Газопереработка: перезагрузка
Россия, являясь мощной газовой державой и располагая огромными запасами природных газов и газоконденсата, не использует все потенциальные возможности сырьевой базы, а химическая переработка ценных компонентов газа не соответствует уровню мировой практики развитых стран.
По разведанным запасам газа Россия занимает первое место в мире, по объемам добычи – второе (уступив в 2009 г. первое место США, начавших добычу сланцевых газов).
Это является серьёзной предпосылкой к тому, чтобы природный газ использовался не только в качестве бытового и промышленного топлива, но и стал сырьевой базой для производства широкого ассортимента химической продукции. Запасы природного газа составляют около 47,5 трлн. куб. м., что значительно превышает показатели США, Ирана и стран Западной Европы.
Тем не менее, сегодня Россия, являясь мощной газовой державой и располагая огромными запасами природных газов и газоконденсата, не использует все потенциальные возможности сырьевой базы, а химическая переработка ценных компонентов газа не соответствует уровню мировой практики развитых стран. Так, в России эксплуатируется только 30 ГПЗ, в то время как за рубежом более 1800 газоперерабатывающих предприятий, причем в США более 700, это несоизмеримо с российскими газовыми запасами и не позволяет в полном объёме использовать потенциал природного газа как ценного химического сырья [1,2].
Сегодня в газоперерабатывающей промышленности России существует ряд проблем, решение которых позволит сделать значительный шаг в ее развитии и достигнуть мирового уровня. Ретроспективный анализ и анализ существующих технологий и рынков позволяет определить основные тенденции и перспективные направления развития газопереработки России.
Среди основных узких мест в газоперерабатывающей промышленности РФ следует выделить следующие.
1. Морально и физически устаревшее оборудование на ГПЗ, большинство которых построено в XX веке, что приводит к ухудшению показателей технологических процессов, снижению качества товарной продукции, несоответствию выбросов экологическим нормам. Для улучшения сложившейся ситуации российские компании в настоящее время проводят ряд реконструкций и модернизаций, более подробно рассмотренных далее в статье.
2. Отсутствие в России глубокой переработки газа, высокотехнологических установок, позволяющих выпускать высокомаржинальную нефтегазохимическую продукцию, приводит к потере прибыли, так как основные экспортируемые продукты (сухой отбензиненный газ, СУГ) имеют низкую добавленную стоимость, а импортируются продукты высокого передела - полиметилметакрилат, синтетические волокна, эпоксидные смолы, пестициды, пластмассы и т.д.
В данном направлении сегодня работает ПАО «Сибур Холдинг» - ведущая нефтегазохимическая компания России, постоянно совершенствующая и оптимизирующая технологические процессы и вводящая в эксплуатацию новые нефтегазохимические комплексы для углубления переработки газа.
Эта проблема тесно связана с другой: необходимостью утилизации ПНГ не ниже 95%. При переработке ПНГ получают продукцию, являющуюся ценным сырьем для химической переработки – этан, ШФЛУ, и при наличии на ГПЗ газофракционирующей установки - пропан технический, бутан технический, смесь пропана-бутана технического, изобутан, изопентановая фракция, бензин газовый стабильный и т.д.
3. Несоответствие товарной продукции и отходящих газов с заводов, перерабатывающих высокосернистый газ, современным экологическим стандартам. В связи с этим требуется усовершенствование процессов аминовой очистки, модернизация установок Клауса и внедрение эффективных методов доочистки отходящих газов с установки Клауса.
Необходима оптимизация состава кислых газов, получаемых при очистке сернистых газов алканоламинами, за счет селективного извлечения сероводорода путем подбора соответствующих аминов или композиций аминов для очистки высокосернистых газов. Удаление загрязняющих веществ из сорбентов фильтраций и сорбционной очисткой позволит решить проблему деструкции аминов; оптимизация технологии очистки газа для снижения деструкции и пенообразования; оптимизация технологии регенерации аминовых растворов с целью снижения энергозатрат и утилизации отработанных сорбентов - перспективные направления модернизации аминовой очистки.
Для улучшения протекания процесса очистки углеводородных газов от кислых компонентов необходимо применение современных эффективных пеногасителей и антивспенивателей.
Имеется ряд проблем, требующих решения в процессе производства серы методом Клауса на российских ГПЗ. Некоторые пути совершенствования процесса Клауса, доказавшие свою эффективность - применение высокоэффективных горелочных устройств, повышение температуры в реакторе 1 до 350-400оС и снижение ее на входе реактора 2 до минимально допустимой - применяются на Астраханском и Оренбургском ГПЗ. Но есть и нерешенные проблемы – при доочистке отходящих газов и дегазации жидкой серы.
Отсутствие эффективной доочистки газа на заводах, производящих серу, эксплуатация устаревших установок приводит к нарушению экологических требований, в связи с чем их реконструкция и модернизация с целью повышения конверсии сероводорода и уменьшения вредных выбросов в атмосферу являются перспективным направлением развития. Установки доочистки отходящих газов могут повысить степень конверсии SO2 в серу до 99-99,9%. На Астраханском и Оренбургском заводах эксплуатируется технология доочистки Sulfreen, на Миннибаевском ГПЗ - более эффективная, хотя и более дорогая – SCOT (ShellClausOffgasTreating).
Совершенствование методов дегазации жидкой серы связано с обеспечением безопасного хранения и транспортировки, уменьшением времени дегазации серы, отказа от аммиачного катализатора и улучшения качества товарной продукции. Так, на нефтеперерабатывающем комплексе АО «ТАНЕКО» уже применяются безаммиачные технологии дегазации, позволившие сократить время ее проведения и улучшить качество серы [3,4].
4. Профицит серы на мировом рынке и сохранение данной тенденции в перспективе, ежегодное увеличение ее выработки при переработке дополнительных объемов сернистых газов и ужесточении экологических требований приводит к необходимости реализации в России альтернативных областей ее утилизации, в первую очередь в строительной индустрии.
Выпуск сухой гранулированной серы и повышение ее качества за счет оптимизации процессов дегазации и грануляции сделает ее более конкурентоспособной на рынке.
Перспективными направлениями утилизации серы является увеличение выпуска серосодержащих удобрений и использование серы в производстве сероасфальта и серобетона, что приведет к увеличению спроса на внутреннем рынке. Технология производства серобетона и сероасфальта сегодня внедрена во многих странах, имеется большой опыт использования сероафальта при строительстве дорог, установлено их высокое качество. Однако, несмотря на положительные результаты использования серосодежащих строительных материалов, это направление до сих пор не внедрено в нашей стране.
4. Процесс выделения из природных газов гелия, являющегося ценным веществом для высокотехнологичных производственных отраслей, требует оптимизации: применяемый в России криогенный метод выделения гелия характеризуется высокими энергозатратами. Перспективным методом является мембранный, обеспечивающий высокое качество продукции при более низких эксплуатационных затратах или метод, комбинирующий мембранный и криогенный методы [5].
Необходимо также прорабатывать вопрос создания подземных хранилищ гелия и увеличения количества отечественных криогенных контейнеров для хранения и транспортировки гелия.
Несмотря на перечисленные проблемы, газоперерабатывающая промышленность России сегодня сделала огромный шаг на своем пути развития: в последние годы практически все компании, имеющие газоперерабатывающие предприятия, проводят техническое перевооружение, реконструкции и модернизацию производств для повышения их эффективности. Некоторые компании, в первую очередь ПАО «Сибур Холдинг», обеспечили химическую переработку ценных углеводородов, выделенных на газоперерабатывающих предприятиях.
Сведения о последних реализованных реконструкциях и дальнейших перспективах развития газоперерабатывающих предприятий России приведены ниже под заголовками компаний, в состав которых они входят.
Полный текст статьи: www.neftegaz.ru