забележка: ако емисиите на въглеводороди се определят по отношение на метан, масовата част на въглеводородите, превърнати в метан, също се изчислява:

В този случай сумирането се извършва само за въглеводороди, които не съдържат сяра.

4. Изчисляване на броя на атомите на елементите в условната молекулна формула на асоциирания газ (точка 6.1.4):

Броят на атомите на j-тия елемент се изчислява по формулата:

Условната молекулярна формула на свързания нефтен газ се записва като

Дълго време свързаният нефтен газ нямаше стойност. Смяташе се за вреден примес при добива на нефт и се изгаряше директно при изпускане на газ от нефтен кладенец. Но времето минаваше. Появиха се нови технологии, които дадоха възможност да се погледне по-различен ПНГ и неговите свойства.

Състав

Свързаният нефтен газ се намира в „шапката“ на нефтения резервоар – пространството между почвата и находищата на изкопаем нефт. Освен това част от него е в разтворено състояние в самото масло. Всъщност APG е същият природен газ, в състава на който има голямо количество примеси.

Свързаният нефтен газ се характеризира с голямо разнообразие от съдържание на въглеводороди. Основно това е етан, пропан, метан, бутан. Съдържа и по-тежки въглеводороди: пентан и хексан. В допълнение, петролният газ включва определено количество незапалими компоненти: хелий, сероводород, въглероден диоксид, азот и аргон.

Трябва да се отбележи, че съставът на свързания нефтен газ е изключително нестабилен. Едно и също поле на APG може значително да промени процента на определени елементи за няколко години. Това важи особено за метана и етана. Въпреки това петролният газ е силно енергоемък. Един кубичен метър APG, в зависимост от вида на въглеводородите, които съдържа, е в състояние да отдели от 9 000 до 15 000 kcal енергия, което го прави перспективен за използване в различни сектори на икономиката.

Иран, Ирак, Саудитска Арабия, Руската федерация и други страни, където са съсредоточени основните петролни запаси, са водещи в производството на свързан нефтен газ. На Русия тук се падат около 50 милиарда кубически метра свързан нефтен газ годишно. Половината от този обем отива за нуждите на производствените площи, 25% за допълнителна преработка, а останалата част се изгаря.

почистване

Свързаният нефтен газ не се използва в първоначалния си вид. Използването му става възможно само след предварително почистване. За да направите това, слоевете от въглеводороди с различна плътност се отделят един от друг в специално проектирано за тази цел оборудване - многоетапен сепаратор под налягане.

Всеки знае, че водата в планината кипи при по-ниска температура. В зависимост от височината, точката на кипене може да падне до 95 ºС. Това се дължи на разликата в атмосферното налягане. Този принцип се използва при работата на многостепенните сепаратори.

Първоначално сепараторът подава налягане от 30 атмосфери и след определен период от време постепенно намалява стойността си на стъпки от 2-4 атмосфери. Това осигурява равномерно отделяне на въглеводороди с различни точки на кипене един от друг. По-нататък получените компоненти се изпращат директно към следващия етап на пречистване в петролните рафинерии.

Използване на свързан нефтен газ

Сега активно се търси в някои области на производството. На първо място, това е химическата промишленост. За нея APG служи като материал за производството на пластмаси и каучук.

Енергийната индустрия също е част от страничния продукт от производството на петрол. APG е суровина, от която се получават следните видове гориво:

Сух изчистен газ.
Широка фракция от леки въглеводороди.
Газово моторно гориво.
Втечнен петролен газ.
Стабилен природен бензин.
Отделни фракции на базата на въглерод и водород: етан, пропан, бутан и други газове.

Обемите на използване на свързан нефтен газ биха били още по-високи, ако не бяха редица трудности, които възникват при транспортирането му:

Необходимостта от отстраняване на механични примеси от газовия състав. По време на изтичане на APG от кладенеца най-малките частици на почвата попадат в газа, което значително намалява неговите транспортни свойства.
Асоциираният нефтен газ задължително трябва да бъде подложен на процедура на бензинизация. Без това втечнената фракция ще се утаи в газопровода по време на транспортирането му.
Съставът на свързания нефтен газ трябва да бъде десулфуриран. Повишеното съдържание на сяра е една от основните причини за образуването на корозионни центрове в тръбопровода.
Отстраняване на азот и въглероден диоксид за повишаване на калоричността на газа.

Поради посочените по-горе причини, свързаният нефтен газ не е изхвърлян дълго време, а е изгарян непосредствено в близост до кладенеца, където е отложен нефтът. Беше особено хубаво да се наблюдава това, когато летеше над Сибир, където постоянно се виждаха факли с черни облаци дим, които ги напускаха. Това продължи до намесата на еколозите, които осъзнаха цялата непоправима вреда, която се нанася по този начин на природата.

Последици от изгаряне

Изгарянето на газ е придружено от активно топлинно въздействие върху околната среда. В радиус от 50-100 метра от непосредственото място на изгаряне се наблюдава забележимо намаляване на обема на растителността, а на разстояние до 10 метра - пълно отсъствие. Това се дължи главно на изгарянето на хранителните елементи на почвата, от която толкова зависят всички видове дървета и треви.

Горящата факла служи като източник на въглероден оксид, същият, който е отговорен за разрушаването на озоновия слой на Земята. Освен това газът съдържа серен диоксид и азотен оксид. Тези елементи принадлежат към групата на токсичните вещества за живите организми.

По този начин хората, живеещи в райони с активно добив на петрол, имат повишен риск от развитие на различни видове патологии: онкология, безплодие, отслабен имунитет и др.

Поради тази причина в края на 2000-те години възниква въпросът за оползотворяването на APG, който ще разгледаме по-долу.

Методи за използване на съпътстващ нефтен газ

В момента има много варианти за премахване на маслени отпадъци без вреда на околната среда. Най-често срещаните от тях са:

Изпращане директно до петролната рафинерия. Това е най-оптималното решение, както от финансова, така и от екологична гледна точка. Но при условие, че вече има развита инфраструктура от газопроводи. При липсата му ще са необходими значителни капиталови инвестиции, което е оправдано само в случай на големи депозити.
Използване чрез използване на APG като гориво. Свързаният нефтен газ се доставя до електроцентрали, където се използва за производство на електроенергия с помощта на газови турбини. Недостатъкът на този метод е необходимостта от инсталиране на оборудване за предварително почистване, както и транспортирането му до местоназначението.
Инжектиране на отработен APG в подлежащия нефтен резервоар, като по този начин се увеличава коефициента на добив на нефт на кладенеца. Това се случва поради увеличаването под почвения слой. Тази опция се характеризира с лекота на изпълнение и относително ниска цена на използваното оборудване. Тук има само един минус - липсата на реално оползотворяване на APG. Има само забавяне, но проблемът остава нерешен.

За разлика от природния газ, свързаният нефтен газ съдържа, освен метан и етан, голяма част от пропани, бутани и пари на по-тежки въглеводороди. Много свързани газове, в зависимост от полето, също съдържат невъглеводородни компоненти: сероводород и меркаптани, въглероден диоксид, азот, хелий и аргон.

При отваряне на петролни резервоари обикновено първи започва да тече газът от петролни „шапчета“. Впоследствие основната част от произвеждания породен газ са газове, разтворени в нефт. Газът от газови "шапки" или свободен газ е "по-лек" по състав (с по-ниско съдържание на тежки въглеводородни газове) за разлика от газа, разтворен в нефт. По този начин началните етапи на разработване на находището обикновено се характеризират с голям годишен добив на свързан нефтен газ с по-голямо съдържание на метан в състава му. При продължителна експлоатация на находището се намалява дебитът на свързания нефтен газ, а голяма част от газа се падат на тежки компоненти.

Инжектиране в подпочвените слоеве за повишаване на налягането в резервоара и по този начин ефективността на добива на нефт. Въпреки това, в Русия, за разлика от редица чужди страни, този метод, с редки изключения, не се използва, тъй като това е много скъп процес.

Използва се на полето за генериране на електроенергия за нуждите на нефтените находища.

С освобождаването на значителни и стабилни обеми свързан нефтен газ - използване като гориво в големи електроцентрали или за по-нататъшна преработка.

Най-ефективният начин за оползотворяване на свързания нефтен газ е да се преработи в заводи за преработка на газ за производство на сух изчистен газ (DGS), широка фракция на леки въглеводороди (NGL), втечнени газове (LHG) и стабилен газ бензин (SGB).

PFC Energy, голяма консултантска компания в горивно-енергийния сектор, в своето проучване „Оползотворяване на свързан нефтен газ в Русия“ отбеляза, че най-добрият вариант за използване на APG зависи от размера на находището. Така за малките находища най-атрактивният вариант е да произвеждат електроенергия в малък мащаб за собствените си полеви нужди и нуждите на други местни потребители.

За средно големи находища, изследователите изчисляват, че най-рентабилната опция за изхвърляне на APG е да се възстанови втечнен нефтен газ в завод за преработка на газ и да се продава втечнен нефтен газ (LPG) или нефтохимикали и сух газ.

За големи находища най-атрактивният вариант е да се генерира електричество в голяма електроцентрала за последваща търговия на едро в електрическата мрежа.

Според експерти решаването на проблема с оползотворяването на свързания газ е не само въпрос на екология и пестене на ресурси, но е и потенциален национален проект на стойност 10-15 милиарда долара. Само оползотворяването на ПНГ би позволило годишно да се произвеждат до 5-6 милиона тона течни въглеводороди, 3-4 милиарда кубически метра етан, 15-20 милиарда кубични метра сух газ или 60-70 хиляди GW/h на електричество.

Руският президент Дмитрий Медведев инструктира руското правителство да вземе мерки за прекратяване на практиката на разточително използване на породен газ до 1 февруари 2010 г.

Заема свързан нефтен газ. Този ресурс никога не е бил използван преди. Но сега отношението към този ценен природен ресурс се промени.

Какво е свързан нефтен газ

Това е въглеводороден газ, който се отделя от кладенците и от резервоарния нефт по време на неговото отделяне. Това е смес от парен въглеводород и не-въглеводородни компоненти от естествен произход.

Количеството му в маслото може да бъде различно: от един кубичен метър до няколко хиляди в един тон.

Според спецификата на производството, свързаният нефтен газ се счита за страничен продукт от добива на нефт. От тук идва и името му. Поради липсата на необходимата инфраструктура за събиране, транспортиране и преработка на газ се губи голямо количество от този природен ресурс. Поради тази причина по-голямата част от свързания газ просто се изгаря.

Състав на газа

Свързаният нефтен газ се състои от метан и по-тежки въглеводороди – етан, бутан, пропан и др. Съставът на газа в различните нефтени находища може леко да варира. В някои региони свързаният газ може да съдържа не-въглеводородни компоненти - съединения на азот, сяра, кислород.

Свързаният газ, който блика след отваряне на нефтени резервоари, се характеризира с по-малко количество тежки въглеводородни газове. „По-тежката“ част от газа е в самото масло. Следователно, в началните етапи на разработване на нефтено находище, като правило, се произвежда много свързан газ с високо съдържание на метан. По време на експлоатацията на находищата тези показатели постепенно намаляват, а тежките компоненти представляват по-голямата част от газа.

Природен и свързан нефтен газ: каква е разликата

Свързаният газ съдържа по-малко метан в сравнение с природния газ, но има голямо количество от неговите хомолози, включително пентан и хексан. Друга важна разлика е комбинацията от структурни компоненти в различни полета, където се добива свързан нефтен газ. Съставът на APG може дори да се променя в различни периоди на едно и също поле. За сравнение: количествената комбинация от компоненти винаги е постоянна. Следователно APG може да се използва за различни цели, докато природният газ се използва само като енергийна суровина.

Получаване на APG

Свързаният газ се получава чрез отделяне от нефт. За това се използват многостепенни сепаратори с различни налягания. И така, на първия етап на разделяне се създава налягане от 16 до 30 бара. На всички следващи етапи налягането постепенно се намалява. На последния етап на производство параметърът се намалява до 1,5-4 бара. Стойностите на температурата и налягането на APG се определят от технологията за разделяне.

Полученият в първия етап газ незабавно се изпраща до Големите трудности възникват при използване на газ с налягане под 5 бара. Преди това такъв ПНГ винаги се запалваше, но напоследък политиката на оползотворяване на газа се промени. Правителството започна да разработва насърчителни мерки за намаляване на замърсяването на околната среда. Така през 2009 г. на държавно ниво беше определена скоростта на изгаряне на ПНГ, която не трябва да надвишава 5% от общия добив на свързан газ.

Приложение на APG в индустрията

Преди това APG не се използваше по никакъв начин и веднага след извличането беше изгорено. Сега учените са видели стойността на този природен ресурс и търсят начини да го използват ефективно.

Смесеният нефтен газ, който е смес от пропани, бутани и по-тежки въглеводороди, е ценна суровина за енергийната и химическата промишленост. APG има калоричност. Така че, по време на горене, той отделя от 9 до 15 хиляди kcal / кубичен метър. Не се използва в оригиналния си вид. Определено има нужда от почистване.

В химическата промишленост пластмасите и каучукът се произвеждат от метан и етан, съдържащи се в свързания газ. По-тежките въглеводородни компоненти се използват като суровини за производството на високооктанови добавки към горивата, ароматни въглеводороди и втечнени въглеводородни газове.

На територията на Русия повече от 80% от получения спътен газ се падат на пет компании, произвеждащи нефт и газ: OAO NK Rosneft, OAO Gazprom Neft, OAO Neftyanaya OAO TNK-BP Holding, OAO Surgutneftegaz. Според данни годишно в страната се произвеждат повече от 50 милиарда кубически метра ПНГ, от които 26% се използват за преработка, 47% се използват за промишлени цели, а останалите 27% се изгарят на факела.

Има ситуации, в които не винаги е изгодно да се използва свързан нефтен газ. Използването на този ресурс често зависи от размера на депозита. По този начин газът, добит в малки находища, е целесъобразно да се използва за осигуряване на електроенергия на местните потребители. В средно големи находища е най-икономично да се извлича LPG в завод за преработка на газ и да се продава на химическата промишленост. Най-добрият вариант за големи находища е производството на електроенергия в голяма електроцентрала с последваща продажба.

Вреди от изгаряне на APG

Изгарянето на свързан газ замърсява околната среда. Около факела действа термично разрушаване, което засяга почвата в радиус от 10-25 метра и растителността в рамките на 50-150 метра. По време на горенето в атмосферата навлизат азотни и въглеродни оксиди, серен диоксид и неизгорели въглеводороди. Учените са изчислили, че в резултат на изгарянето на APG годишно се отделят около 0,5 милиона тона сажди.

Също така продуктите от изгаряне на газ са много опасни за човешкото здраве. Според статистиката в основния нефтопреработвателен регион на Русия - Тюменска област - заболеваемостта на населението от много видове заболявания е по-висока от средната за цялата страна. Особено често жителите на региона страдат от патологии на дихателните органи. Наблюдава се тенденция към увеличаване на броя на новообразувания, заболявания на сетивните органи и нервната система.

Освен това PNH причинява патологии, които се появяват само след известно време. Те включват следното:

безплодие;
спонтанен аборт;
наследствени заболявания;
отслабване на имунната система;
онкологични заболявания.

Технологии за използване на APG

Основният проблем при оползотворяването на нефтен газ е високата концентрация на тежки въглеводороди. Съвременната нефтена и газова индустрия използва няколко ефективни технологии, които позволяват подобряване на качеството на газа чрез отстраняване на тежки въглеводороди:

Отделяне на газ.
адсорбционна технология.
Нискотемпературно разделяне.
мембранна технология.

Начини за използване на свързания газ

Има много методи, но само няколко се използват на практика. Основният метод е оползотворяване на APG чрез разделяне на компоненти. Този процес на рафиниране произвежда сух дънен газ, който по същество е същият като природния газ, и широка фракция от леки въглеводороди (NGL). Тази смес може да се използва като суровина за нефтохимикали.

Отделянето на нефтен газ се извършва в нискотемпературни абсорбционни и кондензационни агрегати. След приключване на процеса сух газ се транспортира по газопроводи, а NGL се изпраща в рафинерии за по-нататъшна обработка.

Вторият ефективен начин за преработка на APG е цикличният процес. Този метод включва инжектиране на газ обратно в резервоара за повишаване на налягането. Това решение позволява да се увеличи обемът на добива на нефт от резервоара.

В допълнение, свързаният нефтен газ може да се използва за генериране на електроенергия. Това ще позволи на петролните компании да спестят значително пари, тъй като няма да има нужда да купуват електроенергия отвън.