X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Актуальность. На современном этапе в перспективах развитиянефтегазовой промышленности (НГП)наиболее актуальными являются вопросы повышения рентабельности предприятий добычи нефти и максимальное сохранение природных ресурсов [6]. В данный момент большая часть добываемого попутного нефтяного газа (ПНГ) сжигается на факелах. Безусловно, это наносит колоссальный урон экологии, о котором говорят на уровне государства. Существует Постановление Правительства РФ № 7 от 8 января 2009 г., в котором заложено требование по доведению уровня утилизации ПНГ до 95 %. Не стоит также забывать и про экономические потери: сжигается ценнейшее углеводородное сырье, которое можно успешно использовать в качестве топлива. При сжигании на факельных установках более 5% объема добытого попутного нефтяного газа плата за выбросы вредных веществ, образующихся при этом, рассчитывается как за сверхлимитное загрязнение. Всё это диктует решать вопросы рационального использования ПНГ.

Материал и методы. В качестве материала использованы данные по применению ПНГ в России и за рубежом. Проведён анализ и рассмотрены перспективы использования ПНГ на российских предприятиях добычи нефти.

Результаты исследования. На сегодняшний день в нашей стране ПНГ является реально экономически рентабельным сырьём, но из-за сложности транспортирования, нестабильности состава и большого количества механических примесей он не имеет должного распространения в качестве топлива [4]. В настоящее время доля утилизации ПНГ в развитых странах – США, Канаде, Норвегии – составляет 99 – 100%, тогда как в России, странах Ближнего Востока и Африки значительная часть попутного газа сжигается в факелах.

Поставки попутного нефтяного газа на ГПЗ - На большинстве российских заводов по переработке ПНГ происходит разделение ПНГ на легкие и тяжелые фракции. Легкие фракции (отбензиненный газ) подаются в распределительные сети и магистральные газопроводы. Тяжелые фракции (ШФЛУ) поставляются на ГПЗ, НХК, где имеются газофракционные установки, для выделения по отдельности бутана, пропана, пентана, гексана и их смеси. Небольшие объемы ПНГ можно направить в магистральный газопровод для продажи потребителям в составе обычного природного газа. Однако существует ряд трудностей, так как закачка ПНГ в газотранспортную сеть связана с рядом технологических ограничений: поток природного газа через ГТС должен существенно превышать объем инжектируемого ПНГ (в 20 – 50 раз). ПНГ должен быть осушен, первично очищен от аэрозолей, сероводорода, меркаптанов и большей части тяжелых углеводородов; газ, подаваемый в магистральный газопровод, должен удовлетворять требованиям отраслевого стандарта ГОСТ 51.40-93: глубина осушки и очистки газа должна быть такой, чтобы исключались условия появления жидкой фазы в магистральном газопроводе. Для предотвращения этого необходимо, чтобы точка росы газа по влаге и углеводородам была на 5 – 7 К ниже наиболее низкой температуры газа при его транспортировке по газопроводу [7, 8]. Также возможна обратная закачка в нефтяной пласт - для обеспечения повышенной нефтеотдачи, после отделения от нефтяной жидкости ПНГ собирается и закачивается обратно в нефтяной пласт вместе с другими примесями [5]. Это диктует необходимость создания устройства, которое решит выше указанные проблемы и по возможности будет осуществлять утилизацию непосредственно вблизи скважины и иметь высокую надежность. В предлагаемом устройстве утилизация попутного газа осуществляется путем его сжижения. Это упрощает хранение и транспортирование газа. Устройство состоит из вихревых труб, дросселей и компрессора. Охлаждение происходит посредствам протекания вихревого эффекта в вихревых трубах и эффекта Джоуля–Томсона в дросселях. В целях реализации поручений Правительства Российской Федерации в соответствии с постановлением от 08.01.2012 (протокол № 7, пункт 2) по принятию мер для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных (загрязняющих) веществ и сокращению эмиссии парниковых газов, образующихся при сжигании попутного нефтяного газа, установить целевой показатель сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках на 2012 г. и последующие годы в размере не более 5 процентов от объема добытого попутного нефтяного газа [3]. Соответствующим постановлением установить, что с 1 января 2012 г. плата за выбросы вредных (загрязняющих) веществ, образующихся при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках, будет рассчитываться исходя из принятых коэффициентов. Постановление Правительства РФ «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках» вступило в силу 1 января 2012 г.При отсутствии средств измерения и учета, подтверждающих фактический объем образования, использования и сжигания на факельных установках попутного нефтяного газа, значение коэффициента принимается равным шести. [5].

Заключение. Вихревая труба (ВТ) – это экономичное и надежное устройство, не имеющее трущихся и движущихся частей. Использование вихревых труб в совокупности с дросселями позволит достичь глубокого охлаждения [2]. Достоинствами данного устройства служит возможность сжижения в непосредственной близости от добывающей скважины и высокая надежность ввиду отсутствия трущихся и вращающихся частей. Также им соответствует экономичность и сравнительно низкая стоимость, отсутствие хладагентов и простота обслуживания и эксплуатации [1].

Литература:

Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. – Самара: Оптима, 1997. – 184 с. 2. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? – М.: Энергия, 1976. – 153 с. Разделение попутного нефтяного газа методом низкотемпературной ректификации / А.И. Малышев, И.Р. Юшков, В.А. Секирин, П.В. Бакулев, Д.Ю. Малышев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2005. – № 6. – С. 113–115. 3. Ильина, М. II. Предварительная очистка нефтяного попутного газ цеолитовым фильтром перед сжиганием / М. Н. Ильина, А. И. Купрюнин. //Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность». Томск. 2003, Т.1, с. 19. 4. Ильина, М. Н. Требования к подготовке попутного нефтяного газа для малой энергетики // Известия Томского политехнического университета. Томск. 2007, Т.310, №2, с. 167-171. 5. Азаров А.И. Направления совершенствования серийных вихревых труб // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2004. - №7. – С.24-27. 6. ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно-исследовательской работе. 7. ГОСТ Р 15.011-96 Патентные исследования. Содержание и порядок проведения.

Код для цитирования: Скопировать