Утилизация попутного нефтяного газа

Используя в своей работе современные газопоршневые установки, работающие на попутном нефтяном газе ЗАО "Автономный ЭнергоСервис" предлагает решения для нефтяных месторождений и участков перегона и очистки.

Оборудование для работы на попутном нефтяном газе подбирается исходя из химического анализа топливной смеси:

Метановое число. Чем выше метановое число, тем меньше склонность к детонации.
LHV (Низшая теплота сгорания). При возможном изменении низшей теплоты сгорания +/- 10% требуется использование электронной системы карбюрации, реагирующей на изменение состава и свойств ПНГ.
Плотность газа, наличие примесей.
Стехиометрическое воздушно-топливное соотношение: минимальное количество воздуха, необходимого для полного сгорания топливной газовой смеси

Одной из серьёзных проблем, осложняющей использование ГПУ на ПНГ, является изменение состава ПНГ с течением времени. На момент разработки скважины и взятия проб, состав газа может сильно отличаться от того, который реально будет подаваться в газопоршневой мотор.

Попутный нефтяной газ

Попутный нефтяной газ (ПНГ) – смесь газов, выделяющаяся из углеводородов любого фазового состояния, которая состоит из метана, этана, пропана, изобутана и бутана, и которая содержит растворенные в ней высокомолекулярные жидкости и примеси различного состава.

Экономическая эффективность энергоустановок на ПНГ обусловлена:

объемом капиталовложений в систему отбора и подготовки газа
тарифами на электроэнергии
штрафами за выбросы загрязняющего газа - Постановление Правительства Российской Федерации от 8 ноября 2012 № 1148 «Об особенностях исчисления платы за выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сжигании на факельных установках и (или) рассеивании попутного нефтяного газа»

По Постановлению Правительства России от 8 января 2009 г. № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках» установлен показатель сжигания ПНГ, который составляет не более 5 % от объема добытого попутного нефтяного газа. Ограничения по прямому сжиганию попутного нефтяного газа стимулирует его утилизацию различными способами.

В рамках утилизации попутного нефтяного газа выделяют следующие направления:

Сбор ПНГ и транспортировка на ГПЗ
Применение малых газопоршневых или газотурбинных электростанций
Повторная закачка ПНГ в нефтяной коллектор для повышения нефтеотдачи пласта
Газохимическая переработка (GTL)

Двигатели для попутного нефтяного газа

Для нестандартных объектов, использующих газ с низким метановым числом, ЗАО "АЭС" использует специальную серию двигателей "LCR" (Low Compression Ratig), способных работать на попутном нефтяном газе с низким метановым числом. Использование двигателей этой серии в первую очередь снижает вероятность падения мощности установленной газопоршневой электростанции (Down Rating).

Параметр	Размерность	Природный газ	Газ с низким метановым числом
Метановое число	Не менее	75	45
Низшая теплота сгорания	ккал/_нм3	7165 - 10270	9600 - 11200
Относительная влажность	%. не более	80	80
Температура газа на входе в двигатель по отношению к точке росы	C°	Выше не менее чем на 15	Выше не менее чем на 15
Содержание кислорода, (О2)	% об, не более	2	2
Содержание водорода, (H2)	% об, не более	12	12
Содержание бутана, (C4H10) и выше	% об, не более	2	7
Содержание эквивалента H2S (с катализатором / без катализатора)	ppm. не более	100 / 1400	130 / 1800
Содержание аммиака, (NH3)	ppm. не более	60	80
Содержание остаточных масел и смол	мг/_нм, не более	Не допускается	10
Максимальная концентрация твердых частиц (1-5)	мг/_нм, не более	10	12

Компоновка мини-тэц для ПНГ

При реализации объектов с применением газопоршневых электростанций, работающих на попутном нефтяном газе, следует учесть следующие особенности:

Чаще всего используется контейнерная компоновка электростанции, так как проведение полноценного монтажа, строительство здания и специального фундамента чаще всего затруднительно. Электростанция может использоваться в труднодоступных районах, где стоимость монтажа возрастает многократно.
К контейнеру предъявляются повышенные требования не только из-за труднодоступности района и сложных погодных условий. Контейнер с ГПУ на ПНГ должен, кроме прочего, выдержать периодическую транспортировку с места на места (к примеру, вертолетом) от одного куста скважин к другому.
Когенерация, или утилизация тепла, для электростанций на ПНГ используется крайне редко - за счет "дармовой" стоимости ПНГ затраты на когенерационную часть мини-тэц себя не окупят, так как для получение тепла ПНГ дешевле сжигать в котельных установках. По этой причине, для ПНГ чаще используется генерация (выработка электроэнергии) нежели когенерация.
Вместо узлов, отвечающих за утилизацию тепла (котел-утилизатор, теплообменники, трехходовые и байпасные клапана) в контейнер может быть установлен трансформатор или блок подготовки ПНГ.