ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА В РОССИИ

Сжигание попутного нефтяного газа является острой современной проблемой нефтегазового сектора по причинам экономических, экологических и социальных потерь и рисков, особенно в условиях общемировых тенденций по переходу экономики на низкоуглеродный и энергоэффективный путь развития. В решении Высшего экологического совета Комитета по природным ресурсам, природопользованию к экологии Федерального собрания РФ пятого созыва Государственной Думы от 10 марта 2009 года № 4.2 отмечено следующее:

• в России на нефтяных промыслах  сжигается по самым минимальным оценкам более 20 млрд. м³ ПНГ в год ;
• в мире – 110 млрд.м³  ПНГ в год (кроме Российской Федерации, более 20 млрд. м³ ПНГ в год сжигает Нигерия, Иран и Ирак). [1]

Актуальность данной работы заключается в поиске путей рационального использования ПНГ.

Объект исследования: способы переработки и проблемы связанные с сжиганием ПНГ.

Предмет исследования: справочная литература, научные пособия, учебники.

Цель: изучение проблем добычи и переработки попутного нефтяного газа, экологических проблем связанных с его сжиганием.

Методы исследования : информационные, логические.

В последние годы резко обострился интерес мирового энергетического, экологического и делового сообщества к проблеме утилизации попутного газа как из-за экологических, так и финансовых соображений. С одной стороны, сжигание попутного газа в факелах дает около 1% всех мировых выбросов парникового углекислого газа. С другой, — это уничтожение ценных не возобновляемых природных ресурсов. Лидерство в попытке решить проблему сжигания попутного газа взял на себя Всемирный банк, который в 2002 году организовал Глобальное партнерство по уменьшению сжигания попутного газа (GGFR).

При «технологических потерях» и сжигании ПНГ в атмосферу выбрасывается диоксид углерода и активная сажа. В результате горения газа в факелах в России ежегодно образуется почти 100 млн. т выбросов диоксида углерода (при условии эффективного сжигания всего объема газа). Однако российские факелы известны своей неэффективностью, т. е. газ в них сжигается не полностью. Соответственно, в атмосферу выделяется метан, гораздо более активный парниковый газ. Объем выбросов сажи при сжигании ПНГ оценивается приблизительно в 0,5 млн. т в год. В последние годы в связи с особой уязвимостью Арктических экосистем к глобальным климатическим изменениям все активнее стали звучать призывы принять меры по снижению выбросов сажи. Сжигание ПНГ сопровождается тепловым загрязнением окружающей среды: вокруг факела радиус термического разрушения почв колеблется в пределах 10–25 метров, растительности — от 50 до 150 метров. При этом в атмосферу поступают как продукты сгорания ПНГ, в том числе окись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, так и различные несгоревшие углеводороды. Существенные концентрации окислов азота и серы фиксируются на расстоянии 1–3 км от факела, сероводорода — 5–10 км, а окиси углерода и аммиака — до 15 км. Это приводит к увеличению заболеваемости местного населения раком легких, бронхов, к поражениям печени и желудочно-кишечного тракта, нервной системы, зрения.

Сжигание попутного газа на факельных установках приводит к значительным потерям ценного химического сырья: этана, пропана, бутана, гелия. [2]

Возможные пути утилизации попутного газа:1)Закачка в недра для повышения пластового давления и, тем самым, эффективности добычи нефти.  2)Использование на местах для выработки электроэнергии, идущей на нужды нефтепромыслов.3)Наиболее эффективный способ утилизации попутного нефтяного газа — его переработка на газоперерабатывающих заводах с получением сухого отбензиненного газа (СОГ), широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), сжиженных газов (СУГ) и стабильного газового бензина (СГБ).

В настоящее время самый высокий уровень утилизации ПНГ зафиксирован в Татарстане ( 92% , а по компании Татнефть – 95% ). Здесь добыча нефти ведется уже 65 лет и сосредоточена на небольшой территории. Промышленная и социальная инфраструктура в регионе увязаны в единый комплекс и нет месторождений, удаленных на значительные расстояния от населенных пунктов и производственных объектов, как в Ненецком, Ханты – Мансийском или Ямало – Ненецком автономных округах. Выйти на высокий уровень использования ПНГ Татнефти удалось еще десять лет назад. Но когда компания недавно начала наращивать добычу нефти в западных районах республики, где недостаточно развиты газопроводимые сети, возникли проблемы с утилизацией попутного газа. [1]

Следует отметить, что в Татарстане решено  создать Государственный эталонный комплекс по метрологическому обеспечению измерений сырой нефти и ПНГ ( ГЭК ), не имеющий аналогов в России. Это поможет повысить качество и конкурентоспособность отечественной эталонный базы. Также в Татарстане запущена единственная в России криогенная установка, которая позволит максимально перерабатывать попутный нефтяной газ. В пуске уникального криогенного оборудования, смонтированного на Миннебаевском газоперерабатывающем заводе (входит в состав управления   «Татнефтегазпереработка», ОАО «Татнефть») принял участие президент Республики Татарстан Рустам Минниханов. Реализация нового проекта во-первых, - становится серьезной поддержкой в сырьевом обеспечении нефтехимических предприятий Татарстана. Решение совета безопасности РТ об увеличении выработки этановой фракции до 140 тыс. тонн в год для поставки « Казаньоргсинтезу», где из него изготавливаются этилен и полиэтилен. В последние годы казанское предприятие наращивает мощности по производству полиэтилена и испытывает дефицит сырья. Во – вторых, позволит ОАО “Татнефть” довести уровень утилизации попутного нефтяного газа до 95%. Именно с этим была связана реконструкция Миннибаевского ГПЗ.

Для реализации проекта были рассмотрены несколько вариантов технологий  и в результате выбрана криогенная технология по глубокой  переработке сухого отбензиненного газа.

Разработчиком технологии является американская фирма «Галсби инжиниринг», которая осуществляла поставку оборудования. Генеральным проектировщиком было выбрано ОАО « Спецнефтегазпроект» ( Казань ). Генеральным подрядчиком стал ООО « Нефтегазинжиниринг» ( Нижнекамск ).

В основу криогенной установки заложены современные технологии получения глубокого холода ( - 183,7^оС ), его повторного использования и высокой степени автоматизации. Основными технико – экономическими показателями криогенной установки являются :

• производительность установки по сырью 395 млн. м³ в год ;
• выработка этана криогенной установки 140 тыс. тонн ;
• выработка сухого газа 198 млн. м³. [3]

В настоящее время ведутся работы по выводу установки в устойчивый проектный режим – увеличения производства этана с 85 до 140 тыс. тонн в год.

Данная технология предполагает отделение газообразного азота от углеводородной жидкости при температурах ниже минус 180 C с последующим разделением углеводородной смеси на метановую и этановую фракции.

Технологическая схема установки: компрессоры метановой фракции и  компрессоры  этановой фракции, теплообменники, сепаратор, колонны. Сырьё – сухой отбензиненный газ ( метан, этан, азот ) поступает на криогенную установку с t = 20 С ( P = 29 атм ), последовательно проходит через группу теплообменников, охлаждаясь продукционными потоками до – 143 С, разделяется на 2 потока. В колонне происходит доохлаждение за счет расширения  газа в турботандере до -183 С и подается в сепаратор. Поток азота с сепаратора проходит ряд теплообменников, нагревается до + 25 С и сбрасывается в воду. [1]

ОАО “Татнефть” успешно продолжает реализацию корпоративной программы действий по утилизации попутного нефтяного газа.

Программа предусматривает повышение коэффициента использование нефтяного газа до 98%, что позволит  существенно снизить выбросы продуктов его сжигание в атмосферу. [3]

Объём инвестиций запланирован в сумме более 800 млн рублей они будут использованы для реконструкции и расширение существующих мощностей по очистке ПНГ, замены существующих и строительства новых  газопроводов системы сбора ПНГ, а также на внедрение печей нагрева нефти. В настоящее время «Татнефть» эффективно использует 738,4 млн кубометров ПНГ в год, что составляет 94% от общего объёма добываемого компанией газа. Уже несколько лет ведётся активная работа по снижению объёма сжигаемого на факелах попутного газа с применением экономически оправданных путей его использования, обоснования.

Работы ведутся в трех направлениях: развитие системы сбора газа и подачи его на переработку на Минибаевский газоперерабатывающий завод ( входит в состав управления “Татнефтегазпереработка ОАО “Татнефть”; применение печей для нагрева нефти при её подготовка до товарных кондиций; выработка электроэнергии и тепла с применением

Данные мероприятии реализуются в русле постановления Правительства РФ от 8 января 2009 года “ О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках”, которыми поставлена задача к 1 января 2012 года довести утилизацию ПНГ  нефтяной отрасли страны до 95%.

Сегодня «Татнефть» - это прежде всего экологически ответственная компания. В 2016 году была разработана и утверждена четвёртая экологическая программа до 2020 года, призванная поддерживать состояние окружающей среды региона деятельности ОАО «Татнефть» на нормативно допустимом уровне, соответствующем потенциальным возможностям самовосстановления природных экосистем.

Список литературы:

1. А. Ю. Книжников,  Е. А. Кутепова.  Проблемы и перспективы использования нефтяного попутного газа в России: Ежегодный обзор. Выпуск 2-М.: WWF России,2010.
2. А.А.Мухутдинов, И.И.Борознов, Б.Г.Петров, Т.З.Мухутдинова, Д.К.Шаяхметов. Основы и мененджмент промышленной экологии: Учеб.пособие для студ.проф.тех.училищ-Казань:изд.Магариф,1998.
3. http://neftegaz.ru/analisis/view/7642-Minnibaevskiy-gazopererabatyvayuschiy-zavod-Tatneftegazpererabotka