В современных условиях ужесточения конкуренции и поиска путей повышения энергоэффективности нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств компания GEA предлагает ряд уникальных решений по увеличению производительности и повышению рентабельности НПЗ и НХЗ.
Все они успешно опробованы на производствах в различных регионах России, СНГ и за рубежом.
Решение проблемы сжигания попутного нефтяного газа
Одной из наиболее острых в нефтегазовом секторе сегодня является проблема сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ).
Она не только влечет за собой экономические, экологические, социальные потери и риски для государства, но становится еще более актуальной при нарастании мировой тенденции по переводу экономики к низкоуглеродному и энергоэффективному способу развития.
Как известно, ПНГ представляет собой смесь углеводородов, которые растворены в нефти.
Он содержится в нефтяных пластах и высвобождается на поверхность при добыче «черного золота».
ПНГ отличается от природного газа тем, что помимо метана состоит из бутана, пропана, этана и других более тяжелых углеводородов.
Кроме того, в нем можно обнаружить и неуглеводородные составляющие, такие как гелий, аргон, сероводород, азот, углекислый газ.
Вопросы использования и утилизации ПНГ актуальны для всех нефтедобывающих стран, но в России эта проблема стоит более серьезно, ведь по данным Всемирного Банка наше государство фигурирует в числе лидеров списка стран с самыми высокими показателями сжигания ПНГ на факелах.
Один из аспектов данной проблемы - экологический.
Сжигание попутного нефтяного газа сопровождается выбросом в атмосферу больших объемов вредных веществ, что влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды, уничтожение невозобновляемых природных ресурсов, развивает негативные общепланетарные процессы, которые крайне отрицательно влияют на климат.
По недавним ежегодным статистическим данным, от сжигания ПНГ только Россией и Казахстаном в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязняющих веществ, в состав которых входят и углекислый газ, и диоксид серы, и сажевые частицы.
Эти и многие другие вещества так или иначе попадают в организм человека, представляя опасность для здоровья населения страны и всей планеты.
Кроме того, бездарная потеря ценных углеводородов несет серьезные экономические убытки.
Попутный нефтяной газ - важное сырье для энергетической и химической отраслей промышленности.
Он обладает большой теплотворной способностью, а входящие в состав ПНГ метан и этан используются в производстве пластмасс и каучука, другие его элементы - ценное сырье для высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов.
Известны следующие способы полезной утилизации ПНГ:
- закачка в пласт (для повышения продолжительности добычи нефти);
- использование в качестве топливного газа (подмешивание к потоку топливного газа ГТУ или ГПУ) для производства электроэнергии (и/или тепла);
- использование компонентов газа в качестве сырья для нефтехимического производства (здесь речь идет о тяжелых УВ).
Предлагаемая компанией ГЕА система позволяет отделить пригодный газ от тяжелых углеводородов, что обеспечивает получение дополнительной прибыли.
Компания ГЕА предлагает целый комплекс технологий, позволяющих не только хранить, очищать попутный газ, но и использовать его в качестве сырья для производства электроэнергии.
Компания ГЕА предлагает блочный пункт подготовки газа (БППГ) на базе холодильной установки.
Назначение блока - очистка и осушка ПНГ с целью извлечения газового конденсата и удаления из него влаги до точки росы, исключающей гидратообразование при дальнейшей транспортировке газа потребителю или при последующем сжатии газа в компрессорных установках в технологических процессах.
Цель процесса подготовки ПНГ заключается в конденсации паров влаги при температурах до 0 °С и растворенных в газе тяжелых углеводородов при температурах до -30 °С и ниже в зависимости от входных параметров ПНГ и требуемой чистоты газа.
Определяющим фактором является температура точки росы самого тяжелого углеводородного компонента в составе очищаемого газа.
Для процесса охлаждения газа используется компактная холодильная установка на базе холодильно–компрессорных агрегатов ГЕА в блочно-контейнерном исполнении локального производства компании ГЕА на российской производственной площадке в Подмосковье (г. Климовск, МО).
Повышение производительности и эффективности заводов по сжижению СПГ и регазификационных терминалов за счет реконденсации отпарного газа
Как известно, отпарной газ остается в газообразном состоянии при охлаждении и конденсации продукта (например, СПГ), а также образуется при дросселировании жидкого продукта во время загрузки или разгрузки емкостей хранения.
Как на заводах по сжижению СПГ, так и на регазификационных терминалах возможны вредные выбросы от факельного сжигания и выпуска углеводородов, равно как и неорганизованные выбросы.
К основным газам, выбрасываемым этими источниками, обычно относятся оксиды азота (NOX), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2), а если речь идет о высокосернистом газе - то и диоксид серы (SO2).
Необходимо принять все разумные меры для достижения максимальной энергетической эффективности и проектирования сооружений с минимальным потреблением энергии.
Общая задача должна состоять в снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и выборе экономически оправданных и технически осуществимых вариантов для снижения вредных выбросов.
Факельное сжигание и выпуск газа служат важной мерой обеспечения безопасности, используемой на объектах СПГ для обеспечения безопасного сброса газа при аварийных ситуациях, отключении питания и отказе оборудования или возникновении других нештатных условий на установке.
Сжигание на факельных установках и выпуск газа следует применять только при аварийных ситуациях или возникновении других нештатных условий на установке.
Постоянный выпуск или факельное сжигание отпарного газа при эксплуатации установок СПГ в обычном режиме считаются неприемлемой практикой, которой следует избегать.
Отпарной газ следует собирать с помощью соответствующей системы рекуперации паров (например, компрессорной системы).
Именно такие системы и предлагает компания ГЕА своим заказчикам.
В составе установок для реконденсации отпарного газа обычно используются следующие варианты исполнения компрессора: винтовой маслозаполненный компрессор; винтовой компрессор сухого сжатия; поршневой компрессор.
Компания ГЕА предлагает технологию с использованием винтового маслозаполненного компрессора, которая обеспечивает строгое соответствие стандартам надежности, а также возможность работы при минимальных температурах и приносит существенную экономию электроэнергии суммарно за год за счет использования регулируемой внутренней объемной степени сжатия винтового компрессора–Vi.
Компрессор имеет возможность плавного регулирования производительности от 10% до 100%.
Кроме того, закупка и обслуживание маслозаполненного компрессора более экономична по сравнению с безмасляным.
Компания ГЕА предлагает технические решения, обеспечивающие доступность и ремонтопригодность, а также соответствие высоким стандартам директив в области охраны здоровья и безопасности и международным стандартам (контроль уровня шума и пожаробезопасность).
Повышение производительности и доходности за счет использования установок производства СПГ малой производительности
По мнению отечественных специалистов, развитие малой энергетики в ближайшие годы будет связано с более широким использованием сжиженного природного газа.
В настоящее время мировой рынок торговли СПГ стал наиболее динамично развивающимся рынком углеводородов.
В среднем его прирост составляет около 7% в год.
Ведущими странами мира он признан как один из самых перспективных видов энергоносителей на обозримое будущее.
Преимущества СПГ как вида топлива:
Во-первых, сжижение природного газа увеличивает его плотность в 600 раз, что повышает эффективность и удобство хранения, а также транспортировки и потребления энергоносителя (в том числе и как моторного топлива для транспортных средств).
Во-вторых, СПГ - криогенная жидкость, которая хранится под небольшим избыточным давлением при температуре около 112К (-161 °C) в емкости с теплоизоляцией, и нетоксична.
В-третьих, СПГ дает возможность газификации объектов, удаленных от магистральных трубопроводов на значительные расстояния, что, помимо всего прочего, например, позволяет также вовлекать в сельскохозяйственный оборот глубинные (удаленные) территории.
В ОАО «Газпром» разработана программа работ по решению актуальных задач газификации населенных пунктов, отдаленных от газопроводов.
Другой причиной необходимости ускорения работ по использованию СПГ является то, что все крупнейшие месторождения природного газа в России находятся в удаленных районах, неблагоприятных для строительства транспортных газопроводов, и наиболее целесообразным здесь представляется транспортировка газа в жидком состоянии.
Основные российские газовые месторождения будут располагаться именно в таких районах (Баренцево море, шельф Карского моря, остров Сахалин и т.д.).
Это обуславливает необходимость строительства крупных заводов по производству СПГ в местах перспективных месторождений.
Установка сжижения природного газа малой производительности до 1 млн т в год, в некоторых случаях имеет ряд преимуществ перед большими промышленными установками.
В частности, для малых установок характерны:
- простота процесса;
- безопасность;
- простота в эксплуатации;
- компактность, блочно-модульное исполнение;
- надежность установки.
Технологии сжижения газа малой производительности, предлагаемые потребителю специалистами компании ГЕА, могут использовать смесевой хладагент, а также технологии, основанные на расширении газа (дроссельные и детандерные циклы).
Выводы
Как показывают исследования надежности и расчеты, решения по увеличению производительности и повышению рентабельности НПЗ и НХЗ, разработанные специалистами компании ГЕА, очень выгодны для потребителей.
* анализ надежности, эксплуатационной готовности и ремонтопригодности (RAM) и типов отказов, эффектов и критичности (FMECA), направленные на оценку надежности системы и доступности с использованием стандартных моделей в соответствии с кодами (МЭК 60812) или спецификациями пользователей
Группа компаний ГЕА в России входит в международный машиностроительный концерн GEA Group AG - со штаб квартирой в городе Дюссельдорф (Германия), в настоящее время является одним из крупнейших поставщиков инновационного оборудования и технологий и имеет подразделения более чем в 50 странах мира.
Объём продаж компании более 4,5 миллиардов евро, акции GEA Group торгуются на фондовой бирже в Франкфурте и входят в сводный индекс STOXX® Europe 60.
Компания ГЕА имеет 3 производственные площадки в России: г. Климовск (мультифункциональное производство, в том числе холодильного и компрессорного оборудования), г. Коломна и г. Воронеж (производство оборудования и средств для молочного животноводства), в компании трудятся более 350 штатных специалистов, среди которых 99% - россияне.
Проектное бюро ГЕА в России в сотрудничестве с технологическими центрами GEA в Германии и Италии* (где находится головной центр холодильных и компрессорных установок GEA для нефтегазовой и нефтехимической промышленностей) выполняет разработку технологических и конструкторских решений, систем электроснабжения и автоматизации установок.
А ведущие специалисты компании активно устанавливают деловые связи с российскими производителями электродвигателей, емкостного оборудования, КИП и приборов автоматики.
Это позволяет существенно снизить совокупную долю импортных компонентов в составе продукции GEA.
Европейский опыт, индивидуальный подход, продукция высочайшего качества и наличие российского производства - вот основные слагаемые успеха, создающие ГЕА в России репутацию ответственного партнера, которому можно поручить проект максимальной степени сложности.
ГЕА осуществляет шеф-монтаж, пусконаладку и полное сервисное обслуживание оборудования на протяжении всего срока службы.
Инспекционные осмотры, техническое обслуживание объектов, а также поставка запасных частей к действующему оборудованию, текущий и капитальный ремонты, инструментальный энергоаудит и модернизация установок осуществляются инженерами отдела сервиса компании, штатная численность которых превышает 120 чел.
Компания имеет филиал в Екатеринбурге, сервисное подразделение в Санкт-Петербурге, представительство во Владивостоке.
* Головной центр холодильных и компрессорных установок GEA для нефтегазовой и нефтехимической промышленностей в Италии, г. Болонья, имеет вековой опыт работы с холодильными технологиями и международную славу. На сегодняшний день является центром технологий и гарантирует соответствие оборудования европейскому качеству и международным стандартам.
