Moja ya matatizo makubwa katika sekta ya mafuta na gesi leo ni tatizo la kuwaka gesi inayohusiana na mafuta ya petroli (APG). Inajumuisha hasara za kiuchumi, kimazingira, kijamii na hatari kwa serikali, na inahusiana zaidi na mwelekeo unaokua wa kimataifa kuelekea mabadiliko ya uchumi kwa njia ya maendeleo ya kaboni duni na nishati.
APG ni mchanganyiko wa hidrokaboni ambayo huyeyushwa katika mafuta. Inapatikana katika hifadhi za mafuta na hutolewa kwa uso wakati wa uchimbaji wa "dhahabu nyeusi". APG inatofautiana na gesi asilia kwa kuwa, pamoja na methane, inajumuisha butane, propane, ethane na hidrokaboni nyingine nzito. Kwa kuongeza, vipengele visivyo vya hidrokaboni vinaweza kupatikana ndani yake, kama vile heliamu, argon, sulfidi hidrojeni, nitrojeni na dioksidi kaboni.
Masuala ya matumizi na utupaji wa APG ni ya kawaida kwa nchi zote zinazozalisha mafuta. Na kwa Urusi zinafaa zaidi, kwa sababu ya ukweli kwamba serikali yetu, kulingana na Benki ya Dunia, iko juu ya orodha ya nchi zilizo na viwango vya juu zaidi vya kuwaka kwa APG. Kulingana na utafiti wa kitaalamu, Nigeria ilichukua nafasi ya kwanza katika eneo hili, ikifuatiwa na Urusi, na kisha Iran, Iraq na Angola. Takwimu rasmi zinasema kuwa kila mwaka katika nchi yetu 55 bilioni m3 ya APG hutolewa, ambayo 20-25 bilioni m3 huchomwa moto, na tu 15-20 bilioni m3 huisha katika sekta ya kemikali. Gesi nyingi huchomwa katika maeneo ambayo ni magumu kufikiwa ya uzalishaji wa mafuta huko Siberia ya Mashariki na Magharibi. Kwa sababu ya mwangaza mwingi wa usiku, miji mikubwa zaidi ya Uropa, Amerika na Asia, na vile vile maeneo yenye watu wachache ya Siberia, yanaonekana kutoka angani kwa sababu ya idadi kubwa ya miali ya mafuta inayowaka APG.
Kipengele kimoja cha tatizo hili ni mazingira. Wakati gesi hii inapochomwa, hutokea idadi kubwa uzalishaji unaodhuru katika angahewa, ambao unajumuisha kuzorota mazingira, uharibifu wa zisizoweza kurejeshwa maliasili, huendeleza michakato hasi ya sayari ambayo ina athari mbaya sana kwa hali ya hewa. Kulingana na takwimu za hivi majuzi za kila mwaka, mwako wa APG nchini Urusi na Kazakhstan pekee hutoa zaidi ya tani milioni moja za uchafuzi ndani ya angahewa, ambazo ni pamoja na dioksidi kaboni, dioksidi ya sulfuri, na chembe za masizi. Dutu hizi na zingine nyingi huingia ndani ya mwili wa mwanadamu. Kwa hivyo, tafiti katika eneo la Tyumen zimeonyesha kuwa kiwango cha matukio ya madarasa mengi ya magonjwa hapa ni ya juu zaidi kuliko katika mikoa mingine ya Urusi. Orodha hii inajumuisha magonjwa ya mfumo wa uzazi, patholojia za urithi, kinga dhaifu, na saratani.
Lakini matatizo ya matumizi ya APG hayaleti masuala ya mazingira pekee. Pia zinahusiana na maswala ya hasara kubwa katika uchumi wa serikali. Gesi ya petroli inayohusishwa ni malighafi muhimu kwa tasnia ya nishati na kemikali. Ina thamani ya juu ya kalori, na methane na ethane zilizomo katika APG hutumiwa katika uzalishaji wa plastiki na mpira vipengele vyake vingine ni malighafi ya thamani ya viongeza vya mafuta ya octane na gesi za hidrokaboni zilizo na maji. Kiwango cha hasara za kiuchumi katika eneo hili ni kubwa sana. Kwa mfano, mwaka wa 2008, makampuni ya uzalishaji wa mafuta na gesi nchini Urusi yalichoma zaidi ya bilioni 17 m3 ya gesi inayohusishwa na m3 bilioni 4.9 ya gesi asilia, ikichimba. gesi condensate. Takwimu hizi ni sawa na mahitaji ya kila mwaka ya Warusi wote kwa gesi ya kaya. Kutokana na tatizo hili, hasara za kiuchumi kwa nchi yetu zinafikia dola bilioni 2.3 kwa mwaka.
Shida ya utumiaji wa APG nchini Urusi inategemea sababu nyingi za kihistoria ambazo bado haziruhusu kutatuliwa kwa njia rahisi na rahisi. njia za haraka. Inatoka katika tasnia ya mafuta ya USSR. Wakati huo, lengo lilikuwa tu kwenye mashamba makubwa, na lengo kuu lilikuwa kuzalisha kiasi kikubwa cha mafuta kwa gharama ndogo. Kwa kuzingatia hili, usindikaji wa gesi inayohusishwa ulionekana kuwa suala la pili na mradi usio na faida kidogo. Mpango fulani wa kuchakata, bila shaka, ulipitishwa. Ili kufanikisha hili, mitambo isiyopungua mikubwa ya usindikaji wa gesi yenye mfumo mkubwa wa kukusanya gesi ilijengwa katika maeneo makubwa zaidi ya uzalishaji wa mafuta, ambayo yalilenga kusindika malighafi kutoka mashamba ya karibu. Ni dhahiri kabisa kwamba teknolojia hii inaweza kufanya kazi kwa ufanisi tu uzalishaji mkubwa, na haiwezi kutumika katika nyanja za kati na ndogo, ambazo zinaendelezwa kikamilifu ndani hivi majuzi. Tatizo jingine na mpango wa Soviet ni kwamba kiufundi na sifa za usafiri usiruhusu usafirishaji na usindikaji wa gesi iliyojaa hidrokaboni nzito kwa sababu ya kutowezekana kwa kuisukuma kupitia bomba. Kwa hiyo, bado inapaswa kuchomwa moto katika mienge. Katika USSR, ukusanyaji wa gesi na usambazaji wa viwanda ulifadhiliwa kutoka kwa mfumo mmoja. Baada ya umoja huo kuanguka, makampuni ya kujitegemea ya mafuta yaliundwa, ambayo vyanzo vya APG vilijilimbikizia mikononi mwao, wakati utoaji wa gesi na ukusanyaji ulibakia na wasindikaji wa mizigo. Wale wa mwisho wakawa wakiritimba katika eneo hili. Kwa hivyo, wazalishaji wa mafuta hawakuwa na motisha ya kuwekeza katika ujenzi wa vifaa vya kukusanya gesi katika maeneo mapya. Aidha, matumizi ya APG yanahitaji uwekezaji mkubwa. Ni rahisi kwa makampuni kuwasha gesi hii kuliko kujenga mfumo wa ukusanyaji na usindikaji.
Sababu kuu za APG kuwaka zinaweza kuelezewa kama ifuatavyo. Hakuna teknolojia za bei nafuu ambazo zitaruhusu matumizi ya gesi iliyoboreshwa katika hidrokaboni nzito. Hakuna uwezo wa kutosha wa usindikaji. Nyimbo tofauti za APG na gesi asilia huzuia ufikiaji wa wafanyikazi wa mafuta kwenye Mfumo wa Usambazaji wa Gesi wa Pamoja, ambao umejaa gesi asilia. Ujenzi wa mabomba muhimu ya gesi huongeza sana bei ya gesi inayozalishwa ikilinganishwa na gesi asilia. Mfumo uliopo wa udhibiti nchini Urusi kwa utekelezaji wa mikataba ya leseni pia sio kamili. Faini za utoaji wa dutu hatari kwenye angahewa ni ndogo sana kuliko gharama za utupaji wa APG. Washa Soko la Urusi Kwa kweli hakuna teknolojia ambazo zinaweza kukusanya na kusindika gesi hii. Suluhisho sawa zipo nje ya nchi, lakini matumizi yao yanazuiwa na bei ya juu sana, pamoja na kukabiliana na hali ya Kirusi, hali ya hewa na sheria. Kwa mfano, mahitaji yetu ya usalama wa viwanda ni magumu zaidi. Tayari kuna matukio ambapo wateja waliwekeza kiasi kikubwa na kuishia na vifaa ambavyo havikuwezekana kufanya kazi. Kwa hiyo, uzalishaji wetu wenyewe wa kusukuma gesi vituo vya compressor na mitambo ya kubana APG ni suala muhimu kwa tasnia ya mafuta na gesi ya Urusi. Kazan PNG-Energy na Tomsk BPC Engineering tayari wanafanyia kazi suluhisho lake. Miradi kadhaa juu ya shida ya utumiaji wa APG iko katika hatua tofauti za maendeleo huko Skolkovo.
Serikali Shirikisho la Urusi anataka kuleta hali na PNG kwa viwango vya ulimwengu. Maswali juu ya uwekaji huria muhimu wa bei ya bidhaa hii yaliulizwa tayari mnamo 2003. Mnamo 2007, data ya hivi karibuni juu ya kiasi cha APG iliyochomwa moto ilichapishwa - hii ni theluthi ya jumla ya bidhaa. Katika Hotuba ya kila mwaka ya Rais wa Shirikisho la Urusi kwa Bunge la Shirikisho la Shirikisho la Urusi ya Aprili 26, 2007, Vladimir Putin alielezea shida hiyo na kuiagiza serikali kuandaa seti ya hatua za kutatua suala hili. Alipendekeza kuongeza faini, kuunda mfumo wa uhasibu, kuimarisha mahitaji ya leseni kwa watumiaji wa chini ya ardhi, na kuleta kiwango cha matumizi ya APG kwa wastani wa dunia - 95% ifikapo 2011. Lakini Wizara ya Nishati imehesabu kuwa lengo kama hilo linaweza kufikiwa, kulingana na utabiri wa matumaini zaidi, tu ifikapo 2015. Khanty-Mansi Autonomous Okrug, kwa mfano, kwa sasa inashughulikia 90%, na mitambo minane ya usindikaji wa gesi inafanya kazi. Yamal-Nenets Autonomous Okrug ina sifa ya maeneo makubwa yasiyo na watu, ambayo yanachanganya suala la utumiaji wa APG, kwa hivyo karibu 80% inatumika hapa, na wilaya itafikia 95% tu mnamo 2015-2016.
Usindikaji wa gesi ya petroli inayohusishwa (APG) ni eneo ambalo linapokea uangalizi mkubwa leo. Hii inawezeshwa na hali kadhaa, hasa kuongezeka kwa uzalishaji wa mafuta na kuimarisha viwango vya mazingira. Kwa mujibu wa data ya 2002, jumla ya m3 bilioni 34.2 ya APG ilitolewa kutoka kwenye udongo wa Shirikisho la Urusi, ambapo 28.2 bilioni m3 zilitumiwa. Kwa hivyo, kiwango cha matumizi ya APG kilikuwa 82.5%, wakati karibu bilioni 6 m3 (17.5%) zilichomwa moto.
Mnamo mwaka wa 2002 huo huo, mitambo ya usindikaji wa gesi ya Kirusi ilisindika bilioni 12.3 m3 ya APG (43.6% ya gesi "iliyotumiwa"), ambayo m3 bilioni 10.3 ilisindika katika mkoa wa Tyumen, eneo kuu la uzalishaji wa APG. Kwa mahitaji ya shamba (inapokanzwa mafuta, inapokanzwa kwa kambi za mzunguko, nk), kwa kuzingatia hasara za kiteknolojia, bilioni 4.8 m3 (17.1%) zilitumika nyingine bilioni 11.1 m3 (39.3%) kwa ajili ya uzalishaji wa umeme kwenye mitambo ya nguvu ya wilaya . Ukuaji zaidi katika matumizi ya APG hadi 95% iliyoainishwa katika mikataba ya leseni hukumbana na matatizo kadhaa. Kwanza kabisa, kwa bei iliyopo "uma" 1, uuzaji wa gesi kwa kiwanda cha kusindika gesi kutoka kwa shamba ndogo (tani milioni 1-1.5 za mafuta kwa mwaka) ni faida ikiwa kiwanda cha usindikaji kiko umbali wa no. zaidi ya kilomita 60-80.
Hata hivyo, maeneo mapya ya mafuta yaliyoletwa yapo umbali wa kilomita 150-200 kutoka kiwanda cha kuchakata gesi. Katika kesi hii, kwa kuzingatia vipengele vyote vya gharama huleta gharama ya gesi inayohusishwa kwa kiwango ambacho chaguo la kutumia gesi inayohusishwa kwenye kiwanda cha usindikaji wa gesi haifai kwa watumiaji wengi wa udongo na wanatafuta chaguzi kwa ajili ya usindikaji wa gesi inayohusishwa moja kwa moja. mashamba ya mafuta.
Suluhu kuu za matumizi ya APG ambazo kampuni zinazozalisha mafuta zinaweza kutumia leo ni:
1. Usindikaji wa APG kwa kutumia petrochemicals.
2. "Nishati ndogo" kulingana na APG.
3. Sindano ya APG na mchanganyiko kulingana na hiyo ndani ya hifadhi ili kuimarisha urejeshaji wa mafuta.
4. Usindikaji wa gesi katika mafuta ya synthetic (teknolojia za GTL/GTL).
5. Liquefaction ya APG tayari.
Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu zilizotolewa hapo awali, katika Shirikisho la Urusi ni maeneo mawili tu kati ya haya ambayo yanaendelezwa kwa "kiwango cha kimataifa": matumizi ya APG kama mafuta kwa madhumuni ya kuzalisha umeme na kama malighafi ya petrochemicals (uzalishaji). ya gesi kavu iliyokatwa, petroli ya gesi, vimiminika vya gesi asilia na gesi kimiminika kwa mahitaji ya kaya).
Wakati huo huo, teknolojia mpya na vifaa hufanya iwezekanavyo kutekeleza michakato mingi moja kwa moja kwenye nyanja, ambayo itaondoa kabisa au kupunguza kwa kiasi kikubwa hitaji la miundombinu ya mtandao ya gharama kubwa, kuhusisha kiasi kisichotumiwa cha APG katika usindikaji, na kuboresha ufanisi wa kiuchumi wa uzalishaji wa mafuta.
Kulingana na uchambuzi, maeneo ya kuahidi kwa matumizi ya kibiashara ya APG leo ni pamoja na:
Microturbine au vitengo vya bastola ya gesi ambavyo vinashughulikia mahitaji ya maeneo ya mafuta kwa nishati ya umeme na mafuta.
. mitambo ya kutenganisha ukubwa mdogo kwa ajili ya kuzalisha bidhaa za kibiashara (methane ya mafuta kwa mahitaji yako mwenyewe, vimiminiko vya gesi asilia, petroli ya gesi na PBT).
. complexes (usakinishaji) wa kubadilisha APG kuwa methanoli na hidrokaboni ya kioevu ya synthetic (petroli ya motor, mafuta ya dizeli, nk).
Uzalishaji wa gesi ya petroli inayohusiana
Kuleta mafuta ghafi yaliyotolewa kwa viwango vya soko hutokea kwenye mitambo mafunzo ya kina mafuta (UKPN). Katika UKPN, pamoja na upungufu wa maji mwilini, desulfurization na desalting ya mafuta, imetulia, yaani, mgawanyiko wa sehemu za mwanga (yaani APG na gesi ya hali ya hewa) katika safu maalum za utulivu. Kwa UKPN, mafuta yaliyoimarishwa ya ubora unaohitajika hutolewa kupitia vitengo vya kupima mafuta vya kibiashara katika mabomba kuu ya mafuta. APG iliyotengwa, ikiwa kuna bomba maalum la gesi, hutolewa kwa watumiaji, na ikiwa hakuna "bomba", huchomwa, hutumiwa kwa mahitaji yao wenyewe au kusindika. Kumbuka kwamba APG inatofautiana na gesi asilia, ambayo ina methane 70-99%, katika maudhui yake ya juu ya hidrokaboni nzito, ambayo inafanya kuwa malighafi ya thamani kwa ajili ya uzalishaji wa petrochemical.
Muundo wa APG kutoka nyanja mbalimbali katika Siberia ya Magharibi
Shamba | Muundo wa gesi, wt.% | ||||||||
| CH 4 | C 2 H 6 | C 3 H 8 | i-C 4 N 10 | n-С 4 Н 10 | i-C 5 N 12 | n-C 5 N 12 | CO 2 | N 2 | |
| Samotlorskoe | 60,64 | 4,13 | 13,05 | 4,04 | 8,6 | 2,52 | 2,65 | 0,59 | 1,48 |
| Varieganskoe | 59,33 | 8,31 | 13,51 | 4,05 | 6,65 | 2,2 | 1,8 | 0,69 | 1,51 |
| Aganskoe | 46,94 | 6,89 | 17,37 | 4,47 | 10,84 | 3,36 | 3,88 | 0,5 | 1,53 |
| Soviet | 51,89 | 5,29 | 15,57 | 5,02 | 10,33 | 2,99 | 3,26 | 1,02 | 1,53 |
MFANO: gharama ya UKP inategemea maudhui ya APG kwenye hifadhi, pamoja na kiasi cha mvuke wa maji unaohusishwa, sulfidi hidrojeni, nk. Gharama ya makadirio ya ufungaji kwa tani 100-150,000 kwa mwaka ya mafuta ya kibiashara ni dola milioni 20-40.
Usindikaji wa sehemu ndogo ("isiyo ya kemikali") ya APG
Kama matokeo ya usindikaji wa APG kwenye mitambo ya usindikaji wa gesi (mimea), gesi "kavu", sawa na gesi asilia, na bidhaa inayoitwa "sehemu pana ya hidrokaboni nyepesi" (NGL) hupatikana. Kwa usindikaji wa kina, anuwai ya bidhaa hupanuka - gesi (gesi "kavu", ethane), gesi zenye maji (LPG, PBT, propane, butane, nk) na petroli ya gesi thabiti (SGB). Vyote, pamoja na vimiminika vya gesi asilia, vinahitajika katika soko la ndani na nje ya nchi2.
Utoaji wa bidhaa za usindikaji wa APG kwa watumiaji mara nyingi hufanywa kupitia bomba. Ni lazima ikumbukwe kwamba usafiri kwa bomba ni hatari sana. Kama APG, NGL, LPG na PBT ni nzito kuliko hewa, kwa hivyo, ikiwa bomba linavuja, mvuke utajilimbikiza kwenye safu ya ardhi na kuunda wingu linalolipuka. Mlipuko katika wingu la dutu inayoweza kuwaka ya atomi (kinachojulikana kama "volumetric") ni sifa ya kuongezeka kwa nguvu ya uharibifu3. Chaguzi mbadala usafirishaji wa NGL, LPG na PBT hauleti matatizo yoyote ya kiufundi. Gesi zenye maji husafirishwa katika mizinga ya reli, nk. "Vyombo vya ulimwengu wote" chini ya shinikizo hadi 16 atm. reli, mto (maji) na kwa usafiri wa barabara.
Wakati wa kuamua athari za kiuchumi za usindikaji wa APG, inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba wazalishaji wa LPG wa Kirusi wanakabiliwa na kinachojulikana. "Lengo la usawa" la usambazaji wa LPG kwa watumiaji wa kaya kwa "bei za usawa" (kulingana na AK SIBUR, hii ni rubles 1.7,000 / t). "Kazi" katika mazoezi hufikia 30% ya kiasi cha uzalishaji, ambayo inasababisha kuongezeka kwa gharama ya LPG kwa watumiaji wa kibiashara (rubles 4.5-27,000 / t kulingana na kanda). Wizara ya Viwanda na Nishati ya Shirikisho la Urusi inaahidi kufuta "malengo ya usawa" mwishoni mwa 2006 na hii inaweza kusababisha kupungua kwa bei kwenye soko la LPG. Hata hivyo, wazalishaji wa gesi oevu wanaamini kwamba uamuzi wa mwisho zitafanywa hakuna mapema zaidi ya 2008. Kutokana na imara bei ya juu kwa LPG barani Ulaya ni faida zaidi kuchakata APG na NGL kuwa LPG. Katika Urusi, inaweza kuwa na faida zaidi kuzalisha methanoli au BTX (mchanganyiko wa benzene, toluini na xylene). Mchanganyiko wa BTX unaweza kuchakatwa zaidi na dealkylation ndani ya benzene, ambayo ni bidhaa inayouzwa kwa uhitaji mkubwa.
MFANO: Mchanganyiko wa uzalishaji wa vimiminika vya gesi asilia kutoka kwa gesi inayohusika kwa kutumia mpango wa ufindishaji wa halijoto ya chini ulizinduliwa katika Kiwanda cha Usindikaji wa Gesi cha OJSC Gubkinsky mnamo 2005. M3 bilioni 1.5 ya gesi ya petroli inayohusika huchakatwa, uzalishaji wa vimiminika vya gesi asilia ni hadi 330. elfu t / mwaka, gharama ya jumla ya tata, pamoja na kufunga kwa kilomita 32 kwenye bomba la condensate la Urengoy-Surgutsky ZSK - rubles milioni 630 ($ 22.5 milioni). Vitengo vya kutenganisha vidogo vilivyoundwa kwa ajili ya ufungaji katika mashamba vinaweza kufanya kazi kwa kutumia teknolojia sawa.
Kuingiza APG kwenye hifadhi ili kuboresha urejeshaji wa mafuta
Idadi ya teknolojia, mipango ya uendeshaji na vifaa (za viwango tofauti vya ufanisi na kisasa) kwa ajili ya kuimarisha urejeshaji wa mafuta (angalia mchoro "Mbinu za kuimarisha urejeshaji wa mafuta") ni kubwa sana.
APG, kwa sababu ya ukaribu wake wa kihomolojia na mafuta, inaonekana kuwa wakala bora wa gesi na haswa kichocheo cha gesi ya maji (WGI) kwenye malezi kwa sindano ya gesi ya petroli inayohusiana na vimiminika vingine vinavyofanya kazi kwa kutumia (APG + maji, polima ya maji. nyimbo, ufumbuzi wa asidi, nk) 4. Wakati huo huo, ongezeko la kupona mafuta ikilinganishwa na mafuriko ya malezi na maji yasiyotibiwa inategemea hali maalum. Kwa mfano, watengenezaji wa teknolojia ya WGV (APG + maji) wanaonyesha kuwa, pamoja na matumizi ya APG, uzalishaji wa ziada wa mafuta ulifikia tani elfu 4-9 kwa mwaka wa mafuta kwa kila tovuti.
Teknolojia zinazochanganya sindano za APG na usindikaji zinaonekana kuahidi zaidi. Wakati wa kubuni maendeleo ya uwanja wa gesi wa Kopan na uwanja wa mafuta, chaguo lifuatalo la maendeleo ya rasilimali za hydrocarbon lilichunguzwa. Mafuta hutolewa kutoka kwenye hifadhi pamoja na gesi zilizoyeyushwa na zinazohusiana. Condensate hutenganishwa na gesi na sehemu ya gesi kavu huchomwa kwenye kiwanda cha kuzalisha umeme na gesi za kutolea nje. Gesi za kutolea nje hupigwa kwenye kofia ya condensate ya gesi ("mchakato wa baiskeli") ili kuongeza urejeshaji wa condensate.
Mchakato wa baiskeli unachukuliwa kuwa moja ya mbinu za ufanisi kuongeza uundaji ahueni ya condensate5. Hata hivyo, katika nchi yetu haijatekelezwa katika uwanja wowote wa gesi ya condensate au gesi condensate cap6. Moja ya sababu ni gharama kubwa ya mchakato wa kuhifadhi hifadhi ya gesi kavu. Katika teknolojia inayozingatiwa, sehemu ya gesi kavu hutolewa kwa watumiaji. Sehemu nyingine, iliyochomwa, inahakikisha uzalishaji wa kiasi cha kutosha cha gesi iliyoingizwa kwa mchakato wa baiskeli, tangu 1 m3 ya methane, inapochomwa, inageuka kuwa takriban 10 m3 ya gesi za kutolea nje.
MFANO: Muungano wa maendeleo ya uwanja wa Kharyaga - Total, Norsk Hydro na NNK - unapanga kutekeleza mradi wa matumizi ya gesi ya petroli 7 inayogharimu kutoka dola milioni 10-20 za mafuta na tani milioni 150 za APG huzalishwa kila mwaka katika shamba la Kharyaga. Sehemu ya gesi inayohusika hutumiwa kwa mahitaji yetu wenyewe, na iliyobaki imewaka. Suluhu tatu za tatizo zimependekezwa, mojawapo ni sindano ya APG kwenye kisima chini ya uundaji ambao mafuta hutolewa. Kwa mujibu wa mahesabu ya awali, inawezekana kusukuma katika gesi yote inayohusiana, lakini kuna hofu kwamba gesi itafikia kisima kilicho karibu, ambacho tayari kimeachwa na ni cha LUKOIL. Walakini, chaguo hili ni bora. Chaguzi zingine mbili za kipaumbele cha chini ni uuzaji wa APG kwa LUKOIL (hakuna miundombinu) au uzalishaji wa umeme (tatizo na mnunuzi anayewezekana).
Ufungaji wa vitengo vya nguvu
Mojawapo ya njia za kawaida za kutumia APG ni kuitumia kama mafuta ya mitambo ya nguvu. Kutokana na muundo unaokubalika wa APG, ufanisi wa njia hii ni wa juu. Kulingana na watengenezaji, 80%), inayofanya kazi kwenye APG, na mtambo wake wa nguvu na uokoaji wa joto (ufanisi wa gharama ya uhasibu ni rubles 300 kwa 1000 m3, hulipa kwa miaka 3-4.
Ugavi wa vitengo vya nguvu kwenye soko ni pana sana. Makampuni ya ndani na nje ya nchi yamezindua uzalishaji wa vitengo katika turbine ya gesi (GTU) na matoleo ya pistoni. Kama sheria, kwa miundo mingi inawezekana kufanya kazi kwenye vinywaji vya gesi asilia au gesi inayohusiana (ya muundo fulani). Karibu kila mara kuna utoaji wa urejeshaji wa joto la gesi ya kutolea nje kwenye mfumo wa usambazaji wa joto la shamba, na chaguzi za mitambo ya kisasa ya kisasa na ya hali ya juu ya gesi ya mzunguko hutolewa. Kwa neno moja, tunaweza kuzungumza kwa ujasiri juu ya kuongezeka kwa utekelezaji wa vituo vidogo vya nishati na makampuni ya mafuta ili kupunguza utegemezi wa usambazaji wa umeme kutoka kwa RAO UES, kurahisisha mahitaji ya miundombinu kwa ajili ya maendeleo ya mashamba mapya, kupunguza gharama za nishati na matumizi ya wakati huo huo. ya APG na vimiminika vya gesi asilia. Kulingana na mahesabu, gharama ya kWh 1 ya umeme kwa kitengo cha turbine ya gesi ya Perm Motors ni kopecks 52, na kwa kitengo kilichoagizwa kutoka kwa injini ya pistoni ya Caterpillar - kopecks 38. (ikiwa haiwezekani kufanya kazi kwenye maji safi ya gesi asilia na kuna upotezaji wa nguvu wakati wa kufanya kazi kwenye mafuta mchanganyiko).
MIFANO: Gharama ya kawaida ya kiwanda cha kuzalisha umeme cha dizeli kilichotengenezwa na nchi za kigeni chenye uwezo wa MW 1.5 kulingana na orodha ya bei ya muuzaji ni €340 elfu ($418 elfu). Hata hivyo, kusakinisha kitengo cha nguvu cha uwezo sawa na miundombinu (kupunguzwa kazi) na kufanya kazi kwenye gesi iliyosafishwa kwenye uwanja kunahitaji uwekezaji wa mtaji wa $1.85-2.0 milioni
Wakati huo huo, gharama ya 1 kWh kwa bei ya gesi ya rubles 294 / elfu. m3 na matumizi 451-580 m3 / elfu. KWh itakuwa rubles 1.08-1.21, ambayo inazidi ushuru wa sasa - 1.003 rubles / kWh. Ikiwa ushuru wa sasa umeongezeka hadi rubles 2.5 / kWh na bei ya gesi inadumishwa kwa kiwango cha sasa, muda wa malipo uliopunguzwa ni miaka 8-10.
Surgutneftegaz, ambayo hutumia hadi 96% ya gesi inayohusishwa, inaunda mitambo 5 ya nguvu ya turbine ya gesi katika maeneo ya mbali - Lukyavinskoye, Russkinskoye, Bittemskoye na Lyantorskoye. Utekelezaji wa mradi huo utahakikisha uzalishaji wa kWh bilioni 1.2 kwa mwaka (jumla ya nguvu ya mtambo wa kuzalisha umeme ni MW 156 kulingana na vitengo 13 vya umeme vyenye ujazo wa MW 12 zinazozalishwa na Iskra-Energetika). Kila moja ya vitengo hivi vya nguvu ina uwezo wa kuchakata hadi m3 milioni 30 ya gesi inayohusika kwa mwaka na kuzalisha hadi kWh milioni 100 za umeme. Gharama ya jumla ya mradi ni, kulingana na makadirio mbalimbali, kutoka $ 125-200 milioni utekelezaji wake umechelewa kutokana na kuchelewa kwa ratiba ya utoaji wa vitengo vya nguvu.
Usindikaji wa APG kuwa mafuta ya sintetiki (GTL)
Teknolojia ya GTL ndiyo inaanza kuenea. Inatarajiwa kwamba kwa maendeleo zaidi na kupanda kwa bei ya mafuta, itakuwa na faida. Kufikia sasa, miradi ya GTL inayotekeleza teknolojia ya Fischer-Tropsch ina faida tu na idadi kubwa ya malighafi iliyochakatwa (kutoka 1.4-2.0 bilioni m3 kwa mwaka). Kwa kawaida, mradi wa GTL umeundwa kwa ajili ya matumizi ya methane, lakini kuna habari kwamba mchakato unaweza pia kutekelezwa kwa sehemu za C3-C4 za hidrokaboni na, ipasavyo, kutumika kwa usindikaji wa APG. Hatua ya kwanza ya uzalishaji kulingana na teknolojia ya GTL ni uzalishaji wa gesi ya awali, ambayo inaweza hata kupatikana kutoka kwa makaa ya mawe. Walakini, njia hii ya usindikaji inatumika zaidi kwa APG na vimiminika vya gesi asilia, na ni faida zaidi kutupa petroli ya gesi kando kama malisho ya petrokemikali.
Hadi sasa, miradi 2 mikubwa ya GTL imetekelezwa ulimwenguni:
Mchanganyiko wa Shell Middle Distillate (SMDS) - Bintulu, Malesia, 600,000 t/y,
Kiwanda nchini Afrika Kusini kilichojengwa na Sasol, mteja wa Mossgas kwa PetroSA, 1,100,000 t/y.
Katika siku za usoni, imepangwa kutekeleza miradi mingine mikubwa dazeni moja na nusu ambayo iko katika hatua tofauti za utayari. Mojawapo, kwa mfano, ni mradi wa kujenga kiwanda huko Qatar chenye uwezo wa tani milioni 7 za mafuta sawa. Gharama yake inakadiriwa kuwa $4 bilioni, au $600 kwa tani ya bidhaa. Gharama ya sasa ya kujenga kiwanda cha GTL, kulingana na wataalam, ni $ 400-500 kwa tani ya bidhaa, na inaendelea kupungua. Kama maoni juu ya takwimu hii, tunaongeza kuwa ingawa kuna uzoefu katika uendeshaji wa biashara za GTL-FT, ni mdogo kwa maeneo ya hali ya hewa ya joto na ya wastani. Kwa hivyo, miradi iliyopo haiwezi kuhamishwa bila mabadiliko kwa Urusi, kwa mfano, kwa mkoa wa Yakutia. Kwa kuzingatia ukosefu wa uzoefu wa kampuni katika kuendesha mitambo ya GTL-FT katika hali mbaya ya hali ya hewa, mabadiliko na marekebisho ya miundo yanaweza kuhitaji muda muhimu na, ikiwezekana, kazi ya ziada ya utafiti. Miongoni mwa watengenezaji wanaojulikana wa miradi ya GTL, tunaona kampuni ya ubia ya Amerika Syntroleum ( www.syntroleum.com ), ambayo iliweka kazi ya kufanya utafiti ili kupata vifaa vidogo vya uzalishaji wa msimu kwa uwekaji wa muda katika nyanja, incl. pamoja na uwezekano wa kuchakata APG na NGL.
MIFANO: Kulingana na NPO Sintez LLC, gharama za mtaji kwa kiwanda cha GTL-FT chenye uwezo wa tani elfu 500 za mafuta ya kioevu kwa mwaka na matumizi ya m3 bilioni 1.4 ya gesi asilia kwa mwaka ikiwa iko Yakutia itafikia dola milioni 650 ($ 1300). kwa tani ya tija ya kila mwaka). Kulingana na vifaa vya uendelezaji wa msanidi wa Kirusi, ujenzi wa mmea unaotumia teknolojia za jadi(kubadilisha mvuke, kupata 82% ya methanoli mbichi) yenye uwezo wa kila mwaka wa tani elfu 12.5 za methanoli na matumizi ya m3 milioni 12 ya gesi inahitaji gharama za mtaji za $ 12 milioni ($ 960 kwa tani ya uzalishaji wa kila mwaka). Ufungaji wa Energosintop10000 wenye takriban tija sawa (tani elfu 12 za 96% ya methanoli ya kiufundi) itagharimu dola milioni 10 ($ 830 kwa tani moja ya tija ya kila mwaka). Na kutokana na gharama za chini za uendeshaji, gharama ya methanoli itakuwa chini ya 17-20%.
Usindikaji wa Cryogenic wa APG kuwa gesi iliyoyeyuka
Watengenezaji na watengenezaji wanatoa mitambo mikubwa ya uzalishaji wa gesi asilia iliyoyeyushwa yenye uwezo wa t 10-40/saa na mgawo wa juu (zaidi ya 90%) wa gesi iliyochakatwa, mitambo ya uwezo wa chini yenye uwezo wa hadi 1 t/saa. Njia ya liquefaction ni matumizi ya mzunguko wa friji wa mtiririko mmoja uliofungwa kwa kutumia mchanganyiko wa hidrokaboni na nitrojeni.
Kwa mitambo ya gesi asilia iliyo na uwezo mdogo, njia zifuatazo za kuyeyusha zinawezekana:
Utumiaji wa mzunguko wa friji wa mtiririko mmoja wakati wa kuchakata viwango vya chini vya mtiririko wa gesi asilia (kimiminiko cha kimiminiko 0.95)
. matumizi ya mzunguko wa kupanua:
. a) imefungwa na mgawo wa liquefaction ya 0.7-0.8;
. b) fungua na mgawo wa liquefaction ya 0.08-0.12.
Mwisho unapendekezwa kwa matumizi katika vituo vya usambazaji wa gesi, ambapo kitengo cha kupunguza kinabadilishwa na ufungaji kwa ajili ya kuzalisha gesi ya asili iliyo na maji na upanuzi wa gesi katika expander na liquefaction yake ya sehemu. Njia hii inahitaji karibu hakuna matumizi ya nishati. Utendaji wa ufungaji unategemea kiwango cha mtiririko wa gesi inayotolewa kwa vituo vya usambazaji wa gesi na aina mbalimbali za tofauti za shinikizo kwenye mlango na kituo cha kituo. Kupata gesi ya kimiminika (methane) kutoka PNG inadai maandalizi ya awali. Masharti ya matarajio ya usindikaji wa cryogenic PNG (kulingana na LenNIIkhimmash):
Ufungaji wa gharama nafuu zaidi kwa tija kutoka nm3 milioni 500/mwaka hadi bilioni 3.0 nm3/mwaka kwa gesi iliyochakatwa.
Shinikizo la kutosha la gesi ya chanzo kwa usindikaji ni angalau 3.5 MPa. Kwa shinikizo chini, ufungaji lazima uwe na kitengo cha gesi kabla ya compression, ambayo huongeza gharama za mtaji na nishati.
. Hifadhi ya gesi kwa angalau miaka 20 ya uendeshaji wa ufungaji.
. Maudhui ya hidrokaboni nzito, ujazo wa%: C3H8 > 1.2. Jumla ya C 4+B > 0.45.
. Maudhui ya chini ya misombo ya sulfuri (si zaidi ya 60 mg / cub.m.) na dioksidi kaboni (si zaidi ya 3%), ambayo hauhitaji utakaso wa gesi ya chanzo.
. Wakati maudhui ya ethane katika gesi ni zaidi ya 3.5% ujazo. na uwepo wa watumiaji wake, inashauriwa kupata sehemu ya ethane kama bidhaa ya kibiashara. Hii inapunguza kwa kiasi kikubwa gharama za uendeshaji wa kitengo.
1 Kwa mfano, katika bei za 2000: gharama ya uzalishaji wa APG ilikuwa rubles 200-250 / elfu. m3, usafiri unaweza kuongeza hadi rubles 400 / elfu. m3 kwa bei iliyopendekezwa ya Wizara ya Maendeleo ya Uchumi na Wizara ya Fedha ya rubles 150 / elfu. m3. Leo bei hii inadhibitiwa na FEC na kwa wastani ni $10/elfu. m3.
2 Kwa mfano, katika Shirikisho la Urusi, tani milioni 8 za LPG huzalishwa kila mwaka, yenye thamani ya dola bilioni 1 za LPG hutumiwa kama malighafi kwa biashara za tasnia ya petroli (50-52% ya gesi), kwa madhumuni ya ndani, katika usafirishaji na usafirishaji. katika sekta (28-30%). 18-20% ya gesi inauzwa nje. Kutokana na kiwango kidogo cha upakaji gesi nchini, takriban watu milioni 50 wanatumia LPG kwa mahitaji ya kibinafsi, huku gesi asilia ikitumiwa na watu milioni 78.
3 Juni 1989 karibu na kijiji. Ulu-Telyak kulikuwa na kupasuka kwa bomba na kipenyo cha 700 mm ya bomba la bidhaa la sehemu pana za hidrokaboni nyepesi (NGL) Siberia ya Magharibi - mkoa wa Ural-Volga na mlipuko uliofuata wa mchanganyiko wa hydrocarbon-hewa, sawa na mlipuko wa tani 300 za TNT. Moto uliosababishwa ulifunika eneo la hekta 250, na treni mbili za abiria ziko juu yake (Novosibirsk-Adler, magari 20 na Adler-Novosibirsk, magari 18), ambayo yalibeba abiria 1284 (pamoja na watoto 383) na wanachama 86 wa treni. na wafanyakazi wa locomotive. Mlipuko huo uliharibu magari 37 na injini 2 za umeme, ambapo magari 7 yaliungua kabisa, 26 yalichomwa kutoka ndani, magari 11 yalibomolewa na kutupwa nje ya njia na wimbi la mshtuko. Maiti 258 zilipatikana katika eneo la ajali, watu 806 walipata majeraha ya moto na majeraha ya ukali tofauti, kati yao 317 walikufa hospitalini. Jumla ya watu 575 waliuawa na 623 walijeruhiwa.
4 Inajulikana kuwa kusukuma gesi ndani ya amana za mafuta ya viscous ili kuondoa na kudumisha shinikizo sio ufanisi sana, kwani malezi ya ulimi husababisha mafanikio ya gesi mapema kwa visima vya uzalishaji.
5 Viashiria vya kuridhisha vya kiufundi na kiuchumi vya mchakato wa baiskeli hupatikana tu kwenye mashamba ya condensate ya gesi na maudhui ya awali ya condensate katika gesi ya angalau 250-300 g/m3.
6 Miongoni mwa matatizo yanayohusiana na sindano ya gesi, wataalam wanaona ukosefu wa uzoefu sawa nchini Urusi, na kwa sababu hiyo, ugumu wa kuratibu miradi. Mfano pekee wa mchakato wa baiskeli unaotekelezwa kivitendo katika nchi za CIS ni uwanja wa condensate wa gesi wa Novotroitskoye (Ukraine).
7 Kulingana na nyenzo meza ya pande zote "Teknolojia za kisasa na kufanya mazoezi ya kupunguza ujazo wa kuwaka kwa gesi inayohusiana na petroli", 2005. Bado hakuna data juu ya utekelezaji wa mradi.
8 Data juu ya ushuru, uwekezaji mkuu, malipo, nk. kulingana na "Mpango wa Uwekezaji wa ujenzi wa mfumo wa usambazaji wa umeme katika Western-Tarkosalinsky State Enterprise LLC Noyabrskgazdobycha kwa kutumia gesi ya hali ya hewa kama mafuta." TyumenNIIGiprogaz, OJSC Gazprom, 2005.
Leo, mafuta na gesi vina thamani kubwa zaidi kati ya madini yote. Ni wao, licha ya maendeleo ya teknolojia mpya katika uwanja wa nishati, ambayo inaendelea kuchimbwa duniani kote na kutumika kuzalisha bidhaa muhimu kwa maisha ya binadamu. Walakini, pamoja nao kuna kinachojulikana kama gesi ya petroli, ambayo haijapata matumizi yoyote kwa muda mrefu sana. Lakini katika miaka michache iliyopita mtazamo kuelekea aina hii rasilimali za madini zimebadilika sana. Ilianza kuthaminiwa na kutumika pamoja na gesi asilia.
Gesi ya petroli inayohusishwa (APG) ni mchanganyiko wa hidrokaboni mbalimbali za gesi ambazo huyeyushwa katika mafuta na hutolewa wakati wa uzalishaji na matibabu ya mafuta. Kwa kuongeza, APG pia ni jina linalopewa gesi hizo ambazo hutolewa wakati wa usindikaji wa mafuta ya mafuta, kwa mfano, kupasuka au hydrotreating. Gesi hizo zinajumuisha hidrokaboni zilizojaa na zisizojaa, ambazo ni pamoja na methane na ethilini.
Inafaa kumbuka kuwa gesi ya petroli inayohusika iko kwenye mafuta ndani kiasi tofauti. Tani moja ya mafuta inaweza kuwa na mita moja ya ujazo ya APG au elfu kadhaa. Kwa kuwa gesi ya petroli inayohusishwa hutolewa tu wakati wa mgawanyo wa mafuta, na haiwezi kuzalishwa kwa njia nyingine yoyote isipokuwa pamoja na mafuta, basi, ipasavyo, ni matokeo ya uzalishaji wa mafuta.
Mahali kuu katika muundo wa APG inachukuliwa na methane na hidrokaboni nzito, kama vile ethane, butane, propane na wengine. Ni muhimu kuzingatia kwamba mashamba tofauti ya mafuta yatakuwa na, kwanza, kiasi tofauti cha gesi ya petroli inayohusika, na, pili, itakuwa na nyimbo tofauti. Kwa hiyo, katika baadhi ya mikoa, vipengele visivyo vya hidrokaboni (misombo ya nitrojeni, sulfuri, oksijeni) vinaweza kupatikana katika utungaji wa gesi hiyo. Pia, gesi inayotoka ardhini kwa namna ya chemchemi baada ya kufungua tabaka za mafuta ina kiasi kilichopunguzwa cha gesi nzito za hidrokaboni. Hii ni kutokana na ukweli kwamba sehemu ya gesi inayoonekana kuwa "nzito" inabakia katika mafuta yenyewe. Katika suala hili, mwanzoni mwa maendeleo ya mashamba ya mafuta, APG, ambayo ina kiasi kikubwa cha methane, hutolewa pamoja na mafuta. Hata hivyo, pamoja na maendeleo zaidi ya shamba, kiashiria hiki kinapungua na hidrokaboni nzito huwa sehemu kuu za gesi.
Matumizi ya gesi ya petroli inayohusiana
Hadi hivi karibuni, gesi hii haikutumiwa kwa njia yoyote. Mara tu baada ya uzalishaji wake, gesi inayohusiana na petroli iliwaka. Hii ilikuwa hasa kutokana na ukweli kwamba hakukuwa na miundombinu muhimu kwa ajili ya ukusanyaji wake, usafiri na usindikaji, kama matokeo ambayo sehemu kubwa ya APG ilipotea tu. Kwa hiyo, sehemu kubwa yake iliteketezwa kwa mienge. Hata hivyo, kuwaka kwa gesi ya petroli inayohusishwa kulikuwa na idadi ya matokeo mabaya kuhusishwa na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha uchafuzi wa mazingira katika angahewa, kama vile chembe za masizi, dioksidi kaboni, dioksidi ya sulfuri na mengi zaidi. Ya juu ya mkusanyiko wa vitu hivi katika anga, watu wenye afya kidogo ni, kwani wanaweza kusababisha magonjwa ya mfumo wa uzazi wa mwili wa binadamu, patholojia za urithi, kansa, nk.
Kwa hiyo, hadi hivi karibuni, tahadhari nyingi zililipwa kwa matumizi na usindikaji wa gesi ya petroli inayohusishwa. Kwa hivyo, kuna njia kadhaa ambazo zimetumika kutumia APG:
- Usindikaji wa gesi ya petroli inayohusika kwa madhumuni ya nishati. Njia hii inaruhusu matumizi ya gesi kama mafuta kwa madhumuni ya viwanda. Njia hii ya usindikaji hatimaye hutoa gesi ya kirafiki na mali iliyoboreshwa. Kwa kuongezea, njia hii ya utupaji ni ya faida sana kwa uzalishaji, kwani inaruhusu biashara kuokoa pesa zake. Teknolojia hii ina faida nyingi, moja ambayo ni urafiki wa mazingira. Hakika, tofauti na mwako rahisi wa APG, katika kesi hii hakuna mwako, na, kwa hiyo, utoaji wa vitu vyenye madhara katika anga ni ndogo. Kwa kuongeza, inawezekana kudhibiti kwa mbali mchakato wa matumizi ya gesi.
- Utumiaji wa APG katika tasnia ya petrochemical. Usindikaji wa gesi hiyo hufanyika kwa kuonekana kwa gesi kavu, petroli. Bidhaa zinazotokana hutumiwa kukidhi mahitaji ya uzalishaji wa kaya. Kwa mfano, mchanganyiko kama huo ni washiriki muhimu katika michakato ya uzalishaji wa bidhaa nyingi za petrokemia bandia, kama vile plastiki, petroli ya octane ya juu, na polima nyingi;
- Kuboresha urejeshaji wa mafuta kwa kuingiza APG kwenye hifadhi. Njia hii husababisha mchanganyiko wa APG na maji, mafuta, na miamba mingine, na kusababisha athari inayoingiliana na kubadilishana na kufutwa kwa pande zote. Katika mchakato huu, maji hujaa vipengele vya kemikali, ambayo, kwa upande wake, husababisha mchakato mkubwa zaidi wa uzalishaji wa mafuta. Hata hivyo, pamoja na ukweli kwamba njia hii, kwa upande mmoja, ni muhimu, kwa kuwa inaongeza urejeshaji wa mafuta, kwa upande mwingine, husababisha uharibifu usioweza kurekebishwa kwa vifaa. Hii ni kutokana na uwekaji wa chumvi kwenye vifaa wakati wa matumizi ya njia hii. Kwa hiyo, ikiwa njia hiyo ina maana ya kuomba, basi pamoja na hayo shughuli nyingi hufanyika kwa lengo la kuhifadhi viumbe hai;
- Kutumia "galzift". Kwa maneno mengine, gesi hupigwa ndani ya kisima. Njia hii inajulikana na ufanisi wake wa gharama, kwa kuwa katika kesi hii unahitaji tu kutumia pesa kwa ununuzi wa vifaa vinavyofaa. Njia hiyo inashauriwa kutumia kwa visima vifupi ambavyo tofauti kubwa shinikizo. Kwa kuongeza, "kuinua gesi" mara nyingi hutumiwa wakati wa kufunga mifumo ya kamba.
Licha ya aina mbalimbali za mbinu za usindikaji wa gesi ya petroli inayohusiana, ya kawaida ni mgawanyiko wa gesi katika vipengele. Shukrani kwa njia hii, inawezekana kupata gesi iliyosafishwa kavu, ambayo sio mbaya zaidi kuliko gesi asilia inayojulikana kwa kila mtu, pamoja na sehemu kubwa ya hidrokaboni nyepesi. Katika fomu hii, mchanganyiko unafaa kutumika kama malighafi kwa tasnia ya petrochemical.
Matumizi ya gesi ya petroli inayohusiana
Leo, gesi ya petroli inayohusishwa sio rasilimali ya madini yenye thamani zaidi kuliko mafuta na gesi asilia. Inatolewa kama bidhaa ya ziada ya mafuta ya petroli na hutumiwa kama mafuta, na pia kwa uzalishaji. vitu mbalimbali katika tasnia ya kemikali. Gesi za petroli pia ni chanzo bora cha kutengeneza propylene, butylenes, butadiene na bidhaa zingine zinazohusika katika utengenezaji wa vifaa kama vile plastiki na raba. Ni muhimu kuzingatia kwamba katika mchakato wa tafiti nyingi za gesi ya petroli inayohusishwa, ilifunuliwa kuwa ni malighafi yenye thamani sana kwa sababu ina mali fulani. Moja ya mali hizi ni thamani yake ya juu ya kalori, tangu mwako wake hutoa kuhusu 9-15,000 kcal / mita za ujazo.
Kwa kuongezea, kama ilivyotajwa hapo awali, gesi inayohusiana, kwa sababu ya yaliyomo methane na ethane, ni nyenzo bora ya chanzo kwa utengenezaji wa vitu anuwai vinavyotumika katika tasnia ya kemikali, na vile vile kwa utengenezaji wa viongeza vya mafuta, hidrokaboni yenye kunukia na hydrocarbon iliyoyeyuka. gesi.
Rasilimali hii inatumika kulingana na saizi ya amana. Kwa mfano, gesi ambayo hutolewa kutoka kwa amana ndogo itakuwa sahihi kutumia kutoa umeme kwa watumiaji wa ndani. Ni busara zaidi kuuza rasilimali iliyotolewa kutoka kwa amana za ukubwa wa kati kwenda kwa biashara za tasnia ya kemikali. Ni sahihi kutumia gesi kutoka kwa amana kubwa ili kuzalisha umeme kwenye mitambo mikubwa ya nguvu kwa ajili ya kuuza zaidi.
Kwa hivyo, ni muhimu kuzingatia kwamba gesi asilia inayohusishwa kwa sasa inachukuliwa kuwa rasilimali ya madini yenye thamani sana. Shukrani kwa maendeleo ya teknolojia, uvumbuzi wa njia mpya za kusafisha anga kutoka uchafuzi wa viwanda, watu wamejifunza kutoa na kutumia kwa busara APG kutoka madhara madogo kwa mazingira. Wakati huo huo, leo APG haijasasishwa, lakini hutumiwa kwa busara.
Gesi inayohusishwa inafafanuliwa kama gesi iliyoyeyushwa katika mafuta, ambayo hutolewa kutoka kwa mchanga pamoja na mafuta na kutengwa nayo kwa mgawanyiko wa hatua nyingi katika uzalishaji wa mafuta na vifaa vya matibabu: vituo vya kusukuma maji vya nyongeza (BPS), vitengo vya kutenganisha mafuta, vitengo vya matibabu ya mafuta. UPN), sehemu kuu za utayarishaji wa mafuta kwa hali ya soko (CPPN). APG inatolewa moja kwa moja katika vitenganishi vya mafuta vilivyowekwa kwenye vituo hivi. Idadi ya hatua za kujitenga inategemea ubora wa mafuta yaliyozalishwa, shinikizo la hifadhi na joto la maji. Kwa kawaida, vituo vya matibabu ya mafuta hutumia hatua mbili za kujitenga, na mara kwa mara moja au, kinyume chake, hatua tatu (mwisho) za kujitenga.
Muundo wa sehemu ya gesi ya petroli inayohusiana ni mchanganyiko wa hidrokaboni mbalimbali za gesi na kioevu (katika hali isiyo na utulivu), kuanzia methane na kuishia na homologues zake hadi C10+, pamoja na gesi zisizo za hidrokaboni (H2, S, N2, He. , CO2, mercaptans) na vitu vingine. Kwa kila hatua inayofuata ya kujitenga, gesi iliyotolewa kutoka kwa mafuta inakuwa denser (wakati mwingine hata zaidi ya 1700 g/m3) na kalori ya juu (hadi 14000 kcal/m3), iliyo na zaidi ya 1000 g/m3 C3+ hidrokaboni. Hii ni kutokana na kupungua kwa shinikizo katika kitenganishi cha hatua ya mwisho (chini ya 0.1 kgf/cm2) na ongezeko la joto la maandalizi ya mafuta (hadi 65-70 0 C), ambayo inachangia mabadiliko ya vipengele vya mafuta ya mwanga. katika hali ya gesi.
Gesi nyingi zinazohusiana, hasa gesi za shinikizo la chini, ni za jamii ya mafuta na hasa mafuta. Kwa mafuta ya mwanga, gesi tajiri zaidi hutolewa, na mafuta mazito - hasa kavu (konda na kati) gesi. Kwa ongezeko la maudhui ya hidrokaboni C3+, thamani ya gesi ya petroli inayohusishwa huongezeka. Tofauti na gesi asilia, ambayo ina hadi 98% ya methane, wigo wa matumizi ya gesi ya petroli ni pana zaidi. Baada ya yote, gesi hii inaweza kutumika si tu kuzalisha mafuta au nishati ya umeme, lakini pia kama malighafi ya thamani kwa kemia ya petrochemical. Aina ya bidhaa ambazo zinaweza kupatikana kutoka kwa gesi inayohusiana kwa kujitenga kwa mwili ni pana sana:
- - Gesi kavu iliyokatwa (DSG);
- - Sehemu pana ya hidrokaboni nyepesi (NGL);
- - petroli ya gesi imara;
- - Mafuta ya gari ya gesi (propane-butane ya gari);
- - gesi kimiminika ya petroli (LPG) kwa mahitaji ya manispaa na nyumbani;
- - Ethane na sehemu nyingine nyembamba, ikiwa ni pamoja na hidrokaboni ya mtu binafsi (propane, butanes, pentanes).
Kwa kuongeza, misombo ya nitrojeni, heliamu, na sulfuri inaweza kutengwa na APG. Inafaa kumbuka kuwa katika kila ugawaji unaofuata, ambapo malighafi itakuwa bidhaa za ugawaji uliopita, kwa mfano:
Ambapo thamani ya bidhaa mpya itaongezeka mara nyingi zaidi.
Kwa kiwango cha 95% cha matumizi ya APG, hapa inafaa kulipa kipaumbele kwa njia iliyopo ya kutatua shida. Nchini Urusi, kila eneo lenye leseni linatakiwa kutumia 95% ya jumla ya kiasi cha gesi inayohusishwa na petroli, bila kujali kama shamba ni kubwa au ndogo, na miundombinu iliyopo au la. KATIKA Kipindi cha Soviet serikali yenyewe ilianzishwa viwango vya juu matumizi ya gesi husika na yenyewe kutenga fedha kwa ajili ya ujenzi wa vifaa husika. Ufanisi wa hatua ulihesabiwa bila kurudi kwenye uwekezaji na bila viwango vya riba kwa mikopo. Vifaa vya matumizi ya APG vilizingatiwa kuwa vya kimazingira na vilikuwa faida ya kodi. Na, kwa njia, kiwango cha matumizi ya APG kimeongezeka kwa mafanikio. Leo hali ni tofauti. Makampuni ya mafuta sasa yanalazimika kushughulika kwa uhuru na maswala ya kuongeza kiwango cha matumizi ya APG, ambayo mara nyingi inajumuisha hitaji la kujenga vifaa visivyofaa na, ikiwezekana, hata bila kurudi kwenye uwekezaji kutoka kwa shughuli hizi. Sababu ni rahisi: katika nyanja za zamani zilizoendelea na miundombinu iliyoendelea, kiasi cha APG hutumiwa katika hali nyingi na 95% (hasa hutolewa kwa mitambo ya usindikaji wa gesi), tofauti na mashamba mapya, ya mbali, ambayo sasa yanaletwa katika maendeleo zaidi na zaidi. kutokana na kupungua kwa hifadhi katika zile za zamani. Kwa kawaida, mashamba mapya ya mafuta yanapaswa kuunganishwa na mfumo wa usafiri wa gesi, vifaa vinapaswa kujengwa kwa ajili ya maandalizi na usindikaji wa gesi, kupata bidhaa za kemikali za gesi, i.e., lazima kuwe na ongezeko la viwango vya "usindikaji" wa gesi ya mafuta. madhumuni ya shughuli za kiuchumi zenye ufanisi zaidi.
MAOMBI YA GESI
Gesi inaweza kupatikana katika asili katika aina tatu za amana: gesi, gesi-mafuta na gesi-condensate.
Katika amana za aina ya kwanza - gesi - gesi huunda mkusanyiko mkubwa wa asili wa chini ya ardhi ambao hauna uhusiano wa moja kwa moja na mashamba ya mafuta.
Katika aina ya pili ya amana - gesi-mafuta - gesi huambatana na mafuta au mafuta huambatana na gesi. Amana ya mafuta ya gesi, kama ilivyoonyeshwa hapo juu, ni ya aina mbili: mafuta yenye kofia ya gesi (kiasi kikuu ambacho kinachukuliwa na mafuta) na gesi iliyo na mdomo wa mafuta (kiasi kikuu kinachukuliwa na gesi). Kila amana ya gesi-mafuta ina sifa ya sababu ya gesi - kiasi cha gesi (katika m3) kwa kilo 1000 za mafuta.
Amana ya condensate ya gesi ni sifa shinikizo la juu(zaidi ya 3-10 7 Pa) na joto la juu (80-100 ° C na hapo juu) katika malezi. Chini ya hali hizi, hidrokaboni C5 na hapo juu hupita kwenye gesi, na wakati shinikizo linapungua, condensation ya hidrokaboni hizi hutokea - mchakato wa condensation reverse.
Gesi za amana zote zinazozingatiwa huitwa gesi asilia, tofauti na gesi zinazohusiana na mafuta ya petroli kufutwa katika mafuta na kutolewa kutoka humo wakati wa uzalishaji.
Gesi asilia
Gesi asilia hujumuisha hasa methane. Pamoja na methane, kwa kawaida huwa na ethane, propane, butane, kiasi kidogo cha pentane na homologues ya juu na kiasi kidogo cha vipengele visivyo vya hidrokaboni: dioksidi kaboni, nitrojeni, sulfidi hidrojeni na gesi za inert (argon, heliamu, nk).
Dioksidi kaboni, ambayo kwa kawaida iko katika gesi zote za asili, ni moja ya bidhaa kuu za mabadiliko katika asili ya nyenzo za kuanzia za hidrokaboni. Maudhui yake katika gesi asilia ni ya chini kuliko inavyotarajiwa kulingana na utaratibu wa mabadiliko ya kemikali ya mabaki ya kikaboni katika asili, kwani dioksidi kaboni ni kiungo hai, hupita ndani ya maji ya malezi, kutengeneza ufumbuzi wa bicarbonate. Kama sheria, maudhui ya kaboni dioksidi hayazidi 2.5%. Yaliyomo ya nitrojeni, ambayo pia hupatikana katika asili, inahusishwa ama na ingress ya hewa ya anga au na athari za mtengano wa protini za viumbe hai. Kiasi cha nitrojeni ni kawaida zaidi katika hali ambapo uundaji wa uwanja wa gesi ulitokea katika mawe ya chokaa na jasi.
Heliamu inachukua nafasi maalum katika utungaji wa baadhi ya gesi asilia. Heliamu mara nyingi hupatikana katika asili (katika hewa, gesi asilia, nk), lakini kwa kiasi kidogo. Ingawa maudhui ya heliamu katika gesi asilia ni ndogo (hadi kiwango cha juu cha 1-1.2%), kutengwa kwake kunageuka kuwa faida kutokana na upungufu mkubwa wa gesi hii, na pia kutokana na kiasi kikubwa cha uzalishaji wa gesi asilia. .
Sulfidi ya hidrojeni, kama sheria, haipo katika amana za gesi. Isipokuwa, kwa mfano, amana ya Ust-Vilyui, ambapo maudhui ya H 2 S yanafikia 2.5%, na wengine wengine. Inavyoonekana, uwepo wa sulfidi hidrojeni katika gesi unahusiana na utungaji wa miamba ya jeshi. Imebainisha kuwa gesi katika kuwasiliana na sulfates (jasi, nk) au sulfites (pyrite) ina kiasi kikubwa cha sulfidi hidrojeni.
Gesi asilia, zenye hasa methane na zenye maudhui madogo sana ya homologues C 5 na zaidi, zimeainishwa kama gesi kavu au konda. Sehemu kubwa ya gesi zinazozalishwa kutoka kwa amana za gesi ni kavu. Gesi kutoka kwa amana za condensate ya gesi ina sifa ya maudhui ya chini ya methane na maudhui ya juu ya homologues zake. Gesi hizo huitwa mafuta au tajiri. Mbali na hidrokaboni za mwanga, gesi za amana za gesi-condensate pia zina homologues za kuchemsha, ambazo hutolewa kwa fomu ya kioevu (condensate) wakati shinikizo linapungua. Kulingana na kina cha kisima na shinikizo la chini, hidrokaboni inaweza kuwa katika hali ya gesi, ikichemka hadi 300-400 ° C.
Gesi kutoka kwa amana za condensate ya gesi ina sifa ya maudhui ya condensate iliyosababishwa (katika cm 3 kwa 1 m 3 ya gesi).
Uundaji wa amana za gesi ya condensate ni kutokana na ukweli kwamba kwa shinikizo la juu jambo la kufuta reverse hutokea - reverse condensation ya mafuta katika gesi iliyoshinikizwa. Kwa shinikizo la takriban 75 × 10 6 Pa, mafuta huyeyuka katika ethane iliyoshinikizwa na propane, msongamano ambao ni mkubwa zaidi kuliko msongamano wa mafuta.
Utungaji wa condensate inategemea hali ya uendeshaji ya kisima. Kwa hiyo, wakati wa kudumisha shinikizo la hifadhi ya mara kwa mara, ubora wa condensate ni imara, lakini wakati shinikizo katika hifadhi inapungua, muundo na wingi wa mabadiliko ya condensate.
Muundo wa condensates thabiti wa nyanja zingine umesomwa vizuri. Kiwango chao cha kuchemsha kawaida sio zaidi ya 300 ° C. Kwa muundo wa kikundi: nyingi ni hidrokaboni za methane, kidogo kidogo ni naphthenic na hata kidogo ni ya kunukia. Utungaji wa gesi kutoka kwa mashamba ya gesi ya condensate baada ya kujitenga kwa condensate ni karibu na muundo wa gesi kavu. Msongamano wa gesi asilia kuhusiana na hewa (wiani wa hewa unachukuliwa kama umoja) ni kati ya 0.560 hadi 0.650. Joto la mwako ni takriban 37700-54600 J/kg.
Gesi zinazohusiana (petroli).
Gesi inayohusishwa sio gesi yote katika amana fulani, lakini gesi iliyoyeyushwa katika mafuta na kutolewa kutoka kwayo wakati wa uzalishaji.
Baada ya kuondoka kwenye kisima, mafuta na gesi hupitia kwa watenganishaji wa gesi, ambayo gesi inayohusishwa hutenganishwa na mafuta yasiyo imara, ambayo hutumwa kwa usindikaji zaidi.
Gesi zinazohusiana ni malighafi ya thamani kwa ajili ya awali ya petrokemikali ya viwanda. Hazitofautiani kwa ubora katika utungaji kutoka kwa gesi asilia, lakini tofauti ya kiasi ni muhimu sana. Maudhui ya methane ndani yao hayawezi kuzidi 25-30%, lakini ni ya juu zaidi kuliko homologues zake - ethane, propane, butane na hidrokaboni za juu. Kwa hivyo, gesi hizi zinaainishwa kama gesi za mafuta.
Kutokana na tofauti katika muundo wa kiasi cha gesi zinazohusiana na asili, zao mali za kimwili ni tofauti. Msongamano (katika hewa) wa gesi zinazohusiana ni kubwa zaidi kuliko gesi asilia - hufikia 1.0 au zaidi; thamani yao ya kalori ni 46,000-50,000 J / kg.
Maombi ya gesi
Moja ya maeneo kuu ya matumizi ya gesi za hidrokaboni ni matumizi yao kama mafuta. Thamani ya juu ya kalori, urahisi na ufanisi wa gharama ya matumizi bila shaka huweka gesi katika mojawapo ya maeneo ya kwanza kati ya aina nyingine za rasilimali za nishati.
Matumizi mengine muhimu ya gesi ya petroli inayohusiana ni topping yake, yaani, uchimbaji wa petroli ya gesi kutoka humo kwenye mitambo ya usindikaji wa gesi au mitambo. Gesi inakabiliwa na ukandamizaji mkali na baridi kwa kutumia compressors nguvu, wakati mivuke ya hidrokaboni kioevu condense, sehemu kufuta hidrokaboni gesi (ethane, propane, butane, isobutane). Kioevu tete huundwa - petroli ya gesi isiyo imara, ambayo hutenganishwa kwa urahisi na wengine wa molekuli isiyoweza kupunguzwa ya gesi kwenye kitenganishi. Baada ya kugawanyika - mgawanyiko wa ethane, propane, na sehemu ya butanes - petroli ya gesi imara hupatikana, ambayo hutumiwa kama nyongeza ya petroli ya kibiashara, na kuongeza tete yao.
Propani, butane, na isobutane iliyotolewa wakati wa uimarishaji wa petroli ya gesi kwa namna ya gesi za kioevu zilizopigwa ndani ya mitungi hutumiwa kama mafuta. Methane, ethane, propane, butanes pia hutumika kama malighafi kwa tasnia ya petrokemikali.
Baada ya kutenganishwa kwa C 2 -C 4 kutoka kwa gesi zinazohusiana, gesi ya kutolea nje iliyobaki iko karibu na utungaji ili kukauka. Kwa mazoezi, inaweza kuzingatiwa kama methane safi. Gesi kavu na za kutolea nje, zinapochomwa mbele ya kiasi kidogo cha hewa katika mitambo maalum, huunda bidhaa muhimu sana ya viwanda - soti ya gesi:
CH 4 + O 2 à C + 2H 2 O
Inatumika hasa katika tasnia ya mpira. Kwa kupitisha methane na mvuke wa maji juu ya kichocheo cha nikeli kwa joto la 850 ° C, mchanganyiko wa hidrojeni na monoksidi ya kaboni hupatikana - "gesi ya awali":
CH 4 + H 2 O à CO + 3H 2
Mchanganyiko huu unapopitishwa juu ya kichocheo cha FeO ifikapo 450°C, monoksidi kaboni hubadilishwa kuwa dioksidi na hidrojeni ya ziada hutolewa:
CO + H 2 O à CO 2 + H 2
Hidrojeni inayotokana hutumiwa kwa ajili ya awali ya amonia. Wakati methane na alkanes zingine zinatibiwa na klorini na bromini, bidhaa mbadala hupatikana:
1. CH 4 + Cl 2 à CH 3 Cl + HCl - kloridi ya methyl;
2. CH 4 + 2C1 2 à CH 2 C1 2 + 2HC1 - kloridi ya methylene;
3. CH 4 + 3Cl 2 à CHCl 3 + 3HCl - klorofomu;
4. CH 4 + 4Cl 2 à CCl 4 + 4HCl - tetrakloridi kaboni.
Methane pia hutumika kama malighafi kwa utengenezaji wa asidi ya hydrocyanic:
2CH 4 + 2NH 3 + 3O 2 à 2HCN + 6H 2 O, na vile vile kwa utengenezaji wa disulfidi kaboni CS 2, nitromethane CH 3 NO 2, ambayo hutumiwa kama kutengenezea kwa varnish.