close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Рациональное использование
попутного нефтяного газа (ПНГ)
Метрологические задачи,
связанные с измерениями
объемной теплоты (энергии) сгорания ПНГ
Лаборатория калориметрии и высокочистых органических веществ метрологического назначения
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
Руководитель лаб.: Корчагина Елена Николаевна
E-mail: E.N.Korchagina@vniim.ru
Адрес: 190005 С-Пб., Московский пр., 19
Раб. тел. (812) 323-96-39, факс (812) 713-01-14
Попутный нефтяной газ (ПНГ).
Постановления Правительства РФ об утилизации ПНГ
Нефтяной
газ
(попутный):
смесь
углеводородных
и
неуглеводородных газов и паров, находящихся как в свободном, так и
в растворенном состоянии, выделяющихся из сырой нефти в процессе
ее добычи (по ГОСТ Р 8.615-2005 «Измерения количества извлекаемой из недр нефти и
нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования»)
Поручение президента РФ № 1461 от 06.08.2007 подготовить
комплекс мер по решению проблемы более эффективного
использования ПНГ: «довести уровень утилизации ПНГ до
среднемирового уровня 95 % к 2011 году».
Постановление правительства РФ от 08.01.2009 № 7 «О мерах
по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного
воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на
факельных установках».
2
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ
на период до 2030 года
Утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р
Раздел 2. Главные стратегические ориентиры
• повышение энергетической эффективности экономики и экологической безопасности
энергетики;
• максимально рациональное использование энергетических ресурсов и повышение
ответственности за их неэффективное расходование;
• снятие
основных
инфраструктурных,
технологических
и
иных
барьеров,
препятствующих рациональному использованию ПНГ и минимизации объемов его
сжигания на факелах;
Раздел 3. Недропользование и управление государственным фондом недр.
Нефтяной комплекс
«Одной из стратегических задач нефтяного комплекса является максимально полная
утилизация и сбережение ресурсов попутного нефтяного газа.
Настоящая Стратегия предусматривает, что уже к окончанию первого этапа ее
реализации будет эффективно использоваться 95 % извлекаемого ПНГ, в том числе
путем переработки на ГПЗ.
Особенно актуальным этот вопрос является для районов нового освоения Восточной
Сибири, где сырьевая база углеводородов носит комплексный характер - большинство
месторождений содержат нефть и газ, а также имеют сложный компонентный состав».
3
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ на
период до 2030 года
Утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р
Перспективное развитие нефтяного комплекса:
• расширенное вовлечение в эксплуатацию комплексных нефтегазовых месторождений
сложнокомпонентного состава и связанная с этим необходимость утилизации ПНГ,
метана, гелия и газового конденсата;
• формирование новых крупных нефтяных комплексов, предусматривающих добычу
нефти, утилизацию ПНГ и развитие нефте- и газохимии на базе комплексных
нефтегазовых месторождений сложнокомпонентного состава главным образом в
восточных районах России и на континентальном шельфе арктических и
дальневосточных морей;
• активные меры по утилизации и комплексному использованию ПНГ.
Сводный план мероприятий государственной энергетической политики на
период до 2030 года, обеспечивающих реализацию настоящей Стратегии
• Стимулирование эффективного недропользования на основе полного и
комплексного извлечения углеводородного сырья из недр
• Обеспечение коэффициента утилизации попутного нефтяного газа на
уровне не ниже 95 %.
4
Извлечение ПНГ в России
млрд/м3
80
48,5
60
40
54,9
56,2
57,9
61,2
2004
2005
2006
2007
Извлеченные
ресурсы ПНГ за
2002-2007 гг.,
млрд. м3
34,2
20
0
2002
2003
Доли компаний в добыче ПНГ в России (% от общего объема на 2006 г)
Сургутнефтегаз ТНК ВР
Роснефть
27 %
18,8 % 14,9 %
ЛУКОЙЛ
12 %
Газпром
нефть
7,6 %
Данные разнятся значительно, т.к. инструментальные замеры
объемов извлекаемого, используемого и сжигаемого ПНГ в
большинстве случаев сейчас не осуществляются
Другие
19,7 %
Источник РИАНОВОСТИ.
2010 г
5
Факельное сжигание ПНГ в России
По официальным данным Росстата.
Переработка На нужды Сожжено
Добыто
на ГПЗ
промысла в факелах
год
млрд. м3
2002
34,2
12,3
4,8
2006
57,9
35,5
8,3
2007
61,2
34,8
9,7
17,1
14,1
16,7
По оценкам Ростехнадзора,
российские
недропользователи
сегодня сжигают на 20–30%
ПНГ больше, чем заявляют.
«Российская газета» — Центральный выпуск №4622 от
27 марта 2008 г.
Сжигание ПНГ в России на основе спутниковых данных Всемирного
фонда дикой природы (WWF)
60
50,0
52,3
млрд.м
млрд/м3 3
50
42,0
46,6
35,2
40
30
20
10
0
2005
2007
2008
2009
2010
Данные разнятся значительно, т.к. инструментальные замеры объемов извлекаемого,
6
используемого и сжигаемого ПНГ в большинстве случаев не осуществляются
Сжигание ПНГ в Мире
Источник: The Chemical Journal «Сжигать-экспортировать нельзя переработать» Май 2011 Сергей Ким
Россия
35,2
Нигерия
15,2
Иран
11,3
Ирак
9,1
Ангола
4,1
Казахстан
3,8
Ливия
3,8
Венесуэла
2,8
Мексика
2,5
Индонезия
2,3
Китай
2,1
Канада
2,1
США
2,1
0
в 2010 г.
млрд. м3
млрд/м
5
10
15
20
25
30
35
3
40
3
млрд.
млрд/м3м
Динамика изменения объемов сжигания ПНГ в мире в 2006–2010 гг., млрд. м3
200
150
100
50
0
162
154
50,0
2006
52,3
2007
147
146
42,0
2008
всего, из этого:
46,6
2009
134
35,2
2010
в России
7
Влияние сжигания ПНГ на экологическую
обстановку близлежащих территорий
ФЗ РФ от 4.11.2004 № 128-ФЗ «О ратификации Киотского протокола к Рамочной
конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата».
• 1,2 % от Мирового выброса СО2;
• выбросы твердых загрязняющих веществ (активной сажи)– 500 тыс. тонн
в год - ок. 12% общего объема выбросов в России;
• существенные концентрации H2S, SO2, NOx; при неэффективном сжигании
в факелах–выбросы СН4
Неблагоприятное влияние на
здоровье населения:
Тепловое и химическое загрязнение:
Органы дыхания;
Нервной системы;
Ослабление иммунной системы;
Поражения печени и желудочно-кишечного
тракта;
Рост числа онкологических заболеваний.
Разрушение почвенного покрова
и растительности (тысячи га по
территории всей России)
8
Добыча нефти
Установка подготовки нефти
НЕФТЬ
Нефтегазовая
смесь
ПНГ
Возможные пути утилизации ПНГ
•
Технологический. Закачка в пласт
•
Энергетический. Использование на местах для выработки электроэнергии,
идущей на нужды нефтепромыслов.
•
Нефтехимический. Переработка на ГПЗ с получением:
СОГ - сухой отбензиненный газ (состоит в основном из СН4, с добавкой С2Н6 и, в допустимых для
транспортировки в трубопроводе количествах, более тяжелых фракций);
ШФЛУ - широкая фракция лёгких углеводородов - сырья для производства:
каучуков, пластмасс, компонентов высокооктановых бензинов и др.;
СГБ - Стабильный газовый бензин (аналогичный прямогонному бензину в нефтепереработке);
Газового моторного топлива (автомобильный пропан-бутан);
•
Криогенная переработка. СУГ
коммунально-бытовых нужд (в
-
Сжиженный
углеводородный
газ
для
основном состоит из смеси пропана и бутанов, может
транспортироваться в специально сконструированных цистернах)
Процент полезного использования ПНГ
в России в 2010 г.
Сургутнефтегаз
95,9
Татнефть
93,7
Газпром
85,2
ТНК-ВР
84,6
Башнефть
83,1
76,8
Лукойл
Славнефть
71,6
Русснефть
69,8
95 %
55,6
Газпромнефть
Роснефть
53,8
Новатэк
15,3
71,7
Прочие
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95 100
Источник: The Chemical Journal «Сжигать-экспортировать нельзя переработать» Май 2011 Сергей Ким
10
Практика утилизации ПНГ в мире
Всемирный банк в 2002 году организовал Глобальное партнерство по
уменьшению сжигания ПНГ (GGFR), которое объединяет:
• крупнейшие нефтедобывающие страны:
США, Канада, Нигерия, Казахстан, Великобритания, Норвегия и др.
РФ представлена в партнерстве Ханты-Мансийским АО (законом «О
недропользовании» ХМАО № 94-оз от 31.12.2004 года утвержден единый процент
утилизации НПГ в размере 95 %).
• ведущие энергетические компании: ExxonMobil, Shell, BP, Chevron и др.;
• международные структуры, такие как Всемирный банк, ОПЕК и Евросоюз.
120
98
млрд/м3
100
97
95,6
76,3
80
Уровень утилизации ПНГ
в 2010 г., %
60
40
20
0
Норвегия
США
Казахстан
Россия
11
Возможное использование ПНГ
Растворители
СН4
64%
Пластмассы
Этанол
С2Н4
С2Н6
11%
9%
N2, CO2, H2S, Не,
О2,меркаптаны.
Пары Н2О
С5Н12,С6Н14
2%
Газовый
бензин
С4Н10
3%
С3Н8
11%
Топливо
Пластмассы
Синтетический
каучук
12
Перспективные направления
утилизации ПНГ в России (до 2020 г.)
в планах на 2020 г.
ситуация на 2010 г.
Закачка
в пласт
26%
Сжигается
Электро
на
энергия на
факелах
нужды
промысла
Перераба- (и потери)
тывается на
ГПЗ
27%
Будет
сжигаться
на факелах
8%
47%
5%
Получение
электро13%
энергии
55%
Переработка
на ГПЗ
19%
Будет
подано в
ЕСГ
Источник Минприроды РФ. РИАНОВОСТИ. 2010
Из доклада Министра энергетики Шматко С.И.
28.10.2010 г. по вопросу Генеральной схемы
развития нефтяной отрасли на период до 2020 г.
Источник: Институт современного развития Аналитический доклад.
«Условия и перспективы развития нефтегазохимии в РФ Федерации»,
Декабрь 2010
13
Влияние состава ПНГ на его
калорийность
Газовая «шапка»
Газ, растворенный
в нефти
Различные
месторождения
Различные
Различные примеси:
стадии
N2, CO2, H2S, Не, О2,
разработки
меркаптаны.
месторождений
Пары Н2О
Сильное «колебание» состава ПНГ
Компонент
Ср. содержание,
%
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
40-80
4-20
4-18
2-10
1-5
CO2
Примеси
0,2-1,0
до 20 %
N2
1,5-2,0
Газохроматографический
метод определения
калорийности?
Использование метода прямого
калориметрического измерения теплоты
сгорания ПНГ
14
Примеры состава (% масс.) ПНГ
различных нефтяных месторождений
Месторождения
Ромашкинское, Татарстан
Туймазинское, Респ. Башкортостан
Бугурусланское, Оренбургская обл.
Сураханское, Азербайджан
Месторождения
Зап. Сибири
Аганское
Советское
Тарасовское
Южно-Балыкское
Пурнефтегазгеология
Варьеганское
Самотлорское
Барсуковское
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12 –
С10Н22
N2, CO2,
H2S
37,0
41,9
72,5
89,7
20,0
20,0
9,8
0,16
18,5
17,3
7,5
0,13
8,2
7,9
8,3
0,28
4,7
3,3
1,29
11,6
9,6
1,9
8,4
Примеси
4,2
3,1
0,8
0,6
СН4
С2Н6
С3Н8 IС4Н10 nС4Н10 IС5Н12 nС5Н12 N2
CO2
46,94
51,89
54,16
54,92
6,89
5,29
12,52
6,50
17,37
15,57
16,44
15,86
4,47
5,02
4,20
3,50
10,84
10,33
6,39
8,23
3,36
2,99
1,98
1,86
3,88
3,26
1,58
2,40
1,53
1,53
1,47
2,14
0,50
1,02
0,48
2,50
57,55 14,10 14,84
3,42
5,16
1,41
1,04
1,34 0,57
2,1
59,33 8,31 13,51
60,64 4,13 13,05
80,78 5,81 4,27
4,05
4,04
2,04
6,65
8,60
2,00
2,20
2,52
1,16
1,80
2,65
0,65
1,51 0,69
1,48 0,59
1,80 0,96
1,9
2,3
0,5
15
Теплота сгорания ПНГ и
метрологические характеристики газовых калориметров в
составе ГПЭ единиц энергии сгорания (ГЭТ 16-2010)
ПНГ имеет высокую теплоту сгорания
от 34 до 100 МДж/м3
Метрологические характеристики газовых калориметров в
составе ГПЭ единиц энергии сгорания (ГЭТ 16-2010)
Характеристика
Диапазон
Погрешность воспроизведения
единицы абсолютным методом
Погрешность передачи
единицы
«КАТЕТ»
«В-06АК»
10-50 МДж/м3
14·10-4
—
16·10-4
22·10-4
16
Метрологические задачи, связанные с
измерениями объемной теплоты сгорания (ОТС)
ПНГ прямым калориметрическим методом
Эталонный уровень
1 этап: Расширение диапазона измерений ОТС
Создание нового
эталонного газового
калориметра в
составе ГЭТ 16-2010
с диапазоном
измерений ОТС
от 50 до 100
МДж/м3
Методики расчета
объемной теплоты
сгорания ПНГ
отсутствуют
Разработка новых
методик расчета
ОТС ПНГ в области
газовой
хроматографии
17
Метрологические задачи, связанные с
измерениями объемной теплоты сгорания (ОТС)
ПНГ прямым калориметрическим методом
Эталонный уровень
2 этап: Сличения 2-х методов с последующей
аттестацией методики расчета ОТС ПНГ
в области газовой хроматографии
Прямой
калориметрический
метод измерений
ОТС ПНГ
Косвенный расчетный
метод определения
Сличения 2-х методов
ОТС ПНГ на основе
газовой
хроматографии
аттестация методики расчета
ОТС ПНГ области газовой
хроматографии
18
Метрологические задачи, связанные с
измерениями объемной теплоты сгорания (ОТС)
ПНГ прямым калориметрическим методом
Эталонный уровень
3 этап: Проведение новых абсолютных
измерений ОТС этана и пропана
На настоящий момент:
Высшая теплота
Погрешность, %
сгорания, МДж/м3
Компонент
Формула
Этан
С 2Н 6
65,38
0,3
Пропан
С 3Н 8
93,98
0,3
19
Метрологические задачи, связанные с
измерениями объемной теплоты сгорания (ОТС)
ПНГ прямым калориметрическим методом
Рабочие СИ
1 Применение калориметров в диапазоне измерений ОТС ПНГ
и разработка новых отечественных СИ с диап.более 50 МДж/м3
Парк рабочих СИ:
• Импортные газовые калориметры
«Reineke Meβ- und Regeltechnik GmbH»,
Германия
RBM 2000
WI
«Union Apparatbau GmbH»,
Германия
CWD 2000, 2005
• Создаются отечественные газовые калориметры
20
Метрологические задачи, связанные с
измерениями объемной теплоты сгорания (ОТС)
ПНГ прямым калориметрическим методом
Рабочие СИ
Создание метрологического обеспечения для этих СИ:
Разработка и аттестация методик измерений;
Разработка и аттестация калибровочных и
поверочных газовых смесей для калориметров и
хроматографов для диапазона ОТС разных типов ПНГ
Рациональное использование ПНГ
является сложной комплексной проблемой, для решения которой
необходимы согласованные действия всех сторон:
государства, нефтяных компаний, метрологических служб.
21
Спасибо за внимание!
22
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
55
Размер файла
4 742 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа