Перспективные химические процессы и продукты на основе природного газа

В настоящее время активно разрабатываются новые перспективные промышленные процессы на основе природного газа. Среди процессов, базирующихся на предварительной конверсии природного газа в синтез-газ необходимо отметить прежде всего GTL-процессы получения синтетических жидких углеводородов (СЖУ) и моторных топлив, в т.ч. диметилового эфира (ДМЭ). Главным преимуществом СЖУ и получаемого из них моторного топлива является отсутствие в них экологически вредных примесей, прежде всего соединений серы.

 

Одним из старейших предприятий по переработке природного газа в СЖУ был работавший в России с 1956 по 2000 гг. Новочеркасский завод синтетических продуктов, проектная мощность которого составляла 50 тыс. т жидких углеводородов в год. Из синтез-газа, получаемого паровой

 

 

конверсией метана, по методу Фишера-Тропша на кобальтовых катализаторах производили жидкие углеводороды (низкооктановый бензин, высокоцетановое дизтопливо), а также твердые парафины. Кроме того, выделяли кислородсодержащие продукты (спирты, кислоты). Все продукты находили практическое применение.

 

Крупным событием в газохимии стал пуск в Новой Зеландии завода фирмы Mobil по производству синтетических моторных топлив из природного газа. Завод производил 14 500 барр./день бензина по схеме:

 

природный газ → синтез-газ → метанол → бензин, используя для конверсии метанола высококремнеземистые цеолитные катализаторы типа ZSM-5. Процесс обеспечивал хороший выход высокооктанового бензина, но высокое содержание ароматических углеводородов (до 50%), в числе которых дурол, бензол и другие канцерогены, высокая себестоимость продуктов, высокая стоимость и недостаточная стабильность используемых высококремнеземистых цеолитов сделали его неконкурентоспособным. В конце 90-х производство бензина было прекращено, и завод был перепрофилирован на производство 4 400 т/сут. метанола [45].

 

Сейчас в мире действуют только два крупнотоннажных промышленных предприятия по производству СЖУ из природного газа. В 1993 г. вступило в строй производство средних дистиллятов фирмы Shell –

 

процесс SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) в Малайзии (г. Бинтулу). Оно потребляло 100 млн куб. футов газа в сутки и производило 12 500 барр./сут. средних дистиллятов (газойля, керосина, нафты), а также специальных нефтехимических продуктов (сырья для производства смазок, детергентов, растворителей, воски и др.). Для того чтобы снизить потери синтез-газа на образование легких парафинов в соответствии с распределением Шульца-Флори, в процессе SMDS используется кобальтовый катализатор, превращающий синтез-газ преимущественно в тяжелые углеводороды с

 

 

длинной цепью (воска). Для получения конечных продуктов эти парафины подвергают гидрокрекингу и затем фракционируют.

 

В Южной Африке (Моссел-бей) на базе многолетнего опыта фирмы Sasol по конверсии получаемого из угля синтез-газа в СЖУ по классическомуметоду Фишера-Тропша, который может быть представлен брутто-реакцией

 

n CO + (2 n + 1)H₂→C _n H_{2 n +2}+ n H₂O

 

с 1993 г. действует производство СЖУ из природного газа мощностью 22 500 барр./сут. жидких продуктов. Список получаемых продуктов обширен и включает бензин, дизельное топливо, керосин, СНГ, спирты и др.

 

Два крупных проекта на основе технологии фирмы Sasol и с ее участием находятся в стадии реализации. На заводе в Нигерии (Эскравос) планируется конверсия 300 млн куб. футов газа в сутки в 34 000 барр./сут. различных СЖУ, в.т.ч. 22 300 барр./сут. ультра чистого дизельного топлива, 10 800 барр./сут. нафты и 1 000 барр./сут. СНГ. Завод в Катаре (Рас-Лаффан) по аналогичной технологии проектируется для конверсии 330 млн куб. фут. газа в сутки в 24 000 барр./сут. топлива, 9 000 барр./сут. нафты и 1 000 барр./сут. СНГ [45].

Сегодня в мире рассматриваются более 20 проектов (табл. 18) предприятий по конверсии природного газа в жидкие продукты (gas-to-liquids, GTL) методом Фишера-Тропша суммарной производительностью около 750 000 баррель/сут. (35 млн т/г) и общим потреблением газа около 7,5 млрд куб. футов/сут. (~80 млрд м³/г). Но по экспертным оценкам в ближайшие годы будут реализованы не более двух-трех проектов. Согласно исследованиям, проведенным компанией Foster Wheeler Energy Ltd. по заказу фирмы Sasol (табл. 19), типичный завод по конверсии природного газа в жидкие продукты производительностью 30 000 баррель/сут. (1,4 млн т/г) на основе технологии Фишера-Тропша при условии размещения непосредственно на побережье для транспортировки произведенной продукции морем требует удельных капитальных затрат в размере

 

 

Таблица 18 Действующие, проектируемые и анонсированные процессы конверсии

 

природного газа в жидкие продукты (GTL – процессы) [62].

 

Фирма	Проектная	Проектная	Объявленная	Удельные	Удельные	Примеча
(страна)	мощность	мощность	стоимость	капзатраты,	капзатраты,	-ние
	(барр./сут.)	(тыс. т/год)	проекта,	(долл./барр.	(долл./т год)
			млн долл.	сут.)
Mobil				76 000	1 620	*
Новая
Зеландия
Mossgas	22 500	1 100		46 000		*
(ЮАР)
Shell	12 500			50 000	1 070	*
(Малайзия)
Exxon				30 000		**
(Катар)
Sasol/Shevron	50 000	2 350		26 000		**
(Нигерия)
Exxon Mobil				29 000		***
Shell				30 000		***
Sasol	15 300			25 800		***
Syntroleum	12 000			37 920		***
Rentech	16 450			28 450		***
Intevep	15 300			24 380		***
Exxon Mobil				24 000		***
Shell				26 000		***
Sasol	50 900	2 400	1 039	20 410		***
Syntroleum	40 000	1 900	1 258	31 450		***
Rentech	54 900	2 600	1 268	23 100		***
Intevep	50 900	2 400		19 590		***
Syntroleum	10 000			50 600	1 080	**
(Австралия)
Shell Intl Gas/	75 000	3 500		22 700		***
EGPC-West
Damiatta
(Египет)
Qatar Sasol – Ras	34 000	1 600		23 500		**
Laffan (Катар)
BP PLC				290 000	6 150	**
(США, Аляска)
Conoco Inc.		18,8		187 500	4 000	**
(США)

*Реализованный процесс.

 

**Проект в стадии строительства или проектирования.

***Анонсированный проект.

При оценках принято: годовая компания – 333 сут. (8000 час.), 1т жидкого продукта = 7,1 баррель.

 

 

25 тыс. долл. за баррель ежедневной продукции (примерно 530 долл. за тонну годовой продукции). Стоимость такого завода в условиях Среднего Востока составит примерно 750 млн долл., а сроки сооружения оцениваются в три года. Текущие расходы без учета затрат на сырье и возврата капвложений оцениваются в 4 - 4,5 долл./баррель, т.е. примерно в 30 долл./т произведенной продукции. С учетом отчислений на возврат капвложений и сырье при стоимости газа ~18 долл./1000 м³ себестоимость продукции

 

Таблица 19.

 

Основные параметры типового завода по конверсии природного газа в жидкие продукты [62].

 

Параметр	Значение
Производительность	30 000 баррель/день
	(1,4 млн т/г)
Стоимость проекта	750 млн долл.
Удельные капзатраты	25 000 долл. за барр. в сут.
	(530 долл. за тонну в год)
Текущие затраты (без учета	28-32 долл./т
стоимости сырья и
амортизационных отчислений)
Удельный расход газа	9 500 куб. фут/баррель
	(1900 м^3/т)
Цена газа	0,5 долл./тыс. куб. фут
	(17,7 долл./1000 м^3)
Затраты на сырье	4,5 долл./баррель
	(32 долл./т)
Срок окупаемости	10 лет
Срок эксплуатации	25 лет
Удельные амортизационные	9 долл./баррель
отчисления	(64 долл./т)
Себестоимость продукции	18 долл./баррель
	(128 долл./т)

 

 

составит 128 долл./т, что вполне приемлемо при цене нефти выше 20 долл./баррель. Расчетное время возврата капвложений – 10 лет при проектной продолжительности эксплуатации 25 лет. [62]. Поскольку за время эксплуатации будет переработано не менее 40 млрд м³ газа, такие проекты, с учетом степени извлечения ресурсов, должны опираться на месторождения с начальными доказанными запасами от 100 млрд м³ и выше. Однако в случае реализации аналогичного проекта в условиях северных отечественных месторождений себестоимость 1 т СЖУ возрастает до 190 долл., а расчетное время возврата капвложений – до 20 лет [60].

 

Для разработки менее крупных месторождений природного газа и других источников газообразных углеводородов в настоящее время активно развиваются различные альтернативные технологии. Наиболее привлекательны методы, основанные на прямой окислительной конверсии углеводородов, прежде всего метана, в такие ценные соединения, как СН₃ОН, СН₂О, С₂Н₄ и др., в которых сохранена часть первоначальных химических связей, имеющихся в исходных углеводородах. Такой путь обладает очевидными энергетическими преимуществами перед многостадийной переработкой, когда все первоначальные С-Н и С-С связи разрушаются на стадии получения синтез-газа, а затем вновь воссоздаются на стадии получения целевых продуктов.

 

Одним из наиболее перспективных направлений прямой конверсии углеводородов остается производство кислородсодержащих продуктов прямым окислением насыщенных углеводородов [64,65,67,68]. Эти процессы начали применяться еще в 20-х годах ХХ века, на заре зарождения нефтехимической промышленности [65]. Наиболее распространенным объектом переработки были попутные нефтяные газы, но известны также промышленные процессы получения метанола и формальдегида прямым окислением метана. При получении формальдегида в качестве промотора процесса использовался NО₂ [65,67,68]. Тогда же были получены первые

 

 

патенты на процесс каталитического окисления метана в метанол при высоком давлении, и в период Второй мировой войны в США на процесс прямого окисления приходилось более четверти производства метанола и формальдегида. Однако после внедрения крупнотоннажных процессов получения метанола из синтез-газа в мире не осталось действующих промышленных установок по прямому окислению природного газа в кислородсодержащие продукты (оксигенаты). Сейчас активно ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию нового поколения процессов прямого окисления природных и попутных газов. Изучаются также пути прямой окислительной функциализации метана в другие, помимо метанола, продукты типа CH₃X, где X - атом или функциональная группа, например, в метилхлорид или метилбисульфат.

 

В качестве перспективного направления исследований в области газофазной окислительной конверсии углеводородов рассматриваются окислительные каталитические реакции при малых временах контакта и, соответственно, больших объемных скоростях потока на монолитных катализаторах (сетки, пенистые металлические блоки, блоки со сквозными каналами). В лабораторных исследованиях на таких катализаторах в небольших простых реакторах при миллисекундных временах контакта удается достичь очень высокой производительности парциального окисления парафинов в олефины и оксигенаты без образования углерода. Эти миллисекундные процессы являются автотермическими и почти адиабатическими, потому что экзотермические реакции окисления быстро нагревают газы и катализатор до ~1000^оС, а скорость выделения тепла слишком велика для эффективного охлаждения через стенку. Их характерной особенностью является высокий градиент всех параметров (как правило, 10⁶ град/с и 10⁵ град/см), а также большая роль последующих газофазных процессов [69].

 

 

С 80-х годов прошлого века активно исследуется возможность промышленного получения этилена окислительной конденсацией метана

 

2СН₄ + 1/2О₂ → С₂Н₆ + Н₂О С₂Н₆ + 1/2О₂ → С₂Н₄ + Н₂О

 

Были проведены исследования с большим числом различных каталитических систем. Хотя выход С₂-продуктов в этом процессе, принципиально ограничен примерно 30%, что делает процесс пока коммерчески не очень привлекательным, интенсивные исследования в этой области продолжаются. Исследуются методы прямой каталитической конденсации метана в высшие углеводороды

 

n СН₄→С_nН_2n+2+ (n - 2)Н₂,

 

ароматизации метана 6СН₄ → С₂Н₆ + 9Н₂,

 

его кросс-конденсации (окислительного метилирования) и др. [68].

 

В отличие от сухих природных газов, являющихся источником практически чистого метана, природные газы с высоким содержанием фракций С₂-С₄ (выше 3%), при выходе из скважины подвергают процессам депропанизации и деэтанизации. Эти компоненты представляют собой ценный источник сырья для химической промышленности. Многолетний опыт стран, имеющих близкий к российскому объем газодобычи (например, США и Канады), показал высокую эффективность базирования химической промышленности на легких промысловых углеводородах: этане, пропане, бутане. Практически все крупные нефтегазовые компании применяют такую схему переработки природного газа – извлечение этана и пропана, пиролиз легких углеводородов, производство химических продуктов и синтетических полимеров на базе газового сырья.

 

Этан применяют в качестве исходного сырья для получения винилхлорида путем прямого каталитического хлорирования. Он также является сырьем для получения этилена и далее полиэтилена, этиленоксида,

 

 

гликолей, этилбензола, стирола, этанола, высших спиртов и т.д. Пропан применяют для получения акриловой кислоты и акрилонитрила путем окислительного аммонолиза и для получения этилена и пропилена путем пиролиза. Пропан является также основным сырьем для получения оксоспиртов, пропиленоксида, пропиленгликолей, α-метилстирола, фенола, ацетона, аллилхлорида, эпихлоргидрина, глицерина, перхлорэтилена, изопрена, додецилбензола, полипропилена и др.

 

Растет число исследований по парциальному окислению парафинов С₂-С₄. Однако пока единственным осуществленным в промышленности процессом является окисление н-бутана в малеиновый ангидрид. Помимо малеинового ангидрида при каталитическом окислении бутана можно получать уксусную кислоту, а при его пиролизе - этилен и пропилен. При дегидрировании бутана получаются n-бутилены, применяемые в качестве сырья для получения бутадиена, полиизопрена, метилакрилата, полиизобутиленов, бутилкаучуков и др. Бутадиен применяют в синтезе полибутадиенстирольного каучука, нитрильных, поли- цис -бутадиеновых, хлоропреновых и других каучуков. В таблице 20 перечислены перспективные процессы окислительного превращения легких парафинов С₁-С₆, как уже достигшие индустриального уровня, так и находящиеся на стадии научной проработки.

 

Большой интерес представляет также переработка низших ненасыщенных углеводородов, получаемых при пиролизе или дегидрировании углеводородов природных газов, в полимерные материалы: полиолефины и пластмассы на их основе, синтетические каучуки. Значительны также возможности использования широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), получаемой при переработке газового конденсата, в частности, ШФЛУ может с успехом заменить прямогонные бензиновые фракции НПЗ на установках пиролиза. В последнее время наблюдается также

 

 

Таблица 20.

 

Процессы окислительной функцианализации легких алканов С₁-С₆: промышленные и находящиеся на стадии разработки [70].

Сырье	Продукт	Фаза	Состояние
				разработки процесса
Метан	Хлорметаны	Газ, гетерог.	Промышленный
				процесс
Метан	Метанол	Газ,		Пилотная установка
		гетерог./гомог.
Метан	Синтез-газ	Газ,		Промышленный
		гетерог./гомог.	процесс и НИР
Метан	Этилен	Газ,		Пилотная установка
		гетерог./гомог.
Этан	1,2 Дихлорэтан,	Газ, гетерог.	Пилотная установка
	Винилхлорид
Этан	Уксусная	Газ, гетерог.	НИР
	кислота
Этан	Этилен	Газ,		НИР
		гетерог./гомог.
Пропан	Акриловая	Газ или жидк.	НИР
	кислота
Пропан	Пропанол	Жидк.,	гетерог.	НИР
		или гомог.
Пропан	Акрилонитрил	Газ, гетерог.	Демонстр. установка
Пропан	Пропилен	Газ, гетерог.	НИР
н-Бутан	Уксусная	Жидк., гомог.	Промышленный
	кислота			процесс
н-Бутан	Малеиновый	Газ, гетерог.	Промышленный
	ангидрид			процесс
н-Бутан	Бутадиен	Газ, гетерог.	Промышленный
				процесс
Изобутан	Метакриловая	Газ, гетерог.	Промышленный
	к-та			процесс
Изобутан	Изобутилен	Газ, гетерог.	НИР
Изобутан	t-бутанол	Жидк.,	гетерог.	НИР
		или гомог.
н-Пентан	Фталевый	Газ, гетерог.	НИР
	ангидрид
Циклогексан	Циклогексанол	Жидк., гомог.	Промышленный
				процесс
Циклогексан	Циклогексанон	Жидк.,	гетерог.	НИР
		или гомог.

 

 

тенденция к развитию производства синтетических протеинов путем биологического брожения углеводородного сырья.

 

Среди конструктивных направлений в переработке природного газа необходимо отметить интерес к плавучим производственным системам, устанавливаемым непосредственно в районах глубоководной добычи или удаленных регионах. Это перспективное направление в морской нефте- и газодобыче, дающее возможность разработки месторождений, которые в противном случае были бы вне пределов рентабельной эксплуатации.

 

Использование природного газа в мировой экономике быстро расширяется. Можно говорить о создании своеобразного «газового моста» между нынешней энергетикой и энергетикой будущего, когда основным источником энергии станет термоядерный синтез. Идея «газового моста» или «эпохи метана» базируется на надежности и доступности сырьевой базы, его технологичности и благоприятных экологических характеристиках, возможности получения конечных продуктов переработки газа с приемлемыми технико-экономическими показателями. Поэтому на далекую перспективу можно ожидать устойчивого развития газовой промышленности как средства решения экономических, экологических и социальных задач.

 

Неопределенность с будущими источниками нефтяного сырья и ужесточение законов по охране окружающей среды создают реальную перспективу использования огромных ресурсов природного газа для производства традиционной продукции нефтехимии. Принципиальное значение имело бы также освоение экономичных процессов перевода относительно неудобных газообразных продуктов в более универсальное и транспортабельное жидкое углеводородное сырье.

 

Одним из наиболее вероятных кандидатов на роль такого сырья является метанол, входящий в число основных продуктов органического синтеза. Получение и использование метанола - одно из главных направлений научно-исследовательских работ в области промышленного химического синтеза

 

 

[71]. Работы в области переработки метанола с целью получения химических продуктов открывают широкую перспективу развития химической промышленности. Постоянный интенсивный рост производства метанола обусловлен непрерывным расширением областей его применения, главные из которых - производство формальдегида, уксусной кислоты, растворителей, эфиров и других химических продуктов [72,73]. В перспективе метанол может стать универсальной основой органического синтеза, базовым полупродуктом С₁ химии. Его все шире используют в новых перспективных направлениях, наиболее важное из которых связано с производством высокооктановых компонентов моторных топлив, главным образом метил- трет -бутилового эфира(МТБЭ).

 

Метанол представляет собой эквивалент нефтяного дистиллятного топлива. Известны примеры его использования на электростанциях в качестве топлива для газовых турбин. На метаноле могут работать и котельные установки. Главное преимущество метанола по сравнению с нефтяным дистиллятным топливом - отсутствие в нем серы. Потенциальными потребителями топливного метанола являются электростанции, особенно во время температурных инверсий, транспорт, пищевая промышленность, металлургия (восстановительный газ) и другие отрасли. В определенных случаях экономически выгодно получать из метанола водород.

 

Значение метанола как одного из наиболее перспективных альтернативных топлив для транспорта давно обсуждается в литературе. При полном использовании положительных моторных качеств, в первую очередь высоких октановых чисел метанола (октановое число по исследовательскому методу 112), смесей спиртов и бензино-метанольных смесей, эти топлива вполне способны конкурировать с современными бензинами. Для всех типов автомобилей приемлема добавка метанола к бензинам в 2-3% без внесения в автомобиль каких-либо конструктивных изменений. Поскольку автомобили

 

 

могут работать и на смесях, содержащих примерно 20% метанола или других спиртов, использование таких смесей может стать важным ресурсом энергообеспечения транспорта.

 

Будущий рынок метанола может включать получение из него этилена и пропилена, которые являются важными химическими продуктами, и в 20 раз превысить существующий объем его производства. Процессы превращения метанола в олефины уже вплотную приближаются к тому, что они станут ключевой областью в химической промышленности в связи с большой потребностью в полиэтилене и других полиолефинах. В идеале, природный газ должен конвертироваться в метанол и затем в олефины и полиолефины на основе эффективных и благоприятных с точки зрения экологии процессов. Если ежегодный прирост потребности в этилене (3,5 млн т/г) будет удовлетворяться за счет метанола, его производство должно будет увеличиться на 14 млн т/г или почти на 50%. Около 600 млн т метанола потребуется, если на нем будет базироваться только 10% мирового производства вторичной энергии (табл. 21). В транспортном секторе потребуется 150 млн т/г метанола при переводе всего 25% мирового парка автомобилей на топливные элементы, питаемые водородом, получаемым из метанола непосредственно на борту автомобиля. Примерно 55 млн т/г метанола потребуется, если 25% дизельного топлива будет содержать 15%-ную добавку диметилового эфира.

 

Среди других перспективных продуктов на основе природного газа такие соединения, как МТБЭ, ЭТБЭ, этанол, смеси спиртов и т.п., широкое применение которых началось с внедрением так называемых “реформулированных бензинов” (reformulated gasoline), разработанных в ответ на требования об улучшении характеристик моторных топлив. Во многих странах уже налажено многотоннажное производство МТБЭ.

 

 

		Таблица 21
Перспективы развития мирового рынка метанола [74].
	Потребность в	Потребность в
	метаноле	природном
	млн т/г	газе
		10^12 куб. фут./г
СУЩЕСТВУЮЩИЙ РЫНОК		1.1
НОВЫЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ
РЫНКИ:
Энергетика
Транспорт
Топливные элементы
Дизельное топливо
Производство химических		0.5
продуктов

 

 

Несмотря на ограничение применения МТБЭ в ряде американских штатов, в основе которого, видимо, лежат в основном конъюнктурные соображения, он остается наиболее эффективным высокооктановым компонентом бензинов, поэтому другие страны пока не спешат следовать примеру США в этом вопросе. Важное место в концепции экологически чистых топлив отводится “топливным спиртам” (fuel alcohols), т.е. смесям спиртов, используемых либо непосредственно в качестве топлива, либо в качестве высокооктановых добавок к моторным топливам.

 

В последние годы проявляется значительный интерес к производству и использованию диметилового эфира (ДМЭ). Ряд крупных фирм химического и нефтехимического профиля (Бритиш Петролеум, Хальдер-Топсе и др.) рассматривает ДМЭ как перспективный заменитель дизельного топлива, обладающий уникальными экологическими характеристиками, а также как сырье для производства других высокооктановых добавок к бензинам. Использование ДМЭ непосредственно в качестве высокооктановой добавки маловероятно из-за его низкой растворимости в бензине. В настоящее время его мировое производство составляет около 150 тыс. т/год, в основном в

 

 

качестве пропеллента для аэрозольных упаковок. Показано, что ДМЭ может быть получен непосредственно из синтез-газа, минуя стадию получения метанола [61]. Его синтез термодинамически выгоднее, чем синтез метанола и не требует столь высоких давлений.

 

Синтетические жидкие топлива (СЖТ), получаемые на основе процесса Фишера-Тропша из синтез-газа, по своим эксплуатационным характеристикам мало отличаются от традиционных нефтяных моторных топлив. К основным преимуществам СЖТ можно отнести то, что они не содержат ароматических углеводородов и соединений серы. Технико-экономические исследования показали, что моторные топлива, получаемые химической конверсией природного газа через синтез-газ становятся рентабельными по сравнению с нефтяными топливами при:

 

• низких ценах на сырьевой природный газ (не выше 16 долл./1000 м³);

 

• производительности по СЖУ не менее 700 тыс. т/год;

 

• условии, что мировая цена на нефть превышает 120-125 долл./т.

 

При этом по оценкам себестоимость СЖУ при годовой производительности 1 и 5 млн.т. составит соответственно 190 и 140 долл./т [60].

 

 

Требования к качеству товарного природного газа и продуктов газопереработки

Добываемые природные углеводородные газы проходят два этапа первичной переработки:

 

Подготовка газа к переработке, включающая их очистку от механических примесей, от нежелательных химических соединений, в первую очередь кислых примесей, осушка газов. При очистке газов от химических примесей используются различные сорбционные методы (абсорбционные, адсорбционные, хемосорбционные), каталитические методы (гидрирование, гидролиз, окисление), мембранные методы очистки. После извлечения сероводорода его перерабатывают в элементарную серу методом

 

 

Клауса. Осушка газа может быть осуществлена различными методами: прямым охлаждением, абсорбцией, адсорбцией или комбинированием этих методов.

 

Разделение газов начинается с отделения взвешенной жидкости низкотемпературной сепарацией. Далее происходит извлечение жидких углеводородных компонентов компрессионным методом и масляной абсорбцией, а также различными низкотемпературными методами (низкотемпературная абсорбция - НТА, низкотемпературная конденсация – НТК, низкотемпературная ректификация – НТР, низкотемпературная адсорбция – НТ-адсорбция), приводящими к получению нестабильного газового бензина и рефлюкса – сырья для получения сжиженных газов и индивидуальных углеводородов. Следующие этапы физической переработки углеводородных газов – стабилизация газового бензина и газового конденсата, выносимого газом из скважины, и разделение углеводородных газов вплоть до индивидуальных углеводородов, а также выделение гелия, главным образом криогенным способом с последующим концентрированием и ожижением.

 

Таким образом, основными товарными продуктами, получаемыми на ГПЗ в результате первичной, физической переработки природных углеводородных газов являются:

 

-товарный газ, направляемый в магистральный газопровод; -сера газовая (жидкая, комовая, молотая, гранулированная); -ШФЛУ; -стабильный газовый конденсат;

 

-бензин автомобильный марок А-76, А-92, АИ-95; -дизельное топливо; -котельное топливо:

 

-сжиженный газ; -пропан-бутан технический;

 

 

-бутан технический; -изопентан;

 

-одорант (смесь природных меркаптанов); -техуглерод (печной, термический, канальный); -гелий.

 

Практически на все виды продукции установлены показатели качества, которые зафиксированы в общесоюзных стандартах (ГОСТ), отраслевых стандартах (ОСТ) и технических условиях (ТУ). Все указанные выше виды продукции ГПЗ и промысловых установок условно можно разделить на 5 основных групп [58]:

 

В первую группу входят газовые смеси, используемые как топливо. Их основным компонентом является метан. Эти газы также могут содержать до нескольких процентов (обычно – доли процента) других углеводородов, диоксид углерода, азот и незначительные примеси сернистых соединений. Качественные показатели газов, поставляемого и транспортируемого по магистральным трубопроводам, регулируются отраслевыми стандартами ОСТ 51.40-83, ОСТ 51.40-93 (табл. 22) и техническими условиями, разработанными на их основе. Одним из основных отличий продукции этой группы является то, что концентрация отдельных углеводородов в них не регламентируется.

 

Вторая группа включает в себя газообразные технически чистые углеводороды и гелий, а также газовые смеси с заданным составом.

 

Третья группа объединяет жидкие углеводороды, в.т.ч. широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ), смеси сжиженного пропана, сжиженные изо- и н -бутаны, жидкий гелий и т.д. Общим признаком этой группы является то, что в жидком состоянии при 20^оС эти продукты находятся при избыточном давлении. ШФЛУ является одним из основных

 

 

Таблица 22