Лапидус и др. Газы 2 части

1. Состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности.

- 101-

новки грануляции серы мощностью 350 тыс. т/год и очистки газоконденсата от сернистых соединений, а также строительство установок:

-компримирования газов стабилизации,

-производства нефтепродуктов,

-производства индивидуальных меркаптанов.

Рассматривая последнее направление, следует отметить, что газ и конденсат Оренбургского ГКМ являются уникальным сырьем для производства одоранта. Производимый там одорант «СПМ» представляет собой смесь природных меркаптанов С2-С5. Выпуск одоранта в настоящее время ограничен величи­ ной 3600 тыс. тонн/год, хотя мощность установки позволяет по­ лучать до 5000 тыс. тонн/год, а потенциальное содержание мер­ каптанов в сырье оценивается в 8-10 тыс. тонн/год.

В настоящее время Оренбургский газоперерабатывающий комплекс связан 600-километровым этанопроводом с Казанским заводом органического синтеза и только с учетом этой коопера­ ционной связи может быть условно причислен к газохимиче­ ским объектам. Но в настоящее время рассматривается вопрос о производстве на заводе этилена и на его основе полиэтилена.

Всвязи с предполагаемым увеличением переработки кон­ денсата и нефти потребуется реконструкция 2-х установок ста­ билизации для обеспечения показателя «доля сероводорода не более 0,03 % масс».

Планируется сокращение производства продукции, которая имеет ограниченный спрос, в частности не очищенной от серни­ стых соединений ШФЛУ. Основное количество очищенной от сернистых соединений ШФЛУ будет вырабатываться на гелие­ вом заводе, с дальнейшей переработкой некоторой ее части в индивидуальные углеводороды С3-С5.

Вперспективе предполагается сокращение производства комовой серы. Вся сера будет выпускаться только в гранулиро­ ванном и в жидком виде.

На Оренбургском гелиевом заводе в числе наиболее глав­ ных перспектив рассматривается увеличение выработки этана до 800 тыс. т/год.

Наиболее радикальным способом повышения экономиче­ ской эффективности ОГЗ является реконструкция двух криоген­ ных гелиевых установок, на которых гелий не извлекают. При

- 1 0 2 - ..........................

AJI. Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагфаров. ГАЗОХИМИЯ

этом выработка этана увеличится примерно в 2 раза, ШФЛУ - на 24%, а энергозатраты снизятся на 23%.

При реконструкции 2-х гелиевых установок и вовлечении в переработку, кроме газа Оренбургского газоконденсатного ме­ сторождения, более «жирных» газов можно на ОГЗ значительно увеличить ежегодное производство этана. Производство гелия на ОГЗ при этом несколько снизится. При данном варианте раз­ вития стоимость товарной продукции ОГЗ возрастет почти в 2 раза, а эксплуатационные затраты несколько снизятся.

Дополнительная эффективность производства связана с по­ лучением более дорогостоящих индивидуальных углеводородов для газохимии.

Современное состояние Астраханского ГПЗ характеризуется устойчивым экономическим ростом - с 1999 по 2003г. стоимост­ ный объем производства продукции возрос в три раза. С полным освоением производственных мощностей возможности экстен­ сивного роста почти исчерпаны, поэтому дальнейшее увеличение объемов производства планируется осуществлять на основе рас­ ширения ассортимента выпускаемой продукции, что предусмот­ рено Генеральной схемой развития предприятия до 2020г.

Внастоящее время продукция Астраханского ГПЗ не пол­ ностью удовлетворяет современным требованиям к качеству выпускаемых моторных топлив и глубине переработки сырья. Требования рынка обусловливают необходимость увеличения доли производства высокооктановых бензинов АИ-92 и выше.

Всвязи с этим на АГПЗ предусмотрена поэтапная реконст­ рукция и развитие производственных мощностей, которые по­ зволят повысить качество и улучшить экологические характери­ стики товарной продукции. Предусмотрены следующие техни­

ческие решения:

-реконструкция блока атмосферной перегонки для повы­ шения четкости ректификации с целью увеличения выработки дизельного топлива и снижения выхода котельного топлива;

реконструкция установки гидроочистки фракции 180-350°С с целью получения дизельного топлива с содержани­ ем серы менее 0,05% масс;

-строительство блока выделения бензольной фракции из риформата с целью получения высокооктанового компонента и автомобильных бензинов с содержанием бензола менее 1%;

1. Состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности

-1 и

- строительство установки грануляции серы мощностью 2 млн. т/год с современным комплексом хранения и отгрузки.

Для увеличения рынка сбыта серы целесообразно развивать выпуск продукции на основе серы: сероасфальта и серобетона, изделий для строительной и дорожной индустрии и т.д.

Серобетон может заменить, в определенной степени, обыч­ ный строительный бетон на портландцементе. В отличие от обычного бетона, в серобетоне в качестве вяжущего вместо це­ мента используется сера.

Серобетон, благодаря высокой плотности серы, успешно противодействует агрессивным средам (кислотным и щелоч­ ным), обладает повышенной морозоустойчивостью, водонепро­ ницаемостью и прочностью, что особенно важно для использо­ вания его в подземных и гидротехнических сооружениях.

Сероасфальт представляет собой серобитумную смесь, предназначенную для использования в качестве дорожного по­ крытия. Добавление серы в состав асфальтобетона позволяет:

-повысить качество покрытия за счет повышения термо­ стойкости;

-улучшить укладываемость смеси за счет низкой вязкости

серы по сравнению с битумом (при 150°С); - повысить срок службы покрытия и снизить его себестои­

мость.

Таким образом, из анализа работы АГПЗ можно сделать следующие выводы:

-высокая обеспеченность сырьем и выгодное географиче­ ское положение позволяют рассматривать Астраханский ГПЗ в качестве крупного производителя газа и нефтепродуктов для юга РФ на длительную перспективу.

-выработка газовой серы на АГПЗ достаточна для удовле­ творения потребности всей РФ в этом продукте.

-принятые на заводе технологии переработки газа и кон­ денсата в целом проявили себя как достаточно надежные. За время эксплуатации выявлены основные недостатки сущест­ вующих технологий: недостаточное извлечение из газа ценных

- 104-

.А.Л. Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагфаров. ГАЗОХИМИЯ

компонентов (этана), устаревшая технология переработки кон­ денсата, ориентированная на выпуск низкооктанового бензина.

Развитие Астраханского газохимического комплекса (АГХК) предусматривает создание на базе товарного газа, со­ держащего 4% этана, выпуск химической продукции. Одним из возможных вариантов развития АГХК является строительство завода по выпуску полистирола или полиэтилена. Однако пока этот проект не реализован.

Суммарное производство сырья для выпуска химической продукции на предприятиях «Газпром» сегодня выглядит более чем скромно: около 300 тыс. т. этановой фракции и 2 млн. т. легких углеводородов - продуктов стабилизации газового кон­ денсата.

Подводя итоги проведенному анализу потенциальных ре­ сурсов ценных компонентов газового сырья и их использования для развития газохимии, следует констатировать, что Россия располагает мощной сырьевой базой углеводородов в составе природных газов и газоконденсатов.

Переработка газового сырья в жидкие углеводороды может существенно пополнить ресурсы моторных топлив, особенно для регионов, имеющих природный газ, но удаленных от НПЗ. При освоении новых газовых месторождений, расположенных далеко от районов потребления газов, переработка углеводород­ ных газов в жидкие углеводороды может стать серьезной аль­ тернативой дальнему транспорту газа по газопроводам.

Газохимические производства могут стать приоритетным направлением развития газовой промышленности в России. Ми­ ровая практика показала, что наиболее высокую доходность от реализации нефтехимической продукции имеют компании, рас­ полагающие собственными сырьевыми ресурсами. Развитие га­ зохимии даст возможность нашей стране не зависеть от измене­ ния ситуации на мировом рынке по ценам на природный газ и получать высокие доходы от конкурентоспособной и высокоэф­ фективной продукции.

1. Состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности

- 1 UJ -

2.3. Требования к качеству товарного природного газа и продуктов газопереработки

Требования к качеству товарных газов

При установлении показателей качества товарного газа за основу взяты следующие условия:

-газ при транспортировании не должен вызывать коррозию трубопроводов, арматуры, приборов и т.п.;

-качество газа должно обеспечивать его транспортирование

воднофазном состоянии, т.е. в газопроводе не должны образо­ вываться углеводородная жидкость, водяной конденсат и газо­ вые гидраты;

-товарный газ не должен вызывать осложнений у потреби­ теля при его использовании.

Показатели качества природного газа, приведены в табл. 22. По ГОСТ 5542-87 и ОСТ 51.40-95 к сернистым газам относятся

газы с содержанием сероводорода более 0,0014% об (или 0,02 г/куб м). Запрещается использовать их в качестве бытовых, технологических и топливных газов по санитарным требовани­ ям и технике безопасности. Они требуют очистки от сернистых соединений.

Т а б л и ц а 22. Требования к качеству природного газа, по­ даваемого в газопроводы (ОСТ 51.40-95, ГОСТ 5542-87)

	Показатели			Климатический район
			умеренный		холодный
	Точка росы газа по влаге,		1.05-30.09 1.10-30.04		1.05-30.09	1.10-30.04
			-3	-5	-10	-20
	°С,н.в.
	Точка росы по углеводо­		0	0	-5	-10
	родам,1°С,н.в.
	Содержание мг/м'5, не бо­
	лее:
	-сероводорода	(меркап­	7	7	7	7
	-тиоловой серы		16	16	16	16
	танов)

- 106-

.A.J1. Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагфаров. ГАЗОХИМИЯ

Продолжение таблицы 22

Климатический район Показатели умеренный холодный

1.05-30.09 1.10-30.04 1.05-30.09 1.10-30.04

Точка росы газа по влаге,		-3	-5	-10	-20
°С,н.в.
Точка росы по углеводо­		0	0	-5	-10
родам,°С,н.в.
Содержание мг/м"1, не бо­
лее:
-сероводорода	(меркап­	7	7	7	7
-тиоловой серы		16	16	16	16
танов)
Объемная доля кислорода,		0,5	0,5	1,0	1,0
% не более
Содержание	механиче­ Оговаривается отдельно в соглашениях на
ских примесей		поставку газа

Показатели качества ШФЛУ

Широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) является сырьем для производства сжиженного газа и для химической переработки. На основе углеводородов входящих в состав ШФЛУ, можно получить разнообразные химические продукты. При ее выделении из жидкого конденсата получают также ста­ бильный газовый конденсат. Технические требования к качеству ШФЛУ разных марок, получаемых при переработке попутного нефтяного газа, приведены в табл. 23.Требования на сжиженные газы, выделяемые из ШФЛУ, приведены в табл. 24.

Так как основными показателями, определяющими выбор технологии переработки являются групповой и углеводородный состав, при составлении технологической квалификации исхо­ дят из совокупности таких показателей как давление насыщен­ ных паров, содержание серы, содержание ароматических угле­ водородов (в бензиновых фракциях), парафиновых углеводоро­ дов (в дизельных фракциях), фракционного состава (температу­ ры каплепадения). Эти показатели дают представление о физи­ ко-химической природе того или иного конденсата и определя­ ют направление и технологию его переработки.

1. Состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности.

	Т а б л и ц а	23.	Технические требования к качеству ШФЛУ
	разных марок
	Показатели					Марка
					А	Б	В
	Углеводородный состав, % масс
	Ci + С2, не более				3	5	-
	С3, не менее				15	-	-
	С4 + С5, не менее				45	40	35
	С6 и выше, не более				И	25	50
	Содержание сернистых соединений
	в пересчете на серу, %, не более				0,025	0,05	0,05
	в том числе сероводорода, не более				0,003	0,003	0,003
	Содержание взвешенной воды				отсутствие
	Содержание щелочи				отсутствие
	Т а б л и ц а		24.	Требования	к газам	углеводородным'
	сжиженным (ГОСТ 20448-90)
	Показатели				ПТ	СПБТЛ БТ
	Массовая доля компонентов, %				не норм[ируются
	Метан + этан + этилен, не более
	Пропан+пропилен, не более				75		не
						нормир>тотся
	Бутаны+бутилен, не менее				не		60
				нормируются
	не более					60
	Жидкий остаток, в т.ч. С5 и выше				0,7
	при 20 °С, % об., не более					1,6	■1.8
	Давление нас. паров (избыточное),						1,6
	МПа при 45 С, не более				1,6	1,6
	Массовая доля, не более:				0,16	_	.
	Сероводород и тиоловая сера
	В том числе сероводород				0,013	0,013	0,013
	Содержание	свободной		воды и	0,003	0,003	0,003
	щелочи
	ПТ - пропан топливный, СПБТЛ - сжиженный пропан-бутан топ-
	ливный летний, БТ - бутан топливный.________						-

- 108-

.A.JI. Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагфаров. ГАЗОХИМИЯ

Показатели качества газовых конденсатов

Газовые конденсаты значительно различаются по группо­ вому составу (кроме парафиновых углеводородов, в них содер­ жатся нафтеновые и ароматические) и фракционному составу; такие показатели газоконденсатов, как плотность, вязкость, тем­ пература начала кристаллизации, застывания и вспышки, моле­ кулярная масса также различны. Различаются газовые конденса­ ты и по содержанию серы. Ввиду этих различий бензиновые и дизельные фракции, выделенные из них, также значительно от­ личаются друг от друга. Поэтому классификация газовых кон­ денсатов приобретает важное значение, она позволяет выделять основные группы газоконденсатов, требующих определённой технологии переработки.

Заключение по первой части

Анализ состояния газопереработки в мире и в нашей стране свидетельствует'о возрастающей роли природного газа в энерге­ тике и экономике в целом. Природный газ уже прочно занял вто­ рое, после нефти, место в ряду природных энергоносителей, а в ближайшие десятилетия по прогнозам выйдет на первое место.

Компоненты природного газа являются ценным сырьем для синтеза различных химических продуктов - ацетилена, олефи­ новых и диеновых углеводородов с последующим превращени­ ем их в полимерные материалы, хлор- и нитропроизводных. На основе полученного конверсией метана синтез-газа могут быть получены такие ценные продукты, как метанол, формальдегид, диметиловый эфир, уксусная кислота, синтетические углеводо­ роды, кислоты и др.

Многолетний опыт ряда стран, имеющих аналогичные по масштабам с Россией мощности газодобывающих предприятий показал высокую эффективность базирования нефтехимической и химической промышленности на легких промысловых углево­ дородах: этане, пропане, бутане. Практически все крупные неф­ тегазовые компании применили такую схему переработки при­ родного газа - извлечение этана и пропана, пиролиз легких уг-

1. Состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности.

- 109-

леводородов, производство химических продуктов и синтетических полимеров на базе газового сырья.

Таким образом, газохимия направлена на решение ком­ плексной проблемы использования газового сырья, которое яв­ ляется источником энергии и одновременно должно применять­ ся для получения моторных топлив и пеннейших продуктов ос­ новного и тонкого органического синтеза.

Литература к первой части

1.Газохимия в XXI веке. Проблемы и перспективы. Труды московского семинара по газохимии 2000-2002 гг. Под ред. А.И. Владимирова, А.Л. Лапидуса. - М.: Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 288 с.

2.Брагинский О.Б. Мировая нефтехимическая промышлен­ ность. - М.: Наука, 2003. - 556 с.

3.Мановян А.К. Технология переработки природных энерго­ носителей. - М.: Химия, КолосС, 2004. - 456 с.

4.Актуальные проблемы газохимии. Труды московского се­ минара по газохимии 2002-2003 гг. Под ред. А.И. Владими­ рова, А.Л. Лапидуса. - М.: Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 182 с.

5.Арутюнов B.C., Лапидус А.Л. Введение в газохимию. Учебное пособие. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004.-108 с.

6.Широков В.А. Энергосбережение и охрана воздушного бас­ сейна на предприятиях газовой промышленности. - М.:

Академия, 1999. - 288 с.

7.Брагинский О.Б. Нефтегазовый комплекс мира. - М.: Нефть и газ, 2006. - 636 с.

8.Лурье М.В. Трубопроводный транспорт нефти, нефтепро­ дуктов и газа. - М.: Институт нефтегазового бизнеса, 2005. - 119 с.

9.Брагинский О.Б. Мировой нефтегазовый комплекс, - М.: Наука, 2004. -605 с.

10.Русакова В.В., Лапидус А.Л., Крылов И.Ф., Емельянов В.Е. Углеводородные и альтернативные топлива на основе при­ родных газов - М.: РГУ нефти и газа, 2006. - 188 с.

- 110-

.А.Л. Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагфаров. ГАЗОХИМИЯ

11.Проблемы и перспективы развития газохимии. Труды мос­ ковского семинара по газохимии 2004-2005 гг. Под ред. А.И. Владимирова, A.JI. Лапидуса - М.: Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. - 226 с.

12.Современные тенденции в развитии газохимии. Труды Мо­ сковского семинара по газохимии 2006 - 2007 гг. Под ред. А.И. Владимирова и А.Л. Лапидуса - М.: Нефть и газ РГУ нефти и газ им И.М. Губкина, 2008 - 316 с.