Попутный газ. Часть 1

Пнд, 04/13/2015 - 21:10

Рис. 1. Блочно-модульный комплекс для переработки газа в
синтетическую нефть

Рис. 2. Синтез Фишера-Тропша в жидкой фазе на железных катализаторах

Рис. 3. Варианты комплектования блочно-модульного комплекса по
переработке газа

Рис. 4. Хроматограмма исследования синтетической нефти

Таблица 1

Таблица 2



Многие десятилетия неизменным элементом пейзажа промышленной нефтедобычи являлись грандиозные факелы, в которых сгорал попутный газ — неизбежный спутник нефтедобычи. Громадные шлейфы дыма простирались на десятки и сотни километров и были прекрасно видны даже из космоса. Так было долго и казалось, что так будет всегда. Но все меняется в этом мире, и иногда — в лучшую сторону.

Есть задача

Правительство РФ своим Постановлением №7 от 08.01.2009г. «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках» установило целевой показатель сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) на факельных установках на 2012 год и последующие годы в размере не более 5 процентов от объема добытого попутного нефтяного газа. И плата за сжигание ПНГ, и, тем более, штрафные санкции за превышение указанных объемов достаточно серьезны.

Давно известны и применяются следующие методы утилизации ПНГ:
1. Закачка газа в пласт;
2. Использование ПНГ на электростанции для собственных нужд;
3. Использование ПНГ на электростанциях, работающих на оптовый рынок энергии и мощности;
4. Поставка газа на ГПЗ;
5. Поставка подготовленного ПНГ в систему ОАО «Газпром»;
6. Переработка ПНГ (метанол, СПГ, GTL).
Почему же попутный нефтяной газ чаще всего просто сжигается?

Основная причина кроется в низкой экономической эффективности используемых в настоящее время методов утилизации ПНГ и высокие затраты на поддержание уровня нефтедобычи.
Чтобы остаться хотя бы на существующем уровне нефтедобычи, нефтедобывающим компаниям нужно бурить новые скважины, а для этого нужны колоссальные инвестиции. Не способствует развитию отрасли и достаточно жесткое налогообложение российской нефтяной отрасли, которое не мотивирует компании увеличивать инвестиции.
Средняя себестоимость добычи одного барреля нефти в мире в целом по индустрии составляет сегодня примерно 15 долларов. В отдельных странах она может быть значительно ниже. Например, в Саудовской Аравии — 5…7 долларов, в России — 5…10 долларов, в Норвегии и Канаде — 10…15 долларов. Поэтому инвестиции, направленные на решение проблемы ПНГ, ложатся на себестоимость добычи нефти, что не выгодно самим компаниям. Даже повышение в 6 раз платы за загрязнение атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках во много раз меньше, чем необходимый объем инвестиций для решения этой проблемы! По этой причине при принятии решения по применению того или иного метода утилизации ПНГ нефтяные компании в основном оценивают объем необходимых инвестиций — чем они меньше, тем лучше, т.к. до сегодняшнего дня практически все методы утилизации были затратными и мало эффективными или даже убыточными.

Совсем недавно, в 2010 году, был проведен сравнительный анализ экономической эффективности (данные ЗАО «Ренфорс-Новые Технологии») различных методов утилизации для 60 млн. м3 ПНГ в год: (Таблица 1)

Если оценивать эффективность вариантов утилизации попутного нефтяного газа:

По приведенным затратам (кап. вложения/10 + эксплуатационные затраты):
Самые низкие приведенные затраты имеет установка компримирования газа для транспорта на ГПЗ (п.6), но за счет низкой выручки проект все-таки остается убыточным
По капитальным затратам:

Самые низкие затраты имеет комплекс по получению синтетической нефти методом Фишера Тропша (ФТ) БМК-50, предложенный ЗАО «Ренфорс-НТ» совместно с ОАО «Мотор-Січ» (п.2). Его отличает относительно высокая выручка — проект окупается через 2,75 года (без учета налогов), а за 10 лет разница между суммами прибыли и кап. затратами составит 890 млн. руб.

Проект зависит от уровня цен на нефть, и для работы комплекса необходима свободная электрическая мощность газотурбинных электростанций на месторождении.
По прибыли до налогообложения:

Самая высокая прибыль у комплекса БМК-50 (ЗАО «Ренфорс-НТ» и ОАО «Мотор-Січ») совместной выработкой синтетической нефти методом ФТ, с выработкой электрической энергии газотурбинными электростанциями собственных нужд (5МВт) и выработкой электрической энергии паротурбинной электростанцией ПТ, работающей на тепловой энергии, выделяемой при реакции ФТ (п.4). Проект окупается через 3,57 года (без учета налогов), а за 10 лет разница между суммами прибыли и кап. затратами составит 1,57 млрд. руб.
Проект зависит от уровня цен на нефть и электрическую энергию, и для его реализации необходим потребитель с уровнем потребления электроэнергии в 10МВтч.
При отсутствии потребителя электрической энергии в
10 МВтч следующим по прибыли является комплекс БМК-50 ЗАО «Ренфорс-НТ» совместной выработкой синтетической нефти методом ФТ и с выработкой электрической энергии газотурбинными электростанциями для собственных нужд (5МВт) (п.3). Проект окупается через 3,13 года (без учета налогов), а полученная за 10 лет чистая прибыль составит 1,28 млрд. руб.

Проект зависит только от уровня цен на нефть.

Экономический анализ показывает, что на сегодняшний день только два метода заслуживают внимания нефтяников, — это выработка электрической энергии для собственных нужд месторождения нефти (п.1) и переработка ПНГ в синтетическую нефть на блочно-модульных комплексах БМК-50, разработанных компанией ЗАО «Ренфорс-Новые Технологии» совместно с ОАО «Мотор-Січ» (п.2, п.3., п.4).

Расчеты и практика показывают, что для утилизации 60 млн. м3 попутного газа в год требуется построить электростанцию мощностью 24 МВт. А из практики хорошо известно, что для собственного потребления месторождением в год требуется в среднем только 3…4 МВтч.
Сравнение выручек от реализации 100 млн. м3 газа и продуктов ее переработки (синтетической нефти и синтетического топлива) на двух блочно-модульных комплексах БМК-50 с выручкой полученной от продажи осушенного газа ОАО «Газпром» приведены в таблице 2.

ЗАО «Ренфорс-Новые Технологии» совместно с ОАО «Мотор-Січ» успешно разработали блочно-модульные комплексы по переработке ПНГ в синтетическую нефть и в синтетическое топливо и готовит их к запуску в производство. Какие хозяйствующие субъекты могут быть реально заинтересованы во внедрении технологии утилизации ПНГ по методу ФТ?

Во-первых, относительно небольшие нефтедобывающие компании, работающие на удаленных и разбросанных месторождениях с небольшими объемами ПНГ и не имеющие шансов сдать их в газопроводную систему или на газоперерабатывающие заводы, либо переработать в электроэнергию, которую можно было бы реализовать на месте.

Во-вторых, компании, научно-исследовательские и проектные организации, занимающиеся разработкой соответствующего оборудования.

В-третьих, компании и заводы — потенциальные производители такого оборудования.

В-четвертых, это региональные власти, заинтересованные в улучшении экологической обстановки и повышении экономической стабильности, в частности, количества рабочих мест и объема производства в своем регионе. Например, Ямало-ненецкий национальный округ имеет собственную генерацию энергии 216 МВт, получает извне 1265МВт, а при переработке
7 млрд. м3 ПНГ может задействовать паротурбинных электростанций общей мощностью 1120 МВт, работающих на тепловой энергии процесса ФТ и не потребляющих углеводородного топлива, — т.е. практически полностью покрыть свои собственные потребности в электроэнергии! Кроме этого, ЯНАО получил бы вдобавок еще и дизельного топлива порядка 2,4 млн. т!!!
Ни одна из этих категорий по отдельности не могут обладать достаточным потенциалом и ресурсами для решения проблемы, поэтому необходима определенная кооперация между ними.

Другие материалы рубрики


  • Непредельные углеводороды в небольшом количестве (около 5%) являются практически единственным не содержащимся в природной нефти классом соединений, образующимся в заметных количествах при проведении процесса на кобальтовых катализаторах. Их содержание в нефти не нормируется, а их получение является одной из основных целей нефтехимической переработки природной нефти.
    Таким образом, по всем показателям, определяемым стандартом, СЖУ (синтетические жидкие углеводороды) могут быть отнесены к наиболее ценным сортам нефти. С экономической точки зрения наиболее рациональным использованием СЖУ была бы их раздельная транспортировка с промыслов как более ценного и дорогостоящего продукта, особенно с точки зрения отсутствия серосодержащих соединений и высокой концентрации легких (светлых) фракций.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще в 212 году до н. э. древнегреческий ученый Архимед использовал светоотражающие свойства бронзовых боевых щитов для того, чтобы сосредоточить солнечный свет и поджечь вражеские деревянные суда римлян, осаждающих его родной город Сиракузы. Но прошло почти полтора тысячелетия, за время которых люди продолжали греться на солнышке, не задумываясь, какой мощный источник представляет собой это божественное дневное светило. И лишь в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик Антуан Лоран Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650°С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8х3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

    В 1866 г. французский математик Август Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных коллекторов, ставших прообразами современных, и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С. Однако только в 1980-е годы были созданы первые крупномасштабные солнечные электрогенераторы.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Чтобы получать тепло из снега, дождя и, что реже, града, нужен АТМОТЕРМ. Это устройство относится к стационарным приборам для нагревания текущих сред, использующий при прохождении данного процесса тепловой эффект экзотермической реакции образования гидроксида кальция из СаО, которая проходит при утилизации снежного покрова на месте его образования.
    Область применения устройства – генерация тепловой энергии для обогрева стен жилых и нежилых помещений, используя атмосферные осадки.
    Исследуя решения в данной области, мы не найдем наверняка устройства, объединяющего в себе функции переработки атмосферных осадков и обогревателя, работающего без подвода электроэнергии, при этом являясь таким экономичным, как атмотерм (экономичность смотрите дальше). Решения, предлагаемые другими авторами (смотри ниже) имеют ряд недостатков: потребляемость большого количества электроэнергии, узкая направленность технологий – только утилизация снега или только генерация тепловой энергии, сложность устройства, лежащее в наличии большого количества комплектующих компонентов, таких как ИК-излучатели и другие подобные устройства.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Солнце — основной источник энергии на планете. В полдень на низких широтах плотность потока энергии солнечного излучения близка к 1 кВт/м²,, в среднем по освещенной части земного шара — 350 Вт/м². Потенциальный ресурс энергии огромен. Ей соответствует мощность 6,7∙1016 Вт. Теоретически КПД преобразования энергии может достигать 93%. Сейчас он составляет 10…30%. КПД определяет технический ресурс, равный произведению КПД на потенциальный ресурс.
    В настоящее время энергия солнечного излучения используется мало из-за относительно низких значений плотности потока энергии (100 — 1000 Вт/м²).
    Разрабатываются проекты создания солнечных энергосистем на геостационарной орбите с мощностью 1…10 ГВт. Передачу энергии на Землю планируется осуществлять при помощи мощных электромагнитных пучков на длине волны около 5…10 см.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Ветры бывают самые разнообразные: это и дующий десятки минут легкий бриз, и глобальные ветра — но все они существуют за счет солнечного нагрева планеты. Важными факторами влияния на атмосферную циркуляцию воздуха являются разность обогрева между экватором и полюсами, а также вращение нашей планеты, называемое эффектом Кориолиса. Сезонные колебания в скорости и направлении ветра являются результатом сезонных изменений из-за относительного наклона оси вращения Земли к Солнцу, которое, в свою очередь, изменяет паттерны разности обогрева. Ежедневные различия в обогреве атмосферы вызваны различным нагревом локальных областей поверхности земли, например, суши и океана. Еще движение воздуха осложняется целым рядом факторов глобального масштаба, таких как вращение Земли, а также сушей, горными хребтами и холмами, растительностью, океанами, морями и озерами. Из-за трения о поверхность земли, растительность и здания скорость ветра возрастает с увеличением высоты над поверхностью земли.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4

  • При минусовой температуре проблемы с запуском двигателя гарантированы. Это знает каждый опытный автомобилист, которому не раз приходилось подолгу просиживать в холодном салоне, пытаясь завести автомобиль. А вот о причинах этих самых проблем думает далеко не каждый водитель. Еще до того, как температура опустится ниже нуля, важно сменить все жидкости в автомобиле на незамерзающие. Это касается моторного масла, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке омывателя. Нужно тщательно смазать стартер и прочие системы мотора, от этого также зависит степень прилагаемых для запуска двигателя усилий в сильный мороз.



  • ...Возможность установки ветрогенераторов также зависит от климата, а конкретнее – от средней скорости ветра в данной местности. Трудно спрогнозировать, каковы будут скорость и направление ветра в определенный момент. Но если рассматривать большие временные промежутки, соизмеримые со сроком эксплуатации ветряка, то можно довольно точно сказать, что, например, в течение года в месте его установки будет 4000 часов со скоростью ветра более 4 м/с, что обеспечит гарантированную генерацию, условно говоря, 1000 КВт·ч в год. В частности, у нас средняя скорость ветра составляет около 5 м/с, что вполне пригодно для получения ветровой энергии, так как рекомендуемая скорость ветра для этих целей 4 м/с и более.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • В начале нового тысячелетия почти весь мир столкнулся с новой, весьма болезненной проблемой — истощением топливных запасов планеты. Ученые с каждого угла кричали, что через 30 лет на земле не останется ни капли нефти. Но прошло уже 10 лет, и эти крики понемногу улеглись. Были найдены новые месторождения в Саудовской Аравии, в России разведали новые, огромные запасы сибирской и заполярной нефти. Единственная проблема — добраться до них, но учитывая сегодняшнюю стоимость «черного золота» на мировом рынке, это не будет составлять особого труда.
    Но беда, как известно, не приходит одна. С топливной проблемой пришла проблема загрязнения окружающей среды обитания человека. Продукты сгорания бензина и дизтоплива стали настолько насыщать атмосферу Земли, что экологи забили тревогу. Их главный девиз — «Парниковый эффект!» К сожалению, они до сих пор не могут определиться, чем он грозит нашей планете — глобальным потеплением или новым ледниковым периодом. Впрочем, одно не исключает другое. Сначала довольно сильно потеплеет, арктические льды растают, опять понизят температуру, но настолько сильно, что 2/3 суши (по самым пессимистическим прогнозам) покроется снегом и льдом.
    Что же делать? Отказаться от автомобильного транспорта и вообще от использования нефти и нефтепродуктов? В данный исторический отрезок времени это даже не теория, а какая-то фантазия Гринписа, если не сказать больше. Но нам надо как-то сберечь природу и при этом не нанести вреда экономике, как в мировом масштабе, так и в масштабе отдельной страны. И тут, к огромной радости почти всех экологов (почему почти — будет сказано ниже) на мировую топливную арену семимильными шагами выходит новое горючее — биодизель.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Еще с незапамятных времен люди использовали энергию ветра.
    Первоначально человек научился преобразовывать кинетическую энергию воздушного потока (ветра) в механическую. Появилось огромное разнообразие ветряных мельниц, значительно облегчивших жизнь людей того времени.
    Идея ветрогенератора для выработки электрической энергии с использованием энергии ветра появилась чуть более 100 лет назад.
    Пытливая мысль изобретателей создала огромное разнообразие конструкций ветроустановок:
    — по расположению оси вращения лопастей (горизонтальная, вертикальная, наклоненная);
    — по количеству лопастей (одна, две, три и более);
    — по мощности (от десятков Ватт до нескольких МВатт);
    — по форме лопастей, по конструкции генераторов и т.д.

    • Страницы
    • 1
    • 2