Eng Ru
Отправить письмо

V. 4. Добыча и переработка природного газа. Добыча и переработка газа


Способы переработки природного газа

С середины XX века переработка природного газа является ключевым фактором в развитии всех отраслей промышленного производства. Являясь топливом высокой калорийности, различные способы переработки природного газа обеспечивают как сырьем, так и энергией все спектры человеческой жизни – начиная с обогрева жилища, заканчивая возможностью запуска космических спутников.

Происхождение и состав газа

Научное определение природного газа – это смесь газов различного химического состава на основе углеводородного соединения. В зависимости от месторождения, состав углеводородов разнится в количественном соотношении, основными компонентами природного газа служат следующие химические элементы:Примеси

  • Метан.
  • Бутан.
  • Этан.
  • Пропан.
  • Водород (сероводород).
  • Углерод (в соединении).
  • Азот, гелий и пр.
  • Примеси.

При добыче сланцевого газа, залежи которого находятся на глубине 10 тыс. м, в составе ископаемого сырья находится большее количество различных углеводородных соединений.

Поэтому невозможно научно обосновать единственную общую формулу для обозначения состава ископаемого.

В природе газ бесцветен и не имеет никакого запаха, его присутствие в породе определяется искусственным методом с помощью оборудования. В болотах часто на поверхности выделяют болотный газ специфического запаха. Однако это не запах ископаемого, а запах растительных компонентов конкретной среды (брожение, гниение растений и пр.).

Предполагаемое происхождение

Тектонические движенияПроисхождение природного газа связывают с возникновением углеводородов. В процессе жизнедеятельности микроорганизмов, органика накапливалась в местах без доступа кислорода. Вступая в соединение с молекулами водорода при повышенном давлении в нижних слоях пород, происходило возникновение углеводородов. Под действием тектонического движения, передвигая горные породы, в процессе перепада давления и температур, возникали нефтяные и газовые месторождения.

Природный газ относится к осадочным ископаемым породам, его залежи могут быть как отдельным месторождением, так и верхним слоем нефтяного пласта. При низких температурах природный газ имеет кристаллическую форму, различаются также месторождения газа, растворенного в нефти или воде.

Добыча газа

Все современные способы переработки газа начинаются с проведения анализа структуры месторождения. Залегая в пустотах, ископаемое сырье извлекается методом бурения газовых скважин на всей территории обозначенного месторождения. При залежах газоносного пласта внутри мелкофракционных пород или в соединении с другими химическими элементами, помимо прямого бурения, по периметру газодобычи устанавливаются перерабатывающие комплексы.

Схема добычи сланцевого газа

Современная технология добычи газа

Современные технологии газодобычи позволяют извлекать природное ископаемое сырье с глубины залегания до 12 тыс. м.

Переработка природного газа начинается с момента сбора ископаемого продукта, при смежной добыче с нефтеносного пласта первичным является откачка газовых накоплений.

В современных условиях, при месторождении значительного объема предполагаемой добычи ископаемого в течение 10 лет, строятся очистительные и перерабатывающие комплексы. Эти заводы, перерабатывая сырье сразу после извлечения из пласта, позволяют значительно сэкономить средства при транспортировке.

Важность переработки природного газа

После добычи, начинается процесс первичной очистки, в ходе которого сырье очищается от примесей серы и проходит осушение на комплексах первичной подготовки газа к дальнейшей транспортировке. При первичной сепаратной очистке, сера, выделенная из природного газа, преобразуется в сероводород, подвергается дальнейшей переработке с целью последующего использования в химической промышленности.

Что можно сделать из природного газа

Что можно сделать из природного газа

Дальнейшая, более плотная очистка происходит на химических и газоперерабатывающих комбинатах.

Главное внимание при очистке природного газа уделяется экологическому компоненту и минимизации энергетических затрат на выработку сырья.

Технология переработки газа предполагает первичную очистку на территории месторождения, поскольку транспортировка неочищенного сырья приводит к быстрому коррозийному износу газовых магистралей.

Дальнейшая транспортировка осуществляется с помощью газогонов (90%), танкерная перевозка сжиженного газа (10%).

Способы переработки природного газа

Перед подачей природного газа в главный газопровод, данное сырье не требуется дополнительно очищать, это преимущество перед нефтью (которую следует подвергнуть первичной подготовке, перед подачей в нефтепровод), дает значительную экономию средств при транспортировке.

Перед тем как получить окончательный химический и производственный состав, газовая смесь подвергается вторичной переработке на заводах химической индустрии, которая, в зависимости от применяемых технологий, подразделяется на главные и вторичные способы переработки газа.

Физическая переработка

Этот способ основан на физико-энергетических показателях. Добытый ископаемый материал подвергается глубокому сжатию и разделяется на фракции путем воздействия высоких температур.

При переходе от низких температур к высоким, сырье интенсивно очищается от примесей. Использование мощных компрессоров, позволяет производить переработку на месте газодобычи. При выкачке газа с нефтеносного пласта используют нефтяные насосы, которые отличаются сравнительной дешевизной.

Свойства природного газа

Свойства природного газа

Использование химических реакций

При химико-каталитической переработке происходят процессы, связанные с переходом метана в синтезированный газ, с последующей переработкой. Химические способы подразумевают использование двух методов:Признаки химических реакций

  • паровая, углекислотная конверсия;
  • парциальное окисление.

Последний способ является наиболее энергосберегающим и удобным, поскольку скорость химической реакции при парциальном окислении довольно высокая, отпадает необходимость использовать дополнительные катализаторы.

Использование в качества инструмента воздействия на ископаемое сырье высоких и низких температур называют термохимическим способом переработки природного газа. При температурном воздействии на данное сырье образуются такие химические соединения, как этилен, пропилен и пр. Сложность такого вида переработки заключается в использовании оборудования способного выдать нагрев до 11 тыс. градусов при одновременном увеличении давления до трех атмосфер.

Современные технологии для переработки природного газа используют дополнительный синтез метана, позволяющий удвоить количество выделяемого водорода. Водород представляет собой натуральное сырье, из которого выделяют аммиак, являющийся материалом для получения азотной кислоты, компонентов аммония, анилина и пр.

Продукты переработки газа и сфера их применения

В процессе добычи и очистки газа, помимо основного своего использования как топлива (80%), из составляющих компонентов получают несколько продуктов переработки.

Клей Фенопласт

Клей Фенопласт который производят после переработки метана

При переработке выделенного метана, химическим путем извлекают его главную производную – формальдегиды. Данные компоненты используют в производстве фенопластов, которые широко применяются при производстве строительного материала (прессовка фанеры, производство ДВП, теплоизоляция на основе пенопласта и минеральной ваты).

Смолы. Данный компонент широко используется для производства лаков и строительных красителей.

При первичной очистке ископаемого выделяют гелий, который используется при производстве высокоточного (часто медицинского) оборудования и в космической отрасли.

При производстве сельскохозяйственных удобрений используют аммиак, производную составляющую, выделяемую из водорода. Пищевая промышленность использует данный компонент как натуральный канцероген. При разработке новых лекарственных форм используется водный раствор аммиака.

В основе производства полиэтилена и пластмасс находится такой продукт переработки, как этан.

Выделенный метанол используется как компонент транспортного топлива.

Метанол

Кислоты. Легкая (бумажное и текстильное производство) промышленность использует выделенные из газа кислоты (уксусная) при производстве необходимых красителей.

В оборонном комплексе используется нитрат аммония, являющийся основой при производстве взрывчатых веществ.

Современные технологии переработки газа, экономия и рациональное использование ресурсов позволяют применять альтернативные виды топлива для удовлетворения увеличивающихся потребностей промышленности и населения в энергоносителях.

Видео по теме: Природный газ

promzn.ru

Добыча природного газа и его переработка

Переработка попутного нефтяного газа актуальная проблема на сегодня. Это важно для того чтобы его было удобно транспортировать с места добычи. На сегодняшний день можно отметить рост интереса, который проявляется к переработке природного газа. Переработка попутного нефтяного газа актуальная проблема на сегодня. Это важно для того чтобы его было удобно транспортировать с места добычи. Особенностью данной разновидности газа является то, что он является побочным продуктом от нефтедобычи. С учетом геологических характеристик попутные газы можно разделить на газовые шапки и газы, которые растворены в нефти. Для того чтобы извлечь максимальное количество природного ископаемого, очень важно подготовить инфраструктуру. Такая инфраструктура включает в себя добычу, подготовку, транспортировку природного газа.

Нефтяной природный газ представляет собой различные газы и парообразные углеводородные и не углеводородные составляющие. Такая разновидность газа чаще всего используется как сырье для производства тепловой и электрической энергии.

Попутный нефтяной и природный газ в большей степени состоят с метана. Но при этом стоит отметить, что попутный нефтяной газ содержит большее количество тяжелых углеводородов — летучих компонентов нефти. Также в нем содержится достаточно большое количество пропаново-бутановых фракций, которые особенно востребованы в нефтехимии.

На сегодняшний день переработку добытого газа можно разделить на три группы:

  • физико-энергетическая;
  • химико-каталитическая;
  • термо-химическая;
Физико-энергетическая переработка подразумевает сжатие газов,  С помощью специальных установок которые охлаждают или нагревают материал, происходит переработка. Такая методика особенно востребована непосредственно на месте добычи природного газа. Для выполнения такого метода переработки используется установка двухфазного эжектирования и нефтяные насосы. Такие приспособление намного выгоднее, чем компрессоры, которые использовались раньше.

Химико-каталитический метод переработки подразумевает конверсию метана, а именно его окисление в синтез-газ. Для того чтобы получить синтез-газ можно использовать один из трех способов:

  • паровая конверсия;
  • парциальное окисление;
  • углекислотная конверсия.
Стоит отметить, что синтез-газ в дальнейшем используется без разделения. Конверсия метана паровая и углекислотная относятся к каталитическим процессам. В данном случае в качестве катализатора применяется металлический никель, который наносится на оксидный носитель. Процесс проводится при температуре около 800 градусов по Цельсию и среднем давлении 20-40 атмосфер.

Для добычи непредельных углеводородов, таких как этилен, пропилен, дивинил и других элементов природный газ проходит переработку методом прямого термического воздействия. Данные процессы осуществляются при температуре около 11 000 градусов по Цельсию и давлении в несколько атмосфер. В продуктах пиролиза содержится не только непредельные углеводороды, но и метан, полициклические и ароматические углеводороды. Сегодня достаточно часто можно встретить процесс в результате которого с метана добывают этилен. Такой результат достигается при создании определенных условий – высокой температуры, высокого давления и небольшой длительности процесса. Весь процесс делиться на две основные стадии. Первая стадия подразумевает нагревание сырья до максимальной температуры, второй этап подразумевает адиабатическую стадию. Для того чтобы таким способом перерабатывать природный газ необходимо подготовить соответствующее оборудование, которое на сегодняшний день отличается высокой стоимостью. При использовании низкокачественных материалов проведения пиролиза становиться небезопасным.

oilgasnews.ru

Как добывают природный газ

Природный газ относится к числу невосполнимых полезных ископаемых. Согласно одной из наиболее популярных теорий они образуются в ходе длительного процесса анаэробного разложения живых организмов в толщах почвы под действием высоких температуры и давления. В составе добываемого сырья встречается метан, бутан, этан, пропан и другие соединения. Природный газ не имеет запаха и цвета. В России добыча и переработка этого ископаемого начались около 200 лет назад. В первое время газ считался побочным продуктом нефтедобычи (оба вида топлива обычно залегают рядом друг с другом). Однако впоследствии добывать данные ископаемые начали отдельно.

 Добыча природного газа.

Газовые месторождения

Российская Федерация имеет крупнейшие запасы газа в мире. Вторым по запасам этого ископаемого считаются США. Следом за ним идут некоторые страны с постсоветского пространства (Азербайджан, Узбекистан, Казахстан) и государства, расположенные на территории Персидского залива. Добыча природного газа ведется по всему миру. Причем разработка залежей голубого топлива не ограничивается территорией суши. Его активно добывают с морского дна. В России месторождения газа в основном располагаются за Уральскими горами. Также они встречаются на Северном Кавказе и Черном море. Самые большие запасы голубого топлива обнаружены в следующих месторождениях:

  • Уренгойское. Оно находится в Ямало-Ненецком АО. По объему запасов природного газа это месторождение является вторым в мире.
  • Находкинское. Это месторождение также относится к ЯНАО. К его разработке приступили в 2004 году. По оценкам, запасы газа в нем достигают 275 миллиардов куб.м.
  • Ангаро — Ленское. Находится в Иркутской области. Разведывательные данные свидетельствуют, что в месторождении скопилось порядка 1,4 триллиона куб.м. газа.
  •  Ковыктинское. Расположено неподалеку от Иркутска. Относится к числу наиболее сложных с точки зрения добычи месторождений, так как часть территории покрыта слоем вечной мерзлоты. По предварительным оценкам, здесь залегает около 2-х триллионов куб.м. газа и примерно 120 миллионов тонн жидкого конденсата.
  • Штокманское. Еще одно месторождение, относящееся к категории крупнейших. Оно находится примерно 600 км от Мурманска и включает в себя порядка 3,8 триллиона куб.м. газа. Из-за большой глубины залегания ископаемых добыча на этом месторождении пока не ведется.

Все крупные и большинство мелких месторождений в РФ принадлежит Газпрому. Газовый монополист, добывающий и перерабатывающий более 74% всех российских запасов топлива, занимает 20-процентную долю мирового рынка. Газпром помимо основных своих задач проводит также газификацию страны.

Разведка газовых месторождений и методы добычи

Перед началом добычи проводится геологическая разведка территории, где, возможно, имеются залежи голубого топлива. Они позволяют определить примерные запасы газа и перспективность разработки месторождения. Разведка местности проводится одним из следующим методов:

  • Гравитационная. В ходе которой специалисты оценивают силу тяжести горных пород. О наличие газа свидетельствуют области, обладающие более низкой плотностью.
  • Магнитная. Она основывается на разной магнитной проницаемости пород.
  • Сейсмическая. Такая геологическая разведка предполагает использование специальной аппаратуры, которая посылает сквозь земные слои волны различной длины и улавливает отраженное эхо.
  • Геохимическая. Проводится изучение подземных вод на уровень концентрации в них определенных химических соединений.
  • Бурение. Считается наиболее точным методом геологоразведки. Однако бурение является и самым дорогостоящим способом исследования месторождений.

Существует несколько достаточно эффективных методов добычи природного газа. К ним относятся:

  • Одно из самых основных направлений это конечно же, бурение. Природный газ заполняет множество пустот в земных породах, соединяясь между собой каналами. При бурении скважины топлива под естественным давлением начинает подниматься вверх. Чтобы обеспечить равномерную добычу, саму скважину создают в виде «лесенки», а ее стенки укрепляются обсадными трубами.
  • Гидроразрыв пласта. Такой метод также предполагает бурение скважин, в которые затем нагнетается большое количество водного или воздушного потока. Этот подход позволяет разрушить перегородки, образовавшиеся в горной породе, благодаря чему весь газ под давлением выходит наружу.
  • Добыча под водой. Добыча газа под водой ведется со специальных платформ, бетонное основание которых упирается в дно. Именно в последние встраиваются колонны, посредством которых ведется бурение скважин, и резервуары для временного хранения топлива. Далее газ по трубопроводу отправляется на сушу, где его обрабатывают традиционным способом.

Добываемый газ содержит множество разнообразных примесей. Поэтому его оправляются на специальную станцию, которую обычно строят рядом с месторождением. Перерабатывать ископаемые необходимо, так как нужно удалить из них примеси и разные включения такие как песок и вода.

Впоследствии голубое топливо отправляется на хранение. Для этого его предварительно охлаждают до температуры в -160 градусов и заполняют им емкости из алюминиевых сплавов или стали. В основном газохранилища возводят под землей.

Для транспортировки газа конечным потребителям и экспортных поставок используются специальные магистральные трубопроводы, по которым газ поставляется на газораспределительные станции, где проводится снижение давления, но и добавление одоранта (этил меркаптан) вещество которое придает газу характерный запах и позволяет предотвратить незаметную утечку газа.

Сегодня добыча газа – это одна из важнейших отраслей промышленности России. Она формирует значительную часть бюджета страны.

normateh.ru

V. 4. Добыча и переработка природного газа

  • Газовая промышленность СССР создана за годы Советской власти.

  • СГ а з используется как высококалорийное и дешевое топливо и как сырье в химической промышленности.) В народном хозяйстве используется природный, попутный и искусственный газ, получае­мый при газификации угля и сланцев, а также газ коксовых батарей и доменных печей. Около 90% всех добытых газовых ресурсов страны приходится на долю природного газа.

  • СКак топливо газ имеет ряд преимуществ перед твердым и жид­ким топливом} Эти преимущества в основном сводятся к следую­щему.1 '"К расчете на единицу условного топлива затраты средств в газовой промышленности значительно меньше, чем в угольной и нефтяной^ Себестоимость добычи газа в Т2—ИГраз ниже, чем себе­стоимость добычи угля. Для бытовых целей газ дешевле в 11—12 раз, чем дрова, и в 6—7 раз дешевле, чем керосин^Транспортировка газа по газопроводам под давлением позволяет передавать его на боль­шие расстояния и непосредственно потребителю, что не требует погрузочно-разгрузочных работ.)

  • Капитальные вложения на создание газопроводов окупаются в течение трех-четырех лет, в то время как строительство железно­дорожных путей и автомобильных дорог обходится дороже и окупа­емость их осуществляется в течение более длительного времени.

  • (.Газообразное топливо легко воспламеняется, но горение этого вида топлива легко поддается регулированию. При горении газ сго­рает полностью без остатка (золы). Горение газа происходит без копоти, что создает лучшие санитарные условия в городах.')Исполь-зование природного газа в промышленности обеспечивает е'жегодное повышение производительности общественного труда на 1 % •

  • ( Природный газ состоит в основном из метана, среднее содержание которого - около 85% (76-98), этана (0,5-4,4), пропана (до 1,5% ), бутана и пентана (менее 1%). . '

  • Кроме углеводородов, в природном газе имеются небольшие при­меси углекислого газа, азота и сероводорода^

  • Промышленная разработка природного газа начинается с бурения газовых скважин. Газовые скважины оборудуются так же, как и неф­тяные: цементируются и укрепляются; создаются газохранилища и газопроводы. После проведения всех подготовительных работ начи­нается добыча газа.

  • В результате внутреннего давления по газовым скважинам газ поступает на поверхность земли. Несколько газовых скважин связы­ваются специальным газосборочным кольцом, по которому газ посту­пает на главную компрессорную станцию. В сепараторах газ сушат и удаляют из него сероводород и другие примеси. Затем газ посту­пает в магистральный газопровод под давлением 50—75 атмосфер которое поддерживается промежуточными компрессорными станция­ми, расположенными через 100—120 км.

  • При подходе к городу магистральный газопровод обычно раз­ветвляется на два полукольца для уменьшения давления газа и луч-88

  • шего соединения магистрального газопровода и городской газсузой сети, где газу придают специфический запах, чтобы можно было обнаружить возможную его утечку.

  • С Природный газ используют для получения жидкого топлива, ацетилена, метанола, водорода, азотных удобрений и т. п. Ценным химическим сырьем являются также попутные газы, сопутствующие нефти. Из них на специальных газоперерабатывающих заводах полу­чают газовый бензин, пропан, бутан и сухой газ (метан)/)

  • Уголь залегает в виде пластов различной толщины (мощности). Она может быть от нескольких сантиметров до 100 м. Разрабаты­ваются угольные пласты мощностью от 0,45 м и более. Ъ Наибольшее значение имеют коксующиеся угли, которые идя термическом воздействии спекаются и образуют прочный кокс, при­меняющийся в качестве технологического топлива в черной метал­лургий) Существует ряд марок каменных углей (табл. 3).

  • Таблица 3 Маркировка каменных углей Донбасса

    1. Наименование

    1. Обозначение

    1. Выход летучих веществ, %

    1. Коксовый остаток

    1. Длшшопламенцый

    1. Д

    1. 42

    1. порошкообразный

    1. Газовый

    1. Г

    1. 35—40

    1. спекшийся, сплавленный,

    2. 1^т -* ^ т| 1 1 тт

    1. Паровичный жирный

    1. пж

    1. 26—35

    1. рыхлый спекшийся, сплавленный,

    1. умеренно плотный

    1. Коксовый

    1. к

    1. 18—26

    1. то же

    1. Паровичный спекаю-

    1. щийся

    1. ПС

    1. 12—18

    1. спекшийся или сплав-

    1. ленный от плотного до

    1. Тощий

    1. т

    1. 6—12

    1. умеренно плотного

    1. порошкообразный иди

    1. слипшийся

  • Разнообразие каменных углей определяет широкий диапазон их применения. Угли марок ПЖ, К, ПС применяются для получения кокса. Длиннопламенные, газовые и тощие угли являются в основ­ном энергетическим топливом. Угли марки Д применяются для по­лучения искусственного жидкого топлива.

  • Бурый уголь представляет собой в основном рыхлую массу бу­рого цвета. Это менее «созревшие» угли, отличающиеся низким ка­чеством. Бурые угли имеют небольшую калорийность. В то же время они содержат большое количество золы (до 40%), серу (1—2%), имеют высокую влажность (до 35%). Бурый уголь нельзя долго хранить в кучах, поскольку он окисляется, рассыпается и самовоз­горается; невыгодно его перевозить на дальние расстоянщрПри ис­пользовании бурого угля его измельчают до пылевидного состояния и сжигают. В этом случае он горит наиболее интенсивно.£ДЛЯ

  • 39

    1. Верхняя гранат шахтного поля

    1. 11

    1. 1зтаж

    1. -So

    2. !§ ^ tj

    1. Л этаж

    1. S

    2. §-

    1. Шэтаж

    2. Коренной (собирательный) горизонт

    1. 1

    1. В этаж

    1. Уэтаж

    1. Грани

    1. 5

  • длительного храпения бурого угля и транспортировки его спрессовывают в брикеты.}

  • Добыча угля. Добыча угля осу­ществляется двумя способами — от­крытым (карьеры, разрезы) и под­земным (шахтным).

    1. нижняя граница

  • Преимущество карьеров состоит в том, что производительность труда здесь выше и себестоимость угля почти в 10 раз ниже, чем в шахтах. Строительство карьеров осуществля­ется значительно быстрее, чем шахт, и они обходятся в 2 раза дешевле. При открытом способе добычи угля резко сокращается расход крепежно­го материала и создаются лучшие са-

  • Рис. 3. Схема шахтного поля

  • нитарно-гигиенические условия для рабочих. Недостатками откры­той добычи являются вывод из оборота больших земельных участков, сильное влияние климатических условий на производство и др. Вскрышные работы составляют, как правило, 2—3 т пустой породы *е& 1 т мощности карьера.

  • Карьеры могут иметь производительность до 50 млн. т в год (шахта — от 0,2 до 7,5 млн. т). В разрезах (карьерах) добыча угля ведется с помощью роторных и шагающих экскаваторов. Уже созда­ны шагающие экскаваторы с объемом ковша 100 м3 и длиной стре­лы 100 м — ЭШ-100Х100. Роторный экскаватор добычу ведет с по­мощью ротора, лопаты которого разрыхляют и подают из карьера уголь. Крупнейшие роторные экскаваторы могут в течение несколь­ких минут нагрузить углем железнодорожный вагон.

  • Добыча угля открытым способом является одним из важных направлений технического прогресса в угольной промышленности. Этим способом было добыто в 1979 г. 258 млн. т угля, или 35% от его общей добычи в стране. Экономическая целесообразность созда­ния карьеров прежде всего в том, что все издержки по созданию карьера меньше, чем при создании шахты. Один из важнейших пока­зателей, определяющих способ разработки угольного месторожде­ния,— объем вскрышных работ, необходимых для добычи 1 тугля.

  • Подземный способ добычи угля осуществляется с помощью шахт. Перед закладкой шахты производится детальная разведка угольного месторождения. Если оно большое, а простирание угольного пласта достигает нескольких километров, угольное месторождение разбива­ется на несколько участков (шахтных полей; рис. 3), каждый из ко­торых предназначается для разработки самостоятельной шахтой. Шахтное поле делится в вертикальном разрезе на две части. Соотно­шение этих частей может быть равное или с преобладанием верхней части. Верхняя часть называется бремсберговой, а нижняя — уклон­ной. Как верхняя, так и нижняя часть делится на горизонты, или эта­жи, в которых производится выработка угля. По горизонту, который

  • 40

  • разделяет шахтное поле на две части (его называют коренным гори­зонтом), создается откаточный, или собирательный, штрек, т. е. го­ризонтальная выработка по пласту угля. К собирательному штреку подходит ствол шахты; через него производят подъем угля из шахты, доставку рабочих в шахту, а также механизмов, транспортных средств, свежего воздуха, через него проходят силовые кабели и т. д. Диаметр ствола составляет несколько метров.. Обычно шахты имеют два или даже три ствола, что улучшает условия вентиляции шахты и создает надежную связь с шахтой в случае аварии или неполадок в главном стволе.

  • Добыча угля производится в этажах. Причем бремсберговая и уклонная части разрабатываются одновременно, а горизонты в них — последовательно в нисходящем и восходящем порядке. Участки не­посредственной разработки угля называют забоями и лавами.

  • Кроме подземного хозяйства, каждая шахта имеет ряд сооруже­ний на поверхности земли. Это копер, с помощью которого осуще­ствляются подъем и опускание грузов и рабочих в шахту, механиче­ские мастерские, погрузочные механизмы и др., административные здания. При некоторых шахтах работают обогатительные фабрики, которые освобождают уголь от пустой породы и повышают его ка­чество.

  • При создании шахт широко используются проходческие комбай­ны, имеющие большую производительность. Почти девять десятых выемки угля в очистных забоях пластов пологого и наклонного паде­ния осуществляется угольными комбайнами, две трети забоев обеспечены гидрофицированными передвижными крепями, устанав­ливаемыми по мере продвижения угольного комбайна по пласту. Выемка, доставка, откатка и погрузка угля полностью механизиро­ваны.

  • Одним из прогрессивных способов добычи угля является гидрав­лический способ. Он применяется в СССР с 1937 г. Этим способом добывается уголь в Кузбассе и других бассейнах.

  • Основным и единственным механизмом, применяемым при гид­роспособе добычи угля и' его транспортировке, является гидромони­тор. Гидромонитор направляет струю воды под давлением 30—80 ат­мосфер на угольный пласт, разрушая его, а полученный уголь смыва­ется водой. Большие куски угля измельчаются в дробилке и угле­сосами подаются на поверхность по пульпопроводу. На поверхности уголь отстаивается, а вода снова подается гидромонитору.

  • Гидромонитор обслуживается всего двумя рабочими- и дает до 100 т угля в час. Производительность труда при гидромеханиза­ции возрастает в 3—5 раз, а себестоимость угля снижается в 2— 2,5 раза. Применение гидравлического способа добычи угля не только дает большую экономию, но и создает более благоприятные сани­тарно-гигиенические условия для работы шахтеров.

  • Подземная газификация угля позволяет использовать без извле­чения па поверхность бурый уголь весьма ограниченных запасов, который подземным способом добывать экономически нецелесооб­разно.

  • 41

  • studfiles.net

    Добыча природного газа

    Природный газ – это смесь газов, которая образовывается при анаэробном разложении органических веществ в недрах земли.

     

     

    Природный газ относится к группе полезных ископаемых. В пластовых условиях (то есть условиях залегания в земных недрах) природный газ находится в газообразном состоянии - в форме отдельных скоплений (залежи газа) или в форме газовой шапки нефтегазовых месторождений, или в воде или в нефти в растворённом состоянии. Также газ может быть в состоянии в форме естественных газогидратов.

     

     

     

     

    Методы и технологии добычи природного газа

     

     

     

    Добыча природного газа осуществляется лишь методом фонтанной эксплуатации скважин. Эксплуатацию скважин проводят через подъёмные трубы, но при отсутствии твёрдых примесей или агрессивных компонентов в газе, скважины одновременно используются благодаря затрубному пространству и подъёмным обсадным трубам.

     

     

     

    Работа газовой скважины полностью контролируется за счет регистрации рабочих параметров, соответствующих замеров и анализа результатов периодических исследований. Из отдельных скважин газ после сепарации от твердых примесей, влаги и замера отправляется в промышленный газосборный коллектор, а затем в газосборный пункт, а оттуда после необходимой подготовки его для последующего транспортирования направляется в магистральный газопровод.

     

     

     

     

    Технологический процесс добычи природного газа

     

     

     

    Основное оборудование для добычи природного газа – это буровой станок. Он представляет собой долото, подвешенное на канате, который то опускали, то поднимали благодаря вороту. Их называли ударно-канатными машинами. Но сейчас такие машины уже практически не используются: они медленно пробивают отверстие в камне, при этом много энергии расходуется впустую.

     

     

     

    Более выгодный и быстрый другой метод бурения - роторный, при нем скважина высверливается. К специальной ажурной четырехногой вышке из металла высотой 20-30 метров подвешена стальная толстая труба. Она вращается с помощью ротора. На нижнем конце этой трубы находится бур. Постепенно, по мере увеличения глубины скважины, трубу удлиняют. Для того чтобы разрушенная порода не забивала скважину, то в нее через трубу с помощью насоса нагнетают специальный глинистый раствор. И этот раствор промывает скважину, удаляет из нее вверх по щели между стенами и трубой скважины разрушенные песчаник, глину, известняк. Плотная жидкость одновременно поддерживает стенки скважины, и не дает им обрушиться.

     

     

     

     

    Но у роторного бурения есть свои минусы. Чем глубже будет скважина, тем труднее работать двигателю ротора, и тем медленнее будет происходить бурение. Но со временем та вода, которая лишь вымывала разрушенную породу из скважины, начала и вращать бур. Сейчас до того как достигается дно скважины, этот глинистый раствор вращает турбину, которая прикреплена к буровому оборудованию.

     

     

     

     

    Этот инструмент назвали турбобуром, усовершенствовали, и сейчас опускают в скважину несколько турбин, которые насажены на один общий вал. Природный газ на поверхность земли поднимается благодаря естественной энергии - стремления в зону с самым меньшим давлением. Так как газ, который получен из скважины, имеет большое количество примесей, то сначала он отправляется на обработку. Возле некоторых месторождений сооружаются установки комплексной подготовки газа, и тогда газ из скважин сразу же отправляется на газоперерабатывающий завод.

     

     

     

     

     

     

     

     

    Бурение – это основная работа при добыче газа. Газ не требует отделения от окружающего массива взрывчаткой или машинами, не требует поднятия на поверхность земли в вагонетках или конвейером.

     

     

     

     

    Кроме бурения скважин, газ можно получить и методом добычи "вслепую". Газ заключен в очень мелкие поры, ими обладают некоторые горные породы. Природный газ находится на глубине от 1000 метров до нескольких километров. После того, как проведены геологоразведочные работы, когда известно, где расположены залежи, начинается процесс добычи газа, извлечение его из недр, сбор и подготовка к транспортировке.

     

     

     

     

    Транспортировка природного газа на нефтеперерабатывающие заводы и электростанции осуществляется по автомобильным и железным дорогам, газ перевозят в танкерах или в цистернах. Но часто газ можно подавать по трубам на любые расстояния. Газопроводы, представляющие собой магистрали из стальных труб, которые уложены не очень глубоко в земле, могут протягиваться на тысячи километров.

     

     

     

     

    Оборудование для добычи природного газа

     

     

     

    Для добычи природного газа необходимо иметь специальное оборудование:  

     

    • Стационарные газоанализаторы. Используются для осуществления контроля при технологических измерениях состава газа и контроля выбросов в энергетике, металлургии, цементной промышленности, нефтехимии
    • Газовый тестовый сепаратор. Используется для определения количества жидкости, которая добывается из нефтяной скважины, для того чтобы подогреватели нефти были обеспечены топливным газом. Газовый тестовый сепаратор необходим для того чтобы определять количества газа, количество жидкости, подачи топливного газа в специальные подогреватели, а также для обеспечения безаварийной и непрерывной работы подключенного подогревателя
    • Газовый сетчатый сепаратор. Используется для полной очистки в промысловых установках попутного нефтяного и природного газа от жидкости (ингибитора гидратообразования, конденсата, воды), для подготовки газа к транспортировке, к хранению в подземных хранилищах и на газоперерабатывающих заводах.
    • Подогреватель газа. Используется для автоматического поддержания необходимой температуры и для нагрева попутного нефтяного, природного и искусственного газов, которые не содержат агрессивных примесей, перед дросселированием на компрессорных станциях, на газораспределительных станциях, на магистральных газопроводах и для других потребителей теплого газа для увеличения надежности работы технологических инструментов.
    • Газовый фильтр. Используется для очистки горизонтальных участках газопроводов от смолистых веществ, песка, пыли, металлической окалины, и других твердых частиц, а также механических примесей, которые содержатся в проходящем через них природном газе и воздухе.
    • Аппараты колонные. Используются для осуществления массо- и теплообмена (абсорбция, ректификация, десорбция) при температурах от – 40°С до +200°С при избыточном давлении.

     

     

     

    Хранение добытого природного газа

     

     

     

    Для того чтобы хранить добытый природный газ нужны специальные газонепроницаемые, герметичные резервуары. А чтобы газ занимал при хранении и перевозке меньше места, то его сжижают, для этого охлаждают до температуры - 160° С. Такой сжиженный газ хранится в емкостях из специальной стали и прочных алюминиевых сплавов. Стенки делаются двойными, а между стенками устанавливают материал, который плохо проводит тепло, для того чтобы газ не нагревался.

     

     

     

    Но наибольшие хранилища природного газа дешевле и удобнее создавать под землей. В таких подземных газохранилищах стенками будут служить непроницаемые пласты горных пород. Для того чтобы такие породы не могли вывалиться и обрушиться, их бетонируют. Есть несколько основных способов хранения под землей сжиженных газов. Хранилище может представлять собой полость - горную выработку, которая расположена очень глубоко. Также хранилищем может быть котлован или яма, закрытая герметичной крышкой из металла.

     

     

     

     

    Подземные газовые хранилища бывают двух видов: в полостях горных пород и в пористых породах. К первому виду относятся такие хранилища, которые созданы в старых туннелях, заброшенных шахтах, в пещерах, в специальных горных выработках, сооруженных в плотных горных породах (гранитах, известняках, каменной соли, глине). В полостях горных пород хранятся газы, в основном, в сжиженном состоянии. Чаще всего это бутан, пропан и их смеси. Ко второму виду относятся хранилища в истощённых газовых и нефтяных месторождениях, в водоносных пластах. В них обычно природный газ хранится в газообразном состоянии.

     

     

     

     

    Самыми удобными и дешевыми газохранилищами являются такие, которые созданы в истощённых газовых и нефтяных залежах. Чтобы использовать такие ёмкости под хранилища, необходимо устанавливать дополнительное оборудование, прокладывать необходимые коммуникации, ремонтировать скважины. В тех местах, где необходимы резервы газа, а таких истощённых газовых и нефтяных залежей нет, газохранилища сооружают в водоносных пластах. Газохранилище в водоносном пласте – это искусственно созданная газовая залежь, используемая циклически.

     

     

     

     

    Добыча природного газа - это важнейшая отрасль добывающей промышленности, и это основная отрасль формирующая профицит государственногог бюджета.

     

     

    promplace.ru

    Добыча и переработка газа

    (миллиардов кубических метров)

    1970

    1980

    1990

    1995

    2000

    2001

    2002

    2003

    2004

    2005

    2006

    2007

    2008

    2009

    2010

    2011

    Добыча природного и попутного газа

    83,3

    254

    641

    595

    584

    581

    595

    620

    633

    641

    656

    653

    664

    583

    651

    671

    в том числе:

    горючего природного (газа естественного)

    67

    231

    601

    570

    555

    551

    563

    581

    591

    598

    612

    604

    613

    527

    593

    612

    нефтяного попутного (газ горючий природный нефтяных месторождений)

    16

    23

    40

    25

    29

    30

    32

    39

    42

    43

    44

    48,6

    51,5

    55,7

    57,9

    59,1

    Газ сухой газоперерабатывающих заводов

    35,3

    44,1

    42,9

    41,8

    46,3

    47,2

    50,1

    52,3

    54,6

    57,1

    15,6

    16,1

    15,8

    Тема: МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ МИРА И РОССИИ

    Цель: установить закономерности размещения минеральных (металлического и неметаллического сырья) ресурсов, качество сырья, степень освоенности месторождений, направление использования.

    Понятия: полезные ископаемые, минеральные ресурсы, бассейн, месторождение, рудный пояс, рудный район.

    Содержание задания:

    1. Используя рисунок «Крупнейшие рудные районы мира», заполните таблицу 1:

    Таблица 1 – Крупнейшие рудные районы мира

    Рудные пояса / районы

    Положение на тектонической карте

    Формы рельефа

    Руды

    Месторождения

    2. Выполните анализ таблицы 2 «Добыча металлических руд и прочих полезных ископаемых», ответив на вопросы:

    А) Какова динамика добычи железной руды? Объясните.

    Б) Назовите крупнейшие эксплуатируемые месторождения железной руды и объясните особенности их размещения.

    В) Укажите административные единицы в пределах которых сосредоточены эксплуатируемые месторождения железной руды.

    Г) Назовите природные ресурсы, относящиеся к группе материалов строительных нерудных. Какова динамика их добычи? Объясните.

    Д) Какова динамика поваренной соли? Объясните.

    Е) Укажите районы, где сосредоточены основные запасы поваренной соли.

    Таблица 2 – Добыча металлических руд и прочих полезных ископаемых

    1970

    1980

    1990

    1995

    2000

    2001

    2002

    2003

    2004

    2005

    2006

    2007

    2008

    2009

    2010

    2011

    Руда железная товарная, млн. т

    66,5

    92,4

    107

    78,3

    86,8

    82,8

    86,0

    92,6

    97,1

    95,1

    102

    105

    100

    86,8

    95,9

    104

    Материалы строительные нерудные, млн. м3

    272

    562

    713

    236

    190

    197

    192

    211

    231

    270

    318

    392

    428

    280

    312

    376

    пески природные

    103

    120

    143

    галька, гравий, щебень

    161

    173

    208

    Соль поваренная (добыча), млн. т

    5,8

    6,9

    4,2

    3,1

    3,1

    2,8

    2,9

    2,7

    2,9

    2,7

    2,8

    2,2

    1,8

    3540

    3619

    3358

    3.Заполните табл. 3: «Металлические и неметаллические ресурсы Российской Федерации».

    Таблица 3 – Характеристика распределения разведанных запасов металлических и неметаллических ресурсов по регионам Российской Федерации

    Полезный ископаемые

    Экономический район

    Регион –субъект

    Условия

    образования

    (тектонический элемент)

    Условия

    (форма)

    залегания

    Месторождения

    МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

    Руды черных металлов

    Руды цветных металлов

    Благородные металлы и их руды

    Руды редких металлов

    Радиоактивные металлы и их руды

    НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

    Агрономическое и горно-химическое сырье

    Промышленные минералы

    Строительное сырье

    1. Сделать вывод об особенностях размещения основных групп металлических и неметаллических ресурсов.

    Рисунок – Крупнейшие рудные пояса и районы мира

    studfiles.net

    Переработка газа и нефти

    Стратегия

    Перспективы развития «Газпрома» как одного из лидеров мировой энергетики тесно связаны с совершенствованием переработки углеводородов. Компания нацелена на увеличение глубины переработки и рост объемов производства продукции с повышенной добавочной стоимостью.

    Что такое газовый конденсат

    Перерабатывающие мощности

    В перерабатывающий комплекс Группы «Газпром» входят заводы по переработке газа и газового конденсата ПАО «Газпром» и мощности по нефтепереработке ПАО «Газпром нефть». Также в Группу входят ООО «Газпром нефтехим Салават», один из крупнейших в России производственных комплексов нефтепереработки и нефтехимии. Газпром постоянно модернизирует действующие и создает новые перерабатывающие предприятия. Строящийся Амурский газоперерабатывающий завод (ГПЗ) станет самым крупным в России и вторым по мощности в мире.

    Переработка газа

    Что такое природный газ

    Переработку газа «Газпром» осуществляет на Астраханском, Оренбургском и Сосногорском газоперерабатывающих заводах, Оренбургском гелиевом заводе, Томском заводе по производству метанола и двух заводах ООО «Газпром нефтехим Салават». В 2017 году Группой «Газпром» без учета давальческого сырья переработано 30,8 млрд куб. м природного и попутного газа.

    Объемы переработки природного и попутного газа в 2013–2017 годах, млрд куб. м (без учета давальческого сырья)

     

    За год, закончившийся 31 декабря

      2013 2014 2015 2016 2017 Переработка природного и попутного газа, млрд куб. м  

    ПАО «Газпром» и его основные дочерние общества

    31,11 30,00 30,64 30,06 29,94
    Газпром нефтехим Салават 0,41 0,45 0,44 0,49 0,43
    Газпром нефть 0,10 0,44 0,45
    Всего 31,52 30,45 31,18 30,99 30,82

    Переработка нефти и газового конденсата

    Переработка нефти и газового конденсата «Газпрома» осуществляется:

    • на предприятиях ПАО «Газпром нефть» — Омском и Московском нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), а также двух НПЗ в Сербии;
    • на предприятиях ПАО «Газпром» — Заводе по стабилизации конденсата им. В.С. Черномырдина, Заводе по подготовке конденсата к транспорту, Астраханском, Оренбургском и Сосногорском ГПЗ;
    • на нефтеперерабатывающем заводе ООО «Газпром нефтехим Салават».

    Основным нефтеперерабатывающим предприятием Группы «Газпром» является Омский НПЗ — один из самых современных нефтеперерабатывающих заводов России и один из крупнейших в мире.

    Помимо собственных мощностей Группа «Газпром» имеет доступ к перерабатывающим мощностям «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» (Россия) и Мозырского НПЗ (Белоруссия) через компанию «Славнефть».

    В 2017 году Группой «Газпром» переработано 64,1 млн т нефти и газового конденсата.

    Объемы переработки нефти и газового конденсата, млн т

      За год, закончившийся 31 декабря   2013 2014 2015 2016 2017 Переработка нефти и газового конденсата, млн т  
    ПАО «Газпром» и его основные дочерние общества 16,09 16,38 17,26 17,55 17,47
    Газпром нефть 42,63 43,48 43,07 41,89 40,11
    в том числе за рубежом 3,80 3,78 3,54 3,23 3,42
    Газпром нефтехим Салават 7,42 8,13 6,44 6,47 6,48
    Всего 66,14 67,99 66,77 65,91 64,06

    Продукты переработки

    Производство основных видов продукции переработки, газо- и нефтехимии Группой «Газпром» (без учета давальческого сырья)

      За год, закончившийся 31 декабря   2013 2014 2015 2016 2017
    Стабильный газовый конденсат и нефть, тыс. т 6 035,3 6 410,8 7 448,1 8 216,4 8 688,7
    Сухой газ, млрд куб. м 24,2 23,3 24,2 24,0 23,6
    СУГ, тыс. т 3 276,4 3 371,1 3 463,3 3 525,4 3 522,5
    в том числе за рубежом 118,0 130,4 137,9 115,0 103,0
    Автомобильный бензин, тыс. т 12 125,2 12 067,9 12 395,2 12 270,0 11 675,6
    в том числе за рубежом 669,9 762,7 646,8 516,0 469,0
    Дизельное топливо, тыс. т 16 215,2 16 281,4 14 837,0 14 971,4 14 322,1
    в том числе за рубежом 1 423,5 1 493,8 1 470,1 1 363,0 1 299,0
    Авиационное топливо, тыс. т 2 852,0 3 161,9 3 171,0 3 213,2 3 148,8
    в том числе за рубежом 73,2 108,5 107,9 122,0 155,0
    Мазут топочный, тыс. т 9 132,0 9 318,0 8 371,4 7 787,2 6 585,9
    в том числе за рубежом 739,4 717,8 450,6 334,0 318,0
    Масла, тыс. т 396,2 374,3 404,1 421,0 480,0
    Сера, тыс. т 4 936,9 4 747,8 4 793,8 4 905,6 5 013,6
    в том числе за рубежом 12,0 15,6 17,8 22,0 24,0
    Гелий, тыс. куб. м 3 570,7 3 997,5 4 969,7 5 054,1 5 102,2
    ШФЛУ, тыс. т 1 587,6 1 534,7 1 728,6 1 807,0 1 294,8
    Этановая фракция, тыс. т 389,0 373,8 377,4 377,9 363,0
    Мономеры, тыс. т 242,6 262,2 243,4 294,0 264,9
    Полимеры, тыс. т 133,2 161,8 157,9 179,1 154,3
    Продукция органического синтеза, тыс. т 86,8 83,5 90,4 89,6 44,7
    Минеральные удобрения и сырье для них, тыс. т 752,1 778,2 775,9 953,0 985,5

     

    www.gazprom.ru


    © ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
    Разработка сайта