Попутный газ представляет собой смесь газов и разнообразных элементов. Он залегает в виде газовых «шапок» над месторождением, либо содержится в растворённом состоянии непосредственно в нефти. Газ данного типа выделяется при снижении давления в процессе извлечения углеводородов или их перегонки.
По большей части, состав природного и попутного газа в целом одинаков.
Разница состоит лишь в том, что природный газ добывается напрямую из газовых залежей и состоит преимущественно из метана, а ПНГ фактически является второстепенным продуктом добычи и характеризуется большей концентрацией примесей.
Во время добычи нефти сопутствующий газ обычно сжигается на факеле, при этом происходит загрязнение атмосферы. Возможность полезного использования газа означает получение дополнительных преимуществ с точки зрения эксплуатации установок и защиты окружающей среды.
По данным Росстата, в 2021 г. в России добыли 101 млрд куб. м ПНГ и сожгли более 22 млрд куб. м, что значительно превышает норму, причем этот показатель существенно не меняется с 2013 г. и постоянно находится в диапазоне 20-23 млрд куб. м.
Полезное использование сжигаемого попутного нефтяного газа (ПНГ) является одной из приоритетных задач развития нефтегазового комплекса России.
Установки ООО «Индустриальные решения» помогают подготавливать и сжимать попутный газ, например, при сборе ПНГ после процесса трехфазной сепарации или при транспортировке газа по трубопроводам. В этом случае попутный газ можно использовать как топливо.
Выбор способа подготовки ПНГ для его промышленного применения зависит от состава сырья и требований к конечному продукту. Возможны 2 направления использования ПНГ (исключая бесполезное сжигание на факелах): нефтехимическое и энергетическое.
ПНГ может быть переработан для получения товарного газа, отвечающего ОСТ 51.40-93 «Газы горючие, природные, поставляемые и транспортируемые по МГП», газового бензина, широкой фракции легких углеводородов.
Попутный газ является сырьем для производства метанола, формальдегида, уксусной кислоты, ацетона и многих других химических соединений. Из попутных газов получают также синтез-газ, широко используемый для последующего синтеза ценных кислородсодержащих соединений - спиртов, альдегидов, кетонов, кислот. Значительных размеров достигло производство на основе ПНГ синтетического аммиака и хлорпроизводных углеводородов. Нефтяной газ также служит сырьем для получения этилена и пропилена.
Одним из наиболее распространенных способов является использование ПНГ для местного энергопотребления, т. е. использование нефтяного газа в качестве топлива для малой энергетики.
В области энергетического использования ПНГ определенные перспективы связаны с новыми направлениями в технике и технологии, в результате создания и внедрения передвижных и стационарных энергоустановок, потребляющих газ.
Например, в таких регионах, где отсутствует централизованное энергоснабжение, получили широкое развитие системы автономного тепло- и электроснабжения с использованием ПНГ в качестве топлива.
При использовании ПНГ в подобных установках основной задачей является обобщение требований по составу и качеству газа для его промышленного применения в качестве топлива. При этом основные требования к ПНГ вытекают из технических характеристик установок.
В отличие от природного газа, добываемого из газовых и газоконденсатных месторождений (ГКМ), ПНГ характеризуется повышенным содержанием этана, пропан-бутановых и пентановых фракций, присутствуют гексаны, гептаны и более тяжелые углеводороды, включая ароматические и нафтеновые соединения (бензол, толуол, ксилолы, циклопентан, циклогексан и др.).
Содержание тяжелых углеводородов (этан и выше) в попутных газах достигает 20 - 40%, иногда 60 - 80%.
Неуглеводородные компоненты ПНГ представлены главным образом азотом и углекислым газом с примесью сероводорода и некоторых инертных газов (в основном гелий), иногда встречается водород.
В зависимости от качества добываемого ПНГ для нужд энергетики необходима газоподготовка различной степени сложности. Одной из наиболее серьезных проблем при использовании нефтяного газа является его очистка от газоконденсата, капельной, мелкодисперсной, аэрозольной влаги и механических шламовых примесей.
Компания ООО «Индустриальные решения» предлагает блок подготовки попутного нефтяного газа (БППГ) на базе холодильной установки.
Назначение блока - очистка и осушка ПНГ с целью извлечения газового конденсата и удаления из него влаги до точки росы, исключающей гидратообразование при дальнейшей транспортировке газа потребителю или при последующем сжатии газа в компрессорных установках в технологических процессах.
Цель процесса в подготовке ПНГ заключается в конденсации паров влаги при температурах до 0 °С и растворенных в газе тяжелых углеводородов при температурах до -30 °С и ниже в зависимости от входных параметров ПНГ и требуемой чистоты газа.
Определяющим фактором является температура точки росы самого тяжелого углеводородного компонента в составе очищаемого газа.
Для процесса охлаждения газа используется компактная холодильная установка на базе собственных холодильно-компрессорных агрегатов ИР в блочно-контейнерном исполнении локального производства компанией ООО «Индустриальные решения» на российской производственной площадке.
Холодильная установка располагается непосредственно в технологическом блок-модуле контейнерного типа, воздушный конденсатор монтируется в непосредственной близости от технологического блока либо на специальной площадке на кровле технологического блока, предусматривающей возможность технического обслуживания аппарата.
Опорное основание конструкции блок-модуля выполнено для монтажа контейнера непосредственно на сваи или на бетонное основание, в т.ч. на строительные плиты.
Линейка блоков подготовки газа разработки ООО «Индустриальные решения» включает модель с использованием конденсатора и теплообменника-охладителя с промежуточным хладоносителем (тосолом), в таком случае применяется аппарат воздушного охлаждения (АВО) тосола вместо воздушного конденсатора и в холодный период времени года используется естественный холод, таким образом обеспечивается существенная экономия электроэнергии на подготовку газа и повышается энергоэффективность всей установки.
Существуют вариации исполнения блока подготовки газа с размещением теплообменника-охладителя газа непосредственно в технологическом отсеке блок-модуля, либо вариант с вынесенным теплообменником-охладителем газа, в таком случае существует возможность изготовления холодильного оборудования в общепромышленном не взрывозащищенном исполнении (при использовании аммиака или фреона в качестве хладагента), что в свою очередь существенно снижает общую стоимость всего блока подготовки газа.
Какие исходные данные требуются для расчета блока подготовки попутного нефтяного газа?
Для корректного расчета и дальнейшего подбора холодильного и фильтрационного оборудования блока подготовки ПНГ требуется такие данные как:
Преимущества низкотемпературной сепарации газа с внешним холодильным циклом:
