Jedným z naliehavých problémov v súčasnosti v sektore ropy a zemného plynu je problém spaľovania súvisiaceho ropného plynu (APG). Znamená pre štát hospodárske, environmentálne, sociálne straty a riziká a stáva sa ešte aktuálnejším s rastúcim globálnym trendom prechodu ekonomiky na nízkouhlíkový a energeticky účinný spôsob rozvoja.
APG je zmes uhľovodíkov, ktoré sú rozpustené v oleji. Nachádza sa v ropných ložiskách a na povrch sa uvoľňuje pri ťažbe „čierneho zlata“. APG sa od zemného plynu líši tým, že ho okrem metánu tvorí bután, propán, etán a ďalšie ťažšie uhľovodíky. Okrem toho sa v ňom môžu nachádzať aj neuhľovodíkové zložky ako hélium, argón, sírovodík, dusík a oxid uhličitý.
Problémy používania a likvidácie APG sú spoločné pre všetky krajiny produkujúce ropu. A pre Rusko sú relevantnejšie, pretože náš štát je podľa Svetovej banky na vrchole zoznamu krajín s najvyššou mierou vzplanutia APG. Podľa odborných výskumov sa na prvom mieste v tejto oblasti umiestnila Nigéria, za ňou nasledovalo Rusko a potom Irán, Irak a Angola. Oficiálne údaje hovoria, že ročne sa u nás vyťaží 55 miliárd m3 APG, z toho sa spáli 20-25 miliárd m3 a len 15-20 miliárd m3 skončí v chemickom priemysle. Väčšina plynu sa spáli ťažko dostupné miesta produkcia ropy vo východnej a Západná Sibír. Vďaka vysokému nočnému osvetleniu sú najväčšie metropoly Európy, Ameriky a Ázie, ako aj riedko osídlené oblasti Sibíri, viditeľné z vesmíru kvôli obrovskému množstvu ropných svetlíc spaľujúcich APG.
Jedným z aspektov tohto problému je životné prostredie. Pri spaľovaní tohto plynu sa do atmosféry uvoľňuje veľké množstvo škodlivých emisií, čo vedie k zhoršeniu životné prostredie s, zničenie neobnoviteľných prírodné zdroje, rozvíja negatívne planetárne procesy, ktoré majú mimoriadne negatívny vplyv na klímu. Podľa nedávnych ročných štatistík sa pri spaľovaní APG v Rusku a Kazachstane uvoľňuje do atmosféry viac ako milión ton znečisťujúcich látok, ktoré zahŕňajú oxid uhličitý, oxid siričitý a častice sadzí. Tieto a mnohé ďalšie látky sa prirodzene dostávajú do ľudského tela. Štúdie v regióne Tyumen teda ukázali, že výskyt mnohých tried chorôb je tu oveľa vyšší ako v iných regiónoch Ruska. Tento zoznam zahŕňa choroby reprodukčný systém, dedičné patológie, oslabená imunita, rakovina.
Problémy využívania APG však nepredstavujú len environmentálne problémy. Súvisia aj s problémami veľkých strát v ekonomike štátu. Pridružený ropný plyn je dôležitou surovinou pre energetický a chemický priemysel. Má vysokú výhrevnosť a metán a etán obsiahnuté v APG sa využívajú pri výrobe plastov a gumy, jeho ďalšie prvky sú cennými surovinami pre vysokooktánové palivové prísady a skvapalnené uhľovodíkové plyny. Rozsah ekonomických strát v tejto oblasti je obrovský. Napríklad v roku 2008 podniky vyrábajúce ropu a plyn v Rusku spálili viac ako 17 miliárd m3 súvisiaceho plynu a 4,9 miliardy m3 zemného plynu, pričom plynový kondenzát. Tieto ukazovatele sú podobné ročnej potrebe všetkých Rusov domáci plyn. V dôsledku tohto problému dosahujú ekonomické straty našej krajiny 2,3 miliardy dolárov ročne.
Problém využívania APG v Rusku závisí od mnohých historických dôvodov, ktoré stále neumožňujú vyriešiť ho jednoducho a rýchle spôsoby. Vzniká v ropný priemysel ZSSR. V tom čase sa pozornosť sústredila len na obrie polia a hlavným cieľom bola produkcia obrovských objemov ropy s minimálnymi nákladmi. Vzhľadom na to bolo spracovanie súvisiaceho plynu považované za druhoradý a menej ziskový projekt. Samozrejme, bola prijatá určitá schéma recyklácie. K tomu v naj veľké miesta V období ťažby ropy boli vybudované nemenej veľké závody na spracovanie plynu s rozsiahlym systémom zberu plynu, ktoré boli zamerané na spracovanie surovín z blízkych polí. Je celkom zrejmé, že táto technológia môže fungovať iba efektívne veľká produkcia a je neudržateľný v stredných a malých oblastiach, ktoré sa v poslednom čase najaktívnejšie rozvíjajú. Ďalším problémom sovietskej schémy je, že jej technická a prepravné vlastnosti neumožňujú prepravu a spracovanie plynu obohateného o ťažké uhľovodíky z dôvodu nemožnosti jeho čerpania potrubím. Preto sa stále musí páliť v fakle. V ZSSR sa zber plynu a dodávka plynu do tovární financovala z jedného systému. Po rozpade únie vznikli nezávislé ropné spoločnosti, v ktorých rukách boli sústredené zdroje APG, zatiaľ čo dodávka a zber plynu zostali spracovateľom nákladu. Tí druhí sa v tejto oblasti stali monopolistami. Producenti ropy tak jednoducho nemali motiváciu investovať do výstavby zariadení na zhromažďovanie plynu na nových poliach. Okrem toho si používanie APG vyžaduje obrovské investície. Pre spoločnosti je lacnejšie spáliť tento plyn ako vybudovať systém zberu a spracovania.
Hlavné dôvody vzplanutia APG možno načrtnúť nasledovne. Neexistujú lacné technológie, ktoré by umožnili využitie plynu obohateného o ťažké uhľovodíky. Kapacita spracovania nie je dostatočná. Odlišné zloženie APG a zemného plynu obmedzuje prístup pracovníkov nafty do systému Unified Gas Supply System, ktorý je naplnený zemným plynom. Výstavba potrebných plynovodov značne zvyšuje cenu vyrobeného plynu v porovnaní so zemným plynom. Existujúci kontrolný systém v Rusku na vykonávanie licenčných zmlúv je tiež nedokonalý. Pokuty za emisie škodlivých látok do ovzdušia sú oveľa vyššie menej nákladov pre využitie APG. Zapnuté ruský trh Prakticky neexistujú technológie, ktoré by tento plyn zbierali a spracovávali. Podobné riešenia existujú aj v zahraničí, no ich využitie je veľmi pomalé za vysokú cenu, ako aj potrebné prispôsobenie sa ruské pomery klimatickej aj legislatívnej. Napríklad naše požiadavky na priemyselnú bezpečnosť sú prísnejšie. Existujú už prípady, keď zákazníci investovali obrovské sumy a skončili so zariadením, ktoré nebolo možné prevádzkovať. Preto naša vlastná výroba čerpania plynu kompresorové stanice a APG kompresné zariadenia je dôležitou otázkou pre ruský ropný a plynárenský priemysel. Na jeho riešení už pracujú Kazan PNG-Energy a Tomsk BPC Engineering. V Skolkove je v rôznom štádiu rozpracovanosti viacero projektov s problémom využívania APG.
Vláda Ruskej federácie chce dostať situáciu s APG na svetové štandardy. Otázky o potrebnej liberalizácii cien tohto produktu sa objavili už v roku 2003. V roku 2007 boli zverejnené najnovšie údaje o objeme APG spálených vo svetliciach - ide o tretinu z celkového produktu. Vo výročnom príhovore prezidenta Ruskej federácie k Federálnemu zhromaždeniu Ruskej federácie z 26. apríla 2007 Vladimír Putin na problém upozornil a poveril vládu, aby pripravila súbor opatrení na vyriešenie tohto problému. Navrhol zvýšenie pokút, vytvorenie účtovného systému, sprísnenie licenčných požiadaviek pre užívateľov podložia a do roku 2011 dostať úroveň využitia APG na svetový priemer – 95 %. Ministerstvo energetiky však vypočítalo, že takýto cieľ možno podľa najoptimistickejších prognóz dosiahnuť až do roku 2015. Napríklad Khanty-Mansi Autonomous Okrug v súčasnosti spracováva 90 %, pričom v prevádzke je osem závodov na spracovanie plynu. Yamal-Nenets Autonomous Okrug sa vyznačuje gigantickými neobývanými územiami, čo komplikuje otázku využitia APG, takže sa tu používa asi 80% a okres dosiahne 95% až v rokoch 2015-2016.
Základom pridruženého ropného plynu je zmes ľahkých uhľovodíkov vrátane metánu, etánu, propánu, butánu, izobutánu a iných uhľovodíkov, ktoré sú rozpustené v oleji pod tlakom (obrázok 1). APG sa uvoľňuje, keď tlak klesá počas získavania ropy alebo počas procesu separácie, podobne ako pri procese uvoľňovania oxidu uhličitého pri otvorení fľaše šampanského. Ako už názov napovedá, súvisiaci ropný plyn sa vyrába súčasne s ropou a v skutočnosti je vedľajším produktom pri výrobe ropy. Objem a zloženie APG závisí od oblasti výroby a špecifických vlastností ložiska. V procese výroby a separácie jednej tony ropy môžete získať od 25 do 800 m3 pridruženého plynu.
Spaľovanie súvisiaceho ropného plynu v poľných erupciách je najmenej racionálny spôsob jeho využitia. S týmto prístupom sa APG v podstate stáva odpadovým produktom z procesu výroby ropy. Spálenie môže byť odôvodnené, keď určité podmienky, avšak, ako ukazuje svetová skúsenosť, efektívne verejná politika umožňuje dosiahnuť úroveň spaľovania APG niekoľko percent z celkového objemu jeho produkcie v krajine.
V súčasnosti existujú dva najbežnejšie spôsoby použitia súvisiaceho ropného plynu, alternatíva k spaľovaniu. Po prvé, ide o vstrekovanie APG do formácií nesúcich ropu s cieľom zlepšiť ťažbu ropy alebo ju možno zachovať ako zdroj pre budúcnosť. Druhou možnosťou je použiť pridružený plyn ako palivo na výrobu energie (schéma 1) a potreby podniku v miestach výroby ropy, ako aj na výrobu elektriny a jej prenos do všeobecnej energetickej siete.
Možnosť použitia APG na výrobu energie je zároveň spôsobom jeho spaľovania, ale je o niečo racionálnejšia, pretože je možné dosiahnuť priaznivý účinok a trochu znížiť vplyv na životné prostredie. Na rozdiel od zemného plynu, ktorého obsah metánu sa pohybuje v rozmedzí 92 – 98 %, súvisiaci ropný plyn obsahuje menej metánu, ale často má významný podiel iných uhľovodíkových zložiek, ktoré môžu dosahovať viac ako polovicu celkového objemu. APG môže obsahovať aj neuhľovodíkové zložky – oxid uhličitý, dusík, sírovodík a iné. Výsledkom je, že súvisiaci ropný plyn sám o sebe nie je dostatočne účinným palivom.
Najracionálnejšou možnosťou je spracovanie APG - jeho použitie ako suroviny pre plyn a petrochemický priemysel - čo umožňuje získať cenné produkty. V dôsledku niekoľkých stupňov spracovania pridruženého ropného plynu je možné získať materiály ako polyetylén, polypropylén, syntetické kaučuky, polystyrén, polyvinylchlorid a iné. Tieto materiály zase slúžia ako základ pre širokú škálu produktov, bez ktorých je to nemysliteľné moderný životľudí a hospodárstva vrátane: obuvi, odevov, nádob a obalov, riadu, vybavenia, okien, všetkých druhov gumených výrobkov, kultúrnych a domácich potrieb, potrubí a častí potrubí, materiálov pre medicínu a vedu atď. Treba poznamenať, že spracovanie APG tiež umožňuje izolovať suchý stripovaný plyn, ktorý je analógom zemného plynu, ktorý možno použiť ako účinnejšie palivo ako APG.
Charakteristická je úroveň vyťaženého súvisiaceho plynu používaného pre plynárenstvo a petrochemický priemysel inovatívny rozvoj ropný a plynárenský a petrochemický priemysel, ako efektívne sú zdroje uhľovodíkov využívané v ekonomike krajiny. Racionálne využitie APG vyžaduje dostupnosť vhodnej infraštruktúry, efektívnu nariadenie vlády, systémov hodnotenia, sankcií a stimulov pre účastníkov trhu. Preto aj podiel APG používaných v plyne a petrochémii môže charakterizovať úroveň ekonomický vývoj krajín.
Dosiahnutie 95 – 98 % úrovne využitia súvisiaceho ropného plynu ťaženého v celej krajine a vysoký stupeň jeho spracovania na výrobu cenných produktov vrátane plynu a petrochémie patria medzi dôležité smery rozvoja ropného a plynárenského a petrochemického priemyslu. vo svete. Tento trend je typický pre vyspelé krajiny bohaté na uhľovodíky, akými sú Nórsko, USA a Kanada. Je to typické aj pre viaceré krajiny s transformujúcou sa ekonomikou, napríklad Kazachstan, ako aj rozvojové krajiny, napríklad Nigériu. Treba poznamenať, že Saudská Arábia- líder svetovej produkcie ropy - stáva sa jedným z lídrov svetového plynárenského a petrochemického priemyslu.
V súčasnosti Rusko zaujíma „čestné“ prvé miesto na svete, pokiaľ ide o objemy spaľovania APG. V roku 2013 bola táto úroveň podľa oficiálnych údajov asi 15,7 miliardy m3. Zároveň podľa neoficiálnych údajov môže byť objem súvisiaceho spaľovania ropného plynu u nás výrazne vyšší – minimálne 35 miliárd m3. Zároveň, aj na základe oficiálnych štatistík, je Rusko výrazne pred ostatnými štátmi, pokiaľ ide o objemy spaľovania APG. Podľa oficiálnych údajov bola miera užívania APG inými spôsobmi ako spaľovaním u nás v roku 2013 v priemere 76,2 %. Z toho 44,5 % bolo spracovaných v závodoch na spracovanie plynu.
Požiadavky na zníženie úrovne spaľovania APG a zvýšenie podielu jeho spracovania ako hodnotnej uhľovodíkovej suroviny boli predložené vedením našej krajiny v posledných rokoch. V súčasnosti je v platnosti nariadenie ruskej vlády č. 1148 z 8. novembra 2012, podľa ktorého sú spoločnosti vyrábajúce ropu povinné platiť vysoké pokuty za nadmerné spaľovanie – nad hranicu 5 %.
Je dôležité poznamenať, že presnosť oficiálnych štatistík týkajúcich sa miery recyklácie je vážne sporná. Podľa odborníkov sa spracúva podstatne menší podiel vyťaženého APG – asi 30 %. A nie všetko sa používa na výrobu plynu a petrochemických produktov, významná časť sa spracováva na výrobu elektriny. Teda skutočný podiel efektívne využitie APG – ako surovina pre plyn a petrochemický priemysel – môže tvoriť najviac 20 % z celkového objemu vyrobeného APG.
Takže aj na základe oficiálnych údajov, ak vezmeme do úvahy len objemy spaľovania APG, môžeme konštatovať, že ročne sa stratí viac ako 12 miliónov ton cenných petrochemických surovín, ktoré by sa dali získať spracovaním súvisiaceho ropného plynu. Z týchto surovín by sa mohli vyrábať dôležité produkty a tovary pre domácu ekonomiku, mohli by sa stať základom pre rozvoj nových priemyselných odvetví, vytváranie nových pracovných miest, a to aj za účelom nahradenia dovážaných výrobkov. Podľa Svetovej banky dodatočný príjem Ruská ekonomika z kvalifikovaného spracovania APG by mohla predstavovať viac ako 7 miliárd dolárov ročne a podľa ministerstva prírodných zdrojov a životného prostredia naša ekonomika každoročne stráca 13 miliárd dolárov.
Zároveň, ak vezmeme do úvahy objemy súvisiaceho spaľovania plynu na ropných poliach pre naše vlastné potreby a výrobu energie, možnosť získania surovín a teda aj dodatočných výhod pre ekonomiku našej krajiny môže byť dvojnásobne vyššia. .
Dôvody iracionálneho využívania pridruženého plynu u nás sú spojené s množstvom faktorov. Miesta ťažby ropy sa často nachádzajú ďaleko od infraštruktúry na zber, prepravu a spracovanie ropného plynu. Obmedzený prístup k hlavnému plynovodnému systému. Nedostatok miestnych spotrebiteľov produktov na spracovanie APG, nedostatok nákladovo efektívnych riešení pre racionálne využitie – to všetko vedie k tomu, že najjednoduchším riešením pre spoločnosti vyrábajúce ropu je často spaľovanie súvisiaceho plynu na poliach: vo svetliciach alebo napr. vyrábať elektrinu a domáce potreby. Je potrebné poznamenať, že predpoklady pre iracionálne využívanie súvisiaceho ropného plynu sa vytvorili už v r. počiatočné štádiá rozvoj ropného priemyslu ešte v sovietskom období.
V súčasnosti sa nevenuje dostatočná pozornosť hodnoteniu ekonomických strát štátu z iracionálneho využívania – spaľovanie súvisiaceho ropného plynu na poliach. Spaľovanie APG však spôsobuje značné škody nielen ekonomikám krajín produkujúcich ropu, ale aj životnému prostrediu. Škody na životnom prostredí majú najčastejšie kumulatívny charakter a vedú k dlhodobým a často nezvratným následkom. Aby hodnotenia environmentálnych škôd a ekonomických strát neboli priemerné a jednostranné a motivácia riešiť problém bola zmysluplná, je potrebné brať do úvahy rozsah našej krajiny a záujmy všetkých strán.
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 – Jamalsko-nenecký autonómny okruh;
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. Predovšetkým dôležité Teraz sa získavajú 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 hospodárskom 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. Zvláštny význam získava produkciu 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. Hlavným je metán komponent tento plyn. Zemný plyn obsahuje okrem metánu aj jeho najbližšie homológy – etán, propán, bután. Čím vyššie molekulová hmotnosť uhľovodík, tým menej ho zvyčajne obsahuje zemný plyn.
Zlúčenina zemný plyn sa líši od poľa k poľu.
Priemerné zloženie zemného plynu:
|
CH 4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
C5H12 |
N 2 a iné plyny |
|
|
Zemný plyn (% objemu) |
80-98 |
0,5-4,0 |
0,2-1,5 |
0,1-1,0 |
0-1,0 |
2-13 |
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:
|
CH 4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
C5H12 |
N 2 a iné plyny |
|
|
Pasovanie ropný plyn (% objemu) |
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 významné množstvo a iné uhľovodíky.
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.
|
III |
|||
|
Uhľovodíky |
CH4, C2H6 |
C3H8, C4H10 |
C5H12, C6H14 atď. |
|
Uvoľnené zmesi |
Suchý plyn |
Zmes propán-bután |
Benzínový benzín |
|
Aplikácia |
Suchý plyn, ktorý má podobné zloženie ako zemný plyn, sa používa na výrobu acetylénu, vodíka a iných látok a tiež ako palivo. |
Propán a bután v skvapalnenom stave sú široko používané ako palivo v každodennom živote a v automobilovej doprave. |
Benzín obsahujúci prchavé kvapalné uhľovodíky sa používa ako prísada do benzínu pre lepšie zapaľovanie pri štartovaní motora. |
Extrahujú sa aj jednotlivé uhľovodíky – etán, propán, bután a iné. Ich dehydrogenáciou sa získavajú nenasýtené uhľovodíky – etylén, propylén, butylén atď.
Pridružený ropný plyn.
Pridružený ropný plyn je tiež pôvodom zemný plyn. Dostalo špeciálne meno, pretože sa nachádza v ložiskách spolu s ropou - je v nej rozpustené a nachádza sa nad ropou a tvorí plynový „uzáver“. Pridružený plyn sa rozpúšťa v oleji, pretože je pod tlakom vo veľkých hĺbkach. Pri extrakcii na povrch klesá tlak v systéme kvapalina-plyn, v dôsledku čoho sa znižuje rozpustnosť plynu a z ropy sa uvoľňuje plyn. Tento jav spôsobuje, že produkcia ropy predstavuje nebezpečenstvo požiaru a výbuchu. Zloženie prírodných a pridružených plynov z rôznych oblastí je rôzne. Pridružené plyny sú v uhľovodíkových zložkách rozmanitejšie ako prírodné, takže ich použitie ako chemické suroviny je výhodnejšie.
Pridružený plyn na rozdiel od zemného plynu obsahuje hlavne izoméry propánu a butánu.
Charakteristika súvisiacich ropných plynov
Prirodzený ropný plyn vzniká aj prirodzeným krakovaním ropy, preto zahŕňa nasýtené (metán a homológy) a nenasýtené (etylén a homológy) uhľovodíky, ako aj nehorľavé plyny – dusík, argón a oxid uhličitý CO 2 . Predtým sa príslušný plyn nepoužíval a bol okamžite spálený na poli. V súčasnosti sa čoraz viac zachytáva, pretože podobne ako zemný plyn je a dobré palivo a cenné chemické suroviny.
Pridružené plyny sa spracúvajú v závodoch na spracovanie plynu. Vyrábajú z nich metán, etán, propán, bután a „ľahký“ plynový benzín s obsahom uhľovodíkov s počtom atómov uhlíka 5 a viac. Etán a propán sa dehydrogenujú za vzniku nenasýtených uhľovodíkov – etylénu a propylénu. Ako palivo pre domácnosť sa používa zmes propánu a butánu (skvapalnený plyn). Benzín sa pridáva do bežného benzínu na urýchlenie jeho vznietenia pri štartovaní spaľovacích motorov.
Olej
Ropa je tekutá horľavá fosília olejovitého vzhľadu od žltej alebo svetlohnedej až po čiernu s charakteristickým zápachom, s hustotou 0,70 - 1,04 g/cm³, ľahšia ako voda, nerozpustná vo vode, je to prírodná komplexná zmes prevažne tekutých uhľovodíky, najmä v alkánoch lineárnej a rozvetvenej štruktúry, obsahujúcich od 5 do 50 atómov uhlíka v molekulách, s inými organickými látkami. Keďže ropa je zmesou rôznych uhľovodíkov, nemá špecifický bod varu. Plynné a pevné zložky oleja sú rozpustené v jeho kvapalných zložkách, čo určuje jeho stav agregácie.
Jeho zloženie výrazne závisí od miesta jeho ťažby. Zloženie olejov je parafínové, nafténové a aromatické. Napríklad ropa z Baku je bohatá na cyklické uhľovodíky (až 90 %), v oleji Groznyj prevládajú nasýtené uhľovodíky a v uralskom oleji prevládajú aromatické uhľovodíky. Najbežnejšie oleje sú zmiešaného zloženia. Na základe hustoty sa rozlišuje ľahký a ťažký olej. Najbežnejší je však olej zmiešaný typ. Okrem uhľovodíkov obsahuje ropa nečistoty organických zlúčenín kyslíka a síry, ako aj vodu a v nej rozpustené vápenaté a horečnaté soli. Celkovo olej obsahuje asi 100 rôznych zlúčenín. Olej obsahuje aj mechanické nečistoty – piesok a íl.
D.I. Mendelejev veril, že ropa je cennou surovinou na výrobu mnohých ekologických produktov.
Ropa je cennou surovinou na výrobu vysokokvalitných motorových palív. Po vyčistení od vody a iných nežiaducich nečistôt sa olej spracuje.
Väčšina ropy sa používa na výrobu (90%) sa používa na výrobu rôzne druhy palivo a lubrikanty. Ropa je cennou surovinou pre chemický priemysel. Hoci časť ropy, ktorá sa používa na výrobu petrochemických produktov, je malá, tieto produkty majú veľmi veľký význam. Mnoho tisíc organických zlúčenín sa získava z produktov destilácie ropy. Z nich sa zase vyrábajú tisíce produktov, ktoré uspokojujú nielen základné potreby moderná spoločnosť, ale aj potrebu pohodlia. Z látok extrahovaných z ropy získavame:
Syntetické kaučuky;
Plasty;
Výbušniny;
Syntetické vlákna;
ROPA A PLYN, ICH ZLOŽENIE A FYZIKÁLNE VLASTNOSTI
OLEJ
Olej je horľavá, olejovitá kvapalina, väčšinou tmavej farby, so špecifickým zápachom. Z hľadiska chemického zloženia je ropa predovšetkým zmesou rôznych uhľovodíkov v nej obsiahnutých v najrôznejších kombináciách a určujúcich jej fyzikálne a chemické vlastnosti.
V olejoch sa nachádzajú tieto skupiny uhľovodíkov: 1) metán (parafín) s všeobecný vzorec SIN2I + 2; 2) nafténové so všeobecným vzorcom C„H2P; 3) aromatické so všeobecným vzorcom
SpN 2l -v- /
Najbežnejšie uhľovodíky v prírodných podmienkach sú metánové rady. Uhľovodíky tohto radu - metán CH 4, etán C 2 Hin, propán C 3 H 8 a bután C 4 Nu - at. atmosferický tlak a normálna teplota sú v plynnom stave. Sú súčasťou ropných plynov. Pri zvyšovaní tlaku a teploty môžu tieto ľahké uhľovodíky čiastočne alebo úplne skvapalniť.
Pentán C 8 H 12, hexán C v H 14 a heptán C 7 H 1 v za rovnakých podmienok sú v nestabilnom stave: ľahko prechádzajú z plynného do kvapalného skupenstva a späť.
Uhľovodíky od C 8 H 18 do C 17 H zvuk sú kvapalné látky.
Uhľovodíky s molekulami obsahujúcimi viac ako 17 atómov uhlíka sú klasifikované ako pevné látky. Ide o parafíny a ceresíny, ktoré sú v rôznych množstvách obsiahnuté vo všetkých olejoch.
Fyzikálne vlastnosti olejov a ropných plynov, ako aj ich kvalitatívne charakteristiky závisia od prevahy jednotlivých uhľovodíkov alebo ich rôzne skupiny. Oleje s prevahou komplexných uhľovodíkov (ťažké oleje) obsahujú menšie množstvá benzínu a ropných frakcií. Obsah v oleji
V, M-ANT V
veľká kvantitaživicové a parafínové zlúčeniny ho robia viskóznym a neaktívnym, čo si vyžaduje špeciálne opatrenia na jeho extrakciu na povrch a následnú prepravu.
Okrem toho sú oleje rozdelené podľa hlavných ukazovateľov kvality - obsahu ľahkého benzínu, petroleja a ropných frakcií.
Frakčné zloženie olejov sa určuje laboratórnou destiláciou, ktorá je založená na skutočnosti, že každý uhľovodík obsiahnutý v jeho zložení má svoj vlastný špecifický bod varu.
Ľahké uhľovodíky majú nízke teploty varu. Napríklad pentán (C B H1a) má bod varu 36 °C a hexán (C 6 H1 4) má bod varu 69 °C. Ťažké uhľovodíky majú vyššie body varu a dosahujú 300 °C a vyššie. Preto, keď sa olej zahrieva, jeho ľahšie frakcie vrie a vyparujú sa najskôr, keď teplota stúpa, ťažšie uhľovodíky začnú vrieť a odparovať sa.
Ak sa pary oleja zahriateho na určitú teplotu zhromaždia a ochladia, potom sa tieto pary opäť premenia na kvapalinu, čo je skupina uhľovodíkov, ktoré sa v danom teplotnom rozsahu z ropy vyvaria. V závislosti od teploty ohrevu oleja sa z neho teda najskôr odparujú najľahšie frakcie - benzínové, potom ťažšie - petrolej, potom motorová nafta atď.
Percento jednotlivých frakcií v oleji, ktoré sa v určitých teplotných rozsahoch vyparí, charakterizuje frakčné zloženie oleja.
V laboratórnych podmienkach sa destilácia oleja zvyčajne vykonáva v teplotných rozsahoch do 100, 150, 200, 250, 300 a 350 ° C.
Najjednoduchšia rafinácia ropy je založená na rovnakom princípe ako vyššie opísaná laboratórna destilácia. Ide o priamu destiláciu ropy s oddelením benzínu, petroleja a naftových frakcií z nej pod atmosférickým tlakom a zahriatím na 300-350 °C.
V ZSSR existujú rôzne oleje chemické zloženie a vlastnosti. Dokonca aj oleje z rovnakého odboru sa môžu navzájom veľmi líšiť. Svoje však majú aj oleje každého regiónu ZSSR špecifické vlastnosti. Napríklad oleje z oblasti Ural-Volga zvyčajne obsahujú značné množstvo živíc, parafínu a zlúčenín síry. Oleje z oblasti Embensky sa vyznačujú relatívne nízkym obsahom síry.
Najväčšia rozmanitosť zloženia a fyzikálne vlastnosti vlastniť ropu z oblasti Baku. Tu, spolu s bezfarebnými olejmi v horných horizontoch poľa Surakhani, pozostávajúcich takmer výlučne z benzínových a petrolejových frakcií, existujú oleje, ktoré neobsahujú benzínové frakcie. V tejto oblasti sú oleje, ktoré neobsahujú dechtovité látky, ako aj vysoko dechtovité. Mnohé oleje v Azerbajdžane obsahujú nafténové kyseliny. Väčšina olejov neobsahuje parafíny. Z hľadiska obsahu síry sú všetky oleje Baku klasifikované ako nízkosírne.
Jedným z hlavných ukazovateľov komerčnej kvality ropy je jej hustota. Hustota oleja pri štandardnej teplote 20°C a atmosférickom tlaku sa pohybuje od 700 (plynový kondenzát) do 980 a dokonca 1000 kg/m 3 .
V terénnej praxi sa na približné posúdenie kvality používa hustota ropy. Najcennejšie sú ľahké oleje s hustotou do 880 kg/m 3 ; majú tendenciu obsahovať viac benzínových a ropných frakcií.
Hustota olejov sa zvyčajne meria pomocou špeciálnych hustomerov. Hustomer je sklenená trubica s rozšírenou spodnou časťou, ktorá obsahuje ortuťový teplomer. Vzhľadom na značnú hmotnosť ortuti zaujíma hustomer pri ponorení do oleja vertikálnu polohu. V hornej úzkej časti hustomera je stupnica na meranie hustoty a v spodnej časti je teplotná stupnica.
Na určenie hustoty oleja sa do nádoby s týmto olejom spustí hustomer a hodnota jeho hustoty sa meria pozdĺž horného okraja vytvoreného menisku.
Aby sa výsledné meranie hustoty oleja pri danej teplote dostalo na štandardné podmienky, t. j. na teplotu 20 °C, je potrebné zaviesť teplotnú korekciu, ktorá sa zohľadňuje podľa nasledujúceho vzorca:
р2о = Р* + в(<-20), (1)
kde p20 je požadovaná hustota pri 20 °C; p/ - hustota pri teplote merania I; A- koeficient objemovej rozťažnosti oleja, ktorého hodnota je prevzatá zo špeciálnych tabuliek; ona