Состав природных газов некоторых газовых и газоконденсатных месторождений

Основные физико-химические характеристики сырья

Сырьем газоперерабатывающих заводов является пластовая смесь газовых и газоконденсатных месторождений, состоящая в общем виде из природного газа, газового конденсата и пластовой воды. Назначение газоперерабатывающих заводов – это разделение пластовой смеси и последующая переработка газа и конденсата с применением абсорбционных, адсорбционных, хемосорбционных, конденсационных и других процессов.

1.1.1. Природные газы

Основные физико-химические характеристики природных газов крупных газовых и газоконденсатных месторождений приведены в табл. 1.1 [4]. Как видно из табл. 1.1, природные газы характеризуются высоким содержанием метана (67,0-99,0 % об.), а содержание тяжелых углеводородов (S С₅₊) невелико (от полного отсутствия до 6,0 % об.). Большинство газов содержит 1-5 % об. неуглеводородных компонентов: азота, диоксида углерода, сероводорода, серооксида углерода, сероуглерода и др. Газы трех крупных газоконденсатных месторождений – Оренбургского, Карачаганакского и Астраханского – содержат большое количество сероводорода (от 1,7 до 14,0 % об.) и поэтому целевое назначение переработки этих газов – производство элементной серы.

Таблица 1.1

Состав природных газов некоторых газовых и газоконденсатных месторождений

1.1.2. Газовые конденсаты

Газ многих месторождений выносит газовый конденсат, содержащий углеводороды от С₅Н₁₂ до С₂₀Н₄₂ в количестве 5-400 г/м³ газа. Основные физико-химические характеристики газовых конденсатов некоторых газоконденсатных месторождений приведены в табл. 1.2. [5]. Из данных табл.1.2 видно, что газовые конденсаты выкипают в интервале температур от 25 до 360 ⁰С и выше, при этом некоторые конденсаты имеют более высокую температуру начала кипения (103-210 ⁰С), а другие - более низкую температуру конца кипения (197-234 ⁰С).

Конденсаты разных месторождений сильно различаются по групповому химическому составу и содержанию общей серы. По содержанию общей серы резко выделяются конденсаты Оренбургского (1,18 % мас.), Астраханского (1,37 % мас.) и Карачаганакского (0,8 % мас.) месторождений.

Газовые конденсаты являются существенным ресурсом углеводородного сырья. Их суммарная добыча сейчас достигает 25-28 млн.т/год, что в среднем по России составляет примерно 40 г на 1 м³ добываемого газа.

1.2. Классификация продукции газоперерабатывающих заводов

Продукция, вырабатываемая на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ) и газопромысловых установках (ГПУ), условно подразделяется на пять групп.

В первую группу входят газовые смеси, используемые как топливо. В этих газовых смесях основным компонентом является метан. В качестве других компонентов в состав смесей входят другие углеводороды, диоксид углерода, азот, сернистые соединения, суммарное содержание которых достигает нескольких процентов. Содержание сернистых соединений в газовых топливных смесях регламентируется, а содержание углеводородов – нет.

Таблица 1.2

Показатели качества газовых конденсатов некоторых месторождений России [5]

Примечания. *-в знаменателе указана температура плавления парафина, ⁰С; **-> 280⁰С; ***-180-к.к.; 4*->300⁰С; 5*->200⁰С; 6*->245⁰С; 7*->260⁰С; 8*-180-к.к.;9*->240⁰С.

Вторая группа включает в себя газообразные технические чистые углеводороды (этан, пропан, бутаны) и гелий, а также смеси газовых компонентов определенного состава.

Третья группа состоит из углеводородов, относящихся ко второй группе, но в сжиженном виде, жидкого гелия и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). Общим признаком этой группы является то, что в жидком состоянии при 20 ⁰С эти газы находятся при определенном избыточном давлении.

В четвертую группу входят продукты, находящиеся в нормальных условиях в жидком состоянии, такие как газовый конденсат и продукты его переработки.

К пятой группе относятся твердые продукты переработки природного газа – технический углерод и газовая сера.

Все продукты, входящие в состав вышеперечисленных групп, отличаются углеводородным составом, содержанием в них воды, механических примесей, диоксида углерода и сернистых соединений, температурами кипения и застывания и др.

1.3. Требования к качеству товарных продуктов

1.3.1. Товарный газ

В настоящее время товарные газы, подаваемые в магистральные газопроводы, должны отвечать требованиям ОСТ 51.40, основные из которых приведены в табл. 1.3.

При установлении показателей качества газов за основу взяты следующие условия:

- газ при транспортировании не должен вызывать коррозию.

Таблица 1.3