De ce gazul asociat are acest nume? Gaz petrolier asociat: compoziție, metode de producție, utilizare

Pentru o lungă perioadă de timp trecand gaz petrolier nu avea valoare. A fost considerată o impuritate dăunătoare în timpul producției de petrol și a fost ars direct atunci când gazul ieșea dintr-un puț de petrol. Dar timpul a trecut. Au apărut noi tehnologii care ne-au permis să aruncăm o privire diferită asupra APG și proprietăților sale.

Compus

Gazul petrolier asociat este situat în „capacul” formațiunii purtătoare de petrol - spațiul dintre sol și zăcăminte. ulei fosil. De asemenea, o parte din el este în stare dizolvată în uleiul însuși. În esență, APG este același gaz natural, a cărui compoziție este un număr mare impurităţi.

Gazul petrolier asociat are o mare varietate de conținuturi diverse feluri hidrocarburi. Acestea sunt în principal etan, propan, metan, butan. De asemenea, conține hidrocarburi mai grele: pentan și hexan. În plus, gazul petrolier include o anumită cantitate de componente neinflamabile: heliu, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon, azot și argon.

Este de remarcat faptul că compoziția gazului petrolier asociat este extrem de instabilă. Același depozit APG poate modifica semnificativ procentul anumitor elemente pe parcursul mai multor ani. Acest lucru este valabil mai ales pentru metan și etan. Dar chiar și în ciuda acestui fapt, gazul petrolier este foarte consumator de energie. Un metru cub de APG, în funcție de tipul de hidrocarburi care sunt incluse în compoziția sa, este capabil să elibereze de la 9.000 până la 15.000 de kcal de energie, ceea ce îl face promițător pentru utilizare în diverse aparate de foarfece economice.

Liderii în producția asociată de gaze petroliere sunt Iran, Irak, Arabia Saudită, Federația Rusă și alte țări în care sunt concentrate principalele rezerve de petrol. Rusia are aproximativ 50 de miliarde de metri cubi de gaze petroliere asociate pe an. Jumătate din acest volum este destinat nevoilor zonele de productie, 25% pentru procesare suplimentară, iar restul este incinerat.

Curatenie

Gazul petrolier asociat nu este utilizat în forma sa originală. Utilizarea sa devine posibilă numai după curățarea prealabilă. Pentru a face acest lucru, straturi de hidrocarburi cu densități diferite sunt separate unul de celălalt în echipamente special concepute în acest scop - un separator de presiune în mai multe etape.

Toată lumea știe că apa de la munte fierbe la o temperatură mai scăzută. În funcție de altitudine, punctul său de fierbere poate scădea la 95 ºС. Acest lucru se întâmplă din cauza diferenței presiunea atmosferică. Acest principiu este utilizat în funcționarea separatoarelor cu mai multe etape.

Inițial, separatorul furnizează o presiune de 30 de atmosfere și după o anumită perioadă de timp își reduce treptat valoarea în trepte de 2-4 atmosfere. Acest lucru asigură separarea uniformă a hidrocarburilor de temperaturi diferite fierbinte una de la alta. Apoi, componentele rezultate sunt trimise direct la următoarea etapă de purificare către instalațiile de rafinare a petrolului.

Aplicarea gazelor petroliere asociate

Acum este în mod activ solicitat în unele zone de producție. În primul rând, acesta este - industria chimică. Pentru ea, APG servește ca material pentru producția de materiale plastice și cauciuc.

Industria energetică este, de asemenea, parțială față de produsul secundar al producției de petrol. APG este materia primă din care sunt produse următoarele tipuri de combustibil:

• Gaz uscat.
• Fracție mare de hidrocarburi ușoare.
• Combustibil pentru motor pe gaz.
• Gaz petrolier lichefiat.
• Benzină stabilă.
• Fracții separate pe bază de carbon și hidrogen: etan, propan, butan și alte gaze.

Volumul de utilizare a gazelor petroliere asociate ar fi și mai mare dacă nu ar exista o serie de dificultăți care apar în timpul transportului acestuia:

• Necesitatea de a elimina impuritățile mecanice din compoziția gazului. Când APG curge dintr-un puț, particule minuscule de sol intră în gaz, ceea ce îi reduc semnificativ proprietățile de transport.
• Gazul petrolier asociat trebuie să fie supus unei proceduri de tratare a petrolului. Fără aceasta, fracția lichefiată va precipita în conducta de gaz în timpul transportului său.
• Compoziția gazului petrolier asociat trebuie purificată din sulf. Conținutul crescut de sulf este unul dintre principalele motive pentru formarea de pete de coroziune în conductă.
• Eliminarea azotului și a dioxidului de carbon pentru îmbunătățire putere calorica gaz

Din motivele de mai sus pentru o lungă perioadă de timp Gazul petrolier asociat nu a fost folosit, ci a ars direct în apropierea puțului în care se afla petrolul. A fost deosebit de bine să urmărești acest lucru în timp ce zbura peste Siberia, unde torțe cu nori negri de fum care emanau din ei erau vizibile în mod constant. Acest lucru a continuat până când au intervenit ecologistii, realizând tot răul ireparabil care i se provoca naturii în acest fel.

Consecințele arderii

Arderea gazelor este însoțită de un efect termic activ asupra mediului. Pe o rază de 50-100 de metri de locul imediat de ardere, se constată o scădere vizibilă a volumului vegetației, iar la o distanță de până la 10 metri există o absență completă a vegetației. Acest lucru se datorează în principal epuizării nutrienti soluri de care depind atât de mult tot felul de copaci și ierburi.

O torță aprinsă servește ca sursă de monoxid de carbon, aceeași care este responsabilă pentru distrugerea stratului de ozon al Pământului. În plus, gazul conține dioxid de sulf și oxid de azot. Aceste elemente aparțin grupului substante toxice pentru organismele vii.

Astfel, persoanele care locuiesc în zone cu producție activă de ulei prezintă un risc crescut de a dezvolta diverse tipuri de patologii: oncologie, infertilitate, imunitate slăbită etc.

Din acest motiv, la sfârşitul anilor 2000 a apărut problema utilizării APG, pe care o vom analiza mai jos.

Metode de utilizare a gazelor petroliere asociate

Pe în acest moment există multe opțiuni pentru eliminarea deșeurilor de ulei fără a provoca rău mediu. Cele mai frecvente sunt:

• Trimis direct la rafinăria de petrol. Este cea mai optimă soluție, atât din punct de vedere financiar, cât și din punct de vedere al mediului. Dar cu condiția să existe deja o infrastructură dezvoltată de gazoduct. În lipsa acestuia, va fi necesară o investiție semnificativă de capital, care se justifică doar în caz depozite mari.
• Reciclare prin utilizarea APG ca combustibil. Gazul petrolier asociat este furnizat centralelor electrice, unde, folosind turbine cu gaz este produs din ea energie electrica. Dezavantajul acestei metode este necesitatea de a instala echipamente pentru pre-curățare, precum și transportul acestuia la destinație.
• Injectarea de APG uzat în rezervorul de petrol subiacent, crescând astfel factorul de recuperare a petrolului din sondă. Acest lucru se întâmplă din cauza creșterii sub stratul de sol. Această opțiune Se caracterizează prin ușurința de implementare și costul relativ scăzut al echipamentului utilizat. Există un singur dezavantaj aici - lipsa utilizării efective a APG. Există doar o întârziere, dar problema rămâne nerezolvată.

Gazul petrolier asociat, sau APG, este gaz dizolvat în petrol. Gazul petrolier asociat este produs în timpul producției de petrol, adică este, de fapt, un produs secundar. Dar APG în sine este o materie primă valoroasă pentru prelucrarea ulterioară.

Compoziția moleculară

Gazul petrolier asociat este format din hidrocarburi ușoare. Acesta este, în primul rând, metanul - componenta principala gaze naturale - precum și componente mai grele: etan, propan, butan și altele.

Toate aceste componente diferă prin numărul de atomi de carbon din moleculă. Deci, o moleculă de metan conține un atom de carbon, etanul are doi, propanul are trei, butanul are patru etc.

~ 400.000 de tone - capacitatea de transport a unui supertanc petrolier.

Potrivit Fondului Mondial faunei sălbatice(WWF), în regiunile producătoare de petrol, până la 400.000 de tone de poluanți solizi sunt emise în atmosferă anual, din care o pondere semnificativă este ocupată de produsele de ardere APG.

Temerile ecologistilor

Gazul petrolier asociat trebuie separat de petrol pentru ca acesta să îndeplinească standardele cerute. Multă vreme, APG a rămas un produs secundar pentru companiile petroliere, așa că problema eliminării sale a fost rezolvată destul de simplu - a fost ars.

Cu ceva timp în urmă, zburând cu un avion Vestul Siberiei, se vedeau multe torțe aprinse: era asociat gaz petrolier.

În Rusia, aproape 100 de milioane de tone de CO 2 sunt generate anual ca urmare a arderii gazelor.
Emisiile de funingine sunt de asemenea periculoase: conform ecologiștilor, particulele minuscule de funingine pot fi transportate pe distanțe lungi și depuse pe suprafața zăpezii sau a gheții.

Chiar și aproape invizibilă pentru ochi, contaminarea zăpezii și a gheții reduce semnificativ albedo-ul lor, adică reflectivitatea. Drept urmare, zăpada și aerul de la sol se încălzesc, iar planeta noastră reflectă mai puțină radiație solară.

Reflectivitatea zăpezii necontaminate:

Schimbări în bine

ÎN în ultima vreme Situația cu utilizarea APG a început să se schimbe. Companiile petroliere acordă din ce în ce mai multă atenție problemei utilizare rațională gaz asociat. Intensificarea acestui proces este facilitată de Guvernul Federația Rusă Rezoluția nr. 7 din 8 ianuarie 2009, care stabilește cerința de a aduce nivelul de utilizare a gazelor asociate la 95%. Dacă acest lucru nu se întâmplă, companiile petroliere se confruntă cu amenzi mari.

OAO Gazprom a pregătit un program de investiții pe termen mediu pentru creșterea eficienței utilizării APG pentru 2011–2013. Nivelul de utilizare a APG în cadrul Grupului Gazprom (inclusiv OJSC Gazprom Neft) în 2012 a fost în medie de aproximativ 70% (în 2011 - 68,4%, în 2010 - 64%), cu trimestrul IV al 2012 la domeniile OJSC Gazprom nivelul APG reprezintă 95%, iar Gazprom Dobycha Orenburg LLC, Gazprom Pererabotka LLC și Gazprom Neft Orenburg LLC folosesc deja 100% APG.

Opțiuni de eliminare

Există număr mare metode de utilizare benefică a APG, dar în practică sunt folosite doar câteva.

Principala modalitate de a utiliza APG este de a-l separa în componente, majoritatea fiind gaz uscat (în esență același gaz natural, adică în principal metan, care poate conține o anumită cantitate de etan). Al doilea grup de componente se numește fracțiunea largă de hidrocarburi ușoare (NGL). Este un amestec de substanțe cu doi sau mai mulți atomi de carbon (C 2 + fracțiune). Acest amestec este materia primă pentru produse petrochimice.

Procesele de separare a gazelor petroliere asociate au loc la unități de condensare la temperatură joasă (LTC) și de absorbție la temperatură joasă (LTA). După separare, gazul uscat poate fi transportat printr-o conductă de gaz convențională, iar lichidele din gaze naturale pot fi furnizate către prelucrare ulterioară pentru producerea de produse petrochimice.

Potrivit Ministerului resurse naturaleși ecologie, în 2010 cele mai mari companii petroliere au folosit 74,5% din totalul gazului produs și au ars 23,4%.

Instalațiile pentru procesarea gazelor, petrolului și condensului de gaze în produse petrochimice sunt complexe de înaltă tehnologie care se combină producție chimică cu industriile de rafinare a petrolului. Prelucrarea materiilor prime de hidrocarburi se realizează la unitățile filialelor Gazprom: la uzinele de procesare a gazelor din Astrakhan, Orenburg, Sosnogorsk, uzina de heliu din Orenburg, uzina de stabilizare a condensului Surgut și uzina de preparare a condensului Urengoy pentru transport.

De asemenea, puteți utiliza gaz petrolier asociat pentru centrale electrice pentru a genera energie electrică - aceasta permite companiilor petroliere să rezolve problema alimentării cu energie a câmpurilor fără a recurge la achiziționarea de energie electrică.

În plus, APG este injectat înapoi în rezervor, ceea ce face posibilă creșterea nivelului de recuperare a uleiului din rezervor. Această metodă se numește procesul de ciclism.

Particularități gaz natural.

1. Componenta principală a gazelor naturale este metanul.

2. Pe lângă metan, gazul natural conține etan, propan și butan.

3. În general, cu cât greutatea moleculară a hidrocarburii este mai mare, cu atât se găsește mai puțin în gazul natural.

4. Compoziția gazelor naturale din diferite zăcăminte nu este aceeași. Compoziția sa medie (în procente în volum) este următoarea: a) CH 4 – 80–97; b) C2H6 – 0,5–4,0; c) C3H8 – 0,2–1,5.

5. Ca combustibil, gazele naturale prezintă mari avantaje față de combustibilii solizi și lichizi.

6. Căldura sa de ardere este mult mai mare când este arsă, nu lasă cenușă;

7. Produsele de ardere sunt mult mai curate din punct de vedere al mediului.

8. Gazul natural este utilizat pe scară largă în centralele termice, centralele de cazane din fabrică și diferite cuptoare industriale.

Metode de utilizare a gazelor naturale

1. Arderea gazelor naturale în furnalele înalte poate reduce consumul de cocs, poate reduce conținutul de sulf din fontă și poate crește semnificativ productivitatea cuptorului.

2. Utilizarea gazelor naturale în gospodărie.

3. În prezent, începe să fie folosit în vehicule (în cilindri de înaltă presiune), ceea ce face economie de benzină, reduce uzura motorului și, datorită arderii mai complete a combustibilului, menține aerul mai curat.

4. Gazele naturale reprezintă o sursă importantă de materie primă pentru industria chimică, iar rolul acesteia în acest sens va crește.

5. Hidrogenul, acetilena și funinginea sunt produse din metan.

Gaz petrolier asociat (caracteristici):

1) gazul petrolier asociat este și gaz natural la origine; 2) a primit o denumire specială deoarece se află în zăcăminte împreună cu petrol - este dizolvat în acesta și este situat deasupra uleiului, formând un „capac” de gaz; 3) când uleiul este extras la suprafață, acesta este separat de acesta din cauza unei scăderi puternice a presiunii.

Metode de utilizare a gazelor petroliere asociate.

1. Înainte gaz asociat nu a găsit nici un folos și a fost imediat ars pe câmp.

2. Acum este capturat din ce în ce mai mult deoarece, la fel ca gazul natural, este un combustibil bun și o materie primă chimică valoroasă.

3. Posibilitățile de utilizare a gazelor asociate sunt chiar mult mai largi decât gazele naturale; Alături de metan, conține cantități semnificative de alte hidrocarburi: etan, propan, butan, pentan.

32. Uleiul și prelucrarea acestuia

Industria produce produsele petroliere necesare economiei naționale.

Uleiul natural conține întotdeauna apă, săruri minerale și diverse tipuri de impurități mecanice.

Prin urmare, înainte de a fi prelucrat, uleiul natural suferă deshidratare, desalinizare și o serie de alte operațiuni preliminare.

Particularitățile distilării uleiului.

1. Metoda de obținere a produselor petroliere prin distilarea unei fracțiuni după alta din ulei, similar modului în care se face aceasta în laborator, este inacceptabilă pentru condițiile industriale.

2. Este foarte neproductiv, necesită costuri mari și nu asigură o distribuție suficient de clară a hidrocarburilor în fracții în conformitate cu greutatea moleculară a acestora.

Liber de toate aceste neajunsuri metoda de distilare a uleiului în instalații tubulare care funcționează continuu:

1) instalația este formată dintr-un cuptor tubular pentru încălzirea uleiului și o coloană de distilare, unde uleiul este separat în fracțiuni (distilate) - amestecuri separate de hidrocarburi în funcție de punctele de fierbere ale acestora - benzină, nafta, kerosen etc.;

2) într-un cuptor cu tuburi există o conductă lungă situată sub forma unei bobine;

3) cuptorul este încălzit prin arderea de păcură sau gaz;

4) uleiul este alimentat continuu prin conductă, unde este încălzit la 320–350 °C și intră în coloana de distilare sub formă de amestec de lichid și vapori.

Caracteristicile coloanei de distilare.

1. Coloana de distilare – un aparat cilindric de oțel înalt de aproximativ 40 m.

2. Are câteva zeci de compartimentări orizontale cu orificii în interior, așa-numitele plăci.

3. Vaporii de ulei care intră în coloană se ridică și trec prin orificiile din plăci.

4. Racindu-se treptat pe masura ce se misca in sus, se lichefiaza pe anumite farfurii in functie de punctul de fierbere.

5. Hidrocarburile mai puțin volatile sunt lichefiate deja pe primele plăci, formând o fracție de motorină, hidrocarburile mai volatile sunt colectate mai sus și formează o fracție de kerosen, fracția de nafta este colectată și mai mare, cele mai volatile hidrocarburi ies din coloană sub formă de vapori și formează benzină.

6. O parte din benzină este alimentată înapoi în coloana de reflux, ceea ce ajută la răcirea și condensarea vaporilor în creștere.

7. Partea lichidă a uleiului care intră în coloană curge în jos prin plăci, formând păcură.

Pentru a facilita evaporarea hidrocarburilor volatile reținute în păcură, aburul supraîncălzit este furnizat de jos către păcura care curge.

8. Fracțiile rezultate la anumite niveluri sunt îndepărtate din coloană.

Spre deosebire de gazele naturale, gazele petroliere asociate conțin, pe lângă metan și etan, o mare proporție de propani, butani și vapori de hidrocarburi mai grele. Multe gaze asociate, în funcție de domeniu, conțin și componente non-hidrocarburi: hidrogen sulfurat și mercaptani, dioxid de carbon, azot, heliu și argon.

Când rezervoarele de ulei sunt deschise, gazul din capacele de ulei începe de obicei să țâșnească primul. Ulterior, cea mai mare parte a gazului asociat produs este formată din gaze dizolvate în ulei. Gazul din capacele de gaz, sau gazul liber, are o compoziție „mai ușoară” (cu un conținut mai scăzut de gaze de hidrocarburi grele) în contrast cu gazul dizolvat în ulei. Astfel, etapele inițiale ale dezvoltării câmpului sunt de obicei caracterizate de volume mari de producție anuală de gaz petrolier asociat cu o proporție mai mare de metan în compoziția sa. Odată cu exploatarea pe termen lung a zăcământului, producția de gaz petrolier asociat este redusă, iar o mare parte a gazului cade pe componente grele.

Injectarea în subsol pentru a crește presiunea rezervorului și, prin urmare, eficiența producției de petrol. Cu toate acestea, în Rusia, spre deosebire de un număr ţări străine, această metodă, cu rare excepții, nu este utilizată, deoarece este un proces foarte costisitor.

Utilizați local pentru a genera energie electrică pentru nevoile câmpurilor petroliere.

Când se eliberează volume semnificative și stabile de gaz petrolier asociat - utilizați ca combustibil la centralele mari sau pentru procesare ulterioară.

Cele mai multe mod eficient utilizarea gazelor petroliere asociate - prelucrarea acestuia la fabricile de procesare a gazelor pentru a produce gaz uscat stripat (DSG), fracțiune largă de hidrocarburi ușoare (NGL), gaze lichefiate (GPL) și benzină cu gaz stabil (SGG).

O mare companie de consultanță din sectorul combustibilului și energiei, PFC Energy, în studiul său „Utilizarea gazelor petroliere asociate în Rusia”, a remarcat că opțiunea optimă pentru utilizarea APG depinde de dimensiunea câmpului. Astfel, pentru câmpurile mici, cea mai atractivă opțiune este generarea de energie electrică la scară mică pentru propriile nevoi de câmp și pentru nevoile altor consumatori locali.

Pentru zăcămintele de dimensiuni medii, potrivit cercetătorilor, cea mai fezabilă opțiune din punct de vedere economic pentru utilizarea gazelor petroliere asociate este extracția gazului petrolier lichefiat la o fabrică de procesare a gazelor și vânzarea de gaz petrolier lichefiat (GPL) sau de produse petrochimice și gaz uscat.

Pentru câmpurile mari, cea mai atractivă opțiune este generarea de energie electrică la o centrală mare pentru vânzarea angro ulterioară către rețeaua electrică.

Potrivit experților, rezolvarea problemei utilizării gazelor asociate nu este doar o problemă de ecologie și conservare a resurselor, este și un potențial proiect național în valoare de 10-15 miliarde de dolari. Doar utilizarea volumelor APG ar face posibilă producerea anuală a până la 5-6 milioane de tone de hidrocarburi lichide, 3-4 miliarde de metri cubi de etan, 15-20 de miliarde de metri cubi de gaz uscat sau 60-70 mii GWh de energie electrică. .

Președintele rus Dmitri Medvedev a instruit guvernul rus să ia măsuri pentru a pune capăt practicii de utilizare irațională a gazelor asociate până la 1 februarie 2010.

Spre deosebire de gazele naturale, gazele petroliere asociate conțin, pe lângă metan și etan, o mare proporție de propani, butani și vapori de hidrocarburi mai grele. Multe gaze asociate, în funcție de domeniu, conțin și componente non-hidrocarburi: hidrogen sulfurat și mercaptani, dioxid de carbon, azot, heliu și argon.

Când rezervoarele de ulei sunt deschise, gazul din capacele de ulei începe de obicei să țâșnească primul. Ulterior, cea mai mare parte a gazului asociat produs este formată din gaze dizolvate în ulei. Gazul din capacele de gaz, sau gazul liber, are o compoziție „mai ușoară” (cu un conținut mai scăzut de gaze de hidrocarburi grele) în contrast cu gazul dizolvat în ulei. Astfel, etapele inițiale ale dezvoltării câmpului sunt de obicei caracterizate de volume mari de producție anuală de gaz petrolier asociat cu o proporție mai mare de metan în compoziția sa. Odată cu exploatarea pe termen lung a zăcământului, producția de gaz petrolier asociat este redusă, iar o mare parte a gazului cade pe componente grele.

Injectarea în subsol pentru a crește presiunea rezervorului și, prin urmare, eficiența producției de petrol. Cu toate acestea, în Rusia, spre deosebire de un număr de țări străine, această metodă, cu rare excepții, nu este utilizată, deoarece este un proces extrem de costisitor.

Utilizați local pentru a genera energie electrică pentru nevoile câmpurilor petroliere.

Când se eliberează volume semnificative și stabile de gaz petrolier asociat - utilizați ca combustibil la centralele mari sau pentru procesare ulterioară.

Cea mai eficientă modalitate de a utiliza gazul petrolier asociat este procesarea acestuia la fabricile de procesare a gazelor pentru a produce gaz uscat stripat (DSG), o mare parte de hidrocarburi ușoare (NGL), gaze lichefiate (GPL) și benzină cu gaz stabil (SGG).

O mare companie de consultanță din sectorul combustibilului și energiei, PFC Energy, în studiul său „Utilizarea gazelor petroliere asociate în Rusia”, a remarcat că opțiunea optimă pentru utilizarea APG depinde de dimensiunea câmpului. Astfel, pentru câmpurile mici, cea mai atractivă opțiune este generarea de energie electrică la scară mică pentru propriile nevoi de câmp și pentru nevoile altor consumatori locali.

Pentru zăcămintele de dimensiuni medii, potrivit cercetătorilor, cea mai fezabilă opțiune din punct de vedere economic pentru utilizarea gazelor petroliere asociate este extracția gazului petrolier lichefiat la o fabrică de procesare a gazelor și vânzarea de gaz petrolier lichefiat (GPL) sau de produse petrochimice și gaz uscat.

Pentru câmpurile mari, cea mai atractivă opțiune este generarea de energie electrică la o centrală mare pentru vânzarea angro ulterioară către rețeaua electrică.

Potrivit experților, rezolvarea problemei utilizării gazelor asociate nu este doar o problemă de ecologie și conservare a resurselor, este și un potențial proiect național în valoare de 10-15 miliarde de dolari. Doar utilizarea volumelor APG ar face posibilă producerea anuală a până la 5-6 milioane de tone de hidrocarburi lichide, 3-4 miliarde de metri cubi de etan, 15-20 de miliarde de metri cubi de gaz uscat sau 60-70 mii GWh de energie electrică. .

Președintele rus Dmitri Medvedev a instruit guvernul rus să ia măsuri pentru a pune capăt practicii de utilizare irațională a gazelor asociate până la 1 februarie 2010.