14.2.1 Утилизация факельных газовых выбросов

Специфика добычи попутного газа заключается в том, что он (как и следует из названия) является побочным продуктом нефтедобычи. Потери попутного нефтяного газа связаны с неподготовленностью инфраструктуры для его сбора, подготовки, транспортировки и подготовки, отсутствием потребителя. В этом случае газ просто сжигается на факелах. Известно, что добываемый попутный нефтяной газ обычно включает в качестве примесей совокупно или в отдельности соединения Н2S, NО2, СО2, СН4 и другие, которые при сгорании газа в промышленных или бытовых установках образуют ряд вредных и токсичных соединений, попадающих в атмосферу с газовыми выбросами и оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Поступающие в окружающую среду продукты сгорания попутного нефтяного газа представляют собой потенциальную угрозу нормальному функционированию человеческого организма на физиологическом уровне.

Заболеваемость населения по многим классам болезней выше общестатистических показателей (очень высоки показатели по болезням органов дыхания). По ряду заболеваний (новообразования, болезни нервной системы и органов чувств и пр.) наблюдается тенденция к росту. Очень опасны воздействия, последствия которых выявляются не сразу. Таковыми являются влияние загрязняющих веществ на способность людей к зачатию и вынашиванию детей, развитие наследственных патологий, ослабление иммунной системы, рост числа онкологических заболеваний. Для уменьшения этого нежелательного воздействия на окружающую среду природный газ до сжигания предварительно очищают от упомянутых примесей либо ведут обработку уже отработанных газовых выбросов перед выводом их в атмосферу.

Необходимость утилизации газовых выбросов с помощью методов, отличающихся от простого сжигания газовых выбросов в факелах, заключается в следующем:

1 Сжигание газовых выбросов в факелах и его выброс в атмосферу потенциально опасны для здоровья, так как в результате сжигания газа в воздухе образуются токсичные вещества, которые абсорбируются растениями и могут попасть в пищевую цепь.

2 В экологическом отношении сжигание газовых выбросов имеет такие последствия, как глобальное потепление, кислотные осадки и изменение климата. Газовые выбросы диоксида углерода и факельных газов способствуют усилению парникового эффекта и глобальному потеплению.

3 Затрачиваются ценные невозобновляемые ресурсы.

Перспективен процесс каталитической утилизации газовых выбросов, предназначен для переработки отходящих углеводородных газов (С2 – С6), сжигаемых на факелах. Процесс обеспечивает переработку газовых выбросов, содержащих вредные примеси кислорода, азота и сернистых соединений. В процессе переработки углеводородных газовых выбросов получают топливный газ (метан) или технический водород.

Процесс каталитической утилизации факельных газовых выбросов обеспечивает решение экологических проблем и коммерческое использование переработанных газовых выбросов. Процесс утилизации факельных газов нефтеперерабатывающих предприятий и нефтепромыслов включает следующие технологические стадии (рис. 14.5):

- каталитическая очистка газовых выбросов от примесей кислород-, азот- и серосодержащих соединений (при необходимости);

- каталитическая низкотемпературная конверсия  углеводородов в метан (топливный газ) с выходом конечного продукта 98 - 99%;

каталитическая высокотемпературная конверсия метана с получением водорода и оксида углерода;

каталитическое метанирование оксида углерода;

мембранное или короткоцикловое разделение водорода и метана.

В зависимости от конкретных условий и предъявляемых требований технология процесса каталитической утилизации факельных газовых выбросов может быть разработана по вариантам:

получение только метана из газовых выбросов (топливного газа);

получение технического водорода и метана из газовых выбросов.

Предлагаемый процесс каталитической утилизации газовых выбросов, обеспечивает повышение технико-экономических показателей нефтеперерабатывающих предприятий и нефтепромыслов и улучшение экологической обстановки в регионе в целом.

 

Рисунок 14.5 - Схема установки каталитической очистки факельных газов:

1 - блок каталитической очистки газа от газовых примесей; 2 - блок низкотемпературный; 3 - каталитической конверсии в метан; 4 - блок высокотемпературной каталитической конверсии метана; 5 - блок метанирования