Metodika kenksmingų medžiagų išmetimui į atmosferą deginant susijusias naftos dujas fakeluose

Bet kuris šiandien kuriamas naftos telkinys yra ne tik juodojo aukso, bet ir daugybės šalutinių produktų, kuriuos reikia laiku pašalinti, šaltinis. Šiuolaikiniai reikalavimai Gamybos ekologiškumo lygio reikalavimai verčia operatorius išrasti vis efektyvesnius susijusių naftos dujų perdirbimo būdus. Per pastaruosius kelerius metus šis išteklius buvo apdorojamas ir yra plačiai naudojamas kartu su.

Asocijuotos naftos dujos arba trumpiau APG yra medžiaga, kuri atsiranda naftos telkiniuose. Jis susidaro virš pagrindinės formacijos ir jo storis dėl slėgio sumažinimo iki verčių, mažesnių už alyvos prisotinimo slėgį. Jo koncentracija priklauso nuo to, kaip giliai glūdi aliejus, ir svyruoja nuo 5 m 3 iki viršutinis sluoksnis iki kelių tūkstančių m 3 apatinėje.

Paprastai, atidarydami rezervuarą, naftininkai užkliūva už vadinamojo dujinio „dangtelio“. Angliavandenilių dujos egzistuoja nepriklausomai ir yra pačioje alyvoje skysto pavidalo, atskiriamos nuo jos proceso ir rafinavimo metu. Pačios dujos daugiausia susideda iš metano ir sunkesnių angliavandenilių. Jo cheminė sudėtis priklauso nuo išorinių veiksnių, tokių kaip rezervuaro geografija.

Pagrindiniai tipai

Asocijuotų naftos dujų vertę ir tolesnio jų panaudojimo perspektyvas lemia angliavandenilių dalis jų sudėtyje. Taigi iš „dangtelio“ išsiskirianti medžiaga vadinama laisvosiomis dujomis, nes jas daugiausia sudaro lengvas metanas. Kai jis grimzta giliau į rezervuarą, jo kiekis pastebimai sumažėja, užleisdamas vietą kitoms, sunkesnėms angliavandenilių dujoms.

Tradiciškai susijusios naftos dujos skirstomos į kelias grupes, priklausomai nuo to, koks tai yra „angliavandenis“:

grynas, turintis 95-100 % angliavandenilių;
angliavandeniliai su anglies dioksido priedu (nuo 4 iki 20%);
angliavandeniliai su azoto priemaišomis (nuo 3 iki 15%);
angliavandenilis-azotas, kuriame azoto yra iki 50 % tūrio.

Pagrindinis skirtumas tarp susijusių naftos dujų ir gamtinių dujų yra garų komponentų, didelės molekulinės masės skysčių ir medžiagų, kurios nėra įtrauktos į angliavandenilių grupę:

Vandenilio sulfidas;
argonas;
anglies dioksidas;
azotas;
helis ir kt.

Susiję naftos dujų apdorojimo metodai

Dar praėjusio amžiaus viduryje APG, neišvengiamai gautas naftos gavybos procese, buvo beveik visiškai sudegintas raketose. Šio šalutinio produkto perdirbimas buvo laikomas tokiu nuostolingu, kad neigiamų pasekmių ilgą laiką dėl jo degimo nebuvo skiriamas deramas dėmesys visuomenei. Tačiau dėl degimo produktų koncentracijos atmosferoje labai pablogėjo gyventojų sveikata, todėl chemijos pramonei iškilo sunkus uždavinys: APG apdorojimas ir praktinis pritaikymas. Yra keletas populiariausių būdų, kaip panaudoti susijusias naftos dujas.

Dalinis būdas

Šis APG apdorojimo būdas yra dujų atskyrimas į komponentus. Proceso metu gaunamos sausos išgrynintos dujos ir didelė lengvųjų angliavandenilių frakcija: šie ir kiti produktai yra labai populiarūs pasaulinėje rinkoje. Reikšmingas šios schemos trūkumas yra galutinių vartotojų poreikis naudoti dujotiekį. Kadangi SND, PBT ir NGL yra sunkesni už orą, jie linkę kauptis žemumose ir sudaryti sprogius debesis, kurie sprogdami gali padaryti didelę žalą.

Asocijuotos naftos dujos dažnai naudojamos naftos gavybai gerinti laukuose, jas pakartotinai įpurškiant į rezervuarą – taip padidėja slėgis ir vienas gręžinys gali pagaminti 10 tūkst. tonų naftos daugiau. Šis metodas Dujų naudojimas laikomas brangiu, todėl Rusijos Federacijos teritorijoje jos nėra plačiai naudojamos ir daugiausia naudojamos Europoje. Pagrindinis metodo privalumas yra maža kaina: įmonei tereikia pirkti reikalinga įranga... Tuo pačiu metu tokios priemonės nenaudoja APG, o tik atideda problemą kuriam laikui.

Maitinimo blokų montavimas

Kita reikšminga susijusi dujų eksploatavimo sritis yra elektros energijos tiekimas elektrinėms. Atsižvelgiant į reikiamą žaliavų sudėtį, metodas yra labai efektyvus ir labai populiarus rinkoje.

Agregatų asortimentas platus: įmonės pradėjo gaminti ir dujų turbininius, ir stūmoklinius jėgos agregatus. Šie įrenginiai leidžia užtikrinti visavertį stoties funkcionavimą su galimybe pakartotinai panaudoti gamyboje susidariusią šilumą.

Tokios technologijos aktyviai diegiamos naftos chemijos pramonėje, nes įmonės siekia nepriklausomybės nuo elektros tiekimo iš RAO. Tačiau tikslingumas ir didelis pelningumas schema gali būti tik dėl to, kad elektrinė yra arti lauko, nes APG transportavimo kaina viršys galimą sutaupyti. Kad sistema veiktų saugiai, dujas reikia iš anksto išdžiovinti ir išvalyti.

Metodas pagrįstas kriogeniniu suspaudimo procesu, naudojant vieno srauto šaldymo ciklą. Paruošto APG suskystinimas vyksta jam sąveikaujant su azotu dirbtinai sukurtomis sąlygomis.

Nagrinėjamo metodo potencialas priklauso nuo kelių sąlygų:

augalų produktyvumas;
šaltinio dujų slėgis;
dujų tiekimas;
sunkiųjų angliavandenilių, etano ir sieros junginių ir kt.

Veiksmingiausia schema pasirodys, jei paskirstymo stotyse bus įrengti kriogeniniai kompleksai.

Membranos valymas

Vienas iš perspektyviausių Šis momentas technologijas. Metodo veikimo principas slypi skirtingu greičiu, kuriuo susijusių dujų komponentai praeina per specialias membranas. Atsiradus tuščiavidurių pluoštų medžiagoms, šis metodas įgijo daug pranašumų tradiciniais būdais APG valymas ir filtravimas.

Išgrynintos dujos suskystintos, o po to atskiriamos dviejuose pramoniniuose segmentuose: gauti kurą arba naftos chemijos žaliavas. Proceso metu dažniausiai susidaro nuluptos dujos, kurios lengvai transportuojamos, ir NGL, kurios siunčiamos į gamyklas gumos, plastiko ir kuro priedų gamybai.

APG taikymo sritis

APG, kaip minėta aukščiau, yra puiki alternatyva tradiciniams energijos šaltiniams elektrinėms, kuri yra labai draugiška aplinkai ir leidžia įmonėms sutaupyti daug lėšų. Kita sritis - naftos chemijos gamyba... Esant finansavimui, dujas galima giliai apdoroti, vėliau atskiriant nuo jų medžiagas, kurios yra labai paklausios ir žaidžiamos. svarbus vaidmuo tiek pramonėje, tiek kasdieniame gyvenime.

Be to, kad jis naudojamas kaip energijos šaltinis elektrinėse ir naftos gamyboje chemijos pramonė, susijusios naftos dujos taip pat buvo pritaikytos kaip žaliava sintetiniam kurui (GTL) gaminti. Ši technologija dar tik pradėjo plisti, ir prognozuojama, kad ji taps gana ekonomiška, jei kuro kainos ir toliau kils.

Iki šiol užsienyje įgyvendinti 2 dideli projektai, planuojama dar 15. Nepaisant, atrodytų, milžiniškų perspektyvų, schema dar nebuvo išbandyta atšiauriomis klimato sąlygomis, pavyzdžiui, Jakutijoje, ir su maža tikimybe ją pavyks įgyvendinti m. panašiuose regionuose be jokių reikšmingų pokyčių. Kitaip tariant, net jei padėtis Rusijoje yra gera, ši technologija nebus plačiai paplitusi visuose regionuose.

Vienas iš moderniausiais būdais veiksmingas gamybos naudojimas susijusios dujos buvo pavadintos „dujų liftu“. Ši technologija leidžia lengvai reguliuoti gręžinio darbo režimą, supaprastinti jo priežiūrą ir sėkmingai išgauti naftą iš telkinių su dideliu dujų santykiu. Šios technologijos trūkumas yra tas, kad išvardyti privalumai žymiai padidina gręžinio techninės įrangos kapitalines sąnaudas.

Apdorojamo APG apimtis turėtų būti nustatoma pagal lauko, iš kurio jis buvo gautas, dydį. Taigi mažų gręžinių dujas galima naudoti vietoje kaip kurą, neišleidžiant pinigų jų transportavimui, o žaliavas didesniu mastu galima perdirbti ir panaudoti pramonės įmonėse.

Pavojus aplinkai

Susijusių dujų panaudojimo ir panaudojimo klausimo aktualumas yra susijęs su neigiamu jų poveikiu, jei jos tiesiog deginamos raketose. Taikant šį metodą, pramonė ne tik praranda vertingas žaliavas, bet ir teršia atmosferą kenksmingomis medžiagomis, kurios sustiprina šiltnamio efektą. Toksinai ir anglies dioksidas kenkia tiek aplinkai, tiek vietos gyventojams, padidindami riziką susirgti sunkiomis ligomis, įskaitant vėžį.

Pagrindinė kliūtis aktyviai plėtoti infrastruktūrą, kuri būtų susijusi su susijusių naftos dujų valymu ir perdirbimu, yra neatitikimas tarp deginamų dujų mokesčio ir efektyvaus jų naudojimo sąnaudų. Dauguma naftos kompanijų nori mokėti baudas, o ne skirti didelius biudžetus aplinkosaugos įmonėms, kurios atsipirks tik po kelerių metų.

Nepaisant sunkumų, susijusių su APG transportavimu ir apdorojimu, tolesnis teisingo šios žaliavos panaudojimo technologijų tobulinimas lems ekologinės problemos daugelyje regionų ir taps visos pramonės pagrindu nacionaliniu mastu, kurios kaina Rusijos Federacijoje, remiantis konservatyviausiais ekspertų skaičiavimais, sieks apie 15 milijardų dolerių.

Užima susijusias naftos dujas. Šis šaltinis niekada anksčiau nebuvo naudojamas. Tačiau dabar požiūris į šį vertingą gamtos išteklį pasikeitė.

Kas yra susijusios naftos dujos

Tai angliavandenilio dujos, kurios išsiskiria iš šulinių ir rezervuaro alyvos jas atskiriant. Tai natūralios kilmės garų angliavandenilių ir ne angliavandenilių mišinys.

Jo kiekis aliejuje gali būti įvairus: nuo vieno kubinio metro iki kelių tūkstančių vienoje tonoje.

Pagal asocijuotų naftos dujų gavimo specifiką jos yra laikomos šalutiniu naftos gavybos produktu. Iš čia ir kilęs jos pavadinimas. Dėl to, kad trūksta reikiamos infrastruktūros dujų surinkimui, transportavimui ir perdirbimui, didelė dalis š gamtos išteklius Pamesta. Dėl šios priežasties dauguma susijusios dujos tiesiog deginamos raketose.

Dujų sudėtis

Susijusias naftos dujas sudaro metanas ir sunkesni angliavandeniliai – etanas, butanas, propanas ir kt. Dujų sudėtis skirtinguose naftos telkiniuose gali šiek tiek skirtis. Kai kuriuose regionuose susijusiose dujose gali būti ne angliavandenilių komponentų – azoto, sieros, deguonies junginių.

Susijusios dujos, kurios išsiveržia atidarius naftos rezervuarus, išsiskiria mažesniu sunkiųjų angliavandenilių dujų kiekiu. „Sunkesnė“ dujų sudėtis yra pačioje alyvoje. Todėl toliau pradiniai etapai naftos telkinių plėtra, kaip taisyklė, išgaunama daug susijusių dujų didelis kiekis metanas. Eksploatuojant telkinius, šie rodikliai palaipsniui mažėja, o didžiąją dalį dujų sudaro sunkieji komponentai.

Gamtinės ir susijusios naftos dujos: koks skirtumas

Susijusiose dujose, palyginti su gamtinėmis dujomis, yra mažiau metano, tačiau yra daug jo homologų, įskaitant pentaną ir heksaną. Kitas svarbus skirtumas yra struktūrinių komponentų derinys įvairiose srityse, kuriose gaminamos susijusios naftos dujos. APG sudėtis netgi gali pasikeisti skirtingi laikotarpiai tame pačiame lauke. Palyginimui: kiekybinis komponentų derinys visada yra pastovus. Todėl APG gali būti naudojamas įvairiems tikslams, o gamtinės dujos naudojamos tik kaip energetinė žaliava.

APG gamyba

Susijusios dujos gaunamos atskiriant nuo naftos. Tam naudojami kelių pakopų separatoriai su skirtingu slėgiu. Taigi pirmajame atskyrimo etape sukuriamas 16–30 barų slėgis. Visuose tolesniuose etapuose slėgis palaipsniui mažinamas. Paskutiniame gamybos etape parametras sumažinamas iki 1,5–4 barų. APG temperatūrą ir slėgį lemia atskyrimo technologija.

Pirmajame etape gautos dujos nedelsiant siunčiamos į dujas.Didelių sunkumų kyla naudojant dujas, kurių slėgis mažesnis nei 5 bar. Anksčiau toks APG visada buvo deginamas raketomis, tačiau pastaruoju metu pasikeitė dujų naudojimo politika. Vyriausybė pradėjo kurti skatinamas priemones taršai mažinti išorinė aplinka... Taigi 2009 m. valstybiniu lygmeniu buvo nustatytas APG deginimo greitis, kuris neturėtų viršyti 5% visos su tuo susijusios dujų gamybos.

APG taikymas pramonėje

Anksčiau APG jokiu būdu nebuvo naudojamas ir buvo deginamas iškart po pagaminimo. Dabar mokslininkai suprato šio gamtos ištekliaus vertę ir ieško būdų, kaip jį efektyviai panaudoti.

Susijusios naftos dujos, kurių sudėtis yra propanų, butanų ir sunkesnių angliavandenilių mišinys, yra vertinga energijos ir chemijos pramonės žaliava. APG turi šiluminę vertę. Taigi degimo metu jis išskiria nuo 9 iki 15 tūkstančių kcal / kubinį metrą. Jis nenaudojamas pradine forma. Valymas yra būtinas.

Chemijos pramonėje plastikai ir guma gaminami iš metano ir etano, esančių susijusių dujų. Sunkesni angliavandenilių komponentai naudojami kaip žaliava gaminant didelio oktaninio skaičiaus kuro priedus, aromatinius angliavandenilius ir suskystintas angliavandenilio dujas.

Rusijos teritorijoje daugiau nei 80% pagamintų susijusių dujų kiekio tenka penkioms naftą ir dujas gaminančioms įmonėms: OJSC NK Rosneft, OJSC Gazprom Neft, OJSC Neftyanaya OJSC TNK-BP Holding, OJSC Surgutneftegaz. šalyje kasmet pagaminama daugiau nei 50 milijardų kubinių metrų APG, iš kurių 26 % yra perdirbama, 47 % naudojama pramonės reikmėms, o likusieji 27 % deginami raketose.

Yra situacijų, kai ne visada pelninga naudoti susijusias naftos dujas. Šio resurso panaudojimas dažnai priklauso nuo indėlio dydžio. Pavyzdžiui, mažuose telkiniuose pagamintos dujos turėtų būti naudojamos elektros tiekimui vietos vartotojams. Vidutinio dydžio laukuose ekonomiškiausia SND išgauti dujų perdirbimo gamykloje ir parduoti chemijos pramonei. Geriausias pasirinkimas dideliems laukams – gaminti elektrą didelėje elektrinėje ir vėliau ją parduoti.

Žala dėl APG degimo

Susijusių dujų deginimas teršia aplinką. Aplink deglą veikia terminis sunaikinimas, kuris paveikia dirvožemį 10–25 metrų spinduliu, o augmeniją – 50–150 metrų spinduliu. Degimo metu į atmosferą išsiskiria azoto ir anglies oksidai, sieros dioksidas, nesudegę angliavandeniliai. Mokslininkai apskaičiavo, kad dėl APG degimo per metus išmetama apie 0,5 mln. tonų suodžių.

Be to, dujų degimo produktai yra labai pavojingi žmonių sveikatai. Remiantis statistika, pagrindiniame Rusijos naftos perdirbimo regione - Tiumenės regione - gyventojų sergamumas daugelio rūšių ligomis yra didesnis nei vidutinis visoje šalyje. Ypač dažnai regiono gyventojai kenčia nuo kvėpavimo organų patologijų. Pastebima tendencija daugėti neoplazmų, jutimo organų ir nervų sistemos ligų.

Be to, PNH sukelia patologijas, kurios atsiranda tik po kurio laiko. Tai apima:

nevaisingumas;
persileidimas;
paveldimos ligos;
imuniteto susilpnėjimas;
onkologinės ligos.

APG panaudojimo technologijos

Pagrindinė naftos dujų naudojimo problema yra didelė sunkiųjų angliavandenilių koncentracija. Šiuolaikinė naftos ir dujų pramonė naudoja keletą veiksmingų technologijų, kurios leidžia pagerinti dujų kokybę pašalinant sunkiuosius angliavandenilius:

Dujų dalinis atskyrimas.
Adsorbcijos technologija.
Atskyrimas žemoje temperatūroje.
Membranų technologija.

Susiję dujų panaudojimo keliai

Metodų yra daug, tačiau praktikoje naudojami tik keli. Pagrindinis metodas yra APG panaudojimas atskiriant į komponentus. Šio apdorojimo procese gaunamos sausos pašalintos dujos, kurios iš esmės yra tos pačios gamtinės dujos, ir didelė lengvųjų angliavandenilių frakcija (NGL). Šis mišinys gali būti naudojamas kaip naftos chemijos žaliava.

Naftos dujų atskyrimas vyksta žemos temperatūros absorbcijos ir kondensacijos įrenginiuose. Pasibaigus procesui, sausos dujos transportuojamos dujotiekiais, o NGL siunčiamos į naftos perdirbimo gamyklas tolesniam perdirbimui.

Antra efektyvus metodas APG apdorojimas yra ciklo procesas. Šis metodas apima dujų įpurškimą atgal į rezervuarą, kad padidėtų slėgis. Šis sprendimas leidžia padidinti alyvos išgavimo iš rezervuaro kiekį.

Be to, susijusios naftos dujos gali būti naudojamos elektros gamybai. Tai leis naftos įmonėms žymiai sutaupyti pinigų, nes nereikės pirkti elektros energijos iš išorės.

Pirmiausia išsiaiškinkime, ką reiškia terminas „asocijuotos naftos dujos“ arba APG. Kuo jis skiriasi nuo tradicinių gaminamų angliavandenilių ir kokiomis savybėmis pasižymi.

Jau iš paties pavadinimo aišku, kad APG yra tiesiogiai susijusi su naftos gavyba. Tai yra dujų mišinys, ištirpęs pačioje alyvoje arba esantis vadinamuosiuose angliavandenilių telkinių „dangteliuose“.

Sudėtis

Asocijuotose naftos dujose, skirtingai nei tradicinėse gamtinėse dujose, be metano ir etano, yra nemažai sunkesnių angliavandenilių, tokių kaip propanas, butanas ir kt.

13 skirtingų laukų analizė parodė, kad APG procentinė dalis yra tokia:

metanas: 66,85-92,37%,
etanas: 1,76-14,04 %
propanas: 0,77–12,06 %
izobutanas: 0,02-2,65%,
n-butanas: 0,02-5,37 %
pentanas: 0,00–1,77 %
heksanas ir daugiau: 0,00–0,74 %
anglies dioksidas: 0,10-2,77 %
azotas: 0,50-2,00 %.

Vienoje tonoje naftos, priklausomai nuo konkretaus naftos telkinio vietos, yra nuo vieno iki kelių tūkstančių kubinių metrų susijusių dujų.

Priėmimas

APG yra šalutinis naftos gamybos produktas. Atidarius kitą sluoksnį, pirmiausia reikia pradėti tekėti susijusias dujas, esančias „dangtelyje“. Paprastai jis yra lengvesnis nei ištirpintas tiesiai aliejuje. Taigi iš pradžių metano procentas, esantis APG, yra gana didelis. Laikui bėgant, toliau plėtojant lauką, jo dalis mažėja, tačiau sunkiųjų angliavandenilių procentas didėja.

Susijusių dujų panaudojimo ir apdorojimo metodai

Yra žinoma, kad APG turi didelę kaloringumo vertę, kurios lygis yra 9–15 tūkstančių Kcal / m 3. Taigi jas galima efektyviai panaudoti energetikos sektoriuje, o didelė dalis sunkiųjų angliavandenilių daro dujas vertinga žaliava chemijos pramonėje. Visų pirma iš APG galima gaminti plastikus, gumą, didelio oktaninio skaičiaus degalų priedus, aromatinius angliavandenilius ir pan. Tačiau du veiksniai trukdo sėkmingai panaudoti susijusias naftos dujas ekonomikoje. Pirma, tai yra jo sudėties nestabilumas ir buvimas didelis skaičius priemaišų, ir, antra, reikia didelių išlaidų jo „džiovinimui“. Faktas yra tas, kad naftos dujų drėgnumas yra 100%.

APG deginimas

Dėl apdorojimo sudėtingumo ilgas laikas Pagrindinis naftos dujų panaudojimo būdas buvo banalus jų deginimas gamybos vietoje. Šis barbariškas metodas lemia ne tik negrįžtamą vertingų angliavandenilių žaliavų praradimą ir degių komponentų energijos švaistymą, bet ir rimtų pasekmių dėl aplinką... Tai yra šiluminė tarša, didžiulis dulkių ir suodžių kiekis bei atmosferos užteršimas. toksiškos medžiagos... Jei kitose šalyse už tokį naftos dujų panaudojimo būdą skiriamos didžiulės baudos, dėl kurių jis ekonomiškai nepelningas, tai Rusijoje padėtis yra daug prastesnė. Atokiuose laukuose su APG gamyba kainuoja 200-250 rublių / tūkst. m 3 ir transportavimo išlaidos iki 400 rublių / tūkst. m 3 galite parduoti ne daugiau kaip už 500 rublių, todėl bet koks apdorojimo būdas tampa nuostolingas.

APG įpurškimas į rezervuarą

Kadangi susijusios dujos gaminamos šalia naftos telkinio, jos gali būti naudojamos kaip priemonė regeneracijai pagerinti. Tam į formaciją suleidžiama APG ir įvairūs darbiniai skysčiai. Remiantis praktinių matavimų rezultatais, paaiškėjo, kad papildoma produkcija iš kiekvienos aikštelės yra 5-10 tūkst.t per metus. Šis dujų panaudojimo būdas vis dar yra geresnis nei deginimas. Be to, yra modernių patobulinimų, siekiant padidinti jo efektyvumą.

Dalinis susijusių naftos dujų apdorojimas (APG)

Šios technologijos įdiegimas leidžia padidinti pelningumą ir gamybos efektyvumą. Komerciniai produktai, gauti perdirbant angliavandenilių žaliavas, yra: benzinas, stabilus kondensatas, propano-butano frakcija, aromatiniai angliavandeniliai ir daug daugiau. Siekiant optimizuoti kaštus, perdirbimo gamyklos daugiausia statomos dideliuose dujų ir naftos telkiniuose, o mažuose telkiniuose dėl mokslo ir technikos pažangos naudojama blokinė kompaktiška žaliavų perdirbimo įranga.

APG valymas

APG apdorojimas prasideda nuo jo valymo. Siekiant pagerinti gaminio kokybę, atliekamas gryninimas nuo mechaninių priemaišų, anglies dioksido ir sieros vandenilio. Pirmiausia APG atšaldomas, o visos priemaišos kondensuojamos bokštuose, ciklonuose, elektrostatiniuose nusodintuvuose, putose ir kituose įrenginiuose. Tada vyksta džiovinimo procesas, kurio metu drėgmę sugeria kietos arba skystos medžiagos. Šis procesas laikomas privalomu, nes per didelis drėgmės kiekis žymiai padidina transportavimo išlaidas ir apsunkina galutinio produkto naudojimą.

Panagrinėkime šiandien dažniausiai naudojamus APG gydymo metodus.

Atskyrimo būdai. Tai yra daugiausia paprastos technologijos naudojamas išskirtinai kondensato atskyrimui po dujų suspaudimo ir aušinimo. Metodai gali būti naudojami bet kokioje aplinkoje ir pasižymi mažu atliekų kiekiu
Tačiau gauto APG kokybė, ypač kai žemas slėgis, žemas. Anglies dioksidas ir sieros junginiai nepašalinami.
Dujų dinaminiai metodai. Remiantis procesais, kuriais aukšto slėgio dujų mišinio potenciali energija paverčiama garsiniais ir viršgarsiniais srautais. Naudojama įranga yra nebrangi ir lengvai valdoma. Esant žemam slėgiui, metodų efektyvumas mažas, taip pat nepašalinami sieros junginiai ir CO 2.
Sorbcijos metodai. Jie leidžia dehidratuoti dujas tiek vandeniu, tiek angliavandeniliais. Be to, galima pašalinti mažas vandenilio sulfido koncentracijas. Kita vertus, sorbcijos valymo metodai yra menkai pritaikyti lauko sąlygomis, o dujų nuostoliai siekia iki 30 proc.
Glikolio dehidratacija. Naudojamas kaip efektyviausias būdas pašalinti drėgmę iš dujų. Šis metodas yra paklausus kaip priedas prie kitų valymo būdų, nes pašalina tik vandenį. Dujų nuostoliai yra mažesni nei 3%.
Sieros pašalinimas. Kitas labai specializuotas metodų rinkinys, skirtas sieros junginiams pašalinti iš APG
Tam naudojamos plovimo aminais, šarminio valymo, Serox proceso ir pan. Trūkumas yra 100% APG drėgmės kiekis išleidimo angoje.
Membranų technologija. Tai yra labiausiai efektyvus metodas APG valymas. Jo principas pagrįstas skirtingu atskirų dujų mišinio elementų praėjimo per membraną greičiu. Išleidimo angoje gaunami du srautai, iš kurių vienas yra praturtintas lengvai prasiskverbiančiais komponentais, o kitas - sunkiai prasiskverbiančiais komponentais. Anksčiau tradicinių membranų selektyvinės ir stiprumo charakteristikos buvo nepakankamos APG gryninimui. Tačiau šiandien rinkoje yra naujų tuščiavidurių pluoštų membranų, kurios gali apdoroti dujas, kuriose yra didelė sunkiųjų angliavandenilių ir sieros junginių koncentracija. Per kelerius metus NPK Grasys specialistai atliko bandymus įvairiose patalpose ir priėjo prie išvados, kad ši naujos membranos pagrindu sukurta technologija gali žymiai sumažinti APG valymo išlaidas. Atitinkamai, ji turi rimtų rinkos perspektyvų.

APG analizė

Ar dalinis susijusių naftos dujų panaudojimas yra pelningas, galima įsitikinti atlikus išsamią gamyklos analizę. Šiuolaikinė įranga ir naujoviškų technologijų atveria naujas erdves ir begalines šio metodo galimybes. APG apdorojimas leidžia gauti „sausas“ dujas, kurios savo sudėtimi yra artimos natūralioms ir gali būti naudojamos pramonės ar savivaldybių įmonėse.

Atlikti tyrimai patvirtino, kad nustojus deginti susijusias naftos dujas, su moderni įranga perdirbimui per metus bus galima papildomai gauti 20 mln. kubinių metrų sausų dujų.

APG naudojimas eksploatuojant mažus elektros įrenginius

Kitas akivaizdus tokių dujų panaudojimo būdas – naudoti jas kaip kurą elektrinėms. APG efektyvumas šiuo atveju gali siekti 80% ir daugiau. Žinoma, tam jėgos agregatai turėtų būti išdėstyti kuo arčiau lauko. Šiandien rinkoje yra puiki suma turbinos ir stūmokliniai blokai, galintys veikti naudojant APG. Papildoma premija yra galimybė panaudoti išmetamąsias dujas lauko objektų šilumos tiekimo sistemai organizuoti. Be to, jis gali būti įpurškiamas į rezervuarą, kad būtų geriau išgaunama alyva. Pažymėtina, kad šis APG panaudojimo būdas jau plačiai naudojamas Rusijoje. Visų pirma, naftos ir dujų įmonės savo atokiuose telkiniuose stato dujų turbinines jėgaines, kurios leidžia per metus pagaminti daugiau nei milijardą kilovatvalandžių elektros energijos.

Dujų pavertimo skysčiais technologija (cheminis APG perdirbimas į kurą)

Visame pasaulyje ši technologija sparčiai vystosi. Deja, jos įgyvendinimas Rusijoje yra labai sudėtingas. Faktas yra tas, kad toks metodas yra pelningas tik karštose ar vidutinio klimato platumose, o mūsų šalyje dujų ir naftos gavyba daugiausia vykdoma šiauriniai regionai, ypač Jakutijoje. Norėdami pritaikyti technologijas mūsų klimato ypatybės reikalingas rimtas tiriamasis darbas.

Kriogeninis APG perdirbimas į suskystintas dujas

Skirtingai nei gamtinių dujų Susijusiose naftos dujose, be metano ir etano, yra daug propanų, butanų ir sunkesnių angliavandenilių garų. Daugelyje susijusių dujų, priklausomai nuo lauko, taip pat yra ne angliavandenilių komponentų: vandenilio sulfido ir merkaptanų, anglies dioksido, azoto, helio ir argono.

Atidarius alyvos rezervuarus, dujos iš alyvos „dangtelių“ dažniausiai pradeda trykšti pirmiausia. Vėliau didžiąją dalį susietų dujų sudaro naftoje ištirpusios dujos. Dujų „dangteliai“ arba laisvosios dujos yra lengvesnės sudėties (su mažesniu sunkiųjų angliavandenilių dujų kiekiu), priešingai nei dujos, ištirpusios naftoje. Taigi, pradiniai etapai Lauko plėtrai paprastai būdingi dideli metiniai susijusių naftos dujų gavybos kiekiai, kurių sudėtyje yra didelė metano dalis. Ilgai eksploatuojant lauką, su tuo susijęs naftos dujų debetas mažėja, o didelė dujų dalis patenka ant sunkiųjų komponentų.

Įpurškimas į podirvį, siekiant padidinti rezervuaro slėgį ir taip padidinti naftos gavybos efektyvumą. Tačiau Rusijoje, skirtingai nei skaičius užsienio šalys, šis metodas, išskyrus retas išimtis, nenaudojamas, nes tai labai brangus procesas.

Vietinis naudojimas elektros energijos gamybai naftos telkinių reikmėms.

Kai išleidžiami dideli ir stabilūs susijusių naftos dujų kiekiai, jos gali būti naudojamos kaip kuras didelėse elektrinėse arba tolesniam perdirbimui.

Veiksmingiausias būdas panaudoti susijusias naftos dujas yra jas apdoroti dujų perdirbimo įmonėse, kad būtų gautos sausos pašalintos dujos (DSG), didelė lengvųjų angliavandenilių frakcija (NGL), suskystintosios dujos (SND) ir stabilus benzinas (SGB).

Didelis konsultacinė įmonė kuro ir energetikos sektoriuje PFC Energy tyrime „Asocijuotų naftos dujų panaudojimas Rusijoje“ pažymėjo, kad geriausias variantas APG panaudojimas priklauso nuo lauko dydžio. Taigi mažiems laukams patraukliausias pasirinkimas – gaminti elektrą nedideliu mastu savo lauko ir kitų vietinių vartotojų poreikiams.

Vidutinio dydžio laukuose, anot mokslininkų, ekonomiškai naudingiausias būdas panaudoti susijusias naftos dujas yra išgauti suskystintas naftos dujas dujų perdirbimo gamykloje ir parduoti suskystintas naftos dujas (SND) arba naftos chemijos produktus ir sausas dujas.

Dideliems laukams patraukliausias pasirinkimas yra elektros energijos gamyba didelė elektrinė vėlesniam didmeninė prekybaį elektros sistemą.

Ekspertų teigimu, susijusių dujų panaudojimo problemos sprendimas yra ne tik ekologijos ir išteklių tausojimo klausimas, bet ir potencialus nacionalinis projektas, kurio vertė 10-15 mlrd. Vien APG kiekių panaudojimas leistų per metus pagaminti iki 5-6 milijonų tonų skystųjų angliavandenilių, 3-4 milijardus kubinių metrų etano, 15-20 milijardų kubinių metrų sausų dujų arba 60-70 tūkstančių GW/val. elektros energijos.

Rusijos prezidentas Dmitrijus Medvedevas nurodė Rusijos vyriausybei imtis priemonių, kad iki 2010 m. vasario 1 d. būtų nutraukta neracionalaus susijusių dujų naudojimo praktika.

Vaidyba

RUSIJOS FEDERACIJOS VALSTYBINIS KOMITETAS
APLINKOS APSAUGA

METODAS
kenksmingų medžiagų išmetimo į atmosferą skaičiavimas
kai deginamos susijusios naftos dujos raketose

Įvedimo data 1998-01-01

KŪRĖTA Atmosferos oro apsaugos mokslinių tyrimų instituto

PATVIRTINTA Rusijos Federacijos valstybinio aplinkos apsaugos komiteto įsakymu (1998 m. balandžio 8 d. N 199)

ĮSIgalioja nuo 1998-01-01 penkerių metų laikotarpiui praktinis pritaikymas apskaitant ir vertinant teršalų išmetimą į atmosferą

1. Įvadas

1.1. Šis dokumentas:

(1) sukurta pagal Rusijos Federacijos Aplinkos apsaugos įstatymą, siekiant gauti duomenis apie teršalų išmetimą deginant susijusias naftos dujas fakelose;

(2) nustato įvairių tipų fakelų išmetamų teršalų parametrų skaičiavimo metodiką;

(3) taikoma raketoms, naudojamoms pagal taikomus projektavimo kodus.

1.2. Dokumento kūrėjai: Cand. fizinis-mat. Milyaev V.B., Cand. geogr. Mokslai Burenin N.S., Cand. fizinis-mat. Mokslai Elisejevas V.S., Cand. fizinis-mat. Mokslai Ziv A.D., Cand. tech. Mokslai Gizitdinova M.R., Cand. tech. Turbin A.S.

2. Nuorodos į norminius dokumentus

2.1. Blyksnių sistemų projektavimo ir saugaus eksploatavimo taisyklės, patvirtintos Rusijos Gosgortekhnadzor 2092 04 21 * 1).
______________
* Teritorijoje Rusijos Federacija patvirtintomis „Saugaus fakelo sistemų eksploatavimo taisyklėmis“. Rusijos federalinės kasybos ir pramonės priežiūros dekretu 2003-06-10 N 83. - Pažymėkite "KODAS".

2.3. OND-86. Įmonių išmetamuose teršaluose esančių kenksmingų medžiagų koncentracijos atmosferos ore apskaičiavimo metodika.

3. Pagrindinės sąvokos ir apibrėžimai

3.1. Raktas yra įtaisas, skirtas deginti atmosferoje, netinkamas naudoti nacionalinė ekonomika susijusios naftos dujos (APG); yra vienintelis atmosferos taršos šaltinis.

3.1.1. Didelio aukščio liepsnos įrenginys – tai įrenginys, kuriame APG su slėgiu tiekiamas į degimo zoną per vertikalią 4 m ir aukštesnio fakelo kaminą (vamzdį).

3.1.2. Horizontalus fakelo blokas – atvira duobė su slėgiu susijusių naftos dujų tiekimo į degimo zoną išilgai horizontalaus fakelo kamino (vamzdžio); tvarto konstrukcija užtikrina, kad degantis fakelas į atmosferą patektų 45° kampu.

3.2. Susijusių naftos dujų, išeinančių iš fakelo bloko, degimo produktai, taip pat nesudegusios sudedamosios dalys yra galimas supančios atmosferos taršos kenksmingomis medžiagomis šaltinis.

Kokybines ir kiekybines kenksmingų emisijų charakteristikas lemia rūšis ir parametrai fakelo montavimas ir įsiliepsnojo APG sudėtis.

3.3. Aukštybinių ir horizontalių fakelų įrenginių projektai užtikrina be suodžių susietų naftos dujų degimą, kai laikomasi nustatytų „Fakcinių sistemų išdėstymo ir saugaus eksploatavimo taisyklių“, patvirtintų. Rusijos Federacijos Gosgortekhnadzor 2092 04 21 tokia sąlyga: sudegusių dujų nutekėjimo greitis turi viršyti 0,2 garso sklidimo dujose greičio.

3.4. Siekiant įvertinti maksimalias teršalų, kurių šaltinis yra fakeliniai įrenginiai, paviršiaus koncentraciją atmosferoje, šioje metodikoje numatyti šie parametrai:

- kenksmingų medžiagų emisijos galia;

- į atmosferą išmetamo dujų mišinio suvartojimas;

- emisijos šaltinio aukštis virš žemės lygio;

- vidutinis dujų mišinio patekimo į atmosferą greitis;

- į atmosferą išleidžiamo dujų mišinio temperatūra.

4. Pradiniai duomenys

4.1. Blyksnio įrenginio konstrukcijos ypatybės

- išleidimo antgalio skersmuo, m;

- fakelo rietuvės aukštis (didelio aukščio raketų įrengimams), m;

- atstumas nuo išleidimo antgalio iki žemės lygio (horizontaliems fakelo įrengimams), m;

(> 0 vamzdžiams, nutiestiems virš žemės lygio ir<0 в противном случае);

- atstumas nuo išleidimo antgalio iki priešingos tvarto sienos (horizontalioms liepsnos įrenginiams), m.

4.2. Išmatuotos charakteristikos

4.2.1. APG tūrinis srautas (m/s) išsiliejo blykste;

4.2.2. APG ištekėjimo greitis U, m/s.

4.2.3. APG sudegintos sudėtis (tūrio proc.):

- metanas;

- etanas;

- propanas;

- butanas;

- pentanas;

- heksanas;

- heptanas;

- azotas;

- anglies dioksidas ;

- vandenilio sulfidas (ir (arba) merkaptanai).

5. Raktos bloko veikimo įvertinimas

5.1. Tūrinis srautas (m/s) ir nutekėjimo greitis U (m/s), išpūstas atitinkamame naftos dujų degiklio bloke, išmatuojami eksperimentiškai arba, jei nėra tiesioginių matavimų, apskaičiuojami pagal formulę:

čia U yra APG ištekėjimo greitis iš degiklio bloko išleidimo angos, m/s (pagal matavimo rezultatus);

- išleidimo antgalio skersmuo, m (pagal plokštumos bloko projektinius duomenis).

Neturint tiesioginių matavimų, ištekėjimo greitis U imamas pagal 1992 m. „Faklerinių sistemų projektavimo ir saugaus eksploatavimo taisykles“, lygus

su nuolatinėmis iškrovomis:

su periodinėmis ir avarinėmis iškrovomis:

kur yra garso sklidimo greitis APG, apskaičiuotas pagal D priedėlį.

5.2. Iš fakelo bloko išleidžiamų dujų masės srautas (kg / h) apskaičiuojamas pagal formulę:

kur yra APG tankis, kg/m, (išmatuotas eksperimentiškai arba apskaičiuotas pagal komponentų tūrio dalis (tūrio proc.) ir tankius (kg/m) – žr. A priedą).

5.3. Degimo produktų, išeinančių iš liepsnos bloko, tūrinis srautas (m/s):

kur yra APG tūrinis srautas (m/s), išplitęs išplėtimo bloke, apskaičiuotas pagal formulę (5.1.1);

- degimo produktų tūris (m/m), apskaičiuotas pagal B priedėlio 3 formulę;

- degimo temperatūra, apskaičiuota pagal 8.3 punktą.

6. Kenksmingų medžiagų išmetimo į atmosferą galios skaičiavimas

6.1. Sudeginamųjų naftos dujų fizikinių ir cheminių charakteristikų skaičiavimas

6.1.1. Tankio apskaičiavimas, kg/m (A priedo 1 formulė).

6.1.2. Įprastos molekulinės masės, kg/mol, apskaičiavimas (A priedo 2 formulė).

6.1.3. Cheminių elementų masės kiekio (masės %) apskaičiavimas APG (A priedo 3 ir 4 formulės).

6.1.4. Elementų atomų skaičiaus apskaičiavimas sutartinėje APG molekulinėje formulėje (A priedo 5 ir 6 formulės).

6.2. Drėgno oro fizikinių ir cheminių charakteristikų skaičiavimas

Esant nurodytoms oro sąlygoms:

- temperatūra t, ° С;

- slėgis Р, mm Hg;

- santykinė oro drėgmė (frakcijomis arba %).

6.2.1. Drėgno oro masės drėgmės kiekio d (kg/kg) nustatymas pagal nomogramą (B1 priedas).

6.2.2. Komponentų masės dalių drėgname ore apskaičiavimas (B priedėlio 2 ir 3 formulės).

6.2.3. Cheminių elementų atomų skaičiaus apskaičiavimas drėgno oro sutartinėje molekulinėje formulėje (B priedo 3 lentelė).

6.2.4. Drėgno oro tankio apskaičiavimas kg/m (B priedo 5 formulė).

6.3. Naftos dujų degimo drėgname ore stechiometrinės reakcijos apskaičiavimas

6.3.1. Molinio stechiometrinio koeficiento M apskaičiavimas (B priedo 2 formulė).

6.3.2. Teorinio drėgno oro kiekio (m/m), reikalingo visiškai sudeginti 1 m3 APG, nustatymas (B priedo 3 punktas).

6.3.3. Degimo produktų kiekio (m/m), susidarančio stechiometriškai deginant 1 m3 APG drėgno oro atmosferoje, apskaičiavimas (B priedo 3 formulė).

6.4. Susijusių naftos dujų deginimo fakeliniame bloke sąlygų įvykdymo tikrinimas

6.4.1. Garso sklidimo greičio sudegusių dujų mišinyje apskaičiavimas (m/s) (D priedo 1 formulė arba D priedo 1-4 grafikai).

6.4.2. Degimo be suodžių sąlygos įvykdymo patikrinimas:

6.5. Specifinio kenksmingų medžiagų emisijos, tenkančios deginamų susijusių naftos dujų masės vienetui, nustatymas (kg/kg)

6.5.1. Norint įvertinti anglies monoksido, azoto oksidų (pagal azoto dioksidą), taip pat suodžių išmetimo galią, jei nesilaikoma degimo be suodžių sąlygos, eksperimentinės savitosios emisijos vienetui vertės. naudojamos degimo dujų masės, pateiktos šioje lentelėje:

6.1 lentelė


Specifinės emisijos (kg / kg)	Degimas be suodžių	Dega suodžių išsiskyrimu



benzo (a) pirenas

Deginant sieros turinčias susijusias naftos dujas, savitasis sieros dioksido išmetimas apskaičiuojamas pagal formulę:

kur yra molekulinė masė, yra sutartinė kuro molekulinė masė, s yra sieros atomų skaičius įprastoje susijusių naftos dujų molekulinėje formulėje (žr. A priedus, A1).

Jei būtina nustatyti išmetamųjų teršalų kiekį, reikia vadovautis E priedėlyje pateiktomis formulėmis.

Deginant susijusias naftos dujas, kenksmingos medžiagos taip pat patenka į atmosferą dėl nepakankamo dujų degimo. Perdegimo koeficientas nustatomas arba eksperimentiškai tam tikros konstrukcijos fakeliniams blokams, arba laikomas 0,0006 suodžių deginimo atveju ir 0,035 kitu atveju.

Specifinis angliavandenilių (metano atžvilgiu), taip pat sieros junginių, esančių dujose, tokių kaip vandenilio sulfidas ir merkaptanai, išmetimas nustatomas pagal bendrą formulę:

(Savitasis išmetimas) = 0,01 * (perdegimo koeficientas) * (masės dalis proc.) (6,3)

7. Maksimalios ir bendros kenksmingų medžiagų emisijos apskaičiavimas

7.1. Didžiausios kenksmingų medžiagų emisijos apskaičiavimas (g/s):

kur yra savitasis i-osios kenksmingos medžiagos išmetimas sudegusių dujų masės vienetui (kg/kg) (E priedėlis);

yra dujų, išleidžiamų deginimo bloke, masės srautas (kg / h) (žr. 5.2 formulę).

7.2. Bendro išmetamų kenksmingų medžiagų kiekio apskaičiavimas per metus (t / metus):

kur pavadinimai yra tokie patys kaip 7.1 punkte, o t yra fakelo įrenginio veikimo trukmė per metus valandomis.

8. Fakelo bloko, kaip potencialaus atmosferos taršos šaltinio, parametrų apskaičiavimas

8.1. Teršalų išmetimo į atmosferą šaltinio aukščio virš žemės lygio apskaičiavimas, N (m)

8.1.1. Didelio aukščio blykstės įrenginiams:

čia (m) yra fasadų kamino aukštis (nustatomas pagal didelio aukščio fakelo bloko projektinius duomenis);

(m) – degiklio ilgis (apskaičiuotas pagal G priedėlio (1) formulę arba nustatytas pagal G priedėlio nomogramas.

8.1.2. Horizontaliems išplėtimo įrenginiams:

čia (m) yra atstumas nuo vamzdžio antgalio iki priešingos tvarto sienos;

(m) - išleidimo antgalio atstumas nuo žemės lygio (su "pliuso" ženklu, jei vamzdis yra aukštesnis už žemės lygį, ir su "minuso" ženklu kitaip);

0,707 - koeficientas, atsižvelgiant į degiklio įlinkio kampą apie vertikalę.

8.1.3. Plokštės ilgis apskaičiuojamas pagal G priedą.

8.2. Dujų mišinio (degimo produktų) srauto ir vidutinio patekimo į atmosferą greičio apskaičiavimas

8.2.1. Degimo produktų, išeinančių iš liepsnos bloko, tūrinis srautas (m/s) apskaičiuojamas pagal (5.3) formulę.

8.2.2. Vidutinis susietų naftos dujų degimo produktų patekimo į atmosferą greitis apskaičiuojamas pagal formulę:

kur (m) yra degiklio skersmuo.

apskaičiuojamas pagal formulę:

kur yra degiklio ilgis (G priedas).

8.3. Į atmosferą išleidžiamo dujų mišinio temperatūros apskaičiavimas

8.3.1. Savitųjų išmetamųjų teršalų ir deginto APG masės vieneto (kg / kg) apskaičiavimas (E priedėlis).

8.3.2. Sudegusių dujų grynojo šilumingumo (kcal/m) apskaičiavimas (3 priedėlis).

8.3.3. Energijos dalies, prarastos dėl deglo spinduliuotės, apskaičiavimas:

kur yra įprastinė APG molekulinė masė (A priedas).

8.3.4. Šilumos kiekio susijusių naftos dujų degimo produktuose apskaičiavimas trims degimo temperatūros vertėms (pavyzdžiui;;) (kcal):

čia (kg) yra 1 m3 APG degimo produktų i-osios sudedamosios dalies masė (E priedėlis).

- sudedamųjų degimo produktų vidutinės masės izobarinės šiluminės talpos (B1 priedėlio 3 lentelė).

8.3.5. Grafo sudarymas.

8.3.6. T reikšmės nustatymas pagal grafiką, remiantis sąlyga:

8.3.7. Į atmosferą išleidžiamo dujų mišinio temperatūros nustatymas:

A priedas. Susijusių naftos dujų fizinių ir cheminių charakteristikų apskaičiavimas

A priedas

Susijusių naftos dujų fizinių ir cheminių charakteristikų apskaičiavimas (6.1 punktas)

1. Komponentų APG tankio (kg / m) apskaičiavimas pagal tūrio dalis (tūrio proc.) (6.1.1 punktas) ir tankį (kg / m) (A1 priedėlio 3 lentelė):

2. Įprastos APG molekulinės masės, kg/mol, apskaičiavimas (6.1.2 punktas):

kur yra APG i-ojo komponento molekulinė masė (A1 priedo 2 lentelė).

3. Cheminių elementų masės kiekio susijusiose dujose apskaičiavimas (6.1.3 punktas):

J-ojo cheminio elemento masės kiekis APG (% masės) apskaičiuojamas pagal formulę:

kur yra cheminio elemento j kiekis (masės proc.) APG i-ajame komponente (A1 priedėlio 4 lentelė);

- i-ojo komponento masės dalis APG; apskaičiuojamas pagal formulę:

Pastaba: jei angliavandenilių emisija apskaičiuojama metanu, taip pat apskaičiuojama angliavandenilių, paverstų metanu, masės dalis:

Šiuo atveju sumuojama tik angliavandeniliams, kuriuose nėra sieros.

4. Elementų atomų skaičiaus apskaičiavimas sutartinėje susijusių dujų molekulinėje formulėje (6.1.4 punktas):

J-ojo elemento atomų skaičius apskaičiuojamas pagal formulę:

Susijusių naftos dujų sąlyginė molekulinė formulė parašyta kaip.