Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

должен состоять из пропана и/или пропилена по меньшей мере на 95%. Кроме того, продукт должен соответствовать нормам NGPA, по которым в нем должны присутствовать суммарное содержание серы, коррозионно-активных соединений и влаги, а также количество остатка после выпаривания в заданных условиях.

Товарный бутан

Так же, как и товарный пропан, товарный бутан должен соответствовать определенным нормам по содержанию примесей. Это - углеводородный продукт, содержащий преимущественно бутан и/или бутены и имеющий избыточное давление паров не более 70 psi при 100°F (0,5 МПа при 38°С). Минимальная доля продукта, который должен испаряться в стандартном опыте при температуре 34°F (Н-ГС), составляет 95%.

Сжиженный нефтяной газ

Сжиженный нефтяной газ (СНГ) представляет собой смесь товарных пропана и бутана. Максимальное давление паров не может превышать величину, разрешенную для товарного пропана, а остаток при испарении не может быть больше, чем у товарного бутана. Каждая смесь характеризуется избыточным давлением паров, выраженным в psi при 200°F (93°С). Реальное давление паров смеси, охарактеризованной таким образом, может отличаться от заданного на 0-5 psi. Так, СНГ 100 psi должен иметь давление паров не менее 95 psi и не более 100 psi.

Газовый бензин

Этот нефтяной продукт извлекается из природного газа и соответствует следующим техническим условиям:

• давление паров: 10-34 psi (0,07-0,24 МПа);

• доля продукта, испаряемого при 140Т (бОС): 24- 85%;

Методы переработки природного газа

Существует несколько методов удаления сжижающихся компонентов из природного газа, а именно абсорбция, адсорбция, вымораживание и комбинации этих методов.

• доля продукта, испаряемого при 275°F (135°С): не менее 90%;

• температура выкипания (при перегонке): не более 375°F (190°С).

Кроме того, данный продукт должен проходить испытания и соответствовать нормам на коррозионное действие, цвет и кислотность.

Давление паров, обычно называемое давлением паров по Рейду (ДПР), определяется в стандартном опыте и используется для установления сорта продукта. Например, моторные топлива обычно представляют собой смеси с ДПР, равным 5-8 psi. Очень легкие масла (60-70°АР1) имеют ДПР 12 psi. Большинство фирм предлагают газовый бензин с ДПР 14-26 psi. Но в связи с увеличением использования этой жидкости в качестве компонента компаундирования на нефтеперерабатывающих заводах в последнее время часто задается величина ДПР не более 18 psi.

Этан

Повышается спрос на этан как на основной компонент для производства пластмасс, спиртов и других химикатов. Как правило, этан производится в виде отдельного продукта только на больших заводах из-за необходимости крупных капиталовложений. Большинство заводов по производству этана находится вблизи нефтехимических установок. Несмотря на растущий спрос, большинство нефтеперерабатывающих заводов по-прежнему продают этан как компонент природного газа.

Абсорбция

Это процесс, при котором жирный (обогащенный) газ вступает в контакт с более тяжелым углеводородным маслом, фракционированным в соответствии с техническими условиями (рис. 15.1). Необходимая поверхность контакта обеспечивается тем, что сырая нефть стекает вниз по колонне, или абсорберу, а газ поднимается вверх, т.е. движется противотоком. Количество сжижаемых компонентов газа, которые поглощаются растворителем, зависит от давления и температуры абсорбера, относительных расходов газа и масла, а также от состава газа и масла на входе в колонну и от степени контактирования.

Обычные абсорбционные установки осуществляют этот процесс при температуре окружающей среды 25- 50°С. Большинство установок рассчитано на вьщеление 40-75% пропана из жирного газа. Степень вьщеления бутана и более тяжелых углеводородов зависит от их исходного количества и молекулярной массы. Например, отделение гексана и более тяжелых углеводородов приближается к 100%.

Этан и более легкие продукты

" Тощее абсорбционное масло

Головные газовые фракции

7--N

Абсорбер

Жирное (насыщенное) абсорбционное масло

Рис. 15.1. Схема абсорбера

Экономические факторы и примеси

Практически все варианты контрактов по поставке природного газа требуют, чтобы он почти не содержал жидкостей, которые могли бы сконденсироваться в транспортной линии, а также чтобы газ бьш сладким (малосер-

Абсорбция с вымораживанием

Установки абсорбции с вымораживанием работают при низких температурах с охлаждением входящих масла и газа до температур от -7 до -25°С. В большинстве установок, рассчитанных на высокоэффективное отделение пропана (до 85%), используется именно такая технология. Данная установка по существу такая же, как и обычная абсорбционная установка, за исключением разницы в температурах, а также оборудования, обеспечивающего эту разницу.

Вымораживание

Этот метод основан на принципе: чем ниже температура, тем сильнее тенденция компонента к сжижению. Около 0°F (-18°С) конденсируется 40-75% пропана, а также более высокие доли более тяжелых компонентов. Этот вид установки проще и, соответственно, он находит самое широкое применение для высокообогашенных газовых потоков, а также в тех случаях, когда количество газа ограничено.

Адсорбция

Главная область применения адсорбционных установок - относительно небольшие, довольно тощие газовые потоки, где подготовка газа осуществляется на промысле. Большая часть таких установок, кроме того, осушает газ, чтобы он соответствовал техническим условиям по содержанию водяных паров для транспортировки по трубопроводу.

нистым) и не содержал воды более 7 фунт, на 1000 фут. (0,112 кг/м). Подготовка газа до соответствия требованиям контракта должна проводиться с учетом огранргчений, накладываемых установкой для отделения жидких компонентов. При определении того, будет ли установка приносить прибыль, следует учитывать и этот фактор.

Возрастает число новых газовых и газоконденсатных месторождений, где газ содержит сероводород (H2S) или СО2 в таких количествах, что требуется его серьезная обработка. Таким образом, чтобы сделать газ соответствующим предъявляемым требованиям, часто нужны более сложные установки больших размеров. На многих заводах имеется оборудование для превращения извлеченного H2S в серу и для извлечения СО2 для коммерческих нужд. В таком случае стоимость подготовки высокосернистого природного газа к переработке может составить значительную часть всей стоимости установки.

Сера - очень дешевый товар, так что желательность превращения H2S в серу зависит в большой мере от доступности ДРУГР1Х местных источников серы. С учетом цены транспортировки сырой серы для использования в химических процессах ее производство, скорее всего, окажется убыточным, если потребитель не расположен рядом с газоперерабатывающим заводом или не найдется недорогого средства перевозки.

Переработка природного газа - важная часть процесса добычи. В минувшие годы газ просто выпускали в атмосферу или сжигали на факелах - попросту теряли. Сегодня мы учимся использовать этот ценный природный ресурс. Практически тот же принцип заложен в основу одного из многих существующих новых источников энергии: совместного производства тепла и электроэнергии.

Совместное производство тепла и электроэнергии

Совместное производство тепла и электроэнергии - выработка двух видов энергии, например тепла и элект-

ричества из одного топлива, - открывает для нефтяной промышленности большие возможности, такие как рост спроса на газ или экономичность установок по подготовке газа, а также повышает ее роль как производителя электроэнергии. Идет жестокая борьба за рынок, оцениваемый в этом столетии в 16 млрд дол.

Станция для совместного производства тепла и электроэнергии - теплоэлектроцентраль - представляет собой завод, использующий уголь или газ в качестве топлива (иногда биомассу, например торф или древесную стружку) и вырабатывающий промышленный (коммерческий) пар и электричество для внутризаводского потребления или на продажу. Легко видеть, как часть этого дорогого в добыче природного газа превращается в другой энергоноситель, который можно либо использовать на перерабатывающем заводе, либо продавать местным коммунальным службам.

Помимо резкого повышения спроса на газ и увеличения прибыли заводов по переработке совместная выработка тепла и электроэнергии может стать благом в других областях нефтяной отрасли.

Например, крупные фирмы с огромными запасами тяжелых нефтей в долине Сан-Хоакин (Калифорния) ожидают, что совместная выработка подстегнет создание больших проектов, например по паровой пропитке (рис. 15.2). Такие проекты в прошлом часто блокировались, так как выбросы в атмосферу, вызванные сжиганием нефти на промысле, нарушали местные стандарты охраны окружающей среды. Однако сжигание промысловой нефти было дешевле, чем сжигание более экологически чистого газа, так как разработчик месторождения не должен был платить роялти или налоги с добытой нефти, если она сгорала, а не продавалась.

Рыночное предложение энергии, произведенной при совместной выработке тепла и электричества, помогает скомпенсировать цену газового топлива, позволяя разработчикам заменить сырую нефть для производства пара природным газом. Кроме того, в результате этой замены они могут сэкономить квоту на выбросы и направить ее