RU2771006C1 - Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions - Google Patents
Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771006C1 RU2771006C1 RU2021115562A RU2021115562A RU2771006C1 RU 2771006 C1 RU2771006 C1 RU 2771006C1 RU 2021115562 A RU2021115562 A RU 2021115562A RU 2021115562 A RU2021115562 A RU 2021115562A RU 2771006 C1 RU2771006 C1 RU 2771006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- plant
- synthetic gas
- production
- processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разработке и проектированию объектов газовой промышленности в условиях ее интенсивного развития.The invention relates to the development and design of gas industry facilities in the conditions of its intensive development.
Самой большой проблемой нефтегазовой отрасли России является расположение основных ресурсов углеводородов в труднодоступных регионах Арктики, Сибири и Дальнего Востока. В частности, анализ добычи углеводородов во всех странах Арктики за последние полвека показал, что из арктических недр России, США, Канады и Норвегии к 2019 г. извлечены гигантские объемы углеводородов, достигшие 22 млрд т в нефтяном эквиваленте (н.э.), из которых около 86,9% добыто в арктической зоне РФ, а 12,5% - на Аляске. По общим объемам добычи в арктической зоне РФ в 2017 г. и 2018 г. последовательно были установлены рекорды 581,4 и 616,9 млн т н.э. (преимущественно за счет роста добычи и экспорта газа) (Богоявленский В.И., Богоявленский И.В. Основные результаты и перспективы освоения ресурсов нефти и газа Арктики// Труды ВЭО России. 2019. Т. 216. С. 54-82). Учитывая специфику расположения в труднодоступных регионах РФ основных стратегических запасов природного газа, важнейшим фактором их интенсивной разработки и добычи становится обеспечение сырьем быстро развивающейся газохимической промышленности с одновременным производством топлива, обеспечивающего потребности топливноэнергетического комплекса страны и экспорт. Оптимальное решение этой задачи возможно только при создании промышленных кластеров, связывающих в единый производственный цикл с помощью логистических связей предприятия добычи, газопереработки и газохимии с учетом особенностей региона их размещения и потребителей конечной продукции.The biggest problem of the Russian oil and gas industry is the location of the main hydrocarbon resources in hard-to-reach regions of the Arctic, Siberia and the Far East. In particular, an analysis of hydrocarbon production in all countries of the Arctic over the past half century has shown that by 2019 huge volumes of hydrocarbons have been extracted from the Arctic subsoil of Russia, the USA, Canada and Norway, reaching 22 billion tons of oil equivalent (toe), from of which about 86.9% was mined in the Arctic zone of the Russian Federation, and 12.5% - in Alaska. In terms of total production volumes in the Arctic zone of the Russian Federation in 2017 and 2018, records of 581.4 and 616.9 Mtoe were successively set. (mainly due to the growth of gas production and export) (Bogoyavlensky V.I., Bogoyavlensky I.V. Main results and prospects for the development of oil and gas resources in the Arctic // Proceedings of the VEO of Russia. 2019. V. 216. P. 54-82) . Taking into account the specifics of the location of the main strategic reserves of natural gas in remote regions of the Russian Federation, the most important factor in their intensive development and production is the provision of raw materials for the rapidly developing gas chemical industry with the simultaneous production of fuel that meets the needs of the country's fuel and energy complex and exports. The optimal solution to this problem is possible only when creating industrial clusters that link production, gas processing and gas chemistry enterprises into a single production cycle using logistics links, taking into account the characteristics of the region where they are located and consumers of the final product.
Известна установка для переработки углеводородных газов нефтяных и газоконденсатных месторождений, содержащая трубопровод подачи попутного нефтяного газа (ПНГ) или «сырого» газа и связанные с ним и между собой системой трубопроводов аппараты установки промысловой подготовки ПНГ и «сырого» газа компрессорную станцию, а именно установку низкотемпературной сепарации, блок адсорбционной очистки, выход которого соединен с трубопроводом отвода товарного осушенного газа, блок колонны стабилизации газового конденсата и установку очистки сжиженных углеводородных газов (СУГ), а также соединенный с выходом СУГ установки очистки реакторный блок платформинга и соединенный с его выходом блок разделения продуктов реакции, выход жидких продуктов которого соединен со входом блока колонны стабилизации, выход углеводородного газа которого соединен с трубопроводом подачи ПНГ или «сырого» газа, второй выход блока колонны стабилизации соединен с трубопроводом отвода смеси углеводородов С5 и выше и ароматических углеводородов в магистральный нефтепровод (патент на изобретение RU 2435827 С1, МПК C10G 5/00, C10L 3/10, С07С 9/00, заявлен 15.11.2010 г., опубликован 10.12.2011 г.). Основными недостатками изобретения являются:A known installation for processing hydrocarbon gases of oil and gas condensate fields, containing a pipeline for supplying associated petroleum gas (APG) or "raw" gas and associated with it and among themselves by a system of pipelines, apparatus for the installation of field treatment of APG and "raw" gas compressor station, namely the installation low-temperature separation unit, an adsorption treatment unit, the outlet of which is connected to the pipeline for the removal of commercial dried gas, a unit of a gas condensate stabilization column and a liquefied hydrocarbon gas (LHG) purification unit, as well as a platforming reactor unit connected to the LPG outlet of the purification unit and a separation unit connected to its outlet reaction products, the outlet of the liquid products of which is connected to the inlet of the stabilization column block, the hydrocarbon gas outlet of which is connected to the pipeline for supplying APG or "raw" gas, the second outlet of the stabilization column block is connected to the pipeline for the removal of a mixture of hydrocarbons C 5 and above and aromatic hydrocarbons into the main oil pipeline (patent for invention RU 2435827 C1, IPC
• наличие блоков платформинга и разделения продуктов платформинга при условии, что получаемая смесь углеводородов С5 и выше затем закачивается в магистральный нефтепровод и смешивается с нефтью;• presence of platforming units and separation of platforming products, provided that the resulting mixture of C 5 and higher hydrocarbons is then pumped into the main oil pipeline and mixed with oil;
• единственный товарный продукт, представленный топливным газом.• the only commercial product represented by fuel gas.
Известен комплекс по переработке магистрального природного газа в товарную продукцию, состоящий из газоперерабатывающего блока А, вырабатывающего метановую, этановую, пропановую, бутановую и пентан-гексановую фракции; блока сжижения природного газа Б, подготовленного на газоперерабатывающем блоке А; газохимического блока В, вырабатывающего полимерную продукцию из этановой и/или пропановой фракции и/или прочего углеводородного сырья, выделенных на газоперерабатывающем блоке А; логистического блока Г, включающего резервуарный парк хранения товарной продукции вышеуказанных блоков; общезаводского хозяйства Д, обеспечивающего энергоресурсами и необходимыми реагентами все вышеуказанные блоки комплекса; а также энергетических и технологических взаимосвязей между звеньями общезаводского хозяйства Д и звеньями остальных блоков комплекса А, Б, В, Г, с возможностью как вариативного исполнения звеньев этих блоков, так и дополнения их новыми звеньями (патент на изобретение RU 2715838 С1, МПК B01D 53/00, заявлен 01.10.2019 г., опубликован 03.03.2020 г.). Недостатком изобретения является размещение всех блоков комплекса и составляющих их звеньев на одной производственной площадке, что нерационально для труднодоступных, в частности, арктических регионов, так как:Known complex for the processing of main natural gas into marketable products, consisting of a gas processing unit A that produces methane, ethane, propane, butane and pentane-hexane fractions; natural gas liquefaction unit B prepared at gas processing unit A; gas chemical unit B, which produces polymer products from ethane and/or propane fractions and/or other hydrocarbon feedstock isolated at gas processing unit A; logistic block G, which includes a tank farm for storing marketable products of the above blocks; off-site facilities D, which provides energy resources and the necessary reagents for all the above blocks of the complex; as well as energy and technological interconnections between the links of the off-site economy D and the links of the remaining blocks of the complex A, B, C, D, with the possibility of both variant execution of the links of these blocks and supplementing them with new links (patent for invention RU 2715838 C1, IPC B01D 53 /00, announced 01.10.2019, published 03.03.2020). The disadvantage of the invention is the placement of all blocks of the complex and their constituent links on one production site, which is not rational for hard-to-reach, in particular, the Arctic regions, since:
• для обслуживания такого комплекса необходимо несколько тысяч высококвалифицированных инженерно-технических работников, что трудно реализуемо в подобных регионах с неразвитой инфраструктурой и суровым климатом;• to service such a complex, several thousand highly qualified engineering and technical workers are needed, which is difficult to implement in such regions with underdeveloped infrastructure and harsh climate;
• большой ассортимент выпускаемой продукции газопереработки и газохимии усложняет логистику доставки ее потребителям и удорожает цену конечной продукции из-за транспорта на большие расстояния.• a wide range of manufactured gas processing and petrochemical products complicates the logistics of delivering them to consumers and increases the cost of the final product due to long distance transportation.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является газоперерабатывающий и газохимический комплекс, включающий газоперерабатывающий сектор, состоящий из звена подготовки сырья, звена низкотемпературного фракционирования сырья, звена получения элементарной серы, звена получения товарной метановой фракции (товарного газа), звена получения товарного гелия, звена получения суммы сжиженных углеводородных газов и пентан-гексановой фракции; сектор по сжижению природных газов, состоящий из звена сжижения товарной метановой фракции (товарного газа) и звена сжижения этановой фракции; газохимический сектор, состоящий из звена получения этилена, звена получения пропилена, звена получения синтез-газа, метанола и высших спиртов, аммиака, звена получения полимеров, сополимеров и звена получения этиленгликолей; сектор подготовки конденсата, состоящий из звена стабилизации конденсата и звена получения моторных топлив, при этом перемещение технологических потоков между смежными секторами обеспечивается дополнительными перекачивающими станциями (патент на изобретение RU 2570795 С1, МПК C10G 5/00, B01D 53/00, B01D 61/00, С07С 7/00, F25J 3/00, заявлен 15.07.2014 г., опубликован 10.12.2015 г.). Недостатком изобретения является размещение всех секторов комплекса и составляющих их звеньев на одной производственной площадке, что нерационально для труднодоступных, в частности, арктических регионов, так как:Closest to the claimed invention is a gas processing and gas chemical complex, including a gas processing sector, consisting of a link for preparing raw materials, a link for low-temperature fractionation of raw materials, a link for obtaining elemental sulfur, a link for obtaining a commercial methane fraction (commercial gas), a link for producing commercial helium, a link for obtaining the amount of liquefied hydrocarbon gases and pentane-hexane fraction; sector for liquefaction of natural gases, consisting of a link for liquefying the commercial methane fraction (commercial gas) and a link for liquefying the ethane fraction; gas chemical sector, consisting of an ethylene production unit, a propylene production unit, a synthesis gas production unit, methanol and higher alcohols, ammonia, a polymer production unit, copolymers and an ethylene glycol production unit; condensate preparation sector, consisting of a condensate stabilization link and a link for obtaining motor fuels, while the transfer of process flows between adjacent sectors is provided by additional pumping stations (patent for invention RU 2570795 C1, IPC C10G 5/00, B01D 53/00, B01D 61/00 , С07С 7/00, F25J 3/00, declared 15.07.2014, published 10.12.2015). The disadvantage of the invention is the placement of all sectors of the complex and their constituent links on one production site, which is not rational for hard-to-reach, in particular, the Arctic regions, since:
• для обслуживания такого комплекса необходимо несколько тысяч высококвалифицированных инженерно-технических работников, что трудно реализуемо в подобных регионах с неразвитой инфраструктурой и суровым климатом;• to service such a complex, several thousand highly qualified engineering and technical workers are needed, which is difficult to implement in such regions with underdeveloped infrastructure and harsh climate;
• большой ассортимент выпускаемой продукции газопереработки и газохимии усложняет логистику доставки ее потребителям и удорожает цену конечной продукции из-за транспорта на большие расстояния.• a wide range of manufactured gas processing and petrochemical products complicates the logistics of delivering them to consumers and increases the cost of the final product due to long distance transportation.
При создании изобретения была поставлена задача разработать высокоэффективный комплекс переработки в газохимическую продукцию углеводородного сырья месторождений, расположенных в сложных климатических условиях, с высоким уровнем гибкости и вариативности производства, формируемый таким образом, чтобы обеспечить логистическую связь между элементами комплекса и потребителями товарной продукции, учитывая уровень развития региона расположения комплекса.When creating the invention, the task was to develop a highly efficient complex for processing hydrocarbon raw materials from fields located in difficult climatic conditions into gas chemical products, with a high level of flexibility and production variability, formed in such a way as to provide a logistical connection between the elements of the complex and consumers of marketable products, taking into account the level of development the region where the complex is located.
Поставленная задача решается за счет того, что комплекс для переработки в газохимическую продукцию углеводородного сырья месторождений, расположенных в сложных климатических условиях, включает завод по производству синтетического газа, систему трубопроводов и, как минимум, один завод по переработке синтетического газа, при этом на заводе по производству синтетического газа в качестве углеводородного сырья перерабатывают природный газ и/или газ стабилизации и/или стабильный конденсат с получением синтетического газа, который направляют на, как минимум, один завод по переработке синтетического газа для производства товарной газохимической продукции, причем завод по производству синтетического газа размещают вблизи месторождения или группы месторождений углеводородного сырья, расположенных в сложных климатических условиях, завод по переработке синтетического газа размещают вблизи потребителей товарной газохимической продукции, а синтетический газ транспортируют от одного завода до другого с помощью магистрального продуктопровода.The task is solved due to the fact that the complex for processing hydrocarbon raw materials of fields located in difficult climatic conditions into gas-chemical products includes a plant for the production of synthetic gas, a pipeline system and at least one plant for processing synthetic gas, while at the plant in the production of synthetic gas as a hydrocarbon feedstock, natural gas and / or stabilization gas and / or stable condensate are processed to obtain synthetic gas, which is sent to at least one synthetic gas processing plant for the production of commercial gas chemical products, and the synthetic gas production plant located near a deposit or a group of deposits of hydrocarbon raw materials located in difficult climatic conditions, a synthetic gas processing plant is located near consumers of commercial gas chemical products, and synthetic gas is transported from one plant to another with the help of the main pipeline.
Подобная компоновка комплекса позволяет решить несколько экономически важных задач. Во-первых, ввиду необходимости предварительной подготовки добываемого углеводородного сырья на месторождении размещение на этой же площадке завода по производству синтетического газа требует в несколько раз меньше технологических установок и ресурсов обслуживающего персонала по сравнению с удаленным от месторождений размещением завода по производству синтетического газа вместе с заводом по переработке синтетического газа или, наоборот, с размещением завода по производству синтетического газа вместе с заводом по переработке синтетического газа непосредственно на месторождении. Во-вторых, наличие на месторождении углеводородного сырья дешевого топливного газа для установок завода по производству синтетического газа позволяет вырабатывать более дешевый синтетический газ. В-третьих, транспорт синтетического газа по магистральному продуктопроводу от месторождения до удаленного завода по переработке синтетического газа намного дешевле, чем транспорт большего количества сырого природного газа, содержащего существенное количество балластных компонентов (диоксид углерода, сероводород и др.). В-четвертых, размещение заводов по переработке синтетического газа в более комфортной зоне региона с развитой инфраструктурой упрощает логистику доставки потребителям товарной газохимической продукции. В-пятых, размещение заводов по переработке синтетического газа рядом с крупными потребителями позволяет сократить транспортные расходы на доставку товарной газохимической продукции.Such a layout of the complex allows solving several economically important tasks. Firstly, due to the need for preliminary preparation of the extracted hydrocarbon feedstock at the field, the placement of a synthetic gas production plant on the same site requires several times fewer technological installations and resources of maintenance personnel compared to the location of a synthetic gas production plant remote from the fields together with a production plant. processing of synthetic gas or, conversely, with the placement of a plant for the production of synthetic gas together with a plant for the processing of synthetic gas directly on the field. Secondly, the availability of cheap fuel gas for the installations of the synthesis gas plant in the hydrocarbon field allows the production of cheaper synthesis gas. Thirdly, the transportation of synthetic gas through the main product pipeline from the field to a remote synthetic gas processing plant is much cheaper than the transportation of a larger amount of raw natural gas containing a significant amount of ballast components (carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc.). Fourthly, the location of synthetic gas processing plants in a more comfortable zone of the region with a developed infrastructure simplifies the logistics of delivering commercial gas chemical products to consumers. Fifthly, the location of synthetic gas processing plants near large consumers makes it possible to reduce transportation costs for the delivery of commercial gas chemical products.
Получаемый на заводе по производству синтетического газа синтетический газ включает в себя, как минимум, один из индивидуальных олефиновых мономеров (например, этилен или пропилен), который может как быть единственным компонентом, так и присутствовать в смеси, например, с водородом, монооксидом углерода, метаном и другими компонентами природного газа.Syngas produced at a syngas plant includes at least one of the individual olefin monomers (e.g. ethylene or propylene), which can either be the sole component or be mixed with e.g. hydrogen, carbon monoxide, methane and other components of natural gas.
Рекомендуется на заводе по производству синтетического газа для получения содержащего олефиновые мономеры синтетического газа использовать:It is recommended that a syngas plant for the production of syngas containing olefin monomers use:
- при переработке природного газа - окислительную димеризацию метана с получением олефиновых мономеров и/или паровую и/или кислородную конверсию метана с получением синтез-газа, из которого затем производят метанол для последующего превращения в олефиновые мономеры с помощью технологии метанол в олефины;- in the processing of natural gas - oxidative dimerization of methane to obtain olefin monomers and/or steam and/or oxygen conversion of methane to obtain synthesis gas, from which methanol is then produced for subsequent conversion to olefin monomers using the methanol to olefins technology;
- при переработке выделенных из природного газа и/или газа стабилизации углеводородов С2 и выше в виде смеси и/или отдельных фракций и/или стабильного конденсата - пиролиз;- in the processing of hydrocarbons C 2 and higher isolated from natural gas and / or stabilization gas in the form of a mixture and / or individual fractions and / or stable condensate - pyrolysis;
- при переработке выделенных из природного газа и/или газа стабилизации углеводородов С3 и/или С4 - дегидрирование.- in the processing of hydrocarbons C 3 and / or C 4 isolated from natural gas and / or stabilization gas - dehydrogenation.
Выбор одного из трех выше рассмотренных методов получения синтетического газа определяется видом и составом добываемого на месторождении углеводородного сырья (природный газ и/или газ стабилизации и/или стабильный конденсат), технической эффективностью метода и его экономической целесообразностью.The choice of one of the above three methods for producing synthetic gas is determined by the type and composition of hydrocarbons produced at the field (natural gas and / or stabilization gas and / or stable condensate), the technical efficiency of the method and its economic feasibility.
В тех случаях, когда добыча природного газа на месторождении углеводородного сырья превышает потребность в сырье завода по производству синтетического газа, поступающий с месторождений на завод по производству синтетического газа избыток природного газа используют для получения сжиженного природного газа (далее СПГ) на оборудовании месторождения с дальнейшей транспортом, например, танкерами-газовозами.In cases where natural gas production at a hydrocarbon deposit exceeds the need for raw materials from a synthetic gas production plant, the excess natural gas supplied from the fields to the synthetic gas production plant is used to produce liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG) at the field equipment with further transportation such as gas tankers.
Целесообразно на заводе по производству синтетического газа синтетический газ подвергать подготовке к разделению путем очистки от кислых компонентов, осушки, удаления углеводородов С5 и выше без разделения. Это позволяет удешевить транспорт синтетического газа на удаленные заводы по переработке синтетического газа по сравнению с индивидуальным транспортом каждого из продуктов разделения синтетического газа и упростить конфигурацию завода по производству синтетического газа, расположенного в сложных климатических условиях.It is advisable at the plant for the production of synthetic gas syngas to prepare for separation by cleaning from acidic components, drying, removing hydrocarbons C 5 and above without separation. This makes it possible to reduce the cost of transporting syngas to remote syngas processing plants compared to the individual transport of each of the syngas separation products and to simplify the configuration of a syngas plant located in difficult climatic conditions.
Имеется возможность в зависимости от потребности региона размещения завода по переработке синтетического газа в природном газе перед транспортом к синтетическому газу добавлять соответствующее количество природного газа, в дальнейшем выделяемое на заводе по переработке синтетического газа, что позволяет снизить затраты на транспорт топливного газа по отдельному трубопроводу в регион размещения завода по переработке синтетического газа.It is possible, depending on the needs of the region where the synthesis gas processing plant is located in natural gas, before transport to the synthesis gas to add the appropriate amount of natural gas, which is subsequently released at the synthesis gas processing plant, which reduces the cost of transporting fuel gas through a separate pipeline to the region location of a synthetic gas processing plant.
Наиболее экономично с позиций капиталовложений для транспорта синтетического газа от завода по производству синтетического газа до завода по переработке синтетического газа в качестве магистрального продуктопровода использовать, как минимум, одну существующую трубу газотранспортной сети (далее ГТС).From the standpoint of capital investments, it is most economical to transport synthetic gas from a synthetic gas production plant to a synthetic gas processing plant as a main product pipeline to use at least one existing pipe of the gas transmission network (hereinafter GTS).
Полезно в качестве топливного газа на магистральных компрессорных станциях для транспорта синтетического газа использовать природный газ, транспортируемый по магистральному газопроводу, проходящему рядом с магистральным продуктопроводом, причем прокладка магистрального газопровода совместно с магистральным продуктопроводом снизит стоимость топливного газа и обеспечит как магистральные компрессорные станции, так и промышленные объекты и коммунальное хозяйство близлежащих населенных пунктов.It is useful as a fuel gas at main compressor stations for the transport of synthetic gas to use natural gas transported through the main gas pipeline passing next to the main product pipeline, and the laying of the main gas pipeline together with the main product pipeline will reduce the cost of fuel gas and provide both main compressor stations and industrial objects and utilities of nearby settlements.
Целесообразно на заводе по переработке синтетического газа из синтетического газа полностью выделять один или несколько компонентов, в частности: метановую фракцию для использования в качестве топливного газа на собственные нужды и на нужды региона размещения завода; реализуемый потребителям водород; этан, пропан и углеводороды С4 и выше в виде отдельных фракций и/или смеси для получения товарной газохимической продукции и/или реализации потребителям и/или использования в качестве топливного газа на нужды завода; этилен, пропилен и прочие олефиновые мономеры для получения товарной газохимической продукции, например, полимеров, а остальные компоненты закачивать обратно в магистральный продуктопровод для их переработки на других заводах, подключенных к магистральному продуктопроводу. Это позволит рационально использовать поступающее по магистральному продуктопроводу сырье, а также сократить потери в окружающую среду и, соответственно, экологический ущерб.It is expedient to completely separate one or several components from syngas at the syngas processing plant, in particular: methane fraction for use as fuel gas for own needs and for the needs of the region where the plant is located; hydrogen sold to consumers; ethane, propane and C 4 and higher hydrocarbons in the form of individual fractions and/or mixtures for the production of commercial gas chemical products and/or sale to consumers and/or use as fuel gas for the needs of the plant; ethylene, propylene and other olefin monomers to produce marketable gas chemical products, such as polymers, and pump the remaining components back into the main product pipeline for their processing at other plants connected to the main product pipeline. This will make it possible to rationally use the raw materials coming through the main product pipeline, as well as reduce losses to the environment and, accordingly, environmental damage.
Выделяемую на заводе по переработке синтетического газа метановую фракцию можно использовать для получения СПГ и/или в качестве источника сырья для дополнительного производства синтетического газа.The methane fraction released from the syngas processing plant can be used to produce LNG and/or as a feedstock for additional syngas production.
Для снабжения экологичным видом топлива регионов, в которых отсутствует существенное потребление газохимической продукции, в частном случае на заводе по переработке синтетического газа могут выделять из синтетического газа преимущественно водород с закачкой остальных компонентов обратно в магистральный продуктопровод. При этом водород можно выделять с помощью селективных к водороду мембран с последующей его доочисткой от примесей и использовать его для производства сжиженного водорода, реализуемого потребителям, что расширит ассортимент вырабатываемой товарной продукции, или направлять в ГТС для снижения углеродного следа транспортируемого природного газа за счет уменьшения концентрации оксидов углерода, образующихся при сжигании топлива.In order to supply an environmentally friendly fuel to regions where there is no significant consumption of gas-chemical products, in a particular case, a synthetic gas processing plant can extract mainly hydrogen from synthetic gas with the injection of other components back into the main product pipeline. At the same time, hydrogen can be separated using hydrogen-selective membranes with its subsequent purification from impurities and used to produce liquefied hydrogen sold to consumers, which will expand the range of marketable products produced, or sent to the GTS to reduce the carbon footprint of transported natural gas by reducing the concentration carbon oxides formed during fuel combustion.
Целесообразно также завод по переработке синтетического газа разделять на группу параллельно или последовательно связанных самостоятельных предприятий со специфическими технологиями и уровнями передела исходных мономеров, например следующим образом:It is also advisable to divide the synthesis gas processing plant into a group of independent enterprises connected in parallel or in series with specific technologies and levels of conversion of the initial monomers, for example, as follows:
• этилен → полиэтилен → товарная продукция из различных марок полиэтилена;• ethylene → polyethylene → marketable products from various grades of polyethylene;
• этилен → стирол → гликоли, целозольвы, полиуретаны, полистиролы → товарная продукция из различных марок полистирола;• ethylene → styrene → glycols, cellosolves, polyurethanes, polystyrenes → marketable products from various grades of polystyrene;
• этилен → винилхлорид → поливинилхлорид → товарная продукция из различных марок поливинилхлорида;• ethylene → vinyl chloride → polyvinyl chloride → commercial products from various grades of polyvinyl chloride;
• этилен → винилацетат, уксусная кислота, этанол, окись этилена и др.;• ethylene → vinyl acetate, acetic acid, ethanol, ethylene oxide, etc.;
• пропилен → полипропилен → товарная продукция из различных марок полипропилена;• propylene → polypropylene → commercial products from various grades of polypropylene;
• пропилен → глицерин, аллиловый спирт, изопропанол и др.;• propylene → glycerin, allyl alcohol, isopropanol, etc.;
• пропилен → изопрен → изопреновый каучук → товарная продукция из различных марок каучука;• propylene → isoprene → isoprene rubber → commercial products from various grades of rubber;
с учетом потребностей региона размещения завода по переработке синтетического газа и логистических связей по видам продукции по стране в целом.taking into account the needs of the region where the synthetic gas processing plant is located and logistics links by type of product throughout the country as a whole.
Целесообразно в период вывода на ремонт технологических установок на одном заводе по переработке синтетического газа сырье данных установок направлять в магистральный продуктопровод для его переработки на других заводах по переработке синтетического газа, подключенных к магистральному продуктопроводу.It is expedient during the period when process units at one synthetic gas processing plant are taken out for repair, the raw materials of these plants should be sent to the main product pipeline for its processing at other synthetic gas processing plants connected to the main product pipeline.
Целесообразно к магистральному газопроводу подключить действующие заводы для подачи избытков производимых полупродуктов, в частности, этилена, пирогаза, водорода, в магистральный продуктопровод.It is advisable to connect existing plants to the main gas pipeline to supply excess intermediate products, in particular, ethylene, pyrogas, hydrogen, to the main product pipeline.
Целесообразно к магистральному продуктопроводу подключить завод по производству водорода, от которого в магистральный газопровод направляют водород для последующего выделения на заводах по переработке синтетического газа.It is advisable to connect a hydrogen production plant to the main product pipeline, from which hydrogen is sent to the main gas pipeline for subsequent separation at synthetic gas processing plants.
На фигуре приведена принципиальная схема одного из вариантов реализации заявляемого комплекса переработки в газохимическую продукцию углеводородного сырья месторождений, расположенных в сложных климатических условиях, с использованием следующих обозначений:The figure shows a schematic diagram of one of the options for implementing the proposed complex for processing hydrocarbon raw materials from fields located in difficult climatic conditions into gas chemical products, using the following designations:
1-13 - трубопровод;1-13 - pipeline;
100 - газоконденсатное месторождение;100 - gas condensate field;
200 - завод по производству синтетического газа;200 - plant for the production of synthetic gas;
201 - узел первичной подготовки;201 - primary preparation unit;
202 - узел очистки и выделения из природного газа фракции С2 и выше;202 - unit for cleaning and separating fractions C 2 and higher from natural gas;
203 - узел пиролиза;203 - pyrolysis unit;
204 - узел промывки, компримирования, очистки и осушки;204 - unit for washing, compressing, cleaning and drying;
300 - магистральный газопровод;300 - main gas pipeline;
400 - магистральный продуктопровод;400 - main product pipeline;
500 - магистральная компрессорная станция;500 - main compressor station;
600 - завод по переработке синтетического газа;600 - Syngas processing plant;
601 - узел разделения синтетического газа;601 - syngas separation unit;
602 - узел сжижения и отгрузки водорода;602 - site of liquefaction and shipment of hydrogen;
603, 604 - узел производства полимеров.603, 604 - polymer production unit.
По приведенной на фигуре схеме заявляемый комплекс функционирует следующим образом.According to the diagram shown in the figure, the inventive complex functions as follows.
Добытая на газоконденсатном месторождении 100 газоконденсатная смесь по трубопроводу 1 поступает на завод по производству синтетического газа 200, где последовательно проходит следующие узлы:The gas condensate mixture produced at the
• узел первичной подготовки 201, где газоконденсатная смесь разделяется на природный газ и стабильный конденсат;•
• узел очистки и выделения из природного газа фракции С2 и выше 202, где поступающий с узла 201 по трубопроводу 2 природный газ очищается и разделяется на метановую фракцию и фракцию С2 и выше;• unit for purification and extraction of natural gas fraction C 2 and above 202, where natural gas coming from
• узел пиролиза 203, где поступающая с узла 202 по трубопроводу 4 фракция С2 и выше и поступающий по трубопроводу 3 с узла 201 стабильный конденсат подвергаются пиролизу;•
• узел промывки, компримирования, очистки и осушки 204, где поступающий по трубопроводу 5 с узла 204 пирогаз, содержащий олефиновые мономеры, проходит подготовку к дальнейшей транспортировке в виде синтетического газа по магистральному продуктопроводу 400.• unit for washing, compressing, cleaning and drying 204, where the pyrogas containing olefin monomers coming through
Подготовленный к транспортировке синтетический газ направляется по магистральному продуктопроводу 400 на завод по переработке синтетического газа 600 с промежуточным компримированием на магистральных компрессорных станциях 500.The synthetic gas prepared for transportation is sent via the
Оставшаяся после отделения от природного газа фракции С2 и выше метановая фракция направляется по магистральному газопроводу 300, находящемуся в одном коридоре с магистральным продуктопроводом 400, потребителям с промежуточным компримированием на магистральных компрессорных станциях 500.The methane fraction remaining after separation from natural gas of the C 2 and higher fraction is sent through the
В качестве топливного газа магистральных компрессорных станций 500 используется метановая фракция, подаваемая по трубопроводу 6 из магистрального газопровода 300.As the fuel gas of the
Завод по переработке синтетического газа 600 включает следующие технологические узлы:
• узел разделения синтетического газа 601, где поступающий по магистральному продуктопроводу 400 синтетический газ разделяется на водород, метановую фракцию, индивидуальные мономеры, этан, пропан и углеводороды С4 и выше в виде СУГ. Полученную метановую фракцию используют в качестве топливного газа на собственные нужды или реализуют потребителям по трубопроводу 7. СУГ реализуют потребителям (на схеме не указано);• synthesis
• узел сжижения и отгрузки водорода 602, где поступающий по трубопроводу 8 из узла 601 водород сжижается и отгружается потребителям по трубопроводу 13;• site of liquefaction and shipment of
• узлы производства полимеров 603 и 604, где индивидуальные мономеры, поступающие по трубопроводам 10 и 9 из узла 602, перерабатываются в соответствующие полимеры, которые по трубопроводам 11 и 12, соответственно, направляются для отгрузки потребителям.•
Пример 1. Для предлагаемого комплекса была оценена величина капитальных затрат и затрат на доставку товарной продукции в сравнении с прототипом - газоперерабатывающим и газохимическим комплексом по патенту RU 2570795, расположенным:Example 1. For the proposed complex, the value of capital costs and costs for the delivery of marketable products was estimated in comparison with the prototype - gas processing and gas chemical complex according to patent RU 2570795, located:
а) непосредственно на месторождении углеводородного сырья,a) directly at the hydrocarbon deposit,
б) вблизи потребителя.b) near the consumer.
Рассмотрено месторождение в Арктическом регионе, например, на Ямале, с годовым объемом добычи по газу на уровне 60 млрд м3/год (потенциал этана - 3,0 млн т, пропана - 1,7 млн т, бутана - 1,0 млн т) и конденсата на уровне 3 млн т/год. В таблице 1 представлена оценка затрат на переработку указанных объемов сырья по разным вариантам в млрд $.A field was considered in the Arctic region, for example, in Yamal, with an annual gas production of 60 billion m 3 / year (ethane potential - 3.0 million tons, propane - 1.7 million tons, butane - 1.0 million tons ) and condensate at the level of 3 million tons/year. Table 1 presents an estimate of the costs of processing the indicated volumes of raw materials for different options in billions of dollars.
Как видно из таблицы 1, по заявляемому изобретению достигается экономия затрат на переработку исходного углеводородного сырья 1,19 млрд долл. США, снижаясь на 2,5%. Кроме того, строительство комплекса вблизи потребителя с развитой инфраструктурой потребует намного меньших затрат по сравнению с его строительством в Арктическом регионе.As can be seen from table 1, according to the claimed invention, savings in the cost of processing hydrocarbon feedstock of 1.19 billion US dollars are achieved, decreasing by 2.5%. In addition, the construction of a complex near a consumer with a developed infrastructure will require much lower costs compared to its construction in the Arctic region.
Пример 2. Оценка энергоэффективности транспортировки синтетического газа по заявляемому изобретению проведена на примере сравнения с транспортом природного газа в объеме 10 млрд м3/год (потенциал по ценным компонентам: этан - 500 тыс.т/год, СУГ - 450 тыс.т/год) транспорта синтетического газа при условии полной переработки указанного объема природного газа в мономеры (этан и СУГ на установке пиролиза, оставшийся объем природного газа (метановая фракция) - превращается в олефины через метанол). Расстояние транспортировки - 2000 км.Example 2. An assessment of the energy efficiency of synthetic gas transportation according to the claimed invention was carried out using the example of comparison with natural gas transportation in the amount of 10 billion m 3 / year (potential for valuable components: ethane - 500 thousand tons / year, LPG - 450 thousand tons / year ) Synthetic gas transport, subject to the complete processing of the specified volume of natural gas into monomers (ethane and LPG at the pyrolysis unit, the remaining volume of natural gas (methane fraction) is converted into olefins through methanol). Transportation distance - 2000 km.
Расчеты, результаты которых представлены в таблице 2, показали, что затраты на транспорт синтетического газа уменьшаются в 10 раз по сравнению с транспортом природного газа, из которого синтетический газ был получен.The calculations, the results of which are presented in Table 2, showed that the cost of transporting synthetic gas is reduced by 10 times compared to the transport of natural gas, from which syngas was obtained.
Таким образом, заявляемое изобретение решает поставленную задачу разработать высокоэффективный комплекс переработки в газохимическую продукцию углеводородного сырья месторождений, расположенных в сложных климатических условиях, с высоким уровнем гибкости и вариативности производства, обеспечивающий логистическую связь между элементами комплекса и потребителями товарной продукции с учетом уровня развития региона расположения комплекса.Thus, the claimed invention solves the task of developing a highly efficient complex for processing hydrocarbon raw materials from fields located in difficult climatic conditions into gas chemical products, with a high level of flexibility and production variability, providing a logistical connection between the elements of the complex and consumers of commercial products, taking into account the level of development of the region where the complex is located. .
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021115562A RU2771006C1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021115562A RU2771006C1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771006C1 true RU2771006C1 (en) | 2022-04-25 |
Family
ID=81306256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021115562A RU2771006C1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2771006C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561988A (en) * | 1995-10-27 | 1996-10-08 | Advanced Extraction Technologies, Inc. | Retrofit unit for upgrading natural gas refrigeraition plants |
| RU2435827C1 (en) * | 2010-11-15 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Procedure for processing hydrocarbon gases of oil or gas-condensate deposits and installation for its implementation |
| RU2570795C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-12-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Gas refining and gas chemical complex |
| US9434657B2 (en) * | 2011-03-30 | 2016-09-06 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, start-up process thereof, and hydrocarbon synthesis reaction system |
| RU2715772C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-03-03 | Владимир Александрович Чигряй | Gas processing cluster |
| RU2715838C1 (en) * | 2019-10-01 | 2020-03-03 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Complex for processing natural hydrocarbon gas into commercial output |
-
2021
- 2021-05-31 RU RU2021115562A patent/RU2771006C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561988A (en) * | 1995-10-27 | 1996-10-08 | Advanced Extraction Technologies, Inc. | Retrofit unit for upgrading natural gas refrigeraition plants |
| RU2435827C1 (en) * | 2010-11-15 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Procedure for processing hydrocarbon gases of oil or gas-condensate deposits and installation for its implementation |
| US9434657B2 (en) * | 2011-03-30 | 2016-09-06 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, start-up process thereof, and hydrocarbon synthesis reaction system |
| RU2570795C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-12-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Gas refining and gas chemical complex |
| RU2715772C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-03-03 | Владимир Александрович Чигряй | Gas processing cluster |
| RU2715838C1 (en) * | 2019-10-01 | 2020-03-03 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Complex for processing natural hydrocarbon gas into commercial output |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Итоги-2020: ключевые события Группы ТАИФ в уходящем году. Юбилей в условиях противостояния пандемии COVID-19, новые назначения, успехи в реализации масштабных проектов и новые планы, 26.01.2021 http://www.taif.ru/press/publish/item.php?show=1780. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2648077C9 (en) | Gas chemical complex | |
| RU2570795C1 (en) | Gas refining and gas chemical complex | |
| Benali et al. | Ethane/ethylene and propane/propylene separation in hybrid membrane distillation systems: Optimization and economic analysis | |
| CN103880577B (en) | For the reaction product separation system of preparing propylene from methanol and methanol-to-olefins | |
| EA006062B1 (en) | Integrated processing of natural gas into liquid products | |
| Khalili-Garakani et al. | Enviro-economic investigation of various flare gas recovery and utilization technologies in upstream and downstream of oil and gas industries | |
| RU2647301C1 (en) | Gas-chemical cluster | |
| RU2771006C1 (en) | Complex for processing into gas chemical products of hydrocarbon raw materials of deposits located in adverse climatic conditions | |
| RU2670433C1 (en) | Ethylene and propylene gas-chemical production | |
| RU2502717C1 (en) | Method for comprehensive treatment of refinery hydrocarbon gas | |
| Nguyen et al. | A comparative technical and economic analysis of different processes for shale gas conversion to high value products | |
| RU2574243C9 (en) | Cluster for natural gas processing with helium extraction | |
| RU2560406C2 (en) | Natural gas conversion method | |
| RU2715838C1 (en) | Complex for processing natural hydrocarbon gas into commercial output | |
| RU2443851C1 (en) | Outfit of equipment for development of gas deposits | |
| CN106938170B (en) | Treatment device and treatment method for Fischer-Tropsch synthesis purge gas of cobalt-based fixed bed | |
| RU2547855C2 (en) | Method of recovery, collection, treatment and application of associated oil gas and system to this end | |
| RU2435827C1 (en) | Procedure for processing hydrocarbon gases of oil or gas-condensate deposits and installation for its implementation | |
| RU2635799C9 (en) | Production cluster for production and processing of gas condensate of shelf field | |
| RU2715772C1 (en) | Gas processing cluster | |
| RU2652028C1 (en) | Oil and gas chemical cluster | |
| RU2702540C1 (en) | Gas chemical complex | |
| RU66491U1 (en) | APPARATUS FOR PROCESSING OIL GAS | |
| RU2688530C1 (en) | Complex for extraction, collection, processing and transportation of natural gases of a group of deposits with different content of ethane | |
| RU2722255C1 (en) | Gas processing complex layout |