Очистка попутного газа с выделением гелия

Annotation - the gas treatment and purification plant is a complex structure that requires large capital expenditures. For this reason, in many fields it was previously more profitable to burn the produced gas by flares than to prepare it for transport and subsequent monetization. But in recent years, the government has tightened penalties for over-the-limit gas flaring. In this regard, there was a problem of choosing an effective and cost-effective technology for gas treatment at the fields.

По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ (МПР) из 55 млрд. м3 ежегодно добываемого в России попутного нефтяного газа (ПНГ) сжигается в факелах 27 %. Однако российские факела известны своей неэффективностью из-за неполного сжигания газа. В результате этого в атмосферу попадает метан‚ который обладает более высокой парниковой активностью, чем углекислый газ.

Очень важным шагом Правительства РФ с целью сокращения загрязнения было принятие постановления РФ 2012 г. №1148 «Об особенностях исчисления платы за негативное воздействие на окружающую среду при выбросах в атмосферный воздух загрязняющих веществ‚ образующихся при сжигании на факельных установках и (или) рассеивании попутного нефтяного газа». В данном документе было установлено предельно допустимое значение показателя сжигания на факельных установках и (или) рассеивания попутного нефтяного газа в размере не более 5 % объемных добытого попутного нефтяного газа.

Постановление Правительства РФ «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах» от 13 сентября 2016 г. № 913 года является последним принятым документом‚ ограничивающим вредные выбросы в атмосферу‚ а также предусматривающим дополнительные коэффициенты и ставки за негативное воздействие на окружающую среду при выбросах‚ превышающих максимально допустимый предел.

Утилизируя газ на факелах‚ предприятие сжигает ценные компоненты попутного газа. Одним из таких компонентов является гелий. Уникальные свойства делают его незаменимым – это инертность и (в сравнении с другими газами) высокая проницаемость. Гелий находит широкое применение в научных исследованиях (газовой хроматографии и масс-спектроскопии)‚ медицине (для охлаждения магнитов в медицинских установках ядерного магнитного резонанса)‚ на производстве полупроводниковых приборов. Все это ведет к тому‚ что сохранение данного исчерпаемого химического элемента становится важной задачей.

Для получения обогащенного гелием газа можно использовать следующие технологии:

• 1.    Низкотемпературная сепарация;

• 2. 3-s сепарация;

• 3.    Мембранная технология.

Данные методы позволяют получить гелиевый концентрат:

• 1.    Низкотемпературная ректификация;

• 2.    Адсорбционный метод.

На данный момент товарный гелий можно выделить только благодаря установке низкотемпературной конденсации в совокупности с ректификационными колоннами. Данная технология позволяет качественно разделить исходное сырье на целый ряд продуктов. Низкотемпературная сепарация является самым распространённым методом для очистки и подготовки газа на месторождения. Метод НТС не позволит извлечь гелиевый концентрат‚ но поможет подготовить попутный газ к его тонкой очистке и извлечению гелия‚ а также снизить точку росы попутного газа до требуемой.

Метод 3-s сепарации‚ а также метод мембранный очистки подходят для получения обогащённого гелием газа, а при необходимости дополнительного извлечения гелия из обогащенного гелием газа можно использовать адсорбционную установку. Она позволит довести содержание гелия в потоке более чем до 70 %.