Выделение и использование компонентов природного газа

Входящие в состав природного и попутного газа более тяжелые гомологи метана - этан, пропан и бутан являются значительно более ценным и легко перерабатываем сырьем, чем метан. Поэтому во всех случаях, когда может быть обеспечена их экономичная переработка или транспортировка, их выделение и сбор более целесообразен, чем часто практикуемая обратная закачка в пласт, а тем более, факельное сжигание. Глубокое извлечение тяжелых углеводородов из газов и их применение в качестве нефтехимического сырья и моторного топлива в ряде случаев более эффективно, чем использование для этих целей нефтепродуктов. Например, выход этилена при пиролизе этана составляет 70%, а при пиролизе бензина и газойля – 27 и 15% соответственно. При использовании пропан-бутановой фракции в качестве моторного топлива в 3-4 раза по сравнению с бензином снижается выброс вредных веществ, и, она дешевле бензина [58].

Наиболее развита глубокая переработка природных газов на предприятиях Канады и США. На их долю в 2002 г. приходилось 52% производственных мощностей газоперерабатывающих заводов мира и 42% мирового производства. Из действовавших в мире на начало 2003 г. 1760 газоперерабатывающих завода 855 находилось в Канаде, 590 в США, 24 в России, по 20 в Аргентине и Италии и 19 в Египте. Остальные страны имеют всего по нескольку заводов. Средняя производительность американских газоперерабатывающих заводов примерно 100 млн куб. фут./сут. (2,8 млн м³/сут), а их суммарная производительность – 72 млрд куб. фут./сут. (2 млрд м³/сут.). В 2002 г. в США производство достигало более 1,9 млн барр./сут. сжиженного нефтяного газа (СНГ, по англоязычной терминологии - LNG – liquid natural gas).

Для извлечения гомологов метана, в первую очередь сжиженных нефтяных газов (СНГ), применяются три основные технологии: адсорбция, охлаждение и криогенная сепарация. При адсорбционной технологии типичная степень извлечения из природного газа бутана и высших – 99%, пропана – 65-75%, этана – 15-25%. При сепарации охлаждением степень извлечения выше: бутана и высших алканов – 100%, пропана – 98%, этана – 50%. Наиболее передовая криогенная технология применяется на американских газоперерабатывающих заводах и позволяет извлекать 100% пропана и более тяжелых ув-в и от 50 до 90% этана [59].

На долю извлекаемых из природного газа этана, пропана и изобутана приходится почти 25% продукции американских ГПЗ. Этан и пропан используются в качестве сырья в химическом производстве, пропан-бутановая фракция – в качестве коммунально-бытового топлива, а изобутан – в качестве компонента для производства метилтретбутилового эфира. Сейчас в развитых европейских странах и США из добываемых газов извлекают 50-60% этана и 90% пропан-бутана.

В структуре российских ресурсов природного газа доля этансодержащих газов (более 3% этана) достигает 30% и постепенно повышается по мере выработки метанового газа. Уже сейчас около 15% добываемого ОАО «Газпром» газа относится к этансодержащему. А в перспективе ресурсы этана в добываемом газе будут быстро возрастать (рис. 14).

Рис. 14. Ресурсы этана (тыс. т/год) в добываемых этансодержащих газах и его производство [60].

Поэтому проблема извлечения и использования этих громадных ресурсов становится все более актуальной. В настоящее время извлекается не более 7-8% этана от потенциала и ~45% пропан-бутанов [60]. При одинаковом с США уровне добычи природного газа, объем производства легких углеводородных фракций в России в 5 раз меньше, чем в США, а при добыче нефти подвергается переработке только 40% попутного газа, а остальные 60% (примерно 18 млрд м³) сжигаются.

Рис. 15. Динамика цен при производстве товарной продукции на базе этана

Основной экономический эффект при переработке этансодержащих газов достигается при реализации конечного товара. Так, стоимость этана – ценного химического сырья – не намного превышает стоимость природного метанового газа (~ 80-90 долл./т), стоимость этилена составляет уже 600 долл./т, стоимость же полиэтилена низкой плотности выше стоимости этана в 20 раз, а готовых изделий из полиэтилена (например, полиэтиленовых труб, используемых при газификации российских регионов) – 2500-3700 долл./т (рис. 15) [60].

В случае невозможности транспортировки выделяемой пропан-бутановой фракции из района добычи, ее квалифицированного использования на месте или производства из нее электроэнергии рассматривается возможность ее каталитической переработки в метан (товарный газ). Выход метана может достигать 70% при степени конверсии более 80%. Другим вариантом может быть ее переработка в смесь жидких продуктов, преимущественно бензол-толуол-ксилольную фракцию.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 550; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!