Kas yra susijusios naftos dujos. Gamtinės ir susijusios dujos

Ilgą laiką susijusios naftos dujos neturėjo jokios vertės. Jis buvo laikomas kenksminga priemaiša naftos gamyboje ir buvo tiesiogiai sudegintas, kai iš naftos gręžinio išleidžiamos dujos. Bet laikas praėjo. Atsirado naujų technologijų, kurios leido kitaip pažvelgti į APG ir jo savybes.

Junginys

Susijusios naftos dujos yra naftos rezervuaro „dangtelyje“ - erdvėje tarp dirvožemio ir iškastinės naftos telkinių. Be to, dalis jo yra ištirpusios pačiame aliejuje. Tiesą sakant, APG yra tos pačios gamtinės dujos, kurių sudėtyje yra daug priemaišų.

Asocijuotos naftos dujos pasižymi dideliu angliavandenilių kiekiu. Daugiausia tai etanas, propanas, metanas, butanas. Jame taip pat yra sunkesnių angliavandenilių: pentano ir heksano. Be to, naftos dujose yra tam tikras kiekis nedegių komponentų: helio, vandenilio sulfido, anglies dioksido, azoto ir argono.

Reikėtų pažymėti, kad susijusių naftos dujų sudėtis yra labai nestabili. Tas pats APG laukas per kelerius metus gali žymiai pakeisti tam tikrų elementų procentą. Tai ypač pasakytina apie metaną ir etaną. Nepaisant to, naftos dujos sunaudoja daug energijos. Vienas kubinis metras APG, priklausomai nuo jame esančių angliavandenilių, gali išskirti nuo 9 000 iki 15 000 kcal energijos, todėl yra perspektyvu naudoti įvairiuose ūkio sektoriuose.

Asocijuotų naftos dujų gavybos srityje pirmauja Iranas, Irakas, Saudo Arabija, Rusijos Federacija ir kitos šalys, kuriose sutelktos pagrindinės naftos atsargos. Čia Rusijai tenka apie 50 milijardų kubinių metrų susijusių naftos dujų per metus. Pusė šio kiekio atitenka gamybinių plotų reikmėms, 25% – papildomam perdirbimui, o likusi dalis – deginama.

valymas

Susijusios naftos dujos nenaudojamos pradine forma. Jo naudojimas tampa įmanomas tik po išankstinio valymo. Tam skirtingo tankio angliavandenilių sluoksniai yra atskiriami vienas nuo kito specialiai tam skirtoje įrangoje – daugiapakopiame slėgio separatoriuje.

Visi žino, kad vanduo kalnuose užverda žemesnėje temperatūroje. Priklausomai nuo aukščio, jo virimo temperatūra gali nukristi iki 95 ºС. Taip yra dėl atmosferos slėgio skirtumo. Šis principas naudojamas daugiapakopių separatorių veikimui.

Iš pradžių separatorius tiekia 30 atmosferų slėgį ir po tam tikro laiko palaipsniui mažina jo vertę 2-4 atmosferų žingsniais. Tai užtikrina vienodą skirtingų virimo taškų angliavandenilių atskyrimą vienas nuo kito. Be to, gauti komponentai siunčiami tiesiai į kitą valymo etapą naftos perdirbimo gamyklose.

Susijusių naftos dujų naudojimas

Dabar aktyviai paklausa kai kuriose gamybos srityse. Visų pirma, tai chemijos pramonė. Jai APG yra medžiaga plastikų ir gumos gamybai.

Energetikos pramonė taip pat yra naftos gamybos šalutinio produkto dalis. APG yra žaliava, iš kurios gaunamas šių rūšių kuras:

Išdžiovintos dujos.
Plačioji lengvųjų angliavandenilių frakcija.
Dujinis variklio kuras.
Suskystintos dujos.
Stabilus natūralus benzinas.
Atskiros frakcijos anglies ir vandenilio pagrindu: etanas, propanas, butanas ir kitos dujos.

Susijusių naftos dujų naudojimo apimtys būtų dar didesnės, jei nebūtų daug sunkumų, kylančių jas transportuojant:

Poreikis pašalinti mechanines priemaišas iš dujų sudėties. Pasibaigus APG galiojimo laikui iš gręžinio, į dujas patenka smulkiausios grunto dalelės, kurios žymiai sumažina jų transportavimo savybes.
Susijusioms naftos dujoms būtinai turi būti atlikta benzinavimo procedūra. Be to, suskystinta frakcija transportavimo metu nusėda dujotiekyje.
Susijusių naftos dujų sudėtis turi būti nusierinta. Padidėjęs sieros kiekis yra viena iš pagrindinių korozijos centrų susidarymo vamzdyne priežasčių.
Azoto ir anglies dioksido pašalinimas, siekiant padidinti dujų kaloringumą.

Dėl minėtų priežasčių susijusios naftos dujos ilgą laiką nebuvo šalinamos, o deginamos tiesiai prie gręžinio, kuriame buvo nusodinta nafta. Ypač gera tai buvo stebėti skrendant virš Sibiro, kur nuolat matėsi fakelai su juos paliekančiais juodais dūmų debesimis. Tai tęsėsi tol, kol neįsikišo aplinkosaugininkai, suvokdami visą nepataisomą žalą, kuri tokiu būdu daroma gamtai.

Deginimo pasekmės

Dujų degimą lydi aktyvus šiluminis poveikis aplinkai. 50-100 metrų spinduliu nuo tiesioginės degimo vietos pastebimas pastebimas augmenijos tūrio sumažėjimas, o iki 10 metrų atstumu jos visiškai nėra. Taip yra daugiausia dėl dirvožemio maistinių elementų išdegimo, nuo kurio labai priklauso visų rūšių medžiai ir žolės.

Degantis fakelas tarnauja kaip anglies monoksido šaltinis, tas pats, kuris yra atsakingas už Žemės ozono sluoksnio sunaikinimą. Be to, dujose yra sieros dioksido ir azoto oksido. Šie elementai priklauso gyviems organizmams toksiškų medžiagų grupei.

Taigi žmonėms, gyvenantiems vietovėse, kuriose vyksta aktyvi aliejaus gamyba, padidėja rizika susirgti įvairiomis patologijomis: onkologinėmis ligomis, nevaisingumu, susilpnėjusiu imunitetu ir kt.

Dėl šios priežasties 2000-ųjų pabaigoje iškilo APG panaudojimo klausimas, kurį nagrinėsime toliau.

Susiję naftos dujų panaudojimo metodai

Šiuo metu yra daug variantų, kaip pašalinti naftos atliekas nekenkiant aplinkai. Dažniausi iš jų yra:

Siunčiamas tiesiai į naftos perdirbimo gamyklą. Tai optimaliausias sprendimas tiek finansiniu, tiek aplinkosaugos požiūriu. Bet su sąlyga, kad jau yra išvystyta dujotiekių infrastruktūra. Jei jo nėra, reikės didelių kapitalo investicijų, o tai pateisinama tik didelių indėlių atveju.
Naudojimas naudojant APG kaip kurą. Asocijuotos naftos dujos tiekiamos elektrinėms, kuriose jos naudojamos elektrai gaminti naudojant dujų turbinas. Šio metodo trūkumas yra būtinybė įrengti išankstinio valymo įrangą, taip pat jos transportavimą į paskirties vietą.
Panaudotos APG įpurškimas į apatinį naftos rezervuarą, taip padidinant gręžinio naftos regeneravimo koeficientą. Taip atsitinka dėl padidėjimo po dirvožemio sluoksniu. Ši parinktis pasižymi paprastu įgyvendinimu ir palyginti maža naudojamos įrangos kaina. Čia yra tik vienas minusas - faktinio APG panaudojimo trūkumas. Tik vėluojama, bet problema lieka neišspręsta.

NAFTOS IR DUJOS, JŲ SUDĖTIS IR FIZIKINĖS SAVYBĖS

ALYVA

Aliejus yra degus, aliejinis skystis, daugiausia tamsios spalvos, specifinio kvapo. Pagal cheminę sudėtį aliejus daugiausia yra įvairių joje esančių angliavandenilių mišinys įvairiais deriniais, lemiančiais jos fizines ir chemines savybes.

Alyvose randamos šios angliavandenilių grupės: 1) metanas (parafininis), kurio bendra formulė C i H 2i + 2; 2) nafteninis, kurio bendra formulė С„Н 2П; 3) aromatinis su bendra formule

spn 2l -in- /

Metano serijos angliavandeniliai yra labiausiai paplitę natūraliomis sąlygomis. Šios serijos angliavandeniliai - metanas CH 4, etanas C 2 H in, propanas C 3 H 8 ir butanas C 4 Nu - esant atmosferos slėgiui ir normaliai temperatūrai yra dujinės būsenos. Jie yra naftos dujų dalis. Didėjant slėgiui ir temperatūrai, šie lengvieji angliavandeniliai gali iš dalies arba visiškai tapti skysti.

Pentanas C 8 H 12, \ heksanas C H 14 ir heptanas C 7 H 1b tomis pačiomis sąlygomis yra nestabilios būsenos: jie lengvai pereina iš dujinės būsenos į skystį ir atvirkščiai.

Angliavandeniliai nuo C 8 H 18 iki C 17 H žvaigždės yra skystos medžiagos.

Angliavandeniliai, kurių molekulėse yra daugiau nei 17 anglies atomų, yra kietos medžiagos. Tai parafinai ir cerezinai, kurių tam tikri kiekiai yra visuose aliejuose.

Alyvų ir naftos dujų fizinės savybės bei kokybinės savybės priklauso nuo atskirų angliavandenilių ar įvairių jų grupių vyravimo juose. Alyvose, kuriose vyrauja sudėtingi angliavandeniliai (sunkieji aliejai), yra mažesnis benzino ir alyvos frakcijų kiekis. Sudėtis aliejuje

B, M-ANT B

dėl didelio kiekio dervingų ir parafininių junginių jis tampa klampus ir neaktyvus, todėl reikia specialių priemonių ištraukti į paviršių ir vėliau transportuoti.

Be to, alyvos skirstomos pagal pagrindinius kokybės rodiklius – lengvojo benzino, žibalo ir alyvos frakcijų kiekį.

Frakcinė alyvų sudėtis nustatoma laboratoriniu distiliavimu, kuris pagrįstas tuo, kad kiekvienas jo sudėtyje esantis angliavandenilis turi savo specifinę virimo temperatūrą.

Lengvieji angliavandeniliai turi žemą virimo temperatūrą. Pavyzdžiui, pentano (C B H1a) virimo temperatūra yra 36 ° C, o heksano (C 6 H1 4) virimo temperatūra yra 69 ° C. Sunkieji angliavandeniliai turi aukštesnę virimo temperatūrą ir pasiekia 300 ° C ir aukštesnę temperatūrą. Todėl kaitinant aliejų, lengvesnės jo frakcijos pirmiausia išverda ir išgaruoja, o kylant temperatūrai pradeda virti ir garuoti sunkesni angliavandeniliai.

Jei iki tam tikros temperatūros įkaitintos alyvos garai surenkami ir atšaldomi, šie garai vėl virs skysčiu, ty angliavandenilių grupe, kuri tam tikrame temperatūros intervale verda iš naftos. Taigi, priklausomai nuo alyvos kaitinimo temperatūros, iš jo pirmiausia išgaruoja lengviausios frakcijos - benzino frakcijos, tada sunkesnės - žibalas, tada saulės ir kt.

Atskirų frakcijų aliejuje, kurios tam tikrais temperatūros intervalais išverda, procentas apibūdina aliejaus frakcijų sudėtį.

Įprastai laboratorinėmis sąlygomis aliejus distiliuojamas iki 100, 150, 200, 250, 300 ir 350°C temperatūrų diapazone.

Paprasčiausias naftos perdirbimas grindžiamas tuo pačiu principu kaip ir aprašytas laboratorinis distiliavimas. Tai yra tiesioginis aliejaus distiliavimas, iš kurio atmosferos slėgyje ir kaitinant iki 300–350 ° C išskiriamas benzinas, žibalas ir saulės energijos frakcijos.

SSRS yra įvairios cheminės sudėties ir savybių alyvos. Net ir to paties lauko alyvos gali labai skirtis. Tačiau kiekvieno SSRS regiono aliejai turi ir savo specifinių savybių. Pavyzdžiui, Uralo-Volgos regiono aliejuose paprastai yra daug dervų, parafino ir sieros junginių. Emba regiono aliejai pasižymi palyginti mažu sieros kiekiu.

Baku regiono aliejai turi didžiausią sudėties ir fizinių savybių įvairovę. Čia kartu su bespalvėmis alyvomis viršutiniuose Surakhani lauko horizontuose, kurias sudaro praktiškai vien tik benzino ir žibalo frakcijos, yra alyvų, kuriose nėra benzino frakcijų. Šioje srityje yra aliejų, kuriuose nėra dervingų medžiagų, taip pat labai dervingų. Daugelyje azerbaidžanietiškų aliejų yra nafteno rūgščių. Daugumoje aliejų nėra parafinų. Pagal sieros kiekį visi Baku aliejai priskiriami mažai sieringiems.

Vienas iš pagrindinių naftos komercinės kokybės rodiklių yra jos tankis. Alyvos tankis esant standartinei 20°C temperatūrai ir atmosferos slėgiui svyruoja nuo 700 (dujų kondensatas) iki 980 ir net 1000 kg/m 3 .

Praktikoje žalios naftos tankis naudojamas apytiksliai įvertinti jos kokybę. Vertingiausios yra lengvosios alyvos, kurių tankis iki 880 kg/m 3; juose paprastai yra daugiau benzino ir naftos frakcijų.

Alyvų tankis dažniausiai matuojamas specialiais hidrometrais. Hidrometras yra stiklinis vamzdelis su išplėsta apatine dalimi, į kurį įdedamas gyvsidabrio termometras. Dėl didelio gyvsidabrio svorio, panardintas į aliejų, hidrometras užima vertikalią padėtį. Viršutinėje siauroje dalyje hidrometras turi skalę tankiui matuoti, o apatinėje – temperatūros skalę.

Alyvos tankiui nustatyti į indą su šia alyva nuleidžiamas hidrometras ir išilgai susidariusio menisko viršutinio krašto išmatuojama jo tankio reikšmė.

Norint, kad gautas alyvos tankio matavimas tam tikroje temperatūroje atitiktų standartines sąlygas, t. y. iki 20 ° C temperatūros, būtina įvesti temperatūros pataisą, į kurią atsižvelgiama pagal šią formulę:

p2o = P* + b(<-20), (1)

kur p 20 yra norimas tankis esant 20 °C temperatūrai; p/ - tankis matavimo temperatūroje aš; A- alyvos tūrio plėtimosi koeficientas, kurio vertė paimta iš specialių lentelių; ji

DUJŲ TAIKYMAS

Dujų gamtoje galima rasti trijų tipų telkiniuose: dujų, gazolio ir dujų kondensato.

Pirmojo tipo telkiniuose – dujose – dujos sudaro didžiules natūralias požemines sankaupas, kurios neturi tiesioginio ryšio su naftos telkiniais.

Antrojo tipo telkiniuose – dujose ir nafta – dujos lydi naftą arba nafta lydi dujas. Gazolio telkiniai, kaip minėta aukščiau, yra dviejų tipų: alyva su dujų dangteliu (kuriame pagrindinis tūris yra nafta) ir dujos su alyvos apvadu (pagrindinis tūris yra dujos). Kiekvienam gazolio telkiniui būdingas dujų koeficientas – dujų kiekis (m 3) 1000 kg naftos.

Dujų kondensato nuosėdoms būdingas aukštas slėgis (daugiau nei 3–107 Pa) ir aukšta temperatūra (80–100°С ir aukštesnė) rezervuare. Tokiomis sąlygomis angliavandeniliai C 5 ir aukštesni patenka į dujas, o mažėjant slėgiui šie angliavandeniliai kondensuojasi – vyksta atvirkštinis kondensacijos procesas.

Visų nagrinėjamų telkinių dujos vadinamos gamtinėmis dujomis, priešingai nei susijusios naftos dujos, ištirpintos naftoje ir išsiskiriančios iš jos gamybos metu.

gamtines dujas

Gamtinės dujos daugiausia susideda iš metano. Kartu su metanu juose dažniausiai yra etano, propano, butano, nedidelis kiekis pentano ir aukštesnių homologų bei nedideli kiekiai ne angliavandenilių komponentų: anglies dioksido, azoto, sieros vandenilio ir inertinių dujų (argono, helio ir kt.). .

Anglies dioksidas, kurio paprastai yra visose gamtinėse dujose, yra vienas iš pagrindinių angliavandenilių organinių pirmtakų konversijos produktų. Jo kiekis gamtinėse dujose yra mažesnis nei būtų galima tikėtis remiantis organinių liekanų cheminių virsmų gamtoje mechanizmu, kadangi anglies dioksidas yra aktyvus komponentas, jis pereina į formavimo vandenį, sudarydamas bikarbonato tirpalus. Paprastai anglies dioksido kiekis neviršija 2,5%. Azoto kiekis, kuris taip pat paprastai būna gamtoje, yra susijęs arba su atmosferos oro patekimu, arba su baltymų skilimo reakcijomis gyvuose organizmuose. Azoto kiekis paprastai būna didesnis, kai klinčių ir gipso uolienose susidarė dujų nuosėdos.

Helis kai kurių gamtinių dujų sudėtyje užima ypatingą vietą. Gamtoje helio dažnai randama (ore, gamtinėse dujose ir kt.), tačiau ribotais kiekiais. Nors helio kiekis gamtinėse dujose yra mažas (maksimaliai iki 1–1,2%), jo izoliacija naudinga dėl didelio šių dujų deficito, taip pat dėl didelės gamtinių dujų gamybos apimties.

Vandenilio sulfido, kaip taisyklė, dujų telkiniuose nėra. Išimtis yra, pavyzdžiui, Ust-Vilyui telkinys, kuriame H 2 S kiekis siekia 2,5%, ir kai kurie kiti. Matyt, vandenilio sulfido buvimas dujose yra susijęs su pagrindinių uolienų sudėtimi. Pastebėta, kad dujose, kurios liečiasi su sulfatais (gipsu ir kt.) arba sulfitais (piritu), sieros vandenilio yra santykinai daugiau.

Gamtinės dujos, kurių sudėtyje yra daugiausia metano ir kurių homologų kiekis C5 ir didesnis, yra vadinamos sausomis arba silpnomis dujomis. Sausos dujos apima didžiąją dalį dujų, susidarančių iš dujų telkinių. Dujų kondensato nuosėdų dujos pasižymi mažesniu metano kiekiu ir didesniu jo homologų kiekiu. Tokios dujos vadinamos riebalinėmis arba turtingomis. Dujų kondensato nuosėdų dujose, be lengvųjų angliavandenilių, yra ir aukšto virimo temperatūros homologų, kurie, sumažinus slėgį, išsiskiria skystu pavidalu (kondensatas). Priklausomai nuo gręžinio gylio ir slėgio dugne, iki 300–400°C verdantys angliavandeniliai gali būti dujinės būsenos.

Dujų kondensato nuosėdų dujos apibūdinamos nusodinto kondensato kiekiu (cm 3 1 m 3 dujų).

Dujų kondensato nuosėdų susidarymas atsiranda dėl to, kad esant dideliam slėgiui atsiranda atvirkštinio tirpimo reiškinys – atvirkštinis alyvos kondensavimasis suslėgtose dujose. Esant maždaug 75×10 6 Pa slėgiui, alyva ištirpsta suslėgtame etane ir propane, kurių tankis šiuo atveju gerokai viršija alyvos tankį.

Kondensato sudėtis priklauso nuo šulinio darbo režimo. Taigi, išlaikant pastovų rezervuaro slėgį, kondensato kokybė yra stabili, tačiau sumažėjus slėgiui rezervuare, keičiasi kondensato sudėtis ir kiekis.

Kai kuriose srityse stabilių kondensatų sudėtis yra gerai ištirta. Jų virimo pabaiga paprastai neviršija 300°C. Pagal grupės sudėtį: daugiausia metano angliavandenilių, kiek mažiau nafteninių angliavandenilių, dar mažiau aromatinių angliavandenilių. Dujų kondensato laukų dujų sudėtis po kondensato atskyrimo yra artima sausų dujų sudėčiai. Gamtinių dujų tankis oro atžvilgiu (oro tankis imamas vienetu) svyruoja nuo 0,560 iki 0,650. Degimo šiluma apie 37700–54600 J/kg.

Susijusios (naftos) dujos

Susijusios dujos – tai ne visos tam tikro telkinio dujos, o naftoje ištirpusios ir iš jos gamybos metu išsiskiriančios dujos.

Išėjus iš gręžinio, nafta ir dujos praeina per dujų separatorius, kuriuose susijusios dujos atskiriamos nuo nestabilios naftos, kuri siunčiama tolesniam perdirbimui.

Susijusios dujos yra vertinga žaliava pramoninei naftos chemijos sintezei. Kokybiškai jie savo sudėtimi nesiskiria nuo gamtinių dujų, tačiau kiekybinis skirtumas yra labai reikšmingas. Metano kiekis juose gali būti ne didesnis kaip 25–30%, bet daug daugiau nei jo homologuose - etanuose, propanuose, butanuose ir aukštesniųjų angliavandenilių. Todėl šios dujos priskiriamos riebalinėms.

Dėl asocijuotų ir gamtinių dujų kiekybinės sudėties skirtumo skiriasi jų fizinės savybės. Susijusių dujų tankis (oru) yra didesnis nei natūralių – siekia 1,0 ar daugiau; jų degimo šiluma 46 000–50 000 J/kg.

Dujų taikymas

Viena iš pagrindinių angliavandenilių dujų panaudojimo sričių yra jų kaip kuro naudojimas. Dėl didelio kaloringumo, naudojimo patogumo ir ekonomiškumo dujos neabejotinai yra viena iš pirmųjų vietų tarp kitų energijos išteklių.

Kitas svarbus susijusių naftos dujų panaudojimas yra jų užpildymas, t. y. natūralaus benzino išgavimas iš jų dujų perdirbimo įmonėse ar įrenginiuose. Dujos stipriai suspaudžiamos ir atšaldomos galingų kompresorių pagalba, o skystų angliavandenilių garai kondensuojasi, iš dalies ištirpindami dujinius angliavandenilius (etaną, propaną, butaną, izobutaną). Susidaro lakus skystis – nestabilus dujinis benzinas, kuris lengvai atsiskiria nuo likusios nekondensuojančios dujų masės separatoriuje. Po frakcionavimo – etano, propano, dalies butanų atskyrimo – gaunamas stabilus dujinis benzinas, kuris naudojamas kaip priedas prie komercinio benzino, padidinantis jų lakumą.

Stabilizuojant gamtinį benziną išsiskiriantis propanas, butanas, izobutanas suskystintų dujų pavidalu, įpurškiamas į cilindrus, naudojamas kaip kuras. Metanas, etanas, propanas, butanai taip pat naudojami kaip žaliavos naftos chemijos pramonei.

Atskyrus C 2–C 4 nuo susijusių dujų, likusių išmetamųjų dujų sudėtis beveik išdžiūsta. Praktiškai jis gali būti laikomas grynu metanu. Sausos ir išmetamosios dujos, deginant esant nedideliam oro kiekiui specialiuose įrenginiuose, sudaro labai vertingą pramoninį produktą – dujų suodžius:

CH4 + O2 a C + 2H2O

Jis daugiausia naudojamas gumos pramonėje. Praleidžiant metaną su vandens garais per nikelio katalizatorių 850 ° C temperatūroje, gaunamas vandenilio ir anglies monoksido mišinys - "sintezė - dujos":

CH4 + H2O à CO + 3H2

Kai šis mišinys perleidžiamas per FeO katalizatorių 450 ° C temperatūroje, anglies monoksidas paverčiamas dioksidu ir išsiskiria papildomas vandenilio kiekis:

CO + H 2 O à CO 2 + H 2

Gautas vandenilis naudojamas amoniako sintezei. Kai metanas ir kiti alkanai yra apdorojami chloru ir bromu, gaunami pakaitiniai produktai:

1. CH 4 + Cl 2 à CH 3 C1 + HCl - metilo chloridas;

2. CH 4 + 2C1 2 a CH 2 C1 2 + 2HC1 - metileno chloridas;

3. CH 4 + 3Cl 2 à CHCl 3 + 3HCl - chloroformas;

4. CH 4 + 4Cl 2 à CCl 4 + 4HCl - anglies tetrachloridas.

Metanas taip pat naudojamas kaip žaliava cianido rūgšties gamybai:

2CH 4 + 2NH 3 + 3O 2 à 2HCN + 6H 2 O, taip pat anglies disulfido CS 2, nitrometano CH 3 NO 2 gamybai, kuris naudojamas kaip lakų tirpiklis.

Gamtinių dujų savybės.

1. Pagrindinis gamtinių dujų komponentas yra metanas.

2. Be metano, gamtinėse dujose yra etano, propano, butano.

3. Paprastai kuo didesnė angliavandenilio molekulinė masė, tuo mažiau jo yra gamtinėse dujose.

4. Gamtinių dujų iš skirtingų telkinių sudėtis yra nevienoda. Vidutinė jo sudėtis (tūrio procentais) yra tokia: a) CH 4 - 80–97; b) C 2 H6 - 0,5-4,0; c) C3H8 - 0,2-1,5.

5. Gamtinės dujos, kaip kuras, turi didelių pranašumų prieš kietąjį ir skystąjį kurą.

6. Jo kaloringumas daug didesnis, deginant nepalieka pelenų.

7. Degimo produktai yra daug draugiškesni aplinkai.

8. Gamtinės dujos plačiai naudojamos šiluminėse elektrinėse, gamyklų katiluose, įvairiose pramoninėse krosnyse.

Gamtinių dujų naudojimo būdai

1. Gamtinių dujų deginimas aukštakrosnėse gali sumažinti kokso suvartojimą, sumažinti ketaus sieros kiekį ir labai pagerinti krosnies našumą.

2. Gamtinių dujų naudojimas buityje.

3. Šiuo metu jis pradedamas naudoti motorinėse transporto priemonėse (aukšto slėgio cilindruose), o tai leidžia taupyti benziną, sumažinti variklio susidėvėjimą ir dėl pilnesnio kuro degimo išlaikyti švarų oro baseiną.

4. Gamtinės dujos yra svarbus chemijos pramonės žaliavų šaltinis, todėl jų vaidmuo šioje srityje didės.

5. Vandenilis, acetilenas, suodžiai gaunami iš metano.

Susijusios naftos dujos (ypatybės):

1) susijusios naftos dujos pagal kilmę taip pat yra gamtinės dujos; 2) jis gavo specialų pavadinimą, nes yra telkiniuose kartu su nafta - jis yra ištirpęs joje ir yra virš naftos, sudarydamas dujų „dangtelį“; 3) išgaunant aliejų į paviršių, ji nuo jos atsiskiria dėl staigaus slėgio kritimo.

Susijusių naftos dujų naudojimo būdai.

1. Anksčiau susijusios dujos nebuvo naudojamos ir buvo deginamos ten pat lauke.

2. Dabar jos vis dažniau sugaunamos, nes, kaip ir gamtinės dujos, yra geras kuras ir vertinga cheminė žaliava.

3. Asocijuotų dujų panaudojimo galimybės yra net daug platesnės nei gamtinių dujų; kartu su metanu jame yra daug kitų angliavandenilių: etano, propano, butano, pentano.

32. Nafta ir jos perdirbimas

Pramonėje gaunami šalies ūkiui reikalingi naftos produktai.

Natūralioje alyvoje visada yra vandens, mineralinių druskų ir įvairių mechaninių priemaišų.

Todėl prieš apdirbant natūralus aliejus yra dehidratuojamas, pašalinamas druska ir atliekama daugybė kitų parengiamųjų operacijų.

Aliejaus distiliavimo ypatybės.

1. Naftos produktų gavimo būdas iš naftos atskiriant vieną frakciją po kitos, kaip tai daroma laboratorijoje, yra nepriimtinas pramoninėmis sąlygomis.

2. Jis yra labai neproduktyvus, brangus ir neužtikrina pakankamai aiškaus angliavandenilių pasiskirstymo į frakcijas pagal jų molekulinę masę.

Visų šių trūkumų nėra aliejaus distiliavimo būdas nuolat veikiančiuose vamzdiniuose įrenginiuose:

1) įrenginį sudaro vamzdinė alyvos kaitinimo krosnis ir distiliavimo kolonėlė, kurioje nafta suskirstoma į frakcijas (distiliatus) - atskirus angliavandenilių mišinius pagal jų virimo temperatūrą - benziną, benziną, žibalą ir kt.;

2) vamzdžių krosnyje yra ritės pavidalo ilgas vamzdynas;

3) krosnis šildoma deginant mazutą arba dujas;

4) nafta nuolat tiekiama vamzdynu, kuriame ji įkaitinama iki 320–350 °C ir patenka į distiliavimo kolonėlę kaip skysčio ir garų mišinys.

Distiliavimo kolonėlės ypatybės.

1. Distiliavimo kolonėlė – plieninis cilindrinis aparatas, kurio aukštis apie 40 m.

2. Jo viduje yra kelios dešimtys horizontalių pertvarų su skylutėmis, vadinamosios plokštės.

3. Alyvos garai, patenkantys į kolonėlę, pakyla aukštyn ir praeina pro padėklų skylutes.

4. Palaipsniui vėsdami, judėdami aukštyn, tam tikrose lėkštėse, priklausomai nuo virimo taškų, skystėja.

5. Mažiau lakieji angliavandeniliai suskystinami jau ant pirmųjų padėklų, suformuojant gazolio frakciją, daugiau lakiųjų angliavandenilių surenkama aukščiau ir susidaro žibalo frakcija, pirminio benzino frakcija surenkama dar aukščiau, lakiausi angliavandeniliai išeina iš kolonėlės garų pavidalu ir susidaro. benzino.

6. Dalis benzino grąžinama atgal į refliukso kolonėlę, kuri padeda atvėsti ir kondensuoti kylančius garus.

7. Skystoji alyvos dalis, patenkanti į kolonėlę, nuteka dėklais, sudarydama mazutą.

Siekiant palengvinti mazute užsilikusių lakiųjų angliavandenilių išgaravimą, perkaitinti garai tiekiami iš apačios tekančio mazuto link.

8. Susidariusios frakcijos tam tikruose lygiuose pašalinamos iš kolonėlės.

Asocijuotų naftos dujų pagrindas yra lengvųjų angliavandenilių mišinys, įskaitant metaną, etaną, propaną, butaną, izobutaną ir kitus angliavandenilius, kurie yra ištirpinti naftoje esant slėgiui (1 pav.). APG išsiskiria, kai slėgis sumažinamas išgaunant alyvą arba atskyrimo metu, panašiai kaip anglies dioksido išsiskyrimo procesas atidarant šampano butelį. Kaip rodo pavadinimas, susijusios naftos dujos gaminamos kartu su nafta ir iš tikrųjų yra šalutinis naftos gamybos produktas. APG kiekis ir sudėtis priklauso nuo auginimo ploto ir specifinių lauko savybių. Vienos tonos naftos gavybos ir atskyrimo procese galima gauti nuo 25 iki 800 m3 susijusių dujų.

Susijusių naftos dujų deginimas lauko fakelose yra mažiausiai racionalus būdas jį naudoti. Taikant šį metodą, APG iš tikrųjų tampa naftos gamybos proceso atliekomis. Deginimas tam tikromis sąlygomis gali būti pateisinamas, tačiau, kaip rodo pasaulinė patirtis, efektyvi valstybės politika leidžia pasiekti APG deginimo lygį, kuris sudaro kelis procentus visos šalies produkcijos apimties.

Šiuo metu yra du dažniausiai naudojami susijusių naftos dujų, alternatyvių deginimui, būdai. Pirma, tai yra APG įpurškimas į naftą turinčius darinius, siekiant padidinti naftos išgavimą arba galbūt išsaugoti ją kaip išteklius ateičiai. Antrasis variantas – susijusių dujų kaip kuro panaudojimas elektros gamybai (1 schema) ir įmonės poreikiams naftos gavybos vietose, taip pat elektros gamybai ir perdavimui į bendrąjį elektros tinklą.

Tuo pačiu metu galimybė naudoti APG elektros energijos gamybai taip pat yra jos deginimo būdas, tik šiek tiek racionalesnis, nes tokiu atveju galima gauti teigiamą poveikį ir šiek tiek sumažinti poveikį aplinkai. Skirtingai nuo gamtinių dujų, kurių metano kiekis yra 92–98%, susijusiose naftos dujose yra mažiau metano, tačiau dažnai jose yra daug kitų angliavandenilių komponentų, kurie gali pasiekti daugiau nei pusę viso tūrio. APG gali būti ir ne angliavandenilių komponentų – anglies dioksido, azoto, vandenilio sulfido ir kt. Dėl to susietos naftos dujos savaime nėra pakankamai efektyvus kuras.

Racionaliausias variantas yra APG perdirbimas - jo naudojimas kaip dujų ir naftos chemijos žaliava, todėl galima gauti vertingų produktų. Dėl kelių susijusių naftos dujų perdirbimo etapų galima gauti tokias medžiagas kaip polietilenas, polipropilenas, sintetiniai kaučiukai, polistirenas, polivinilchloridas ir kt. Šios medžiagos savo ruožtu yra pagrindas įvairiausioms prekėms, be kurių neįsivaizduojamas šiuolaikinis žmogaus gyvenimas ir ekonomika, įskaitant: batus, drabužius, tarą ir pakuotes, indus, įrangą, langus, visas gumos gaminiai, kultūros ir namų apyvokos reikmenys, taikymai, vamzdžiai ir vamzdynų dalys, medžiagos medicinai ir mokslui ir kt. Pažymėtina, kad APG apdorojimas taip pat leidžia išskirti sausas pašalintas dujas, kurios yra gamtinių dujų analogas, kurios jau gali būti naudojamos kaip efektyvesnis kuras nei APG.

Išgaunamų asocijuotų dujų, naudojamų dujoms ir naftos chemijai, lygio rodiklis yra naftos ir dujų bei naftos chemijos pramonės inovatyvios plėtros charakteristika, kaip efektyviai naudojami angliavandenilių ištekliai šalies ūkyje. Racionaliam APG naudojimui reikalinga tinkama infrastruktūra, efektyvus valstybinis reguliavimas, vertinimo sistema, sankcijos ir paskatos rinkos dalyviams. Todėl dujoms ir naftos chemijai sunaudojama APG dalis taip pat gali apibūdinti šalies ekonomikos išsivystymo lygį.

95–98 % nacionaliniu mastu išgaunamų susijusių naftos dujų panaudojimo lygis ir aukštas jų perdirbimo laipsnis, siekiant gauti vertingų produktų, įskaitant dujas ir naftos chemiją, yra viena iš svarbių naftos ir dujų plėtros krypčių. naftos chemijos pramonė pasaulyje. Ši tendencija būdinga išsivysčiusioms angliavandenilių žaliavų turtingoms šalims, tokioms kaip Norvegija, JAV, Kanada. Tai taip pat būdinga daugeliui pereinamojo laikotarpio ekonomikos šalių, pavyzdžiui, Kazachstano, taip pat besivystančioms šalims, pavyzdžiui, Nigerijai. Pažymėtina, kad Saudo Arabija, naftos gavybos lyderė pasaulyje, tampa viena iš pasaulio dujų ir naftos chemijos lyderių.

Šiuo metu Rusija užima „garbingą“ pirmąją vietą pasaulyje pagal APG deginimą. 2013 metais šis lygis, oficialiais duomenimis, buvo apie 15,7 mlrd. Tuo pačiu metu, neoficialiais duomenimis, asocijuotų naftos dujų deginimo apimtys mūsų šalyje gali būti kur kas didesnės – mažiausiai 35 mlrd. Tuo pačiu metu, net remiantis oficialia statistika, Rusija pagal APG degimą gerokai lenkia kitas šalis. Oficialiais duomenimis, APG naudojimo kitais būdais nei deginimas mūsų šalyje lygis 2013 metais vidutiniškai siekė 76,2 proc. Iš jų 44,5% buvo perdirbti dujų perdirbimo įmonėse.

Reikalavimus sumažinti APG deginimo lygį ir padidinti jo, kaip vertingos angliavandenilių žaliavos, perdirbimo dalį, mūsų šalies vadovybė kėlė pastaruosius kelerius metus. Šiuo metu galioja Rusijos Federacijos Vyriausybės 2012-11-08 dekretas Nr.1148, pagal kurį naftos įmonės privalo mokėti dideles baudas už perviršinį deginimą – daugiau nei 5 proc.

Svarbu pažymėti, kad oficialios statistikos apie perdirbimo lygį tikslumas kelia rimtų abejonių. Specialistų teigimu, apdorojama žymiai mažesnė dalis išgaunamo APG – apie 30 proc. Ir toli gražu ne visa ji naudojama dujoms ir naftos chemijos produktams gauti, nemaža dalis perdirbama elektros energijai gaminti. Taigi tikroji veiksmingo APG – kaip dujų ir naftos chemijos žaliavos – panaudojimo dalis gali sudaryti ne daugiau kaip 20 % viso pagaminamo APG kiekio.

Taigi, net ir remiantis oficialiais duomenimis, įvertinus tik APG deginimo apimtis, galima daryti išvadą, kad kasmet prarandama daugiau nei 12 mln. tonų vertingų naftos chemijos žaliavų, kurių būtų galima gauti perdirbant susijusias naftos dujas. Iš šios žaliavos būtų galima gaminti svarbius šalies ūkiui gaminius ir prekes, ji galėtų tapti pagrindu naujų pramonės šakų plėtrai, naujų darbo vietų kūrimui, taip pat ir siekiant pakeisti įvežamus produktus. Pasaulio banko skaičiavimais, papildomos Rusijos ekonomikos pajamos iš kvalifikuoto APG apdorojimo kasmet gali siekti daugiau nei 7 mlrd. USD, o Gamtos išteklių ir ekologijos ministerijos duomenimis, mūsų ekonomika kasmet praranda 13 mlrd.

Tuo pačiu, jei atsižvelgsime į su tuo susijusias dujų deginimo naftos telkiniuose savo reikmėms ir elektros energijos gamybai apimtis, galimybė gauti žaliavų ir atitinkamai papildoma nauda mūsų šalies ekonomikai gali būti dvigubai didesnė. aukštas.

Neracionalaus asocijuotų dujų naudojimo priežastys mūsų šalyje siejamos su daugybe veiksnių. Dažnai naftos gavybos aikštelės yra toli nuo naftos dujų surinkimo, transportavimo ir perdirbimo infrastruktūros. Ribotas priėjimas prie magistralinio dujotiekio sistemos. Vietinių APG perdirbimo produktų vartotojų trūkumas, ekonomiškų sprendimų racionaliam naudojimui trūkumas – visa tai lemia tai, kad lengviausia išeitis naftos bendrovėms dažnai yra susijusių dujų deginimas laukuose: raketose ar elektros energijos gamybai ir namų ūkio poreikiams. Pažymėtina, kad prielaidos neracionaliam asocijuotų naftos dujų naudojimui susidarė pradiniame naftos pramonės vystymosi etape, dar sovietmečiu.

Šiuo metu nepakankamai dėmesio skiriama valstybės ekonominių nuostolių dėl neracionalaus naudojimo – su tuo susijusių naftos dujų deginimo laukuose – įvertinimui. Tačiau APG deginimas daro didelę žalą ne tik naftą gaminančių šalių ekonomikai, bet ir aplinkai. Žala aplinkai dažniausiai yra kumuliacinė ir sukelia ilgalaikes ir dažnai negrįžtamas pasekmes. Kad žalos aplinkai ir ekonominių nuostolių vertinimai nebūtų vidutiniški ir vienpusiški, o motyvacija spręsti problemą būtų prasminga, būtina atsižvelgti į mūsų šalies mastą ir visų šalių interesus. .