Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СТАНОВЛЕНИЕ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ В УРАЛО-ПОВОЛЖЬЕ И ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ. 7
1.1. Некоторые вопросы истории добычи и использования попутного нефтяного газа 7
1.2. Основные тенденции переработки попутного нефтяного
газа, природного газа газовых и газоконденсатных месторождений 19
ГЛАВА 2. ЗАРОЖДЕНИЕ, СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ. 28
2.1. Тюменская область - крупнейший нефтедобывающий район России. 28
2.2. Наличие и использование ресурсов нефтяного газа
в Западной Сибири. 33
2.3. Прогноз ресурсов нефтяного газа и других источников лёгкого углеводородного сырья по месторождениям Западной Сибири. 36
2.4. Истоки становления газопереработки. 41
2.5. Нижневартовский ГПЗ - первенец отрасли. 45 ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ. ПЕРЕРАБОТКА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ. 52
3.1. Метод определения компонентного состава газа и результаты исследований. 52
3.2. Сущность первичной переработки и процессы разделения ПНГ. 66
3.3. Описание технологической схемы МАУ. 75 ГЛАВА 4. ПРОДУКТЫ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ. ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ. 84 4.1. Товарная продукция ГПЗ и её использование. 84
4.2. Принципиальные схемы нефтехимических производств. 88
4.3. ЦГФУ - схема, описание, дальнейшее использование продуктов разделения. 95
4.4. Перспективы развития нефтехимической отрасли. 102 ВЫВОДЫ 105 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 106 ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение
Целью работы является:
- Исследование исторических аспектов возникновения, становления и развития научных работ по изучению химического состава и свойств попутных газов нефтяных месторождений Западно-Сибирского региона, а также комплекса проблем, связанных с переработкой попутных газов с целью получения высококачественного сырья для нефтехимической промышленности.
- Исследование химического состава и свойств попутных газов нефтяных месторождений Западной Сибири: Самотлорского, Советского, Варьёганского, Мамонтовского, Южно-Балыкского, Тепловского и некоторых других с целью определения возможностей использования их в качестве сырья на Нижневартовском, Белозерном и Южно-Балыкском газоперерабатывающих заводах.
- Оценка возможности и эффективности использования полученных на газоперерабатывающих заводах углеводородных фракций для производства нефтехимических продуктов - мономеров, полимеров, каучу-ков, резин.
- Исследование зависимости режимных параметров и выхода широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), стабильного газового бензина (СГБ) и пропана на газоперерабатывающих установках.
Научная новизна
Впервые в хронологической последовательности проанализированы сведения по всем историческим этапам создания и совершенствования предприятий по переработке попутных нефтяных газов Западно-Сибирского региона.
Впервые исследован химический состав попутных газов различных нефтяных месторождений Западной Сибири (Самотлорского, Варьеганского, Южно-Балыкского и др.) и предложена научно-обоснованная схема их переработки.
Впервые проведена классификация попутных газов многих нефтяных месторождений Западной Сибири по содержанию наиболее ценных компонентов (С3—С5 и выше).
Практическая значимость
Практическая ценность работы заключается в том, что рекомендации по обеспечению максимального выхода ШФЛУ, СГБ и пропана, в зависимости от химического состава попутных газов нефтяных месторождений Западной Сибири и режимных параметров газоперерабатывающих установок, используются на Нижневартовском, Белозерском и Южно—Балыкском газоперерабатывающих заводах.
Материалы диссертационного исследования используются при чтении лекций и при проведении лабораторного практикума по отдельным разделам курсов «Технология нефти и газа» и «Общая химия» для студентов технологического факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета.
Структура и содержание работы:
Диссертация изложена на 109 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы.
ГЛАВА 1. СТАНОВЛЕНИЕ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ В УРАЛО-ПОВОЛЖЬЕ И ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
1.1. Некоторые вопросы истории добычи и использования
попутного нефтяного газа.
Сегодня для каждого из нас обращение к славным страницам истории нефтегазовой промышленности России продиктовано не только естественным интересом к прошлому, но и попыткой осознать смысл и необходимость перемен, понять, что мы можем унаследовать из прошлого, какими критериями необходимо руководствоваться в нашем настоящем. Начало добычи нефти в нашей стране уходит в далёкое прошлое, однако годом рождения отечественной нефтяной промышленности принято считать 1864 г. - год перехода от ручного способа бурения нефтяных скважин к механическому ударному способу, первозачинателем которого был А. Н. Новосильцев [1].
Сбор нефти и газа на промыслах до революции был крайне примитивен. Технический уровень промыслового газового хозяйства был таким низким, что позволял эксплуатировать скважины, дающие только чистый газ. Промышленники не только не заботились о сохранении газа или лёгких фракций, но и всячески старались от них избавиться. Нефть в основном шла на топливо или на переработку. Основными продуктами, которые из неё получали, были керосин, лигроин и масла. Бензиновые фракции, содержащиеся в нефти, повышали температуру вспышки и поэтому считались нежелательными. Промышленники прибегали к различным мерам для выветривания лёгких фракций: нефть собирали в открытых земляных амбарах с большой поверхностью испарения, пропускали её через специальные градирни, удлиняли канавы, по которым она стекала в амбар и т.д. [2].
Единой обвязки скважин на промысле в то время не существовало. Только спустя несколько лет после национализации нефтяной промышленности появляются сепараторы, металлические мерники, выкидные линии,
общепромысловые коллекторы и промысловые нефтесборные пункты. Промыслы начинают строиться по так называемой индивидуальной системе неф-тегазосбора. По этой системе около каждой скважины сооружались трап и мерник, где производилась сепарация нефти и замер дебита скважины. Но и эта система имела ряд недостатков: большое количество дорогой аппаратуры на оборудование скважин, плохое использование пластовой энергии и сложность обслуживания разбросанных установок.
В конце 1930-х годов была создана так называемая «бакинская» система сбора, которая отвечала основным требованиям закрытой эксплуатации скважин.
После Великой Отечественной войны инженерами Ф. Г. Бароняном и С. А. Везировым была разработана новая система нефтегазосбора, которая выгодно отличалась своей компактностью, универсальностью и технологичностью [3].
Современный промысел представляет уже крупное индустриальное предприятие с высокой производительностью труда. Все промыслы оснащены полностью закрытыми системами сбора, исключающими потери нефти и газа. Сегодня на промыслах осуществляют процессы тонкой сепарации, де-эмульсации, обессоливания и в ряде случаев глубокой стабилизации нефти. Внедрена полная и комплексная автоматизация всех технологических процессов по сбору и подготовке нефти.
Следует отметить, что за послевоенный период значительно увеличилась добыча попутного газа на всех нефтяных промыслах страны и особенно в Татарии, Башкирии, Оренбургской и Куйбышевской областях (табл. 1.1) [4].
Таблица 1.1.
Динамика фонда месторождений действующих газовых скважин и добыча газа.
---------------[ Количество месторождении в разработке Количество действующих газовых Добыча газа, млн. mj
Годы Куйбышевская область Оренбургская область Всего скважин на месторождениях и в газохранилищах Куйб-шевская область Оренбургская область Всего
1942 1943 1 2 1 1 2 2 15 0,2 33.8 0,5 8.6 0.7 42.4
1944 1945 2 2 2 2 4 4 18 21 187.8 125.3 26,6 107,6 214.4 232,9
1946 1947 3 2 3 5 6 27 31 132,1 180,9 124,4 87,8 256,5 268,7
1948 1949 3 2 4 4 7 6 30 25 125.3 155.4 213,4 139,8 338,7 395,2
1950 1951 2 3 4 4 6 7 27 30 118,5 127.2 313,5 308,7 432,0 435,9
1952 1953 4 4 6 10 11 42 51 150.5 154,1 292,4 346.5 442,9 500,6
1954 1955 4 4 8 Q 12 13 67 67 159.8 122,9 357,8 388,8 517,6 511,6
1956 1957 4 4 9 9 !3з 69 76 141,8 128,9 428,6 526,5 570,4 655,4
1958 1959 5 5 9 9 14 14 63 74 89,9 102,7 572,1 562,9 662,0 665,6
1960 1961 5 5 9 9 14 14 75 84 186,0 185,3 476,6 471,3 662,6 656,6
1962 1963 6 6 11 11 17 17 93 89 212,8 219,1 465,6 450,6 678,3 669,7
1964 1965 6 6 12 12 18 18 109 108 171,1 148Л 499,9 542,9 674,0 691,0 ¦
Отмечая факт роста добычи и использования попутного газа, необходимо сказать и о том, что на нефтепромыслах всё ещё терялось большое количество попутного газа, поступающего из месторождений вместе с нефтью.
Первая послевоенная пятилетка явилась дальнейшим шагом вперёд по пути совершенствования новой техники и технологии переработки нефти и газа. В области переработки нефти, природных и попутных газов широко развивались технологические связи между нефтегазовой и химической промышленностью. Были построены мощные нефтехимические комбинаты -Салаватский, Куйбышевский и Ангарский. Однако из-за отставания строительства объектов по сбору попутных газов и переработке их на газобензиновых заводах и отставания вводов в эксплуатацию вторичных процессов переработки нефти на НПЗ многие заводы нефтехимии плохо обеспечивались углеводородным сырьём. На нефтеперерабатывающих заводах, действующих на тот период времени, всё ещё оставалась низкой доля использования лёгкого углеводородного сырья для нефтехимии, которая не превышала 0,5 - 1% от объёма переработки нефти.
Это объяснялось применением несовершенных систем газосбора и газофракционирования на этих заводах, построенных десятки лет назад, когда нефтехимическая промышленность ещё не развивалась, и отставанием в строительстве установок вторичных процессов переработки нефти.
На нефтепромыслах вводились в строй газобензиновые установки и установки стабилизации нефти. Это являлось прочной основой обеспечения сырьём бурно развивающейся химической промышленности.
Значение нефти и газа в народном хозяйстве ещё более увеличилось в связи с применением их как важного сырья для расширения производства минеральных удобрений, синтетического каучука, искусственного волокна, пластмасс и других химических продуктов (табл. 1.2) [9, 10].