Состав природных и попутных газов

Лекция 5 Переработка углеводородных газов

Введение

Углеводородные газы – это экономически эффективный и экологически безопасный энергоноситель. Различают природные и попутные нефтяные газы. Природный газ в своем составе кроме углеводородов содержит механические и минеральные примеси, а также влагу. По этой причине добытый из недр земли природный газ подвергают промысловой переработке и, при необходимости, последующей заводской переработке с целью подготовки его к дальнему транспортированию.

В общем виде технология переработки природного газа включает первичную обработку на промыслах – отделение влаги и механических примесей и транспортирование газа на ГПЗ, где из него извлекают вредные компоненты, такие как H₂S, RSH, CO₂, а также товарные продукты – гелий, этан и др. компоненты.

.

Состав природных и попутных газов.

Основным сырьем для газоперерабатывающей промышленности являются нефтяные газы и природные газы газоконденсатных месторождений. Природные газы чисто газовых месторождений, состоящих преимущественно из метана, не перерабатываются. Природные газы способны образовывать с воздухо взрывоопасные смеси: пределы воспламенения 5-15% по метану). По токсикологическим свойствам – 4 класс опасности, ПДК углеводородов в воздухе рабочей зоны – 300 мг/м³.

По углеводородному составу нефтяные газы очень разнообразны, в зависимости от содержания в них тяжелых углеводородов различают сухие (тощие) и жирные газы. Состав различных газов приводится в таблице, из которой видно, что природные газы содержат меньше тяжелых углеводородов, чем попутные нефтяные. Кроме углеводородов в газах содержится азот, сероводород, СО₂, RSH, влага.

Содержание конденсата (жидких углеводородов) в газах ГКМ различное и составляет от 2 до 160 мл/м³. Например, газ Астраханского ГКМ характеризуется конденсатосодержанием 513 см³/м³, Вуктыльское ГКМ – 400 г/м³.

Состав и количество попутных газов зависит от режима сепарации нефти, значительная часть газообразных углеводородов остается в нефти. Состав газов, которые остаются в нефти следующий.

Газы представляют большую ценность как сырье для химической переработки: производят аммиак, этилен, ацетилен, формальдегид, водород, серу, серную кислоту, углекислоту и др. ГКМ северных месторождений содержат в своем составе до 6-7% этана и более.

Сначала из газа необходимо извлечь все ценные минеральные компоненты, а углеводородную часть использовать для разделения на индивидуальные компоненты. Технология переработки газа включает процессы очистки, первичной переработки (компрессия, абсорбция, адсорбция, низкотемпературная конденсация и др.) Выбор способа переработки газа определяется его компонентным составом, давлением газа. Качество товарного газа должно отвечать требованию государственных (ГОСТ), отраслевых (ОСТ) стандартов или техническим условиям.

ГОСТы – регламентируют продукты, выпускаемые несколькими отраслями промышленности.

ОСТы – регламентируют качество продукции одной отрасли.

ТУ – отражают договоренность отдельных предприятий с производителем продукции, могут меняться в любое время по взаимному согласию поставщика и потребителя.

Газы переработки горючих ископаемых – газы подземной газификации углей (ПГУ, Д.И.Менделеев 1888 год), метан угольных пластов. Состав этих газов отличается от состава природных и нефтяных газов. Состав газов ПГУ зависит от класса угля (бурый, каменный, антрацит и т.д.), гидрогеологических условий залегания угольного пласта, мощности пласта, а также от состава подаваемого в скважину дутья (воздух, паровоздушное или парокислородное дутье) и имеет следующий состав, % об.: СО₂ -13; О₂ -0,2; СО -12,4; Н₂ -12,2; СН₄ -2,1; N₂ -59,3.

Теплота сгорания газов ПГУ от 4,6 до 11 МДж/м³ в зависимости от применяемого дутья (на воздушном самая низкая, на чистом техническом кислороде –максимальная).

Добыча метана на угольных месторождениях в 2003 году достигла 45 млрд.м³.