A kapcsolódó kőolajgáz is földgáz eredetű. Különleges nevet kapott, mert az olajjal együtt lerakódásokban található - feloldódik benne, és az olaj felett helyezkedik el, és gázsapkát képez. A kapcsolódó gáz feloldódik az olajban, mert nagy mélységben nyomás alatt van. Felszínre kivonáskor a folyadék-gáz rendszerben leesik a nyomás, aminek következtében csökken a gáz oldhatósága és gáz szabadul fel az olajból. Ez a jelenség tűz- és robbanásveszélyessé teszi az olajtermelést. A különböző mezőkből származó természetes és kapcsolódó gázok összetétele eltérő. A kapcsolódó gázok szénhidrogén-összetevői változatosabbak, mint a földgázok, így kifizetődőbb vegyi alapanyagként való felhasználásuk.
A kapcsolódó gáz, a földgáztól eltérően, főként tartalmaz propán és bután izomerek.
A kapcsolódó kőolajgázok jellemzői
A kapcsolódó kőolajgáz az olaj természetes krakkolása következtében is képződik, ezért telített (metán és homológok) és telítetlen (etilén és homológok) szénhidrogéneket, valamint nem gyúlékony gázokat - nitrogént, argont és szén-dioxidot, CO 2 - is tartalmaz. Korábban kapcsolódó gáz nem talált hasznot, és azonnal elégették a mezőn. Manapság egyre gyakrabban ragadják meg, mert a földgázhoz hasonlóan jó üzemanyag és értékes vegyi alapanyag.
A kapcsolódó gázokat gázfeldolgozó üzemekben dolgozzák fel. Ezekből metánt, etánt, propánt, butánt és 5 vagy annál több szénatomszámú szénhidrogént tartalmazó „könnyű” benzint állítanak elő. Az etánt és a propánt dehidrogénezve telítetlen szénhidrogéneket - etilént és propilént - állítanak elő. Propán és bután keverékét (cseppfolyósított gáz) használják háztartási tüzelőanyagként. Benzint adnak a hagyományos benzinhez, hogy felgyorsítsák a gyulladást a belső égésű motorok indításakor.
Olaj
Az olaj folyékony éghető kövület, olajos megjelenésű, sárgától vagy világosbarnától feketéig, jellegzetes szaggal, sűrűsége 0,70-1,04 g/cm³, a víznél könnyebb, vízben oldhatatlan, túlnyomórészt folyékony anyagok természetes összetett keveréke. szénhidrogének, főleg lineáris és elágazó szerkezetű alkánokban, amelyek molekuláiban 5-50 szénatomot tartalmaznak, más szerves anyagokkal. Mivel az olaj különféle szénhidrogének keveréke, nincs meghatározott forráspontja. Az olaj gáznemű és szilárd komponensei feloldódnak folyékony komponenseiben, ami meghatározza az aggregációs állapotát.
Összetétele jelentősen függ a kitermelés helyétől. Az olajok összetétele paraffinos, nafténes és aromás. Például a bakui olaj gazdag ciklikus szénhidrogénekben (akár 90%), a telített szénhidrogének a Groznij-olajban, az aromás szénhidrogének pedig az uráli olajban. A leggyakoribb olajok vegyes összetételűek. A sűrűség alapján könnyű és nehéz olajat különböztetnek meg. Az olaj azonban a leggyakoribb vegyes típusú. Az olaj a szénhidrogéneken kívül szerves oxigén- és kénvegyületek szennyeződéseit, valamint vizet, valamint benne oldott kalcium- és magnéziumsókat tartalmaz. Összességében az olaj körülbelül 100 különböző vegyületet tartalmaz. Az olaj mechanikai szennyeződéseket is tartalmaz – homokot és agyagot.
D.I. Mengyelejev úgy vélte, hogy az olaj értékes nyersanyag számos biotermék előállításához.
Az olaj értékes nyersanyag a kiváló minőségű üzemanyagok előállításához. A víztől és egyéb nem kívánt szennyeződésektől való megtisztítás után az olajat feldolgozzák.
Az olaj nagy részét a termeléshez használják fel (90%) különféle típusoküzemanyagok és kenőanyagok. Az olaj értékes nyersanyag a vegyipar számára. Bár a petrolkémiai termékek előállításához felhasznált olaj mennyisége kicsi, ezek a termékek igen nagyon fontos. A kőolaj desztillációs termékeiből sok ezer szerves vegyületet nyernek. Ezekből pedig több ezer olyan terméket állítanak elő, amelyek nem csak az alapvető szükségleteket elégítik ki modern társadalom, hanem a kényelem igénye is. Az olajból kivont anyagokból a következőket kapjuk:
Szintetikus gumik;
Műanyagok;
Robbanóanyagok;
Szintetikus szálak;
Földgáz – ez egy keverék, amely a következőkből áll: 88-95% metán (CH 4), 3-8% etán (C 2 H 6), 0,7-2% propán (C 3 H 8), 0,2-0,7% bután (C 4 H 10), 0,03-0,5% pentán (C 5 H 12), szén-dioxid (CO 2), nitrogén (N 2), hélium (He). Van egy minta: Minél nagyobb egy szénhidrogén relatív molekulatömege, annál kevesebbet tartalmaz a földgáz. Alkalmazás:
1) üzemanyag az iparban és a mindennapi életben, mert CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + 890 KJ
2) halogénezett szénhidrogének és hidrogén-klorid előállítása:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl, CH 3 Cl - klórmetán - oldószer, szerves szilíciumvegyületek alapanyaga; HCl - termelés sósavból
3) telítetlen szénhidrogének előállítása: 2 CH 4 → C 2 H 2 + 3H 2, (C 2 H 2 - acetilén - etilén - fémek hegesztése és vágása); C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 (C 2 H 4 – etilén – etén – polietilén, etanol, ecetsav előállítása)
4) hidrogén és korom előállítása: CH 4 → C + 2H 2, (C – korom → gumi és nyomdafestékek, H 2 → ammónia NH 3)
5) oxigéntartalmú szerves vegyületek előállítása:
CH 3 ─ (CH 2) 2 ─ CH 3 → 2CH 3 COOH + H 2 O, CH 3 COOH - ecetsav, színezékek, gyógyszerek gyártása….
Kapcsolódó kőolajgáz olajlerakódások felett helyezkedjen el, vagy nyomás alatt feloldódjon benne.
Szénhidrogéneket tartalmaz, amelyek racionális használat keverékekre osztva:
1) benzin(pentánt (C 5 H 12) és hexánt (C 6 H 14)) adnak a benzinhez a motor teljesítményének javítása érdekében;
2) propán - bután(propán (C 3 H 8) és bután (C 4 H 10)) cseppfolyósított formában üzemanyagként;
3) száraz gáz(a természeteshez hasonló összetételű) C 2 H 2 - acetilén, H 2 és egyéb anyagok előállításához tüzelőanyagként: CH 4 + H 2 O ↔ 3H 2 + CO; CO + H 2 ↔ CH 3 OH, CH 3 OH - metanol
A szintézis gázról
CH 4 + O 2 → H 2 O + HC, HCHO – metanol, hangya-aldehid.
Arénák
Arénák, aromás szénhidrogének – szerves vegyületek, amelyek molekulái stabil ciklusos szerkezeteket tartalmaznak - benzolgyűrűk, speciális kötésekkel. Általános képlet:CnH2n-6, ahol n ≥ 6.
C6H6- benzol– folyékony, színtelen, jellegzetes szagú, forráspont = 80°C, olvadáspont = 5,5°C, vízben nem oldódik, sűrűsége = 0,879 g/cm3, moláris tömeg = 78,11 g/mol, jó oldószer, mérgező. M. Faraday fedezte fel világító gázban 1825-ben.
Szerkezet
A molekula lapos, a szénatomok szabályos hatszöggé egyesülnek, és állapotban vannak sp 2 – hibridizáció, kötési szög = 120°; hossza (C≡VAL VEL)=0,140 nm.Hat párosítatlan, nem hibrid p-elektron egyetlen π-elektronrendszert (aromás atommagot) alkot, amely a benzolgyűrű síkjára merőlegesen helyezkedik el, és e sík felett és alatt átfedi egymást.
I. Hasonlóság a telített szénhidrogénekkel.
1. Kvalitatív reakciók. Hagyományos oxidálószerekkel szembeni ellenállás: a brómos vizes oldatok (Br 2 aq) nem színeződnek el (pl. normál körülmények között), és kálium-permanganát (KMnO 4).
2. Helyettesítési reakciók:
A) Halogénezés, kölcsönhatás halogénekkel (hevítéskor és katalizátor jelenlétében): C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 C 6 H 5 Cl + HCl, klórbenzol
B) Nitrálás, kölcsönhatás tömény salétromsavval (hevítéskor és tömény kénsav jelenlétében):
C 6 H 6 + HNO 3 H 2 SO 4 C 6 H 5 NO 2 + H 2 O, nitrobenzol
B) Alkilezés, kölcsönhatás halogénszármazékokkal (hevítéssel és katalizátorok jelenlétében) (Friedel-Crafts reakció):
C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl AlCl3 C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl, etilbenzol
II. Hasonlóságok a telítetlen szénhidrogénekkel. Kiegészítési reakciók:
1. Hidrogénezés, hidrogén hozzáadása (melegítéssel és katalizátorok jelenlétében): C 6 H 6 + 3H 2 t kat C 6 H 12, ciklohexán
2. Halogénezés, halogének hozzáadása (fényben és katalizátor jelenlétében):
C 6 H 6 + 3Cl 2 világítás C 6 H 6 Cl 6, hexaklór-ciklohexán, hexoklorán
3. A telítetlen szénhidrogénekkel ellentétben nem lépnek kölcsönhatásba H 2 O-val, hidrogén-halogenidekkel vagy KMnO 4 oldattal.
Nyugta:
1. Elszigetelés természetes forrásokból: olaj, szén;
2. Olaj aromatizálása: 1) cikloalkánok dehidrogénezése: C 6 H 12 t kat C 6 H 6 + 3H 2 ;
2) alkánok ciklizálása és dehidrogénezése: C 6 H 14 t kat C 6 H 6 + 3H 2;
3) alkinok trimerizálása: 2C 2 H 2 t kat C 6 H 6
Alkalmazás:
1. Oldószer; 2. Motor-üzemanyag adaléka; 3. Szerves szintézisekben: nitrobenzol, anilin és színezékek előállítása; klórbenzol, fenol és fenol-formaldehid gyanták stb.
Biológiai hatás
A benzolgőz rövid távú belélegzése nem okoz azonnali mérgezést, ezért egészen a közelmúltig a benzollal végzett munka eljárását nem szabályozták különösebben. Nagy adagokban a benzol hányingert és szédülést okoz, és egyes súlyos esetekben a mérgezés végzetes kimenetel. A benzolgőz áthatolhat az érintetlen bőrön. Ha az emberi test ki van téve hosszú távú expozíció benzol kis mennyiségben, a következmények is nagyon súlyosak lehetnek. Ebben az esetben a krónikus benzolmérgezés leukémiát (vérrák) és vérszegénységet (hemoglobin hiánya a vérben) okozhat. Erős rákkeltő.
Olaj
olaj - sötét, olajos folyadék, különös szaggal, világosabb a víznél és nem oldódik benne (ez megmagyarázza nagyszámú a termelés és a tengeren és szárazföldön történő szállítás során kiömlött olajjal kapcsolatos környezeti katasztrófák).
Az olaj főleg egyenes és elágazó láncú alkánokat, cikloalkánokat (naftének) és aromás szénhidrogéneket tartalmaz. Jelenlétük és arányuk az olajban az olajmezőtől függ. Vannak olyan szerves vegyületek is, amelyek oxigént, nitrogént, ként és egyéb elemeket, valamint nagy molekulatömegű anyagokat (gyanták és aszfaltanyagok) tartalmaznak.
Kőolajtermékek. A „nyers” olaj frakcionált desztillációja a következők képződéséhez vezet:
1) benzin C 6 - C 9 szénhidrogéneket tartalmaz, 40 és 200 ° C közötti hőmérsékleten forraljuk, belső égésű motorokhoz használják;
2) benzin C 8 - C 14 szénhidrogéneket tartalmaz, 150 és 250 ° C közötti hőmérsékleten forr, traktorok üzemanyagaként használják;
3) kerozin C 9 - C 16 szénhidrogéneket tartalmaz, 220 és 275 °C közötti hőmérsékleten forr, turbinás motorok üzemanyagaként használják, alacsonyabb szénhidrogénekké krakkoláskor;
4) gázolaj vagy gázolaj 200 és 400 ° C közötti hőmérsékleten forraljuk, dízelmotorok üzemanyagaként használják;
5) fűtőolaj C 20 - ... szénhidrogéneket tartalmaz, magas forráspontú, frakciókra oszlik: szoláris olajok- gázolaj, kenőolajok- autóipar, légi közlekedés, ipari stb., vazelin- az alapja kozmetikumokés gyógyszerek. Néha megkapják paraffin– gyufa, gyertya stb. gyártásához. Lepárlás után megmarad kátrány, amelyet az útépítésben használnak.
A földgáz jellemzői.
1. A földgáz fő összetevője a metán.
2. A földgáz a metánon kívül etánt, propánt és butánt tartalmaz.
3. Általában minél nagyobb a szénhidrogén molekulatömege, annál kevesebb található belőle a földgázban.
4. A különböző mezőkből származó földgáz összetétele nem azonos. Átlagos összetétele (térfogatszázalékban) a következő: a) CH 4 – 80–97; b) C 2 H 6 – 0,5–4,0; c) C 3 H 8 – 0,2–1,5.
5. A földgáz üzemanyagként nagy előnyökkel rendelkezik a szilárd és folyékony tüzelőanyagokkal szemben.
6. Égéshője sokkal nagyobb, ha eléget, nem hagy hamut.
7. Az égéstermékek környezeti szempontból sokkal tisztábbak.
8. A földgázt széles körben használják hőerőművekben, gyári kazánházakban és különféle ipari kemencékben.
A földgáz felhasználásának módjai
1. A földgáz nagyolvasztókban való elégetése csökkentheti a kokszfogyasztást, csökkentheti az öntöttvas kéntartalmát és jelentősen növelheti a kemence termelékenységét.
2. Földgáz felhasználás a háztartásban.
3. Jelenleg járművekben kezdik alkalmazni (nagynyomású hengerekben), ami benzint takarít meg, csökkenti a motor kopását, és az üzemanyag teljesebb elégetésének köszönhetően tisztábban tartja a levegőt.
4. A földgáz a vegyipar fontos nyersanyagforrása, szerepe e tekintetben megnő.
5. A metánból hidrogén, acetilén és korom keletkezik.
Kapcsolódó kőolajgáz (jellemzők):
1) a kapcsolódó kőolajgáz is földgáz eredetű; 2) különleges nevet kapott, mert az olajjal együtt lerakódásokban található - feloldódik benne, és az olaj felett helyezkedik el, és gázsapkát képez; 3) amikor az olajat a felszínre vonják ki, az éles nyomásesés következtében elválik tőle.
A kapcsolódó kőolajgáz felhasználásának módszerei.
1. Korábban a kapcsolódó gázt nem használták, és azonnal kifáklyázták a mezőn.
2. Manapság egyre inkább kifogják, mert a földgázhoz hasonlóan jó tüzelőanyag és értékes vegyi alapanyag.
3. A kapcsolódó gáz felhasználási lehetőségei sokkal szélesebbek, mint a földgázé; A metán mellett jelentős mennyiségű egyéb szénhidrogént is tartalmaz: etánt, propánt, butánt, pentánt.
Az ipar a nemzetgazdaság számára szükséges kőolajtermékeket állítja elő.
A természetes olaj mindig tartalmaz vizet, ásványi sókat és különféle mechanikai szennyeződéseket.
Ezért a feldolgozás előtt a természetes olajat dehidratálják, sótalanítják és számos egyéb előzetes műveletnek vetik alá.
Az olajlepárlás sajátosságai.
1. Ipari körülmények között elfogadhatatlan az a módszer, amellyel a kőolajtermékeket úgy állítják elő, hogy az egyik frakciót a másik után desztillálják le olajból, ahogyan azt laboratóriumban teszik.
2. Nagyon improduktív, magas költségeket igényel, és nem biztosítja a szénhidrogének kellően egyértelmű eloszlását a molekulatömegük szerinti frakciókra.
Mindezen hiányosságoktól mentes az olaj lepárlásának módja folyamatosan működő csőrendszerekben:
1) a berendezés egy cső alakú olajfűtő kemencéből és egy desztillációs oszlopból áll, ahol az olajat frakciókra (párlatokra) választják el - szénhidrogének külön keverékei a forráspontjuk szerint - benzin, benzin, kerozin stb.;
2) egy csőkemencében van egy hosszú csővezeték, amely tekercs formájában helyezkedik el;
3) a kemencét fűtőolaj vagy gáz égetésével fűtik;
4) az olajat folyamatosan szállítják a csővezetéken, ahol 320–350 °C-ra melegítik, és folyadék és gőz keveréke formájában kerül a desztillációs oszlopba.
A desztilláló oszlop jellemzői.
1. Desztillációs oszlop – körülbelül 40 m magas acélhengeres berendezés.
2. Több tucat vízszintes válaszfala van benne lyukakkal, úgynevezett lemezekkel.
3. Az oszlopba belépő olajgőz felemelkedik és áthalad a lemezeken lévő lyukakon.
4. Fokozatosan lehűlve, ahogy felfelé haladnak, a forrásponttól függően bizonyos lemezeken cseppfolyósodnak.
5. A kevésbé illékony szénhidrogének már az első lemezeken cseppfolyósításra kerülnek, gázolaj-frakciót képezve, az illékonyabb szénhidrogének magasabban gyűlnek össze és kerozinfrakciót képeznek, a benzinfrakció még magasabbra gyűlik össze, a legillékonyabb szénhidrogének az oszlopból kilépnek az oszlopból. gőzöket és benzint képeznek.
6. A benzin egy részét visszavezetik a reflux-oszlopba, ami segít lehűteni és kondenzálni a felszálló gőzöket.
7. Az oszlopba belépő olaj folyékony része a lemezeken keresztül lefolyik, fűtőolajat képezve.
A fűtőolajban visszatartott illékony szénhidrogének elpárologtatásának elősegítése érdekében túlhevített gőzt vezetnek alulról az áramló fűtőolaj felé.
8. A kapott frakciókat bizonyos szinteken eltávolítjuk az oszlopról.
A kőolajgáz olyan gáz, amely olajban oldódik tározókörülmények között. Az ilyen gázt az olajlerakódások kialakulása során nyerik a tartály nyomásának csökkenése miatt. Az olajtelítési nyomás alá csökken. A kőolajgáz térfogata (m3/t) az olajban, vagy ahogyan gáztényezőnek is nevezik, a felső horizonton 3-5-től a mélyrétegekben 200-250-ig terjedhet, ha a lerakódások jól megőrződnek.
Az olajgázmezők olajmezők. Az Associated Petroleum Gas (APG) egy természetes szénhidrogéngáz, vagy inkább gázok és gőzökből álló szénhidrogén és nem szénhidrogén komponensek keveréke, amelyek olajban oldódnak, vagy olaj- és gázkondenzátummezők „sapkáiban” találhatók.
Valójában az APG az olajtermelés mellékterméke. Az olajtermelés legelején a kapcsolódó kőolajgázt a gyűjtés, előkészítés, szállítás és feldolgozás tökéletlen infrastruktúrája, valamint a fogyasztók hiánya miatt egyszerűen fellángolták.
Egy tonna olaj 1-2 m3-től akár több ezer m3 olajgázt is tartalmazhat, mindez a termelési régiótól függ.
A kapcsolódó kőolajgáz fontos nyersanyag az energia- és vegyipar számára. Ez a gáz megnövekedett fűtőértéke, amely 9 ezer és 15 ezer Kcal/m3 között mozoghat. Az energiatermelésben való felhasználását azonban bonyolítja instabil összetétele és számos szennyeződés jelenléte. Ezért a gáztisztítás („szárítás”) többletköltségeket igényel.
A vegyiparban a kapcsolódó gázban lévő metánt és etánt műanyagok és gumik előállítására használják, míg a nehezebb komponenseket aromás szénhidrogének, magas oktánszámú üzemanyag-adalékanyagok és cseppfolyósított szénhidrogén gázok, nevezetesen a cseppfolyósított propán előállításához használják alapanyagként. -bután technikai (SPBT).
Az Orosz Föderáció Természeti Erőforrások és Környezetvédelmi Minisztériuma (MPR) információi szerint az Oroszországban évente előállított 55 milliárd m3 kapcsolódó gáznak csak 26%-a (14 milliárd m3) kerül feldolgozásra. További 47% (26 milliárd m3) az ipar igényeire megy el, vagy technológiai veszteségként kerül leírásra, további 27% (15 milliárd m3) pedig fáklyázásra kerül. Szakértői becslések szerint a kapcsolódó kőolajgáz elégetése okozza a csaknem 139,2 milliárd rubel veszteséget, amelyet folyékony szénhidrogének, propán, bután és száraz gáz értékesítéséből lehetett megszerezni.
Ez a folyamat az oka a szilárd szennyezőanyagok nagymértékű kibocsátásának, valamint az olajtermelő régiók környezeti helyzetének általános romlásának. A „technológiai veszteségek” és az APG égése során szén-dioxid és aktív korom kerül a légkörbe.
Az oroszországi gázfáklyázás miatt évente körülbelül 100 millió tonna CO2-kibocsátást regisztrálnak (ha a teljes gázmennyiséget fáklyázzák). Az orosz fáklyák ugyanakkor hírhedtek a hatástalanságukról, vagyis nem ég el bennük minden gáz. Kiderült, hogy a metán, amely sokkal veszélyesebb üvegházhatású gáz, mint a szén-dioxid, kerül a légkörbe.
Az olajgáz elégetése során kibocsátott korom mennyiségét évente körülbelül 0,5 millió tonnára becsülik. A kőolajgáz elégetése a környezet hőszennyezésével jár. A fáklya közelében a talaj hőpusztulási sugara 10-25 méter, ill növényvilág- 50-150 méter.
Az ilyen gázok égéstermékeinek, nevezetesen a nitrogén-oxidnak, kén-dioxidnak, szén-monoxidnak a légkörben való magas koncentrációja a helyi lakosságban megnöveli a tüdő- és hörgőrák előfordulási gyakoriságát, valamint májkárosodást, ill. gyomor-bél traktus, idegrendszer, látás.
A leghelyesebb és hatékony módszer A kapcsolódó kőolajgáz hasznosítása a gázfeldolgozó üzemekben történő feldolgozásának nevezhető száraz sztrippelt gáz (DSG), könnyű szénhidrogének (NGL) széles frakciójának, valamint cseppfolyósított gázok (LPG) és stabil gázbenzin (SGB) képzésével. ).
Az olajgáz megfelelő hasznosítása évente mintegy 5-6 millió tonna folyékony szénhidrogén, 3-4 milliárd m3 etán, 15-20 milliárd m3 száraz gáz vagy 60-70 ezer GWh villamos energia előállítását teszi lehetővé.
Érdekes módon 2012. január 1-jén hatályba lépett az Orosz Föderáció kormányának „A szennyezés csökkentését ösztönző intézkedésekről” szóló rendelete. légköri levegő a kapcsolódó kőolajgáz fáklyákban történő égésének termékei.” Ez a dokumentum kimondja, hogy a bányászati vállalkozásoknak az APG 95%-át újra kell hasznosítaniuk.
A kőolajgáz összetétele változhat. Mitől függ? A szakértők kiemelik a következő tényezők, amelyek befolyásolják a kőolaj-gáz összetételét:
Az olaj összetétele, amelyben a gáz feloldódik
a természetes olaj- és gázrendszerek stabilitásáért felelős lerakódások előfordulásának és kialakulásának feltételei
természetes gáztalanítás lehetősége.
A legtöbb kapcsolódó gáz a termelési területtől függően még nem szénhidrogén komponenseket is tartalmazhat, például hidrogén-szulfidot és merkaptánokat, szén-dioxidot, nitrogént, héliumot és argont. Ha a kőolajgázok összetételében a szénhidrogének vannak túlsúlyban (95-100%), akkor ezeket szénhidrogéneknek nevezzük. Vannak szén-dioxidot (CO2 4-20%) vagy nitrogént (N2 3-15%) tartalmazó gázok is. A szénhidrogén-nitrogén gázok legfeljebb 50% nitrogént tartalmaznak. A metán és homológjainak aránya alapján a következőket különböztetjük meg:
A geológiai jellemzők alapján a gázsapkákból származó gázok, valamint közvetlenül az olajban oldott gázok szabadulnak fel. Az olajtartályok felnyitása során az olajsapkákból a gáz leggyakrabban elkezd kitörni. Ezenkívül az előállított APG fő mennyiségét az olajban oldott gázok teszik ki.
A gázsapkákból származó gáz, amelyet szabad gáznak is neveznek, „könnyebb” összetételű. Kisebb mennyiségű nehéz szénhidrogén gázt tartalmaz, ami kedvezőbb az olajban oldott gázhoz képest. Kiderült, hogy a terepfejlesztés első szakaszaiban gyakran nagy éves mennyiségű APG-termelés folyik, összetételében túlsúlyban a metán.
Idővel azonban a kapcsolódó kőolajgáz termelése csökken, és a nehéz komponensek mennyisége nő.
Annak megállapítására, hogy egy adott olaj mennyi gázt tartalmaz és mi az összetétele, a szakemberek mélymintavevővel gáztalanítják a kútfejnél vagy tározó körülményei között vett olajmintát. Az olajok tökéletlen gáztalanítása miatt a fenéklyuk zónában és a felszálló vezetékekben a kútfejből vett olajgáz nagyobb mennyiségű metánt és kisebb térfogatú homológjait tartalmazza, mint a mélységi olajmintákból származó gáz.
| Régió mező | Gázösszetétel, tömeg% | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CH 4 | C 2 H 6 | C 3 H 8 | i-C 4 N 10 | n-С 4 Н 10 | i-C 5 N 12 | n-C5N 12 | CO 2 | N 2 | |
| NYUGAT-SZIBÉRIA | |||||||||
| Samotlorskoe | 60,64 | 4,13 | 13,05 | 4,04 | 8,6 | 2,52 | 2,65 | 0,59 | 1,48 |
| Varieganskoe | 59,33 | 8,31 | 13,51 | 4,05 | 6,65 | 2,2 | 1,8 | 0,69 | 1,51 |
| B ash k o r t o s t a n | |||||||||
| Arlanskoe | 12,29 | 8,91 | 19,6 | 10,8 | 6,75 | 0,86 | 42,01 | ||
| Vjatskoe | 8,2 | 12,6 | 17,8 | 10,4 | 4,0 | 1,7 | 46,2 | ||
| Udmurt Köztársaság | |||||||||
| Lozoljukszko-Zurinszkoje | 7,88 | 16,7 | 27,94 | 3,93 | 8,73 | 2,17 | 1,8 | 1,73 | 28,31 |
| Arkhangelskoe | 10,96 | 3,56 | 12,5 | 3,36 | 6,44 | 2,27 | 1,7 | 1,28 | 56,57 |
| Perm régió | |||||||||
| Kuedinskoe | 32,184 | 12,075 | 13,012 | 1,796 | 3,481 | 1,059 | 0,813 | 0,402 | 33,985 |
| Krasznojarszk | 44,965 | 13,539 | 13,805 | 2,118 | 3,596 | 1,050 | 0,838 | 1,792 | 17,029 |
| Gondyrskoye | 21,305 | 20,106 | 19,215 | 2,142 | 3,874 | 0,828 | 0,558 | 0,891 | 29,597 |
| Stepanovskoe | 40,289 | 15,522 | 12,534 | 2,318 | 3,867 | 1,358 | 0,799 | 1,887 | 20,105 |
A cseppfolyós állapotban lévő kőolajgázok teljes körű jellemzése lehetővé teszi, hogy kiváló minőségű, teljes üzemanyagként használják az autómotorokhoz. A cseppfolyósított kőolajgáz fő összetevői a propán és a bután, amelyek a gáz- és benzinüzemek olajtermelésének vagy finomításának melléktermékei.
A gáz tökéletesen egyesül a levegővel, homogén éghető keveréket képezve, amely garantálja a magas égéshőt és elkerüli a detonációt az égési folyamat során. A gáz minimális mennyiségben tartalmaz olyan komponenseket, amelyek hozzájárulnak a szénképződéshez és az energiarendszer szennyeződéséhez, valamint korróziót okoznak.
A cseppfolyósított kőolajgáz összetétele lehetővé teszi a gázüzemanyag motoros tulajdonságainak megteremtését.
A propán keverési folyamata során lehetőség nyílik a megfelelő telített gőznyomás biztosítására a gázkeverékben, ami a gázpalackos járművek különböző éghajlati viszonyok között történő alkalmazása szempontjából nagy jelentőséggel bír. Ez az oka annak, hogy a propán jelenléte nagyon kívánatos.
A cseppfolyósított kőolajgáznak nincs színe és szaga. Emiatt az autókban való biztonságos használat garantálása érdekében különleges aromát kap – szagosan.
A fennmaradó társult gáz, amelyet az olajtermelő vállalatok nem fáklyáznak és nem fáklyáznak be a tározóba, feldolgozásra kerülnek. A feldolgozó üzembe szállítása előtt meg kell tisztítani. A mechanikai szennyeződésektől és víztől mentesített gáz sokkal könnyebben szállítható. A cseppfolyósított frakciók gázvezetékek üregébe történő kicsapódásának megakadályozása és a keveredés elősegítése érdekében a nehéz szénhidrogéneket kiszűrik.
A kénes elemek eltávolításával megelőzhető a kapcsolódó kőolajgáz korrozív hatása a vezeték falára, a nitrogén és a szén-dioxid kivonásával pedig csökkenthető a feldolgozás során fel nem használt keverék térfogata. A gáz tisztítása különféle módszerekkel történik. A gáz hűtésének és kompressziójának (nyomás alatti összenyomásának) befejezése után elkezdheti szétválasztani vagy gázdinamikus módszerekkel feldolgozni. Ezek a módszerek meglehetősen olcsók, de nem teszik lehetővé a szén-dioxid és a kén komponensek olajgázból történő elkülönítését.
Ha szorpciós módszereket alkalmazunk, akkor a hidrogén-szulfid eltávolítása mellett a víz és a nedves szénhidrogén komponensek szárítását is elvégezzük. Ennek a módszernek az egyetlen hátránya a technológia nem megfelelő adaptációja terepviszonyok, ami a gáztérfogat körülbelül 30%-át okozza. Ezenkívül a folyadék eltávolítására a glikolos szárítási módszert alkalmazzák, de csak másodlagos eljárásként, mivel a vízen kívül mást nem bocsát ki a keverékből.
Mindezek a módszerek ma már elavultnak nevezhetők. A legtöbb modern módszer membrántisztítás. Ez a módszer a kőolajgáz különböző összetevőinek membránszálakon keresztül történő behatolási sebességének különbségén alapul.
Amikor a gáz egy feldolgozó üzembe kerül, alacsony hőmérsékletű abszorpcióval és kondenzációval alapfrakciókra választja szét. Ezen frakciók egy része azonnal végtermékké válik. Az elválasztás után sztrippelt gázt kapunk, amely metánt és etán keveréket, valamint könnyű szénhidrogének (NGL) széles frakcióját tartalmazza. Az ilyen gáz könnyen szállítható csővezetékrendszereken és tüzelőanyagként felhasználható, valamint nyersanyagként szolgál az acetilén és a hidrogén előállításához. Ezenkívül gázfeldolgozással folyékony propán-butánt állítanak elő az autók számára (azaz gázmotor-üzemanyagot), valamint aromás szénhidrogéneket, keskeny frakciókat és stabil gázbenzint.
A kapcsolódó kőolajgázt a feldolgozás rendkívül alacsony jövedelmezősége ellenére aktívan használják az üzemanyag- és energiaiparban, valamint a petrolkémiai iparban.
Az ásványokban gazdag Oroszországban csak a 21. században kezdtek el komolyan foglalkozni a kapcsolódó kőolajgáz (APG) hasznosításával és felhasználásával. A földgáz abban különbözik a kapcsolódó kőolajgáztól, hogy hiányzik az iparban használt hasznos összetevők egész sora.
Az olajtermelés a kapcsolódó gázok felszabadulásával jár. A különböző típusú mezőkhöz kapcsolódó kőolaj-gáz összetétele a következő anyagokat tartalmazza:
Az APG elválasztás három szakaszán áthaladva a könnyű metán elpárolog, de más értékes komponensek is használhatóvá válnak: pentán, hexán, heptán, benzol.
A komponensek széles körének jelenléte és az APG alapvető tulajdonságainak változása nem teszi lehetővé pontos kémiai képletének meghatározását.
A fő komponensek alapján a kapcsolódó kőolajgáz képlete a következő lesz:
CH 4 + C 2 H 6 + C 3 H 8 + C 4 H 10 + C 5 H 12 + N 2 (metán + etán + propán + bután + pentán + nitrogén).
A kapcsolódó gáz fizikai tulajdonságai nem stabilak. Ez egy zsíros típusú gáz, sűrűbb a szokásosnál.
Az olajmezőről fokozatosan leválasztott APG eléri az 1 köbméter sűrűséget, egészen 2700 grammig vagy majdnem 2 kg tiszta szénhidrogénig. Az elválasztás harmadik szakaszában 23% pentánt és származékait, 19% metánt, 17% hexánt, 12% butánt és vegyületeit, 5% etánt, 4,5% propánt, 4% oktánt tartalmaz. A szükséges technológiai műveletek (szárítás, kén- és szén-dioxid-tisztítás, mechanikai szennyeződések eltávolítása, kompresszió) elvégzése után a keletkező gázkomponenseket felhasználják ipari célokraés előállításához üzemanyagként használják elektromos energia. Az APG fő megkülönböztető tulajdonságai - több nagy sűrűségű, viszkozitása, összenyomhatósága a hagyományos földgázhoz képest.
Hol található a kapcsolódó kőolajgáz? Az APG eredeti formájában egy olaj- vagy olaj- és gázkútból érkezik a központi előkészítési pontig. Ezt követően speciális berendezéssel megkezdődik a kapcsolódó kőolajgáz felhasználásra történő előkészítése. Szárítás, kén-, szén-dioxid-tisztítás és leválasztás után a gáz speciális tárolókba, erőművekbe, kazánházakba kerül. A vákuumkompresszor egységek és a gázemelő rendszerek segítségével elősűrítik - a sűrűséget növelik, miközben eltávolítják a szennyeződéseket.
Az ipari APG beszerzéséhez a következőket kell használni:
A mechanikai szennyeződéseket gázolaj-leválasztóval és gázmosó szűrőkkel távolítják el.
Az egyes APG komponensek olajmezőkben történő elkülönítésére leggyakrabban kompressziós és adszorpciós módszereket alkalmaznak a kapcsolódó kőolajgáz leválasztására és feldolgozására. A kivont gázkeverék komponensei különböző mértékben képesek ellenállni a gőz hatásának. A sűrűség alapján a kapcsolódó kőolajgázt nehéz és könnyű frakció. A nehezebb szénhidrogéneket leválasztják, a fennmaradó könnyű szénhidrogén-frakciót cseppfolyósítják, és a hőerőművek ellátására csövekbe szivattyúzzák.
Az adszorpciós technológia alkalmazásakor a rövid ciklusú adszorpció elvét alkalmazzák. Amikor a gázelegy váltakozóan működő, szénmolekuláris szitával (CMS) töltött adszorbereken halad át, a gázok frakciókra oszlanak.
Milyen frakciókat választanak el a kapcsolódó kőolajgáztól? Az APG feldolgozás utolsó szakaszában - rektifikáció - frakciókra oszlik:
Az elválasztási frakciók pontos összetétele és mennyisége az alkalmazott technológiától (kompressziós rektifikáció, Voronov adszorpciós módszer, membrán módszer) függ.
2009 óta Oroszország úgy döntött, hogy felhagy az APG „ledobásával” fáklyázásával, amely környezetszennyezéssel jár. Az olajtermelők feladata a kapcsolódó kőolajgáz hasznos feldolgozása és civilizált hasznosítása. A tudósok több tucat módszert fejlesztettek ki az APG hatékony feldolgozására. Az olajmunkások számos alapvető módszert alkalmaznak:
A Tomszki Állami Egyetem tudósainak egy csoportja fejlesztette ki és tesztelte a gyakorlatban innovatív technológia a kapcsolódó gáz lángmentes égése. 650 fokos katalizátorokon való áthaladás után az APG oxidálódik, vízzé és szén-dioxiddá alakul.
A kapcsolódó kőolajgáz egy másik felhasználási módja az, hogy összetevőit nyersanyagként használják gumi, műanyag, kémiai vegyületek propilén, butadién.
A membrános módszer az APG gázleválasztásának leghatékonyabb módszere. A gázelegyet tartós polimerekből készült gázleválasztó membránba vezetik. A keverék egyes komponensei gyorsabban hatolnak be a membránon, és permeátumáramot képeznek. A lassú gázok maradék áramlást képeznek. A folyamokat különböző tartályokba küldik további felhasználás céljából.
A kapcsolódó kőolajgáz hőerőművek tüzelőanyagaként, kereskedelmi cseppfolyósított kőolajgáz, bután, hexán, propán és benzol előállításának forrásaként való felhasználása gazdasági előnyökkel jár a feldolgozók számára, és jelentősen javítja a környezeti helyzetet az olajterületeken, miután felhagytak a kapcsolódó égetéssel. kőolajgáz. A kapcsolódó kőolajgáz feldolgozásából származó további termékek beszerzése egyidejűleg mentesíti az olajmunkásokat a környezetszennyezés miatti bírság alól.
