Лекция 5 Переработка углеводородных газов
Введение
Углеводородные газы – это экономически эффективный и экологически безопасный энергоноситель. Различают природные и попутные нефтяные газы. Природный газ в своем составе кроме углеводородов содержит механические и минеральные примеси, а также влагу. По этой причине добытый из недр земли природный газ подвергают промысловой переработке и, при необходимости, последующей заводской переработке с целью подготовки его к дальнему транспортированию.
В общем виде технология переработки природного газа включает первичную обработку на промыслах – отделение влаги и механических примесей и транспортирование газа на ГПЗ, где из него извлекают вредные компоненты, такие как H2S, RSH, CO2, а также товарные продукты – гелий, этан и др. компоненты.
.
Состав природных и попутных газов.
Основным сырьем для газоперерабатывающей промышленности являются нефтяные газы и природные газы газоконденсатных месторождений. Природные газы чисто газовых месторождений, состоящих преимущественно из метана, не перерабатываются. Природные газы способны образовывать с воздухо взрывоопасные смеси: пределы воспламенения 5-15% по метану). По токсикологическим свойствам – 4 класс опасности, ПДК углеводородов в воздухе рабочей зоны – 300 мг/м3.
По углеводородному составу нефтяные газы очень разнообразны, в зависимости от содержания в них тяжелых углеводородов различают сухие (тощие) и жирные газы. Состав различных газов приводится в таблице, из которой видно, что природные газы содержат меньше тяжелых углеводородов, чем попутные нефтяные. Кроме углеводородов в газах содержится азот, сероводород, СО2, RSH, влага.
| Месторождение | r по возд. | H2S | N2 + редк | СО2 | С1 | С2 | С3 | i-Cn | n-Cn | C5+ высш |
| Нефтяной попутный Грозненское | 1,482 | — | — | — | 30,8 | 7,5 | 21,5 | 9,9 | 10,5 | 19,8 |
| Природный газ Ставропольское | 0,561 | — | — | — | 0,31 | 0,44 | 0,05 | 0,05 | — | |
| ГКМ | ||||||||||
| Каневское | — | — | 1,4 | 0,4 | 88,5 | 3,8 | 2,9 | 1,7 | 1,7 | 1,3 |
| Астрахань | 0,55 | 16,5 | 55,92 | 1,86 | 0,88 | 0,72 | 3,57 | |||
| Оренбург | 1,75 | 6,23 | 0,57 | 83,9 | 3,81 | 1,53 | 0,84 | 1,58 |
Содержание конденсата (жидких углеводородов) в газах ГКМ различное и составляет от 2 до 160 мл/м3. Например, газ Астраханского ГКМ характеризуется конденсатосодержанием 513 см3/м3, Вуктыльское ГКМ – 400 г/м3.
Состав и количество попутных газов зависит от режима сепарации нефти, значительная часть газообразных углеводородов остается в нефти. Состав газов, которые остаются в нефти следующий.
| Нефть | N2 | CH4 | C2H6 | C3H8 | iCn | nCn | C5+высшие |
| Ромашкинская | 2,8 | — | 6,4 | 29,1 | 5,1 | 35,5 | 21,1 |
Газы представляют большую ценность как сырье для химической переработки: производят аммиак, этилен, ацетилен, формальдегид, водород, серу, серную кислоту, углекислоту и др. ГКМ северных месторождений содержат в своем составе до 6-7% этана и более.
Сначала из газа необходимо извлечь все ценные минеральные компоненты, а углеводородную часть использовать для разделения на индивидуальные компоненты. Технология переработки газа включает процессы очистки, первичной переработки (компрессия, абсорбция, адсорбция, низкотемпературная конденсация и др.) Выбор способа переработки газа определяется его компонентным составом, давлением газа. Качество товарного газа должно отвечать требованию государственных (ГОСТ), отраслевых (ОСТ) стандартов или техническим условиям.
ГОСТы – регламентируют продукты, выпускаемые несколькими отраслями промышленности.
ОСТы – регламентируют качество продукции одной отрасли.
ТУ – отражают договоренность отдельных предприятий с производителем продукции, могут меняться в любое время по взаимному согласию поставщика и потребителя.
Газы переработки горючих ископаемых – газы подземной газификации углей (ПГУ, Д.И.Менделеев 1888 год), метан угольных пластов. Состав этих газов отличается от состава природных и нефтяных газов. Состав газов ПГУ зависит от класса угля (бурый, каменный, антрацит и т.д.), гидрогеологических условий залегания угольного пласта, мощности пласта, а также от состава подаваемого в скважину дутья (воздух, паровоздушное или парокислородное дутье) и имеет следующий состав, % об.: СО2 -13 . О2 -0,2 . СО -12,4 . Н2 -12,2 . СН4 -2,1 . N2 -59,3.
Теплота сгорания газов ПГУ от 4,6 до 11 МДж/м3 в зависимости от применяемого дутья (на воздушном самая низкая, на чистом техническом кислороде –максимальная).
Добыча метана на угольных месторождениях в 2003 году достигла 45 млрд.м3.
