Реферат по транспортировке газа

Обновлено: 05.07.2024

Файлы: 1 файл

реферат ст.docx

В условиях перехода нашей страны к рыночной экономике возникают крупные межотраслевые и межрегиональные проблемы, для решения которых требуются программно-целевые методы управления экономикой. Одна из таких проблем - расширение работ по газификации и улучшение на этой основе социально-бытовых условий населения.
В нашей стране создан мощный высокоэффективный топливно-энергетический комплекс.
Россия - единственная крупная страна в мире, которая полностью обеспечивает себя топливом и энергией за счет стабильных природных ресурсов и одновременно экспортирует газовое топливо.
Основная доля затрат по использованию природного газа в качестве
топлива приходится на его транспортировку от мест добычи к местам потребления. Основным транспортом является трубопроводный.
Магистральный трубопроводный транспорт является важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса России.

По величине рабочего давления магистральные газопроводы длятся на два класса:

1 – при рабочем давлении выше 2.5 МПа до 10 МПа;
2 – при рабочем давлении свыше 1.2 МПа до 2.5 МПа.

Протяженность магистрального газопровода – от нескольких десятков километров до нескольких тысяч километров. Магистральный газопровод - один из основных элементов газотранспортной системы и главное составное звено Единой системы газоснабжения России.
Сооружается из стальных труб диаметром 720-1420 мм на рабочее давление 5,4-7,5 МПа с пропускной способностью до 30-35 млрд куб. м газа в год.

Прокладка магистральных газопроводов бывает:

Для транспортирования газа с морских газовых промыслов на берег сооружаются подводные магистральные газопроводы.

Основные объекты и сооружения магистрального трубопровода:

Головные сооружения – служат для подготовки газа, для его учета и компримировани я (сжатия);
Компрессорные станции (КС) – служат для восттановления давления, располагаются с интервалом 80 – 120 км.;
Газораспределительные станции (ГРС) – служат для редуцирования (снижения) давления газа до рабочего давления газораспределительной системы потребителей;
Станции подземного хранения газа (СПХГ) – служат для сглаживания неравномерности потребления газа крупными населенными пунктами;
Линейные сооружения.

Линейные сооружения магистрального трубопровода:

газопровод с отводами, лупингами и перемычками;
переходы через естественные и искусственные препятствия;
узлы редуцирования;
узлы очистки газопровода;
узлы запуска и приема очистных устройств;
узлы подключения компрессорных станций;
запорная арматура;
система электроснабжения линейных потребителей;
устройства контроля и автоматики;
система телемеханизации;
система оперативно-технологической связи;
конденсатосборники и устройства для ввода метанола;
система электрохимической защиты;
станции противокоррозионной защиты и дренажные устройства;
здания и сооружения для обслуживания линейной части (дороги, вертолетные площадки, дома линейных обходчиков и т.п.).

Требования к линейным сооружениям магистрального газопровода:

расстояние мужду линейными запорными устройствами должно быть не менее 30 км.;
управление – ручное и дистанционное;
линейная запорная арматура должна быть оснацщена автоматическими механизмами аварийного перекрытия;
при параллельной прокладке двух и более магистральных газопроводов в одном технологическом коридоре предусматривается соединение их перемычками с запорной арматурой.

В некоторых случаях в состав магистрального трубопровода входят и подводящие трубопроводы, по которым конденсат или газ от промыслов подается к головным сооружениям.

Основные элементы магистрального трубопровода – сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Как правило, их заглубляют в грунт обычно на глубину 0,8 м до верхней образующей трубы, если большая или меньшая глубина заложения не диктуются особыми геологическими условиями или необходимостью поддержанию температуры перекачиваемого продукта на определенном уровне. Трубопровод, прокладываемый по районам с вечномерзлыми грунтами или через болота, можно укладывать на опоры или в искусственные насыпи.

На пересечении крупных рек газопроводы (а в некоторых случаях и конденсатопроводы) утяжеляют грузами или сплошными бетонными покрытиями и заглубляют ниже дна реки. Кроме основной укладывают резервную нитку перехода того же диаметра. На пересечении железных и крупных шоссейных дорог трубопровод проходит в патроне из труб, диаметр которых на 200 мм больше диаметра основного. Для удовлетворения потребностей в нефтепродуктах и газе населенных пунктов, находящихся вблизи трасс нефтепродуктопроводов и газопроводов, от них прокладывают отводы или ответвления из труб сравнительно малого диаметра, по которым газ непрерывно отводится в эти населенные пункты. С интервалом 10¸30 км в зависимости от рельефа трассы на трубопроводе устанавливают линейные краны или задвижки для перекрытия участков в случае аварии или ремонта. С обеих сторон линейного крана на газопроводе имеются свечи для выпуска газа в атмосферу при авариях.

Вдоль трассы проходит линия связи (телефонная, радиорелейная), которая в основном имеет диспетчерское назначение. Ее можно использовать для передачи сигнала телеизмерения и телеуправления. Располагаемые на трассе станции катодной и дренажной защиты, а также протекторы защищают трубопровод от наружной коррозии, являясь дополнением противокоррозионному изоляционному покрытию. На расстоянии 10¸20 км друг от друга вдоль трассы размещены усадьбы линейных обходчиков, в обязанность которых входит наблюдение за исправностью своего участка и устройствами электрической защиты трубопровода от коррозии.

В начале газопровода находится головная насосная станция (НС). Кроме основных объектов, на каждой насосной станции имеется комплект вспомогательных сооружений: трансформаторная подстанция, снижающая напряжение подаваемого на линию электропередачи (ЛЭП) тока с 110 или 35 до 6 кВ, котельная, а также система водоснабжения, канализации, охлаждения и т.п.

Компрессорные станции (КС) газопроводов оборудуют поршневыми или центробежными компрессорами с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин и электродвигателей. Мощность одного агрегата в настоящее время достигает 25 МВт. Обычно центробежные нагнетатели работают группами по два или по три последовательно, и несколько групп могут быть включены на параллельную работу. Подача одного агрегата может достигать 50 млн. м 3 /сутки, а давление на выходе станции – 10 МПа. При высоком пластовом давлении газа в первый период эксплуатации месторождения газопровод может работать без головной КС. На всех КС газ очищается в пылеуловителях от механических примесей. Кроме того, на головной станции возможны осушка газа, очистка от сероводорода и углекислого газа и одоризация природного газа. КС, также как и насосные, имеют вспомогательные сооружения: котельные, системы охлаждения, электроснабжения и др.

Основные объекты и сооружения компрессорной станции:

узел подключения компрессорной станции к МГ;
камеры приема и запуска очистных устройств;
установки очистки технологического газа;
установка охлаждения технологического газа;
компрессорный цех;
технологические трубопроводы обвязки КС с запорной, предохранительной и регулирующей арматурой;
блок подготовки топливного, пускового и импульсного газа (БПТПИГ);
вспомогательное и энергетическое оборудование;
главный щит управления и система телемеханики;
оборудование ЭХЗ;

Магистральный газопровод подает газ к газораспределительным станциям и контрольно-распределительным пунктам, где его очищают от механических примесей, конденсата и влаги, замеряют проходящий объем, снижают давление и одорируют (если это не было выполнено на головных сооружениях газопровода) перед подачей к потребителю. Вблизи конечного участка магистрального газопровода у потребителя создаются подземные хранилища газа, предназначенные для регулирования сезонных и суточных неравномерностей газопотребления.

На головных сооружениях производится подготовка добываемого газа к транспортировке (очистка, осушка т п). В начальный период разработки месторождений давление газа, как правило, настолько велико, что необходимости в головной компрессорной станции нет. Ее строят позднее, уже после ввода газопровода в эксплуатацию.

Компрессорные станции предназначены для перекачки газа. Кроме того на КС производится очистка газа от жидких и твердых примесей, а также его осушка.

Газ из магистрального газопровода через открытый кран поступает в блок пылеуловителей. После очистки от жидких и твердых примесей газ компримируется газоперекачивающими агрегатами (ГНА) далее он проходит через аппараты воздушного охлаждения (АВО) и через обратный клапан 8 поступает в магистральный газопровод .

Объекты компрессорной станции, где происходит очистка, компримирование и охлаждение, т.е. пылеуловители, газоперекачивающие агрегаты и она, называются основными, для обеспечения их нормальной работы сооружают объекты вспомогательного назначения: системы водоснабжения, электроснабжения, вентиляции, маслоснабжения и т.д.

Газораспределительные станции сооружают в конце каждого магистрального газопровода или отвода от него.

Высоконапорный газ, транспортируемый по магистральному газопроводу, не может быть непосредственно подан потребителям, поскольку газовое оборудование, применяемое в промышленности и в быту, рассчитано на сравнительно низкое давление. Кроме того, газ должен быть очищен от примесей (механических частиц и конденсата), чтобы обеспечить надежную работу оборудования. Наконец, для обнаружения утечек газу должен быть придан резкий специфический запах. Операцию придания газу запаха называют одоризацией.

Понижение давления газа до требуемого уровня, его очистка, одоризация и измерение расхода осуществляются на газораспределительной станции (ГРС). Принципиальная схема ГРС приведена на рис. 1.

Рис.№1 Схема магистрального газопровода;

1 — газосборные сети; 2 — промысловый пункт сбора газа; З- головные сооружения; 4 — компрессорная станция;5газораспределительная станция; б подземные хранилища; 7 — магистральный трубопровод; 8 — ответвления от магистрального трубопровода; 9 — линейная арматура;10 — двухниточный проход через водную преграду.

Газ по входному трубопроводу 1 поступает на ГРС. Здесь он последовательно очищается в фильтре 2, нагревается в подогревателе З и редуцируется в регуляторах давления 4. далее расход газа измеряется расходомером 5 я в него с помощью одоризатора 6 вводятся одорант — жидкость, придающая газу запах.

Еще три века назад слова “газ” не существовало. Его впервые ввел в XVII веке голландский ученый Ван-Гельмонт. Оно определяло вещество, в отличии от твердых и жидких тел, способное распространятся по всему доступному ему пространству (в обычных условиях) без скачкообразного изменения своих свойств. С тех пор слово “газ” вошло во все основные языки мира. Среди известного комплекса естественных полезных ископаемых, относящихся к топливно-энергетической группе, одно из основных по использованию в народном хозяйстве страны занимают природные горючие газы.

Содержание

Введение.
Природа газа и реализация его полезных свойств в современном мире.
Мировая добыча природного газа и Газпром.
Добыча природного газа.
Подготовка газа к транспортировке.
Транспортировка природного газа.
Краткая характеристика газотранспортной системы Беларуси.
Заключение.
Список использованных источников.

Вложенные файлы: 1 файл

Реферат.doc

Природа газа и реализация его полезных свойств в современном мире.
Мировая добыча природного газа и Газпром.
Добыча природного газа.
Подготовка газа к транспортировке.
Транспортировка природного газа.
Краткая характеристика газотранспортной системы Беларуси.

Список использованных источников.

Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве. Также природный газ лучший вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирование процесса горения. Запасы природного газа на нашей планете очень велики. Помимо природного газа существует искусственный газ. Впервые он был получен в лабораторных условиях в конце XVIII века. Искусственным газом сначала освещались улицы и помещения, поэтому его и назвали “светильным газом”. Помимо названных газов существуют также попутные нефтяные газы. По своему происхождению тоже являются природным газом.

На природный газ возлагаются большие надежды, как на наиболее дешевое высокоэкологичное топливо в период подготовки к переходу на более широкое использование альтернативных нетрадиционных видов электроэнергии (ветра, солнца, приливной, внутреннего тепла земли).

1. Природа газа и реализация его полезных свойств с современном мире.

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ относится к полезным ископаемым. Часто является попутным газом при добыче нефти. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии. Обычно, в виде отдельных скоплений (газовых залежей) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. Часто является попутным газом при добыче нефти.

В стандартных условиях природный газ находится только в газообразном состоянии.

У природных газов отсутствует цвет, запах, вкус.

К основные показателям природных газов относятся:

Состав;
теплота сгорания;
плотность;
температура воспламенения;
границы взрываемости;
температура горения;
давление при взрыве.

Природные газы чисто газовых месторождений в основном состоят из метана (CH4) – 82%-98% и других углеводородов.

Важнейшей особенностью любого горючего газа является жаропроизводительность, т. е. максимальная температура, достигаемая при полном сгорании газа, если необходимое количество воздуха для горения, точно следует химическим формулам горения, а изначальная температура газа и воздуха равняется нулю. Жаропроизводительность природных газов составляет около 2000 - 2100 °С. Действительная температура горения в топках значительно ниже жаропроизводительности и зависит от условий сжигания.

Сам природный газ не имеет цвета, вкуса и запаха. Его одорируют. В газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах (одорантов). Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан. А интенсивность запаха делают такой, чтобы человеческий нос ощутил газ, когда его объем уже составляет 1%. Это значит, что еще 4% и человек может не проснуться, либо произойдёт взрыв, который может унести с собой не одну жизнь.

Считается, что доля газа, как самого дешёвого топлива, в последние годы быстро выросла (за счёт сокращения добычи нефти и угля).

Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве. Также природный газ лучший вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти, отсутствие золы после сгорания, легкость розжига и регулирование процесса горения. Запас природного газа на нашей планете очень велик.

В современном мире природный газ стали широко применять в промышленном производстве.

В жилых частных и многоквартирных домах газом пользуются для отопления, подогрева воды и приготовления пищи.

Занялись вплотную переводом общественного транспорта на газовое топливо. В силу последнего даже было введено октановое число, характеризующее степень детонации для газов, колеблющееся в пределах от 105 до 120 единиц.

Также в огромных количествах используется как топливо для котельных, ТЭС. Осваивают применение в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы), но это, естественно, надолго не прижилось из-за часто происходящих аварий и несчастных случаев.

Известно, что система потребителей природного газа использует его неравномерно.

Связано это с сезонным изменением потребности в топливе. Детальное изучение и учет неравномерности газоподачи и газопотребления в отдельные экономические районы страны с интенсивно развитой промышленностью привело к необходимости создания вблизи крупных городов газохранилищ большой емкости. Сооружение таких хранилищ – газгольдеров на поверхности и рассчитанных на содержание в них огромных объемов газа, помимо сложности хранения, весьма и трудно осуществимо по технико-экономическим условием. Наиболее экономичный способ хранения газа – это подземный. В этом случае используются выработанные нефтяные и газовые месторождения, или водоносные пласты и закачивается в них газ.

2. Мировая добыча природного газа и Газпром.

Мировая добыча природного газа ежегодно растет и с 1995 г. превышает 2, 2 трлн. куб. м (или в пересчете 2790 млн. тонн условного топлива). География добычи ПГ существенно отличается от географии добычи нефти.

Около 30% природного газа добывается на территории республик СНГ (причем среди них 80% - в России, далеко опережающей все остальные страны мира по этому показателю) и в США (25% мировой добычи). Затем, многократно отставая от первых двух стран, следуют Канада, Нидерланды, Норвегия, Индонезия, Алжир. Эти государства являются также крупнейшими экспортерами природного газа. На следующем рисунке № 2 изображены страны импортеры и экспортеры природного газа и основные транспортные потоки газа.

Основная часть экспортируемого газа идет по газопроводам и транспортируется в сжиженном виде. Протяженность газопроводов быстро растет (900 тыс. км в мире). Крупнейшие межгосударственные газопроводы действуют в Северной Америке (между Канадой и США); в Западной Европе (от крупнейшего голландского месторождения Гронинген через территорию Германии и Швейцарии в Италию; из норвежского сектора Северного моря в Германию, Бельгию и Францию). С 1982 г. действует газопровод из Алжира через Тунис, далее по дну Средиземного моря в Италию и далее в другие страны.

США потребность в природном газе удовлетворяют за счет добычи в Техасе, Луизиане, Оклахоме, Нью-Мексико, Вайоминге, а также за счет импорта из Канады. По добычи природного газа (свыше 500 млрд. куб. м) страна уступает лишь России.

В Азербайджане разрабатывается Карадагское месторождение природного газа на Апшеронском полуострове. Однако своих запасов газа уже не хватает, поэтому Азербайджан покупает природный газ в Туркменистане, который поступает по газопроводам через территорию России.
В Казахстане большие перспективы для дальнейшего развития имеет газовая промышленность в связи с открытием и разработкой крупного Карачаганского газоконденсатного месторождения. Кроме того, используется попутный газ, который получают при добычи нефти. В городе Новый Узень его перерабатывают в сжиженный газ для потребления в юртах на овцеводческих пастбищах.

В Узбекистане наиболее развита газовая промышленность. Она удовлетворяет не только нужды хозяйства Узбекистана, но и поставляет природный газ в другие республики СНГ - в Киргизию, Казахстан, Украину, Россию, а также в Закавказье. По размерам добычи газа Республика Узбекистан занимает 3 место после России и Туркменистана. Годовая добыча газа превышает 30 млрд. куб. м. Газовая промышленность позволила перестроить топливный баланс республики, развивать электроэнергетику и отрасли химической промышленности.

Газовая промышленность является ведущей отраслью в ТЭКе Туркмении. По запасам и добычи природного газа республика занимает 2 место среди стран СНГ, уступая России. Наиболее крупные газовые месторождения - Шатлыкское и Майское - стали центрами газовой промышленности республики. Годовая добыча превышает 40 млрд. куб. м, что позволяет экспортировать его в Россию, на Украину и в Закавказье.
Практически во все страны Восточной Европы (кроме Албании), а также в ряд стран Западной Европы (в Германию, Австрию, Италию, Францию, Грецию, Финляндию) природный газ поступает из России (по газопроводам), являющейся крупнейшим в мире экспортером этого сырья.
Растут межгосударственные морские перевозки сжиженного природного газа (СПГ) с использованием специальных газовозных танкеров. Крупнейшими поставщиками СПГ являются Индонезия, Алжир, Малайзия, Бруней. Около 2/3 всего экспортируемого СПГ ввозится в Японию.

Россия унаследовала от СССР положение самой обеспеченной минерально-сырьевыми ресурсами страны. Доля России в мировых запасах нефти составляет 13%, газа - 32%, угля - 11%, свинца, цинка, кобальта, никеля, железа от 10 до 36% и т. д. Стоимость разведанных и предварительно оцененных запасов составляет примерно 28,5 трлн. долларов.

Газпром располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа. Его доля в мировых запасах газа составляет 15% (рис.5).

Природный газ, получаемый с промыслов, содержит посторонние примеси: твердые частицы (песок и окалину), конденсат тяжелых углеводородов, водяные пары и часто сероводород и углекислый газ. Присутствие твердых частиц в газе приводит к быстрому износу соприкасающихся с газом деталей компрессоров. Твердые частицы засоряют и портят арматуру газопровода и контрольно- измерительные приборы; скапливаясь на отдельных участках газопровода, они сужают его поперечное сечение. Жидкие частицы, оседая в пониженных участках трубопровода, также вызывают уменьшение площади его поперечного сечения. Они, кроме того, оказывают корродирующее действие на трубопровод, арматуру и приборы. Влага в определенных условиях приводит к образованию гидратов, выпадающих в газопроводе в виде твердых кристаллов. Гидратные пробки могут полностью закупорить трубопровод. Сероводород — весьма вредная примесь. В количествах, больших 0,01 мг на 1л воздуха рабочей зоны, он ядовит. При промышленном использовании газа cодержащийся в нем сероводород отрицательно сказывается на качестве выпускаемой продукции. В присутствии влаги сероводород вызывает сильную коррозию металлов. Углекислый газ вреден главным образом тем, что он снижает теплоту сгорания газа. Перед поступлением в магистральный газопровод газ должен быть осушен и очищен от вредных примесей. Кроме того, газ подвергают одоризации, то есть вводят в него компоненты, придающие ему резкий и неприятный запах. Одоризация позволяет более быстро обнаружить утечки газа. Подготовка газа к транспорту проводится на специальных установках, находящихся на головных сооружениях газопровода.

ОЧИСТКА ГАЗА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Гидраты природных газов

В газопроводе очень важно определить место образования гидратов. Для этого необходимо знать состав и начальную влажность газа, а также его давления и температуру в газопроводе. При понижении давления в газопроводе гидраты могут образовываться при все более низких температурах. Когда давление станет ниже некоторого предела, гидраты смогут образовываться при обычной температуре газа в газопровод - возникает опасность гидратной пробки. После выпадения газ недонасыщен парами воды, что эквивалентно снижению его точки росы. При дальнейшем движении газа может возникнуть еще одна гидратная пробка, соответствующая этой новой точке.

Методы предупреждения образования гидратов

1. Предупреждение образования гидратов методом подогрева газа заключается в том, что при сохранении давления в газопроводе температура газа поддерживается выше равновесной температуры образования гидратов. В условиях транспорта газа по магистральному газопроводу этот метод неприменим, так как связан с большими затратами энергии. Как показывают расчеты, при больших объемах транспортируемого газа может оказаться экономически целесообразно охлаждать его (с учетом увеличения затрат на более глубокую осушку газа), поскольку это позволяет заметно увеличить пропускную способность газопроводов, особенно газопроводов с большим числом компрессорных станций. Метод подогрева применяется на газораспределительных станциях, где при больших перепадах давления вследствие дроссельного эффекта температура газа может значительно снижаться, в результате чего обмерзают редуцирующие клапаны, краны, диафрагмы и др.

2. Предупреждение образования гидратов методом снижения давления заключается в том, что при сохранении температуры в газопроводе снижается давление ниже равновесного давления образования гидратов. Этот метод возможен и при ликвидации уже образовавшихся гидратов. Ликвидация гидратных пробок осуществляется путем выпуска газа в атмосферу через продувочные свечи. После снижения давления необходимо некоторое время для разложения гидратов. Очевидно, что этот метод пригоден только для ликвидации гидратных пробок при положительных температурах. Иначе гидратная пробка перейдет в ледяную. Поскольку минимальная температура газа в магистральных газопроводе близка к нулю, а равновесное давление при этом для природного газа находится в пределах 1,0—1,5 МПа, применение данного метода в магистральных газопроводах оказывается неэффективным. Метод снижения давления применяется в аварийных случаях для разложения гидратов в газопроводе путем кратковременного уменьшения давления.

3. Ингибиторы, введенные в насыщенный водяными парами поток природного газа, частично поглощают водяные пары и переводят их вместе со свободной водой в раствор, который совсем не образует гидратов или образует их при температурах более низких, чем температура гидратообразования в случае наличия чистой воды. В качестве ингибиторов применяют метанол CH3OH, растворы этиленгликоля (ЭГ), диэтиленгликоля (ДЭГ), триэтиленгликоля (ТЭГ), хлористого кальция СаСl2.

При больших объемах транспортируемого газа его осушка является наиболее эффективным и экономичным способом предупреждения образования кристаллогидратов в магистральном газопроводе. Существующие способы осушки при промысловой подготовке газа к транспорту подразделяются на две основные группы: абсорбция и адсорбция и охлаждение газового потока. В результате осушки газа точка росы паров воды должна быть снижена ниже минимальной температуры при транспортировании газа.

СОРБЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ОСУШКИ ГАЗА

Жидкие сорбенты, применяемые для осушки природных и нефтяных газов, должны иметь высокую растворимость в воде, низкую стоимость, хорошую антикоррозионность, стабильность по отношению к газовым компонентам и при регенерации; простоту регенерации, малую вязкость и т.д.

Большинству этих требований наилучшим образом отвечают ДЭГ и ТЭГ и в меньшей степени ЭГ.

Этиленгликоль (СН2ОН—СН2ОН) — простейший двухатомный спирт, используется в основном как ингибитор, не применяется для осушки

Диэтиленгликоль (СН2ОН-СН2-О-СН2-СН2ОН) в химически чистом виде -бесцветная жидкость. Как показали эксперименты в лабораторных и

промышленных условиях, максимальное понижение точки росы газа при осушке ДЭГ обычно не превышает 30—35° С, что довольно часто оказывается недостаточным. В связи с разработкой более глубоких газовых месторождений, температура газа которых значительная и в летнее время почти не понижается в коммуникациях до газоосушительных установок, потребовался более сильный влагопоглотитель.

Триэтиленгликоль (СН2ОН-СН2-О-СН2- О-СН2-СН2ОН) получают соединением трех молекул ЭГ с образованием воды. Гликоли хорошо озирают влагу из газов в большом интервале температур. При сравнении ДЭГ и ТЭГ необходимо иметь в виду, что ДЭГ более дешевый. Однако при использовании ТЭГ можно получить большее снижение точки росы газа (на 45—50°). Потери ТЭГ при регенерации значительно меньше, чем потери ДЭГ вследствие более низкой упругости паров.

Экономичность работы абсорбционных установок в значительной степени зависит от потерь сорбента. Для их снижения в первую очередь необходимо строго поддерживать расчетный температурный режим десорбера, тщательно сепарировать газ и водяной пар и по возможности исключить пенообразование при контакте газа с абсорбентом за счет специальных добавок.

Осушка газа твердыми поглотителями

В качестве твердых поглотителей влаги в газовой промышленности широко применяются активированная окись алюминия и боксит, который на 50—60% состоит из Al2O3. Поглотительная способность боксита 4,0—6,5% от собственной массы. Преимущества метода: низкая точка росы осушенного газа (до —65° С), простота регенерации поглотителя, компактность, несложность и низкая стоимость установки.

Осушка газа молекулярными ситами

Для глубокой осушки применяют молекулярные сита, так называемые цеолиты. Цеолиты состоят из кислорода, алюминия, кремния и щелочноземельных металлов и представляют собой сложные неорганические полимеры с кристаллической структурой. Форма кристалла цеолита — куб, на каждой из шести сторон его имеются щели, через которые влага проникает во внутреннее пространство. Каждый цеолит имеет свой размер щелей, образованных атомами кислорода. Благодаря этому цеолиты способны резко избирательно сорбировать в основном мелкие молекулы, т. е. при адсорбции происходит как бы отсеивание более мелких от более крупных молекул. Мелкие молекулы проникают во внутреннее пространство кристалла и застревают в нем, а крупные молекулы не проходят и, следовательно, не будут адсорбироваться.

Цеолиты, применяемые в виде порошка или гранул размером до 3 мм, обладают высокой пористостью (до 50%) и огромной поверхностью пор. Их активность достигает 14—16 г. на 100 г. цеолитов при парциальном давлении 0,4 мм рт.ст. Для регенерации молекулярных сит используют сухой газ, нагретый до 200-300° С, который пропускают через слой цеолита в направлении, обратном движению газа при осушке.

Цеолиты выдерживают до 5000 циклов, теряя при этом около 30% своей поглотительной способности.

ОСУШКА ГАЗА ОХЛАЖДЕНИЕМ

Охлаждение широко применяется для осушки и выделения конденсата и газа газоконденсатных месторождений на установках низкотемпературной сепарации, а также при получении индивидуальных компонентов газа сжижении газов и т.д. Газ можно охлаждать путем расширения, когда необходимо снижать его давление, а также пропуская через холодильные установки. В условиях Крайнего Севера для охлаждения газа можно использовать низкую температуру окружающего воздуха (в зимнее время). Процесс расширения с целью понижения температуры осуществляется двумя способами — дросселированием без совершения внешней работы (изоэнтальпийный процесс) или адиабатическим расширением с отдачей внешней работы (изоэнтропийный процесс). В тех случаях, когда давления газа на входе в установки низкотемпературной сепарации недостаточно для его охлаждения расширением, устанавливают холодильные установки, заменяющие или дополняющие узел расширения. Необходимая температура сепарации может обеспечиваться за счет установки дополнительных теплообменников-рекуператоров и холодильников. Для предупреждения гидратообразования перед теплообменником в поток сырого газа впрыскивается гликоль. Предусмотрен также ввод ингибитора. Рассматривая рациональную область применения указанных способов осушки и извлечения конденсата из природных и попутных газов, необходимо отметить ,что осушку весьма тощих газов (чисто газовых месторождений) целесообразно вести с применением диэтиленгликоля и триэтиленгликоля, активированного боксита и цеолитов. Применять другие методы нерентабельно. Если же требуется только частичное удаление влаги из газа (получение точек росы не ниже —10° С), лучше применять гликоли. Ддя более глубокой осушки, а также при необходимости получения отдельных фракций желательно осушку вести активированным бокситом или цеолитом. Осушку и извлечение конденсата из газа газоконденсатных месторождений, в газах которых находится достаточно много конденсата, как правило, наиболее выгодно производить на установках низкотемпературной сепарации. При этом эффективность использования низкотемпературной сепарации газа зависит от начального давления и темпов его падения.

Природный газ, очищенный от сероводорода, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому обнаружить утачку газа довольно трудно. Чтобы обеспечить безопасность транспорта и использования газа, его одорируют, т. е. придают ему резкий и неприятный запах. Для этой цели в газ вводят специальные компоненты (одоранты). Одоранты и продукты их сгорания должны быть физиологически безвредными, достаточно летучими, не должны вызывать коррозию, химически взаимодействовать с газом, поглощаться водой или углеводородным конденсатом, сильно сорбироваться почвой кяи предметами, находящимися в помещениях. Одоранты должны быть недорогими. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет этилмеркаптан C2H5SH.

ОЧИСТКА ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Сероводород часто является примесью природного газа. Он горюч, хорошо растворяется в воде. Сам по себе газ и продукт его сгорания сернистый ангидрид — ядовиты. Кроме того, сероводород и сернистые соединения вызывают коррозию стальных труб, резервуаров, оборудования трубопроводов и др. Присутствие сероводорода в газе ускоряет гидратообразование. При использовании газа для бытовых нужд содержание сероводорода в нем не должно превышать 0,02 г/м3 при 0°С и 760 мм.рт.ст. По технико-экономическим условиям недопустимо также большое содержание в газе углекислого газа СО2 (оно не должно превышать 2%). Очистку газа от СО2 можно производить под давлением водой, в которой углекислый газ хорошо растворяется. Всего применяется около 20 различных процессов совместной очистки газов от Н2S и СО2. Обычно используют два технологических процесса — адсорбцию твердым веществом и абсорбцию жидкостью. В адсорбционных процессах сероводород извлекается из газа путем концентрации его на поверхности твердого материала. При абсорбции жидкостью происходит переход сероводорода из газовой в жидкую фазу. Адсорбированный сероводород растворяется в жидкости. Удаление его является обращенным процессом, зависящим от температуры.

В качестве адсорбента в сухих провесах используют окись железа и активированный уголь. Наиболее распространен способ извлечения сероводорода гидратом окиси железа. Его осуществляют при сравнительно высоком содержании Н2S в газе. В результате извлечения сероводорода его содержание снижается до 0,02г/см3.

Габриэлянц Г. А. Геология нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2003.

Еременко Н. А. Справочник по геологии нефти и газа. – М.: Недра, 2002. – 485 с.

Соколов В. Л., Фурсов А. Я. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2000.

Справочник нефтепромысловой геологии/Под ред. Н. Е. Быкова. – М.: Недра, 2001.

Единая система газоснабжения России – это широко разветвленная сеть магистральных газопроводов, обеспечивающих потребителей газом с газовых месторождений Тюменской области, республикой Коми, Оренбургской и Астраханской областей. Протяженность газопроводов ЕГС составляет более 150 тыс. км. В нее входят 264 компрессорные станции, а общая мощность газоперекачивающих агрегатов – 43,8 млн. КВт. Кроме того, сегодня в группу Газпром входит 161 газораспределительная организация. Они обслуживают 403 тыс. км (75%) распределительных газопроводов страны и обеспечивают поставку 58% потребляемого газа (около 160 млрд. куб. м) в 70% населенных пунктов России.

В связи с освоением новых газоносных регионов в ближайшие годы неизбежно сооружение новых направлений вывода газа и, как следствие, существенное изменение схемы потоков газа. Это в свою очередь приведет к необходимости пересмотра ныне существующих факторов рисков при разработке концепции развития газотранспортных систем, в том числе и геоэкологических. Так же как и для объектов добычи, методологию оценки геоэкологических рисков в транспортировании газа целесообразно дифференцировать на стадиях сооружения и эксплуатации (рис. 2).

Масштабы системы магистрально транспорта газа в Российской Федерации определяют приоритетное значение ГТС при оценке геоэкологических рисков во всей газовой отрасли. При этом элементы подсистемы, обозначенные как компрессорные станции, промышленные и хозяйственно-бытовые объекты определяют точечное воздействие на окружающую среду, а линейная часть газопроводов и подъездные дороги – соответственно, линейное.

Для моделирования воздействия объектов транспорта газа на состояние окружающей среды необходимо выделять их на следующих этапах:

1) Этап сооружения газопроводов:

· Аварии при сооружении и испытаниях линейной части, газоперекачивающих агрегатов и дополнительного оборудования;

· Техногенное воздействие при строительстве объектов транспорта газа (эрозия, солифлюкация, оползни, изменение водного режима, нарушение режима особо охраняемых природных территорий, воздействие на миграции животных и т. д.);

· Эмиссия вредных веществ при работе строительной техники.

2) Этап эксплуатации газопроводов:

· Аварии на промышленных объектах, включая компрессорные станции и линейную часть;

· Утечка газа на компрессорных станциях и линейной части;

· Выбросы вредных веществ при сгорании природного газа на компрессорных станциях;

· Температурные воздействия в районах пермофроста с проявлением термокарстовых процессов.

Следует иметь в виду, что основное воздействие на окружающую среду оказывает эксплуатация газотурбинных приводов на компрессорных станциях (КС), так как на топливный газ приходится 80% от общего расхода на собственные технологические нужды. Величина отношения расхода на топливного газа к количеству транспортируемого газа характеризует эффективность работы компрессорной станции. При работе КС по сложившейся технологической схеме данный показатель оценивается в 33 м 3 /млн. м 3 * км. Этот объем газа сжигается на компрессорных станциях с выделением в дискретных точках трассы газопровода вредных веществ в виде оксидов азота и других вредных веществ (оксилы углерода, оксиды серы, соединения тяжелых металлов, летучие органические соединения и др.). Состав эмитируемых вредных веществ зависит от состава природного газа, что также является одним из компонентов геоэкологических рисков.

За последние годы был проведен целый комплекс исследований, направленный на сокращение выбросов вредных веществ при эксплуатации газопроводов, в том числе с продуктами сгорания на КС.

Величины критических нагрузок эмитируемых при работе газокомпрессорных станций окислов азота, серы и других поллютантов могут быть рассчитаны для каждой экосистемы на территории того или иного региона. Расчет критических нагрузок осуществляется для всех возможных комбинаций почв и растительных видов в случае наземных экосистем или водной биоты (включая рыб) и природных типов вод для водных экосистем. Принимая во внимание широкое разнообразие экосистем, величины критических нагрузок азота сравниваются с поступлением его соединений с атмосферными осадками. Выявляются экосистемы, для которых величины критических нагрузок повышены. Сопоставляя величины превышений для различных регионов, можно определить такой уровень необходимого сокращения эмиссии соединений азота и других поллютантов, чтобы величины критических нагрузок не были превышены. Это сокращение должно осуществляться как на локальном, так и на региональном уровне, поскольку соединения азота за время жизни в атмосфере могут быть перенесены на значительные расстояния (до нескольких тысяч километров). Часто подобный перенос осуществляется в трансграничном и даже в трансконтинентальном масштабе, что требует международных подходов для снижения эмиссии соединений загрязняющих веществ в атмосферу. Расчеты снижения выбросов поллютантов производится с использованием эколого-экономических оптимизационных моделей, позволяющих оценить изменение уровней превышений критических нагрузок в течение длительного периода времени в самых различных частях ГТС ЕСГ России.

Далее, необходимо рассмотреть и обратное влияние геоэкологических факторов на состояние ГТС с тем, чтобы учитывать соответствующие геоэкологические риски. Среди этих рисков могут быть названы следующие:

· Коррозионные нарушения трубопроводов за счет агрессивной физико-химической и биологической среды;

· разрывы трубопроводов при деформациях грунтов различной природы (поверхностная эрозия, солифлюкация, оползни, термокарст, проседания, водные размывы).

Важно также учитывать и более сложно структурированные геоэкологические факторы и связанные с ними риски. Так, анализ пространственно-временного распределения аварий на линиях газопроводных сетей в пределах территории Восточно-Европейской платформы в совокупности с некоторыми параметрами, отображающими ее современную геодинамическую активность, указывает на более чем однозначную приуроченность аварийных ситуаций к геоструктурным нарушениям земной коры и коррелируемость с периодами активизации платформы под влиянием ее колебательных движений. Более детальное изучение данной зависимости позволит значительно снизить геоэкологические риски и аварийность на трубопроводах.

Читайте также: