Научный руководитель:канд. техн. наук Е. В. Безверхая

Сибирский федеральный университет

 

Сжигание попутного нефтяного газа — общепризнанная проблема нефтяной отрасли России. Утилизация ПНГ с применением факельных систем наносит огромный экологический ущерб. Для России полное использование ПНГ означало бы ежегодное производство 5–6 млн т жидких углеводородов, 3–4 млрд м3 этана, 15–20 млрд м3 сухого газа или 60–70 тыс. ГВт-ч электроэнергии [1].

Альтернатива сжиганию ПНГ — его сохранение путем преобразования в газогидратную форму с последующей переработкой.

Возможность консервации большого объема газа в газогидратном (твердом) состоянии делает технологии гидратообразования экономически привлекательными для хранения и транспортировки газа.

Экономичность хранения газа в виде газогидрата, объясняется тем, что необходимо небольшое давление даже порядка 1 атм. при отрицательной температуре. Существенно и то, что в небольшом объеме газогидрата заключен большой объем газа. Так при разложении одного кубометра газогидрата выделяется сто шестьдесят кубометров газа, что позволит в буквальном смысле перевозить газ в цистернах без строительства трубопровода к газодобывающему месторождению.

Важным свойством газогидратов является способность образовывать самосохраняющиеся метастабильные состояния при атмосферном давлении в температурном диапазоне от -5 до -25 ^оС [2].

Еще одно полезное свойство газогидратов заключается в возможности разделения многокомпонентных смесей при их разложении. В работе [3] была экспериментально показана возможность полного отделения пропана из смесей пропан-метан. В условиях проведения экспериментов наиболее селективное отделение пропана наблюдалось при начальных давлениях 30–32 атм.

В статье [4] приводится сравнение суммарных инвестиций для технологий NGH (Natural gas hydrates) и LNG (Liquefied Natural Gas). При этом инвестиции в LNG на 48% выше чем в NGH. Японской компанией, производящей коммерческие судна, был проведен анализ экономической эффективности 3-х способов морской транспортировки природного газа [5]. Из анализаследует, что наименьшими капитальными затратами технология NGH обладает при транспорте на расстояния от 1000 км до 6000 км.

Автором предлагается способ использования ПНГ с применением газогидратных технологий, основанный на способности самоконсервации гидрата и выделения отдельных газов из смеси.

После синтеза газогидратов необходимо перевести их в метастабильное состояние для реализации эффекта самоконсервации. Это обеспечит низкие энергетические затраты при хранении. После этого возможны два сценария: дальнейший транспорт газогидрата или хранение его на промысле.

Транспорт газа осуществляется до ГПЗ где происходит его разложение с дальнейшей переработкой. Такой сценарии наиболее походит для промыслов, где строительство установок по переработке ПНГ экономически нецелесообразно.

При хранении газа на промысле можно проводить разложение газогидрата с выделением отдельных компонентов. Так, например, CH4 можно использовать в качестве топливного газа, а C3H8 для закачки в баллоны для собственных нужд и в качестве хладагента (для ПХУ). Такой вариант подходит для месторождений на начальной стадии, когда не закончено строительство основных установок по подготовке газа.

Еще одним вариантом может быть получение и хранение газогидрата при останове установок утилизации ПНГ на ремонт. В это время весь ПНГ сжигается на факеле, что ведет к штрафам и упущенной выгоде. Временное хранение ПНГ в форме газогидратов может решить эту проблему. Во время ремонта ПНГ переводится в газогидрат, при пуске установок газогидрат разлагают и полученный газ направляется на установки.

 

Список литературы

1. Проблемы и перспективы использования нефтяного попутного газа в России / А.Ю. Книжников, А.М. Ильин. – М.: WWF России, 2017. – 32 с..

2. Istomin V. A., Yakushev V. S. Gas Hydrates Self-preservation Effect: Physics and Chemistry of Ice //Sapporo, Hokkaido University. – С. 136-140.

3. СеменовА. П., ВинокуровВ. А. Разделениесмесейметан-пропанспомощьюпроцессовгидратообразования //Технологиинефтиигаза. – 2009. – №. 6. – С. 43-47.

4. Shirota H. et al (2005), “Self-preservation property of methane hydrate pellets in bulk in ship cargo holds during sea-borne transport of natural gas”, Proceedings of the Fifth International Conference on Gas Hydrate.

5. Javanmardi J. et al. Economic evaluation of natural gas hydrate as an alternative for natural gas transportation //Applied Thermal Engineering. – 2005. – Т. 25. – №. 11-12. – С. 1708-1723.Mitsui Engineering & Shipbuilding. Conference «Look to the Future». Amsterdam. 2011

 

 

УДК 66.019.3

 

⇐ Предыдущая33343536373839404142Следующая ⇒

Поделиться: