Súvisiace zloženie plynu. Čo je spojené s ropným plynom

Ropa a plyn majú dnes najväčšiu hodnotu spomedzi všetkých nerastov. Práve tie sa aj napriek vývoju nových technológií v oblasti energetiky naďalej ťažia po celom svete a vyrábajú sa z nich produkty potrebné pre život človeka. Spolu s nimi sa však spája tzv ropný plyn, ktorý už pomerne dlho nenašiel využitie. Ale v posledných rokoch postoj k tento druh nerastné zdroje sa radikálne zmenili. Začal sa oceňovať a využívať spolu so zemným plynom.

Associated petroleum gas (APG) je zmes rôznych plynných uhľovodíkov, ktoré sú rozpustené v oleji a uvoľňujú sa pri výrobe a úprave ropy. Okrem toho sa APG označujú aj tie plyny, ktoré sa uvoľňujú pri tepelnom spracovaní ropy, napríklad pri krakovaní alebo hydrogenačnej rafinácii. Takéto plyny pozostávajú z nasýtených a nenasýtených uhľovodíkov, medzi ktoré patrí metán a etylén.

Stojí za zmienku, že súvisiaci ropný plyn je obsiahnutý v oleji v rôznych množstvách. Jedna tona ropy môže obsahovať jeden kubický meter APG alebo niekoľko tisíc. Keďže súvisiaci ropný plyn sa uvoľňuje iba pri separácii ropy a nemôže sa vyrábať iným spôsobom, ako spolu (ako vedľajší produkt) s ropou, je teda vedľajším produktom pri výrobe ropy.

Hlavnými zložkami APG sú metán a ťažšie uhľovodíky, ako je etán, bután, propán a iné. Stojí za zmienku, že rôzne ropné polia budú obsahovať po prvé rôzne objemy súvisiaceho ropného plynu a po druhé, budú mať rôzne zloženie. V niektorých regiónoch teda možno v zložení takéhoto plynu nájsť neuhľovodíkové zložky (zlúčeniny dusíka, síry, kyslíka). Taktiež plyn, ktorý po otvorení ropných vrstiev vychádza zo zeme vo forme fontán, obsahuje znížené množstvo ťažkých uhľovodíkových plynov. Je to spôsobené tým, že časť plynu, ktorá sa javí ako „ťažšia“, zostáva v samotnej rope. V tomto ohľade na samom začiatku rozvoja ropných polí sa spolu s ropou vyrába APG, ktorá obsahuje veľké množstvo metánu. S ďalším rozvojom odboru však tento ukazovateľ klesá a hlavnými zložkami plynu sa stávajú ťažké uhľovodíky.

Využitie pridruženého ropného plynu

Donedávna sa tento plyn nijako nepoužíval. Ihneď po jeho výrobe došlo k spáleniu súvisiaceho ropného plynu. Bolo to spôsobené najmä tým, že neexistovala potrebná infraštruktúra na jeho zber, prepravu a spracovanie, v dôsledku čoho sa väčšina APG jednoducho stratila. Preto bola väčšina spálená v fakle. Spaľovanie pridruženého ropného plynu však malo množstvo negatívnych dôsledkov spojených s uvoľňovaním obrovského množstva škodlivín do atmosféry, ako sú častice sadzí, oxid uhličitý, oxid siričitý a mnohé ďalšie. Čím vyššia je koncentrácia týchto látok v atmosfére, tým sú ľudia menej zdraví, pretože môžu spôsobiť choroby reprodukčného systému ľudského tela, dedičné patológie, rakovinu atď.

Až donedávna sa teda veľká pozornosť venovala využitiu a spracovaniu súvisiaceho ropného plynu. Existuje teda niekoľko metód, ktoré sa používajú na použitie APG:

1. Spracovanie súvisiaceho ropného plynu na energetické účely. Táto metóda umožňuje použitie plynu ako paliva na priemyselné účely. Tento spôsob spracovania v konečnom dôsledku produkuje ekologický plyn so zlepšenými vlastnosťami. Okrem toho je tento spôsob likvidácie veľmi výhodný pre výrobu, pretože umožňuje podniku šetriť vlastné prostriedky. Táto technológia má mnoho výhod, jednou z nich je šetrnosť k životnému prostrediu. Na rozdiel od jednoduchého spaľovania APG v tomto prípade nedochádza k spaľovaniu, a preto sú emisie škodlivých látok do atmosféry minimálne. Okrem toho je možné na diaľku riadiť proces využitia plynu.
2. Aplikácia APG v petrochemickom priemysle. Spracovanie takéhoto plynu prebieha s výskytom suchého plynu, benzínu. Výsledné produkty sa používajú na uspokojenie potrieb výroby domácností. Napríklad takéto zmesi sú neoddeliteľnou súčasťou výrobných procesov mnohých umelých petrochemických produktov, ako sú plasty, vysokooktánový benzín a mnohé polyméry;
3. Zlepšená regenerácia ropy vstrekovaním APG do zásobníka. Táto metóda spôsobuje kombináciu APG s vodou, olejom a inými skaly, čo vedie k reakcii, ktorá interaguje s výmenou a vzájomným rozpustením. V tomto procese je voda nasýtená chemické prvky, čo zase vedie k intenzívnejšiemu procesu výroby ropy. Napriek tomu, že táto metóda je na jednej strane užitočná, pretože zvyšuje regeneráciu ropy, na druhej strane spôsobuje nenapraviteľné škody na zariadení. Je to spôsobené usadzovaním solí na zariadení počas používania tejto metódy. Preto, ak má zmysel aplikovať takúto metódu, potom sa spolu s ňou vykonáva veľa aktivít zameraných na zachovanie živých organizmov;
4. Pomocou "galzift". Inými slovami, plyn sa čerpá do studne. Táto metóda sa vyznačuje nákladovou efektívnosťou, pretože v tomto prípade stačí minúť peniaze na nákup vhodného vybavenia. Metódu je vhodné použiť pre plytké studne, v ktorých sú pozorované veľké poklesy tlaku. Okrem toho sa pri inštalácii lanových systémov často používa „plynový výťah“.

Napriek rôznym metódam spracovania súvisiaceho ropného plynu je najbežnejšou separáciou plynu na jeho zložky. Vďaka tejto metóde je možné získať suchý vyčistený plyn, ktorý nie je horší ako zemný plyn známy každému, ako aj širokú frakciu ľahkých uhľovodíkov. V tejto forme je zmes vhodná na použitie ako surovina pre petrochemický priemysel.

Použitie súvisiaceho ropného plynu

V súčasnosti nie je súvisiaci ropný plyn menej cenným nerastným zdrojom ako ropa a zemný plyn. Ťaží sa ako vedľajší produkt ropy a používa sa ako palivo, ako aj na výrobu rôznych látok v chemickom priemysle. Ropné plyny sú tiež výborným zdrojom na výrobu propylénu, butylénu, butadiénu a ďalších produktov, ktoré sa podieľajú na výrobe materiálov, ako sú plasty a gumy. Stojí za zmienku, že v procese viacerých štúdií súvisiaceho ropného plynu sa ukázalo, že ide o veľmi cennú surovinu, pretože má určité vlastnosti. Jednou z týchto vlastností je vysoká výhrevnosť, pretože pri spaľovaní sa uvoľňuje asi 9-15 tisíc kcal/m3.

Okrem toho, ako už bolo spomenuté, pridružený plyn je vďaka obsahu metánu a etánu v jeho zložení vynikajúcim zdrojový materiál na výrobu rôznych látok používaných v chemickom priemysle, ako aj na výrobu prísad do palív, aromatických uhľovodíkov a skvapalnených ropných plynov.

Tento zdroj sa využíva v závislosti od veľkosti vkladu. Napríklad plyn, ktorý sa ťaží z malých ložísk, by bolo vhodné použiť na dodávku elektriny miestnym spotrebiteľom. Najracionálnejšie je predať vyťaženú surovinu zo stredne veľkých ložísk podnikom chemického priemyslu. Plyn z veľkých ložísk je vhodné využívať na výrobu elektriny vo veľkých elektrárňach na ďalší predaj.

Preto stojí za zmienku, že súvisiaci zemný plyn je v súčasnosti považovaný za veľmi cennú nerastnú surovinu. Vďaka vývoju technológií a vynájdeniu nových spôsobov čistenia atmosféry od priemyselného znečistenia sa ľudia naučili extrahovať a racionálne využívať APG s minimálnou škodou na životnom prostredí. Zároveň sa dnes APG prakticky nerecykluje, ale používa sa racionálne.

Associated petroleum gas (APG), ako už názov napovedá, je vedľajším produktom pri výrobe ropy. Ropa leží v zemi spolu s plynom a je technicky takmer nemožné zabezpečiť výrobu výlučne kvapalnej fázy uhľovodíkových surovín, pričom plyn zostane vo vnútri formácie.

V tomto štádiu je plyn vnímaný ako súvisiaca surovina, keďže svetové ceny ropy určujú väčšiu hodnotu kvapalnej fázy. Na rozdiel od plynových polí, kde je všetka produkcia a technické údaje výroba je zameraná na ťažbu výlučne plynnej fázy (s miernou prímesou plynového kondenzátu), ropné polia nie sú vybavené tak, aby efektívne realizovali proces ťažby a využitia pridruženého plynu.

Ďalej v tejto kapitole technické a ekonomické aspekty Výroba APG a na základe získaných záverov sa vyberú parametre, pre ktoré sa bude zostavovať ekonometrický model.

Všeobecné charakteristiky súvisiaceho ropného plynu

Opis technických aspektov výroby uhľovodíkov začína opisom podmienok ich vzniku.

Samotná ropa sa tvorí z organických zvyškov mŕtvych organizmov usadzujúcich sa na dne morí a riek. Voda a bahno časom chránili látku pred rozkladom a ako sa hromadili nové vrstvy, zvyšoval sa tlak na podložné vrstvy, čo spolu s teplotou a chemickými podmienkami spôsobilo tvorbu ropy a zemného plynu.

Ropa a plyn sa vyskytujú spoločne. V podmienkach vysokého tlaku sa tieto látky hromadia v póroch takzvaných materských hornín a postupne, v procese kontinuálnej premeny, mikrokapilárnymi silami stúpajú nahor. Ale ako stúpa, môže sa vytvoriť pasca - keď hustejšia vrstva prekryje vrstvu, cez ktorú uhľovodík migruje, a tak dôjde k akumulácii. V momente, keď sa nahromadí dostatočné množstvo uhľovodíkov, začne nastávať proces vytláčania pôvodne slanej vody, ťažšej ako ropa. Ďalej sa samotný olej oddelí od plynu zapaľovača, ale časť rozpusteného plynu zostane v kvapalnej frakcii. Je to oddelená voda a plyn, ktoré slúžia ako nástroje na vytláčanie ropy smerom von, na vytváranie tlakových režimov vody alebo plynu.

Na základe podmienok, hĺbky a obrysu miesta developer vyberie počet vrtov, aby maximalizoval produkciu.

Hlavným používaným moderným typom vŕtania je rotačné vŕtanie. V tomto prípade je vŕtanie sprevádzané nepretržitým stúpaním vrtných odrezkov - formačných fragmentov oddelených vrtákom - smerom von. V tomto prípade sa na zlepšenie podmienok vŕtania používa vrtná kvapalina, často pozostávajúca zo zmesi chemických činidiel. [Sivý les, 2001]

Zloženie súvisiaceho ropného plynu sa bude líšiť v závislosti od poľa – v závislosti od celej geologickej histórie vzniku týchto ložísk (zdrojová hornina, fyzikálne a chemické podmienky atď.). V priemere je podiel metánu v takomto plyne 70 % (pre porovnanie zemný plyn obsahuje až 99 % svojho objemu v metáne). Veľké množstvo nečistôt spôsobuje na jednej strane ťažkosti pri preprave plynu cez plynárenský prepravný systém (GTS), na druhej strane prítomnosť takých mimoriadne dôležitých zložiek, ako je etán, propán, bután, izobután atď. plyn mimoriadne žiadaná surovina pre petrochemickú výrobu. Pre ropné polia Západná Sibír Typické sú nasledujúce ukazovatele obsahu uhľovodíkov v pridruženom plyne [Popular Petrochemistry, 2011]:

• Metán 60-70%
• Etán 5-13%
• · Propán 10-17%
• · Bután 8-9%

TU 0271-016-00148300-2005 „Združený ropný plyn s dodávkou spotrebiteľom“ definuje tieto kategórie APG (podľa obsahu zložiek C 3 ++, g/m 3):

• · „Skinny“ - menej ako 100
• · "Stredné" - 101-200
• · "Tuk" - 201-350
• · Extra mastné – viac ako 351

Nasledujúci obrázok [Filippov, 2011] uvádza hlavné činnosti vykonávané s pridruženým ropným plynom a účinky dosiahnuté týmito činnosťami.

Obrázok 1 - Hlavné činnosti vykonávané s APG a ich účinky, zdroj: http://www.avfinfo.ru/page/inzhiniring-002

Pri ťažbe ropy a ďalšej postupnej separácii má uvoľňovaný plyn iné zloženie – najskôr sa uvoľňuje plyn s vysokým obsahom metánovej frakcie a v ďalších stupňoch separácie sa uvoľňuje plyn so stále vyšším obsahom uhľovodíkov. vyššieho rádu. Faktory ovplyvňujúce uvoľňovanie súvisiaceho plynu sú teplota a tlak.

Na stanovenie obsahu pridruženého plynu sa používa plynový chromatograf. Pri určovaní zloženia pridruženého plynu je tiež dôležité venovať pozornosť prítomnosti neuhľovodíkových zložiek - napríklad prítomnosť sírovodíka v APG môže negatívne ovplyvniť možnosť transportu plynu, pretože v potrubia.

Obrázok 2 - Schéma prípravy ropy a účtovania APG, zdroj: Energetické centrum Skolkovo

Obrázok 2 schematicky znázorňuje proces rafinácie ropy krok za krokom s uvoľňovaním súvisiaceho plynu. Ako je možné vidieť z obrázku, súvisiaci plyn je väčšinou vedľajším produktom primárnej separácie uhľovodíkov vyrobených z ropného vrtu. Problém merania pridruženého plynu spočíva v potrebe inštalácie automatických meracích zariadení v niekoľkých stupňoch separácie a následne dodávok na zneškodnenie (plynárne, kotolne a pod.).

Hlavné zariadenia používané na výrobných miestach [Filippov, 2009]:

• Posilňovacie čerpacie stanice (BPS)
• Jednotky na separáciu oleja (OSN)
• · Jednotky na úpravu oleja (OPN)
• · Centrálne body úpravy oleja (CPPN)

Počet stupňov závisí od fyzikálnych a chemických vlastností súvisiaceho plynu, najmä od faktorov, ako je obsah plynu a pomer plynov. Plyn z prvého stupňa separácie sa často používa v peciach na generovanie tepla a predhrievanie celej masy oleja, aby sa zvýšil výťažok plynu v nasledujúcich stupňoch separácie. Pre pohonné mechanizmy sa využíva elektrická energia, ktorá sa vyrába aj v teréne, alebo sa využívajú hlavné energetické siete. Používajú sa hlavne plynové piestové elektrárne (GPPP), plynové turbíny (GTS) a dieselové generátory (DGS). Plynové zariadenia pracujú na separačnom plyne prvého stupňa, kým naftová stanica na dovážané kvapalné palivo. Špecifický typ výroba energie sa vyberá na základe potrieb a charakteristík každého jednotlivého projektu. Elektráreň s plynovou turbínou môže v niektorých prípadoch vyrábať prebytočnú elektrickú energiu na zásobovanie susedných zariadení na výrobu ropy a v niektorých prípadoch možno zvyšok predať na veľkoobchodnom trhu s elektrickou energiou. Pri kogeneračnom type výroby energie rastliny súčasne vyrábajú teplo a elektrinu.

Čiary odleskov sú povinným atribútom každého poľa. Aj keď sa nepoužívajú, sú potrebné na spálenie prebytočného plynu v prípade núdze.

Investičné procesy v oblasti súvisiaceho využívania plynu sú z hľadiska ekonomiky ťažby ropy značne zotrvačné a nie sú primárne orientované na trhové podmienky v r. krátkodobý, ale na súhrne všetkých ekonomických a inštitucionálnych faktorov v pomerne dlhodobom horizonte.

Ekonomické aspekty výroby uhľovodíkov majú svoje špecifické vlastnosti. Zvláštnosti výroby ropy sú:

• Dlhodobý charakter kľúčových investičných rozhodnutí
• · Výrazné oneskorenie investícií
• · Veľká počiatočná investícia
• Nenávratnosť počiatočnej investície
• Prirodzený pokles produkcie v čase

Na posúdenie efektívnosti akéhokoľvek projektu je bežným modelom hodnotenia hodnoty podniku hodnotenie NPV.

NPV (Net Present Value) - hodnotenie je založené na skutočnosti, že všetky budúce odhadované príjmy spoločnosti budú sčítané a znížené na súčasnú hodnotu týchto príjmov. Rovnaké množstvo peňazí dnes a zajtra sa líši diskontnou sadzbou (i). Je to spôsobené tým, že v časovom období t=0 majú peniaze, ktoré máme, určitú hodnotu. Kým v časovom období t=1 na dátach hotovosť inflácia bude rozšírená, budú existovať všetky druhy rizík a negatívne vplyvy. To všetko robí budúce peniaze „lacnejšími“ ako súčasné peniaze.

Priemerná životnosť projektu ťažby ropy môže byť približne 30 rokov, po ktorých nasleduje dlhé zastavenie ťažby, niekedy sa natiahne aj na desaťročia, čo súvisí s úrovňou cien ropy a návratnosťou prevádzkových nákladov. Navyše ťažba ropy dosahuje svoj vrchol v prvých piatich rokoch ťažby a potom v dôsledku prirodzeného poklesu ťažby postupne upadá.

V prvých rokoch spoločnosť robí veľké počiatočné investície. Samotná výroba však začína až niekoľko rokov po začatí kapitálových investícií. Každá spoločnosť sa snaží minimalizovať oneskorenie investícií, aby sa návratnosť projektu dosiahla čo najskôr.

Typický graf ziskovosti projektu je znázornený na obrázku 3:

Obrázok 3 - NPV diagram pre typický projekt ťažby ropy

Tento obrázok ukazuje NPV projektu. Maximálna záporná hodnota je ukazovateľ MCO (maximum cash outlay), ktorý vyjadruje, koľko investícií si projekt vyžaduje. Priesečník akumulovaného čiarového grafu peňažných tokov s časovou osou v rokoch - to je doba návratnosti projektu. Miera akumulácie NPV sa znižuje v dôsledku klesajúcej miery produkcie a časovej diskontnej sadzby.

Okrem kapitálových investícií si výroba každoročne vyžaduje prevádzkové náklady. Zvýšené prevádzkové náklady, ktoré môžu zahŕňať ročné technické náklady spojené s environmentálne riziká, znížiť NPV projektu a zvýšiť dobu návratnosti projektu.

Dodatočné výdavky na účtovanie, zber a využitie súvisiaceho ropného plynu možno teda z hľadiska projektu odôvodniť len vtedy, ak tieto výdavky zvýšia NPV projektu. V opačnom prípade dôjde k zníženiu atraktivity projektu a v dôsledku toho buď k zníženiu počtu realizovaných projektov, alebo k úprave objemov ťažby ropy a plynu v rámci jedného projektu.

Všetky súvisiace projekty využívania plynu možno zvyčajne rozdeliť do troch skupín:

• 1. Samotný projekt recyklácie je ziskový (berúc do úvahy všetky ekonomické a inštitucionálne faktory) a spoločnosti nebudú potrebovať ďalšie stimuly na realizáciu.
• 2. Projekt využitia má zápornú NPV, zatiaľ čo kumulatívna NPV z celého projektu ťažby ropy je kladná. Práve na túto skupinu sa možno sústrediť všetky stimulačné opatrenia. Všeobecný princíp bude vytvárať podmienky (s výhodami a pokutami), za ktorých bude pre spoločnosť výhodné realizovať recyklačné projekty a nie platiť pokuty. Navyše, aby celkové náklady projektu nepresiahli celkovú NPV.
• 3. Recyklačné projekty majú zápornú NPV, a ak sa realizujú všeobecný projektŤažba ropy z tohto poľa sa tiež stáva nerentabilnou. V tomto prípade stimulačné opatrenia buď nepovedú k zníženiu emisií (spoločnosť zaplatí pokuty do výšky ich kumulovaných nákladov rovnajúcich sa NPV projektu), alebo sa pole zablokuje a licencia sa vzdá.

Investičný cyklus pri realizácii projektov využitia APG je podľa Energetického centra Skolkovo viac ako 3 roky.

Investície by podľa ministerstva prírodných zdrojov mali do roku 2014 na dosiahnutie cieľovej úrovne predstavovať približne 300 miliárd rubľov. Na základe logiky spravovania projektov druhého typu by sadzby platieb za znečistenie mali byť také, aby potenciálne náklady na všetky platby boli vyššie ako 300 miliárd rubľov a alternatívne náklady by sa rovnali celkovej investícii.

Pred Veľkou Vlastenecká vojna priemyselné rezervy zemný plyn boli známe v karpatskej oblasti, na Kaukaze, v regióne Volga a na severe (Komi ASSR). Štúdium zásob zemného plynu bolo spojené len s prieskumom ropy. Priemyselné zásoby zemného plynu v roku 1940 predstavovali 15 miliárd m3. Potom boli objavené ložiská plynu na Severnom Kaukaze, Zakaukazsku, Ukrajine, Povolží, Strednej Ázii, Západnej Sibíri a Ďaleký východ. Preukázané zásoby zemného plynu k 1. januáru 1976 dosahovali 25,8 bilióna m3, z toho v európskej časti ZSSR - 4,2 bilióna m3 (16,3 %), na východe - 21,6 bilióna m3 (83, 7 %) vč. 18,2 bilióna m3 (70,5 %) na Sibíri a na Ďalekom východe, 3,4 bilióna m3 (13,2 %) v Strednej Ázii a Kazachstane. K 1. januáru 1980 dosahovali potenciálne zásoby zemného plynu 80 – 85 biliónov m3, preskúmané zásoby 34,3 bilióna m3. Zásoby sa navyše zvýšili najmä vďaka objavom ložísk vo východnej časti krajiny - overené zásoby tam boli na úrovni cca.
30,1 bilióna m 3 , čo predstavovalo 87,8 % z celkového objemu celej Únie.
Dnes má Rusko 35 % svetových zásob zemného plynu, čo predstavuje viac ako 48 biliónov m3. Hlavné oblasti výskytu zemného plynu v Rusku a krajinách SNŠ (polia):

Západosibírska ropná a plynárenská provincia:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Yamalo-Nenets Autonomous Okrug;
Pokhromskoye, Igrimskoye – Berezovskij plynoložný región;
Meldzhinskoe, Luginetskoe, Ust-Silginskoe - Vasyuganská plynoložná oblasť.
Provincia ropy a zemného plynu Volga-Ural:
najvýznamnejšie je Vuktylskoye, v oblasti ropy a zemného plynu Timan-Pechora.
Stredná Ázia a Kazachstan:
najvýznamnejší v Strednej Ázii je Gazlinskoje, v údolí Fergana;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Severný Kaukaz a Zakaukazsko:
Karadag, Duvanny – Azerbajdžan;
Dagestan Lights – Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelachiadinskoye - Stavropolské územie;
Leningradskoye, Maikopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodarská oblasť.

Ložiská zemného plynu sú známe aj na Ukrajine, na Sachaline a na Ďalekom východe. Západná Sibír vyniká z hľadiska zásob zemného plynu (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Priemyselné zásoby tu dosahujú 14 biliónov m3. V súčasnosti nadobúdajú osobitný význam polia jamalského plynového kondenzátu (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye atď.). Na ich základe sa realizuje projekt Yamal - Europe. Ťažba zemného plynu je vysoko koncentrovaná a je zameraná na oblasti s najväčšími a najziskovejšími poľami. Iba päť polí - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye a Orenburgskoye - obsahuje 1/2 všetkých priemyselných rezerv v Rusku. Zásoby Medvezhye sa odhadujú na 1,5 bilióna m3 a Urengoyskoe - na 5 biliónov m3. Ďalším znakom je dynamická poloha ťažobných miest zemného plynu, ktorá sa vysvetľuje rýchlym rozširovaním hraníc identifikovaných zdrojov, ako aj porovnateľnou jednoduchosťou a nízkymi nákladmi na ich zapojenie do rozvoja. V krátkom čase sa hlavné centrá ťažby zemného plynu presunuli z Povolžia na Ukrajinu a Severný Kaukaz. Ďalšie teritoriálne posuny sú spôsobené rozvojom ložísk v západnej Sibíri, strednej Ázii, na Urale a na severe.

Po rozpade ZSSR Rusko zaznamenalo pokles produkcie zemného plynu. Pokles bol pozorovaný najmä v severnom ekonomickom regióne (8 miliárd m 3 v roku 1990 a 4 miliardy m 3 v roku 1994), na Urale (43 miliárd m 3 a 35 miliárd m 3), v západosibírskom hospodárskom regióne (576 a
555 miliárd m3) a na severnom Kaukaze (6 a 4 miliardy m3). Produkcia zemného plynu zostala na rovnakej úrovni v hospodárskych regiónoch Volga (6 miliárd m3) a Ďalekého východu. Koncom roka 1994 bol zaznamenaný vzostupný trend v úrovni produkcie. Z republík bývalého ZSSR Ruská federácia produkuje najviac plynu, na druhom mieste je Turkménsko (viac ako 1/10), nasleduje Uzbekistan a Ukrajina. Mimoriadny význam má ťažba zemného plynu na šelfe Svetového oceánu. V roku 1987 sa z pobrežných polí vyrobilo 12,2 miliardy m 3 , čiže asi 2 % plynu vyprodukovaného v krajine. Pridružená produkcia plynu v tom istom roku predstavovala 41,9 mld. m3. Pre mnohé oblasti je jednou zo zásob plynného paliva splyňovanie uhlia a bridlíc. Podzemné splyňovanie uhlia sa vykonáva v Donbase (Lisičansk), Kuzbase (Kiselevsk) a Moskovskej oblasti (Tula).

Zemný plyn bol a zostáva dôležitým exportným produktom v ruskom zahraničnom obchode. Hlavné strediská spracovania zemného plynu sa nachádzajú na Urale (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), na západnej Sibíri (Nižnevartovsk, Surgut), v regióne Volga (Saratov), ​​na severnom Kaukaze (Groznyj) av iných plynárenských oblastiach. ložiskové provincie.

Je možné poznamenať, že závody na spracovanie plynu priťahujú zdroje surovín - polia a veľké plynovody. Najdôležitejšie využitie zemného plynu je ako palivo. Posledná vec čas beží trend zvyšovania podielu zemného plynu na palivovej bilancii krajiny. Zemný plyn ako plynné palivo má veľké výhody nielen oproti tuhým a kvapalným palivám, ale aj oproti iným druhom plynných palív (vysokopecný, koksárenský plyn), keďže jeho výhrevnosť je oveľa vyššia. Hlavnou zložkou tohto plynu je metán. Zemný plyn obsahuje okrem metánu aj jeho najbližšie homológy – etán, propán, bután. Čím vyššia je molekulová hmotnosť uhľovodíka, tým menej sa ho zvyčajne nachádza v zemnom plyne.

Zlúčenina zemný plyn sa líši od poľa k poľu.

Priemerné zloženie zemného plynu:

Najcennejším zemným plynom s vysokým obsahom metánu je Stavropol (97,8 % CH 4), Saratov (93,4 %), Urengoy (95,16 %).
Zásoby zemného plynu na našej planéte sú veľmi veľké (cca 1015 m3). V Rusku poznáme viac ako 200 ložísk, ktoré sa nachádzajú na západnej Sibíri, v povodí Volga-Ural a na severnom Kaukaze. Rusko je na prvom mieste na svete z hľadiska zásob zemného plynu.
Zemný plyn je najcennejším druhom paliva. Pri spaľovaní plynu sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, preto slúži ako energeticky účinné a lacné palivo v kotolniach, vysokých peciach, otvorených peciach a sklárskych taviacich peciach. Využitie zemného plynu vo výrobe umožňuje výrazne zvýšiť produktivitu práce.
Zemný plyn je zdrojom surovín pre chemický priemysel: výroba acetylénu, etylénu, vodíka, sadzí, rôznych plastov, kyseliny octovej, farbív, liekov a iných produktov.

Pridružený ropný plyn je plyn, ktorý existuje spolu s ropou, je rozpustený v oleji a nachádza sa nad ním a tvorí pod tlakom „plynový uzáver“. Pri výstupe z vrtu tlak klesá a súvisiaci plyn sa oddeľuje od ropy.

Zlúčenina súvisiaci ropný plyn sa líši v závislosti od poľa.

Priemerné zloženie plynu:

Pridružený ropný plyn je tiež prírodného pôvodu. Dostalo špeciálne meno, pretože sa nachádza v ložiskách spolu s ropou:

Alebo rozpustený v ňom,

Alebo je v slobodnom stave

Pridružený ropný plyn tiež pozostáva hlavne z metánu, ale obsahuje aj značné množstvá iných uhľovodíkov.

Tento plyn sa v minulosti nepoužíval, ale jednoducho sa spaľoval. V súčasnosti sa zachytáva a využíva ako palivo a cenné chemické suroviny. Možnosti využitia pridružených plynov sú ešte širšie ako pri zemnom plyne, pretože... ich zloženie je bohatšie. Pridružené plyny obsahujú menej metánu ako zemný plyn, ale obsahujú podstatne viac homológov metánu. Pre racionálnejšie využitie pridruženého plynu sa delí na zmesi užšieho zloženia. Po oddelení sa získa plynový benzín, propán a bután a suchý plyn.

Extrahujú sa aj jednotlivé uhľovodíky – etán, propán, bután a iné. Ich dehydrogenáciou sa získavajú nenasýtené uhľovodíky – etylén, propylén, butylén atď.

Akékoľvek ropné pole, ktoré sa dnes rozvíja, je zdrojom nielen čierneho zlata, ale aj mnohých vedľajších produktov, ktoré si vyžadujú včasnú likvidáciu. Moderné požiadavky na úroveň šetrnosti výroby k životnému prostrediu nútia prevádzkovateľov vymýšľať stále efektívnejšie spôsoby spracovania súvisiaceho ropného plynu. V posledných rokoch bol tento zdroj spracovaný a široko používaný.

Asociovaný ropný plyn alebo skrátene APG je látka nachádzajúca sa v ropných poliach. Vzniká nad hlavnou nádržou a v jej hrúbke v dôsledku poklesu tlaku na úrovne pod tlakom nasýtenia oleja. Jeho koncentrácia závisí od toho, ako hlboko leží ropa a pohybuje sa od 5 m 3 v hornej vrstve po niekoľko tisíc m 3 v spodnej vrstve.

Pri otváraní nádrže spravidla ropní pracovníci narazia na takzvaný plynný „uzáver“. Uhľovodíkové plyny existujú nezávisle a sú prítomné v samotnom oleji v kvapalnej forme, pričom sa z neho oddeľujú počas rafinácie. Samotný plyn pozostáva predovšetkým z metánu a ťažších uhľovodíkov. Jeho chemické zloženie závisí od vonkajších faktorov, ako je geografia formácie.

Hlavné typy

Hodnota pridruženého ropného plynu a perspektívy jeho ďalšieho využitia sú určené podielom uhľovodíkov v jeho zložení. Látka uvoľnená z „viečka“ sa teda nazýva voľný plyn, pretože pozostáva hlavne z ľahkého metánu. Keď sa ponoríte hlbšie do útvaru, jeho množstvo sa citeľne zníži a ustúpi iným, ťažším uhľovodíkovým plynom.

Pridružený ropný plyn je zvyčajne rozdelený do niekoľkých skupín v závislosti od toho, o aký „uhľovodík“ ide:

• čistý, obsahujúci 95–100 % uhľovodíkov;
• uhľovodík s prímesou oxidu uhličitého (od 4 do 20%);
• uhľovodík s prímesou dusíka (od 3 do 15 %);
• uhľovodík-dusík, v ktorom dusík tvorí až 50 % objemu.

Základným rozdielom medzi pridruženým ropným plynom a zemným plynom je prítomnosť parných zložiek, vysokomolekulárnych kvapalín a látok nezahrnutých do skupiny uhľovodíkov:

• sírovodík;
• argón;
• oxid uhličitý;
• dusík;
• hélium atď.

Spôsoby spracovania súvisiaceho ropného plynu

V polovici minulého storočia bol APG, ktorý sa nevyhnutne získaval počas procesu výroby ropy, takmer úplne spálený vo svetlice. Spracovanie tohto vedľajšieho produktu sa považovalo za také nerentabilné, že negatívne dôsledky Jeho spáleniu sa zo strany verejnosti dlho nevenovala náležitá pozornosť. Koncentrácia produktov spaľovania v atmosfére však mala za následok výrazné zhoršenie verejného zdravia, čo spochybnilo chemický priemysel náročná úloha: Spracovanie APG a jeho praktická aplikácia. Existuje niekoľko najpopulárnejších spôsobov využitia súvisiaceho ropného plynu.

Zlomková metóda

Tento spôsob spracovania APG zahŕňa separáciu plynu na zložky. Výsledkom tohto procesu sú suché čistené plyny a široká frakcia ľahkých uhľovodíkov: tieto a ďalšie produkty sú na svetovom trhu veľmi obľúbené. Významnou nevýhodou tejto schémy je potreba koncových užívateľov prostredníctvom potrubia. Keďže LPG, PBT a NGL sú ťažšie ako vzduch, majú tendenciu sa hromadiť v nízkych oblastiach a vytvárať výbušné oblaky, ktoré v prípade výbuchu môžu spôsobiť značné zničenie.

Pridružený ropný plyn sa často používa na zvýšenie ťažby ropy na poliach prostredníctvom jeho spätného vstrekovania do zásobníka – tým sa zvyšuje tlak a z jedného vrtu sa dá vyťažiť o 10 tisíc ton ropy viac. Tento spôsob využitia plynu sa považuje za drahý, preto sa v Ruskej federácii veľmi nepoužíva a využíva sa najmä v Európe. Hlavnou výhodou metódy je jej nízka cena: spoločnosť potrebuje iba nákup potrebné vybavenie. Takéto opatrenia zároveň nevyužívajú APG, ale len oddialia problém na určitý čas.

Inštalácia pohonných jednotiek

Ďalšou významnou oblasťou súvisiacej ťažby plynu je poskytovanie energie elektrárňam. Pri použití požadovaného zloženia surovín je metóda vysoko efektívna a na trhu veľmi populárna.

Rozsah inštalácií je široký: spoločnosti spustili výrobu plynových turbín aj piestových pohonných jednotiek. Tieto zariadenia umožňujú zabezpečiť plnú funkčnosť stanice s možnosťou recyklácie tepla vznikajúceho pri výrobe.

Podobné technológie sa aktívne zavádzajú aj do petrochemického priemyslu, keďže spoločnosti sa snažia osamostatniť sa od dodávok elektriny RAO. Uskutočniteľnosť a vysokú ziskovosť schémy však môže určiť len blízkosť elektrárne k poľu, pretože náklady na prepravu APG prevýšia potenciálne úspory nákladov. Pre bezpečnú prevádzku systému je potrebné plyn predsušiť a vyčistiť.

Metóda je založená na procese kryogénnej kompresie s použitím jednoprúdového chladiaceho cyklu. Skvapalnenie pripraveného APG prebieha jeho interakciou s dusíkom za umelo vytvorených podmienok.

Potenciál posudzovanej metódy závisí od mnohých podmienok:

• výkon inštalácie;
• tlak zdroja plynu;
• dodávka plynu;
• obsah ťažkých uhľovodíkov, etánu a zlúčenín síry a pod.

Schéma bude najúčinnejšia, ak sa na distribučných staniciach nainštalujú kryogénne komplexy.

Čistenie membrán

Jeden z najsľubnejších tento moment technológií. Princíp fungovania metódy je iná rýchlosť, s ktorým súvisiace zložky plynu prechádzajú cez špeciálne membrány. S príchodom materiálov z dutých vlákien táto metóda získala mnoho výhod oproti tradičným metódam čistenia a filtrácie APG.

Vyčistený plyn sa skvapalňuje a potom prechádza separačnou procedúrou v dvoch priemyselných segmentoch: na výrobu paliva alebo petrochemickej suroviny. Tento proces zvyčajne produkuje stripovaný plyn, ktorý sa ľahko prepravuje, a kvapaliny zemného plynu, ktoré sa posielajú do závodov na výrobu gumy, plastov a palivových prísad.

Rozsah použitia APG

APG, ako je uvedené vyššie, je vynikajúcou alternatívou k tradičným zdrojom energie pre elektrárne, ktorá je vysoko ekologická a umožňuje podnikom ušetriť značné peniaze. Ďalšou oblasťou je petrochemická výroba. Ak máte financie, je možné podrobiť plyn hĺbkovému spracovaniu s následnou separáciou látok, ktoré sú veľmi žiadané a zohrávajú dôležitú úlohu v priemysle aj v bežnom živote.

Okrem využitia ako zdroja energie v elektrárňach a na výrobu v petrochemickom priemysle sa pridružený ropný plyn používa aj ako surovina na výrobu syntetických palív (GTL). Táto technológia sa ešte len začína rozbiehať a predpokladá sa, že bude pomerne nákladovo efektívna, ak budú ceny pohonných hmôt naďalej rásť.

Do dnešného dňa boli zrealizované 2 v zahraničí veľkých projektov a plánuje sa ďalších 15. Napriek zdanlivo enormným vyhliadkam nebola schéma ešte odskúšaná v drsných klimatických podmienkach, napríklad v Jakutsku, a je nepravdepodobné, že by sa v takýchto regiónoch realizovala bez výraznejších zmien. Inými slovami, aj keď je situácia v Rusku dobrá, táto technológia nebude rozšírená vo všetkých regiónoch.

Jeden z najmodernejších spôsobov, ako efektívne priemyselné aplikácie súvisiaci plyn sa nazýva „plynový výťah“. Táto technológia umožňuje jednoducho regulovať prevádzkový režim vrtu, zjednodušiť jeho údržbu a úspešne ťažiť ropu z polí s vysokým plynovým faktorom. Nevýhodou technológie je, že uvedené výhody výrazne zvyšujú kapitálové náklady na vybavenie studne.

Rozsah použitia spracovaného APG by mal byť určený veľkosťou poľa, z ktorého bol získaný. Preto je vhodné využívať plyn z malých vrtov lokálne ako palivo bez vynaloženia peňazí na jeho prepravu, pričom suroviny vo väčšom meradle možno spracovávať a využívať v priemyselných podnikoch.

Nebezpečnosť pre životné prostredie

Relevantnosť problematiky recyklácie a aplikované použitie súvisiaci plyn je spojený s negatívnym účinkom, ktorý má, ak je jednoducho spálený. Priemysel touto metódou prichádza nielen o cenné suroviny, ale aj znečisťuje ovzdušie škodlivými látkami, ktoré zosilňujú skleníkový efekt. Toxíny a oxid uhličitý poškodzujú životné prostredie aj miestne obyvateľstvo a zvyšujú riziko vzniku závažných ochorení vrátane rakoviny.

Hlavnou prekážkou aktívneho rozvoja infraštruktúry, ktorá by čistila a spracovávala súvisiaci ropný plyn, je nesúlad medzi daňou za spálený plyn a nákladmi na jeho efektívne využitie. Väčšina ropných spoločností radšej zaplatí pokutu, než aby venovala značné rozpočty na ochranu podnikov životné prostredie, čo sa vyplatí až po niekoľkých rokoch.

Napriek ťažkostiam spojeným s prepravou a čistením APG, ďalšie zdokonaľovanie technológií na správnu likvidáciu tejto suroviny vyrieši environmentálne problémy mnohých regiónov a stane sa základom pre celý priemysel v celoštátnom meradle, ktorého náklady v Ruskej federácii bude podľa najkonzervatívnejších odhadov odborníkov približne 15 miliárd dolárov.

Pridružený plyn nie je všetok plyn v danom ložisku, ale plyn rozpustený v rope a uvoľnený z nej pri výrobe.

Ropa a plyn pri výstupe z vrtu prechádzajú cez odlučovače plynov, v ktorých sa oddelí príslušný plyn od nestabilnej ropy, ktorá sa posiela na ďalšie spracovanie.

Pridružené plyny sú cennými surovinami pre priemyselnú petrochemickú syntézu. Kvalitatívne sa v zložení nelíšia od zemné plyny kvantitatívny rozdiel je však veľmi významný. Obsah metánu v nich nesmie presiahnuť 25–30%, ale je oveľa vyšší ako jeho homológy - etán, propán, bután a vyššie uhľovodíky. Preto sú tieto plyny klasifikované ako mastné plyny.

Vzhľadom na rozdiel v kvantitatívnom zložení pridružených a zemných plynov ich fyzikálne vlastnosti sú rôzne. Hustota (vo vzduchu) pridružených plynov je vyššia ako pri zemných plynoch – dosahuje 1,0 alebo viac; ich výhrevnosť je 46 000–50 000 J/kg.

1. Aplikácia plynu

Jednou z hlavných aplikácií uhľovodíkových plynov je ich použitie ako paliva. Vysoká výhrevnosť, pohodlnosť a hospodárnosť použitia nepochybne zaraďujú plyn na jedno z prvých miest medzi ostatnými druhmi energetických zdrojov.

Ďalším dôležitým využitím pridruženého ropného plynu je jeho doplnenie, t. j. extrakcia plynového benzínu z neho v závodoch alebo zariadeniach na spracovanie plynu. Plyn je podrobený silnej kompresii a chladeniu pomocou výkonných kompresorov, pričom pary kvapalných uhľovodíkov kondenzujú a čiastočne rozpúšťajú plynné uhľovodíky (etán, propán, bután, izobután). Vzniká prchavá kvapalina – nestabilný plynový benzín, ktorý sa ľahko oddelí od zvyšku nekondenzovateľnej masy plynu v separátore. Po frakcionácii - oddelení etánu, propánu a časti butánov - sa získa stabilný plynový benzín, ktorý sa používa ako prísada do komerčných benzínov, čím sa zvyšuje ich prchavosť.

Ako palivo sa používa propán, bután a izobután uvoľnený pri stabilizácii plynového benzínu vo forme skvapalnených plynov čerpaných do tlakových fliaš. Metán, etán, propán a butány tiež slúžia ako suroviny pre petrochemický priemysel.

Po oddelení C2-C4 od pridružených plynov má zostávajúci výfukový plyn blízko k vyschnutiu. V praxi ho možno považovať za čistý metán. Suché a výfukové plyny, keď sa spália v prítomnosti malého množstva vzduchu v špeciálnych zariadeniach, tvoria veľmi cenný priemyselný produkt - plynové sadze:

CH4+02 C + 2H20

Používa sa najmä v gumárenskom priemysle. Prechodom metánu s vodnou parou cez niklový katalyzátor pri teplote 850 °C sa získa zmes vodíka a oxidu uhoľnatého – „syntézny plyn“:

CH4 + H20  CO + 3H 2

Keď sa táto zmes nechá prejsť cez katalyzátor FeO pri 450 °C, oxid uhoľnatý sa premení na oxid a uvoľní sa ďalší vodík:

CO + H 2 O  CO 2 + H 2

Výsledný vodík sa používa na syntézu amoniaku. Keď sa metán a iné alkány spracujú chlórom a brómom, získajú sa substitučné produkty:

CH 4 + Cl 2  CH 3 C1 + HCl - metylchlorid;

CH 4 + 2C1 2  CH 2 C1 2 + 2HC1 - metylénchlorid;

CH 4 + 3Cl 2  CHCl 3 + 3HCl - chloroform;

CH 4 + 4Cl 2  CCl 4 + 4HCl - tetrachlórmetán.

Metán tiež slúži ako surovina na výrobu kyseliny kyanovodíkovej:

2СH 4 + 2NH 3 + 3O 2  2HCN + 6H 2 O, ako aj na výrobu sírouhlíka CS 2, nitrometánu CH 3 NO 2, ktorý sa používa ako rozpúšťadlo pre laky.

Etán sa používa ako surovina na výrobu etylénu pyrolýzou. Etylén je zasa východiskovým materiálom na výrobu etylénoxidu, etylalkoholu, polyetylénu, styrénu atď.

Z propánu sa vyrába acetón, kyselina octová, formaldehyd, bután sa používa na výrobu olefínov: etylén, propylén, butylén, ale aj acetylén a butadién (suroviny pre syntetický kaučuk). Oxidáciou butánu vzniká acetaldehyd, kyselina octová, formaldehyd, acetón atď.

Všetky tieto typy chemického spracovania plynov sú podrobnejšie rozoberané v kurzoch petrochémie.