Природный газ

Природный газ является непременным  спутником нефти. Он собирается в 

верхних пустотах, образуя  так называемую газовую шапку. Каждое пятое 

нефтяное месторождение  на самом деле - нефтегазовое, причем речь идет не о  нефтяных попутных газах, а о природном газе как о самостоятельной и порой не меньшей энергетической ценности, чем сама нефть. 

Различают Природный газ  и «Попутный» или «нефтяной» газ. Они 

отличаются количественным наличием в них тяжелых углеводородов. В 

Природном газе три молекулы из четырех - это молекулы простейшего 

насыщенного углеводорода метана. В «Попутном» газе метана не более 30-40% остальной состав - этан, пропан, бутан, и т.д.

Природный газ стал известен человеку очень давно. В предгорьях Малого Кавказа за 6000 лет до н.э. горели «вечные огни». Это были случайно воспламеняющиеся (от молнии или костра, например) выходы газа на поверхность. Необъяснимым в те времена явлениям, когда над землей, либо над водой  казалось бы из ничего возникало пламя, естественно приписывалось божественное происхождение.Еще большое впечатление  производили на людей залповые выбросы  воспламенившегося газа из грязевых «вулканов». О том, что они собой  представляли можно судить по наблюдениям  наших дней.

За 200 лет до н.э. в Китае  были пробиты первые бамбуковые скважины для добычи газа, который применялся для освещения, отопления и выверки  соли.  

Факелы горящих газов  на Апшеронском полуострове и  в Дагестане на побережье Каспийского  моря в начале нашей эры служили  маяки для моряков.   

В 14 веке на Апшеронском полуострове  газ использовался для отопления, освещения, приготовления пищи и  обжига извести.   

 В конце 18 века был  изобретен способ получения искусственного  газа из    каменного угля. Англичанин В. Мэрдок применил полученный газ для освещения собственного дома и машиностроительного завода в Бирмингеме, а затем предложил этот новый вид топлива для освещения Лондона.   

Первый завод по производству светильного газа в России был  построен в 1835 году в Петербурге. К  концу прошлого века такие заводы были построены почти во всех крупных  городах страны. Они давали свет улицам, фабрикам, театрам, жилым домам.    

Широкое применение природного газа в России  и в мире началось лишь в 50-х годах  20 века. В период с 1950 по 1970 гг. добыча газа в мире возросла с 192 млрд. кубометров до 1 трлн. кубометров, т.е. в 5 раз. Ныне она составляет около 2 трлн. Кубометров.

Природный газ нашел широкое  применение в промышленных масштабах  лишь в 20-30-егоды XX века.

Люди в быту (газовые  плиты на кухнях) используют как  очищенный 

Природный газ (концентрация метана - почти 100%) он находится в  больших резервуарах, располагающихся во дворах домов, так и сжиженный газ из

баллонов в которых  находится газ Пропан или Бутан.

Горючий природный газ  обычно бесцветный и, как правило, без  запаха.

 

Исключением является газ, в  состав которого входит сероводород. 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.

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.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

Экология

Последние десятилетия  Россия находится на первом месте  в мире по объему сжигания ПНГ. Российское правительство предприняло ряд  шагов для ее скорейшего разрешения: в январе 2009 г. премьер-министр В.В. Путин подписал постановление, согласно которому нефтяным компаниям вменяется обязанность с 2012 г. утилизировать не менее 95% попутного нефтяного газа, а компании, не подчинившиеся этому требованию, будут платить большие штрафы.

Попутный нефтяной газ - стратегически важный сырьевой ресурс отечественной нефтехимии, во многом определяющий экономический  и промышленный потенциал страны. Однако его полезное использование - это не только экономическая, но и  экологическая проблема, связанная  со снижением негативного влияния  нефтегазового комплекса на состояние  окружающей среды.

В России, как и  в любой другой нефтедобывающей  стране, проблема утилизации ПНГ имеет  и ярко выраженный экологический  аспект. До 30% всех промышленных выбросов загрязняющих веществ приходится на нефтегазовый сектор экономики. В целом  выбросы предприятий нефтедобывающей  промышленности в атмосферу составляют 12% всей вредной эмиссии. В атмосферу  попадет сажа, продукты неполного  сгорания углеводородов, монооксид  углерода, диоксид серы и оксиды азота. Сжигание ПНГ является основным источником загрязнения окружающей среды в районах нефтедобычи. Окружающая среда и население  подвергаются воздействию экологически вредных продуктов сгорания ПНГ. Экологические последствия освоения запасов нефти сказываются, прежде всего, на региональном уровне. Эта  сторона хозяйственной деятельности является наиболее уязвимой и трудно осязаемой в силу накопительного и комплексного характера воздействия.

Следовательно, весь комплекс мероприятий по утилизации НПГ следует относить не только к  хозяйственной, но и к деятельности по охране окружающей среды. Это один из приоритетов государства, таким  образом, задачей государства является стимулирование и создание всего  комплекса условий, необходимых  для максимально полной утилизации ПНГ. Кроме того, в связи обязательствами  России по Киотскому протоколу, экологические  угрозы и риски уже в ближайшие  годы могут вылиться в прямые финансовые потери для государства.

По разным оценкам, за год в результате сжигания ПНГ  в атмосферу выбрасывается 400 тыс. т вредных веществ - окиси углерода, окислов азота, углеводородов, сажи. В среднем в России на 1 т добытой  нефти приходится около 8 кг вредных атмосферных выбросов, которые локализуются преимущественно в сырьевых регионах.

По информации Минприроды РФ выбросы СО2 в России в 2009 г. из-за сжигания ПНГ составили 90 млн тонн. Кроме того, в дыму содержатся продукты - оксиды азота, которые не полностью сгорают на факелах, а они, в свою очередь, воздействуют на нервную систему человека. Оксиды серы становятся причиной «кислых» дождей.

Необходимо также  принять во внимание негативное влияние  теплового загрязнения, источником которого являются нефтяные факела. Западная Сибирь России - один из немногих малонаселенных регионов мира, огни которого можно  видеть ночью из космоса наряду с  ночным освещением крупнейших городов  Европы, Азии и Америки.

Как уже было показано, разброс данных о ежегодной добыче ПНГ в России достаточно велик. Такой  же сильный разброс официальных  данных о структуре использования  ПНГ в России.

Этот разброс  в объеме извлекаемого ПНГ и его  структуре использования вызван тем, что на современном этапе  нет четких технологий учета добычи и использования ПНГ. К примеру, при подсчете количества сжигаемого попутного нефтяного газа используются разные методики. Некоторые эксперты оценивают объем выбросов по количеству добываемой нефти и величине средневзвешенного  «газового фактора» (количество попутного  нефтяного газа, приходящегося на одну тонну добываемой нефти), некоторые  по ночным съемкам со спутников, и  др. В отличие от России в экономически развитых нефтедобывающих странах  «полезное использование» попутных газов достигает 95-98%. Сжигание ПНГ - это порядка 500 000 тонн вредных ежегодных  выбросов в атмосферу в России и сотни миллионов долларов упущенной  прибыли.

Существует ряд  предприятий, вовлеченных в переработку  ПНГ. На этих предприятиях сепарируется попутный газ, который в зависимости  от месторождений имеет различную  степень «жирности» (содержание углеводородных фракций С2+В).

Переработка ПНГ  по газо- и нефтехимическому профилю - самое главное направление его  полезного использования. Поэтому, на современном этапе, решается задача переработки попутного нефтяного  газа как с целью решения экологических  проблем так с целью увеличения экономической эффективности газо- и нефтехимической промышленности. На газоперерабатывающих предприятиях ПНГ перерабатывается (сепарируется) в сухой отбензиненый газ (СОГ), который  поступает в магистральные газопроводы  ОАО «Газпром», а также широкую  фракцию легких углеводородов (ШФЛУ), которая является важным сырьем для  нефтехимической отрасли. ШФЛУ является базовым сырьем для производства сжиженного углеводородного газа, нефтехимии и других продуктов.

В свою очередь переработка  ШФЛУ по газо- и нефтехимическому профилю  предопределяет более высокий выход  целевых продуктов газо-и нефтехимии по сравнению с переработкой традиционно  используемого в России пиролизного  сырья - прямогонного бензина. Экономический  эффект достигается не только благодаря  большему выходу целевых олефинов из вышеперечисленных углеводородных соединений, но и за счет сокращения затрат при переработке этана  и пропанобутановой фракции в  сопоставлении с прямогонным  бензином (нафтой). Использование этана, пропана, бутана открывает возможность  создания производительной и экологически более совершенной технологии синтеза  продуктов базового органического  синтеза. Таким образом само по себе развитие газо- и нефтехимии может  стать решающим звеном в решении  экологической проблемы сжигаемого ПНГ, путем вовлечении его в переработку  по газо- и нефтехимичесому профилю.

Второе направление  полезной утилизацией попутного  нефтяного газа считается его  использование для выработки  электроэнергии, собственно для нужд самих нефтедобывающих компаний.

Эти два направления  считаются «полезной утилизацией» в лицензионных соглашениях по добыче углеводородного сырья. Основное условие  — не отправлять на факелы более 5% попутного  нефтяного газа. С точки зрения экологии, сжигание попутного нефтяного  газа в энергогенерирующих установках ничем не отличается от сжигания ПНГ  на факелах. Отличие первого варианта - сжигание ПНГ в энергогенераторах  не видно со спутников. Второе отличие - проблема не регулируется никакими нормативно-правовыми документами. Кроме того, на промысловых газотурбинных и газопоршневых электростанциях сжигается не сухой отбензиненный газ - преимущественно состоящий из метана, а газы второй и третьей ступени сепарации (С2+В) - которые, в отличие от метана, после сжигания дают значительные выбросы вредных веществ в атмосферу. По мнению многих чиновников, экспертов и специалистов, занимающихся проблемами утилизации - переработка ПНГ в энергоагрегатах, является таким же серьезным расточительством, как и использование коптящих факелов, уничтожающих ценное для газо- и нефтехимии.

Дополнительная  сложность состоит в том, что  потери нефтяного газа формируются  за счет малых и средних удаленных  месторождений, доля которых в России продолжает стремительно увеличиваться. Однако, организация сбора газа с  таких месторождений по схемам, предложенным для строительства крупных газоперерабатывающих заводов, является весьма капиталоемким  мероприятием, требует значительного  времени для реализации, не позволяет  утилизировать нефтяные газы концевых ступеней сепарирования и фактически неприменима к территориально разобщенным  малым и средним месторождениям. Поэтому, в перспективе, энергогенераторы на малых и средних удаленных  месторождениях трубопроводах станут занимать все большую долю в увеличении переработки ПНГ, не решая проблему экологии.