Оценка эффективности применения щелочного метода очистки попутного нефтяного газа от примесей сероводорода на Южно-Хыльчуюском нефтегазовом месторождении (Ненецкий АО)

Попутный нефтяной газ – это газообразная смесь углеводородных и
неуглеводородных компонентов, добываемая совместно с нефтью через
нефтяные скважины и выделяющаяся из нефти в процессе ее промысловой
подготовки [1]. Попутный нефтяной газ в отличие от природного содержит в
своем составе кроме метана и этана большую долю пропанов, бутанов и паров
более тяжелых углеводородов. Попутный газ содержит такие
неуглеводородные компоненты в различных соотношениях в зависимости от
месторождения, как сероводород и меркаптаны, двуокись углерода, азот, гелий
и аргон.
Меркаптаны, сероводород и негорючие инертные газы, содержащиеся в
попутном нефтяном газе (ПНГ), относятся к нежелательным химическим
примесям. Серосодержащие соединения увеличивают скорость процесса
коррозии и являются токсичными, в то же время инертные газы отрицательно
влияют на теплоту сгорания добываемого попутного нефтяного газа.
В настоящее время существует значительное количество методов
очистки нефтяного газа от химических примесей, каждый из которых имеет
свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного способа зависит от
следующих условий: основные параметры сырьевого газа, его компонентный
состав, необходимая степень очистки, область применения товарного газа,
имеющиеся энергетические ресурсы и другое. Правильный выбор технологии
приводит к улучшению качества газа, минимизирует влияние на экологию и
экономии ресурсов, что в свою очередь увеличивает прибыль добывающей
компании. Таким образом, тема исследования процессов очистки попутного
газа не теряет своей актуальности.
Целью работы является обоснование предложения по
совершенствованию процесса очистки попутного нефтяного газа от примесей
сероводорода с применением щелочного раствора на Южно-Хыльчуюском
нефтегазовом месторождении посредством внедрения дополнительной ступени
очистки.
В ходе проведения исследования были поставлены следующие задачи.
 Исследовать современные тенденции развития нефтегазовой
отрасли, связанные с уменьшением выбросов попутного нефтяного газа.
 Изучить методы очистки попутного газа от сероводорода и
рассмотрение существующих абсорбционных установок с учетом их
назначения, конструкции и принципа действия.
 Проанализировать мероприятия по очистке ПНГ от сероводорода на
Южно-Хыльчуюском месторождении.
 Рассмотреть перспективы оптимизации процесса переработки ПНГ
Южно-Хыльчуюского месторождения.
 Провести моделирование абсорбера с применением щелочного
агента для Южно-Хыльчуюского месторождения.
 Расчитать экономическую эффективность совершенствования
процесса очистки ПНГ для рассматриваемого случая.
Научная новизна
На основании проведенного исследования физико-химических свойств
добываемого попутного нефтяного газа на Южно-Хыльчуюском
месторождении и анализа существующих методов очистки на месторождениях
углеводородов была предложена очистка попутного нефтяного газа от
примесей сероводорода с применением щелочного раствора.
Практическая значимость
На основе проведенных модельных расчетов обоснована
технологическая и экономическая эффективность технического решения по
совершенствованию процесса очистки попутного нефтяного газа от примесей
сероводорода с применением щелочного раствора на Южно-Хыльчуюском
нефтегазовом месторождении посредством внедрения дополнительной ступени
очистки, при этом для доочистки ПНГ Южно-Хыльчуюского месторождения
щелочным раствором необходимый диаметр абсорбера равен 1,7 м, высота
активной части абсорбера достигает 2,6 м, расход абсорбента составляет 14,76
м3/ч, скорость очистки равна 0,3 м/ч. Обоснована возможности применения
данного метода очистки ПНГ на месторождениях с повышенным содержанием
сероводорода. Использование гидроксида натрия в качестве абсорбента может
улучшить экономическую и экологическую составляющие проектов
нефтегазовых компаний.
Информационной базой для выполнения работы послужили учебная и
научная литература, отраслевые регламенты, руководящие документы,
инструкции, годовые отчеты компании «Лукойл-КОМИ», «Лукойл»,
«Роснефть» и «Газпром».