СНИЖЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ ЗАТРАТ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ОПТИМАЛЬНОГО СООТНОШЕНИЯ АМИНОВ НА СЕРООЧИСТНОЙ УСТАНОВКЕ ГАЗЛИЙСКОГО ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА

АННОТАЦИЯ

В соответствии с Постановлением Президента Республики Узбекистан №ПП-4388 от 09.07.2019 года «О мерах по стабильному обеспечению экономики и населения энергоресурсами, финансовому оздоровлению и совершенствованию системы управления нефтегазовой отраслью» предусмотрено повышение операционной эффективности и оптимизации затрат предприятий нефтегазовой отрасли, а также снижения их долговой нагрузки с привлечением независимых международных экспертов.

Применение абсорбента для очистки от кислых компонентов природного газа с концентрацией (массовая) 28 %-ного МДЭА и 2 %-ного ДЭА на всех нитках сероочистной установки (СОУ) Газлийского газоперерабатывающего завода взамен 30 %-ного МДЭА, дает возможность сэкономить операционные затраты до 1,0 млн. долл. США в год за счет сокращения потребления энергетических ресурсов (водяной пар, электричество, холодная вода и т.д.). Также применение вышеуказанной концентрации аминовых растворов дает возможность приведения количества углекислого компонента в товарном газе до требований государственного стандарта O’zDSt 948, который будет введен с 01.01.2022 г., и тем самым избегать штрафных санкций со стороны компаний, предоставляющих услуги по его транспортировке в адрес газоперерабатывающих предприятий.

ABSTRACT

In accordance with the Decree of the President of the Republic of Uzbekistan №PP-4388 dated 09.07.2019 "On measures to provide the economy and the population with energy resources, financial recovery and improvement of the oil and gas industry management system" their debt burden with the involvement of independent international experts.

The use of an absorbent for purification from acidic components of natural gas with a concentration (mass) of 28% MDEA and 2% DEA at all lines of the desulfurization unit (DSU) of the Gazli gas processing plant instead of 30% MDEA, makes it possible to save operating costs up to 1,0 million USD per year by reducing the consumption of energy resources (steam, electricity, cold water, etc.). Also, the use of the above concentration of amine solutions makes it possible to bring the amount of carbon dioxide in the commercial gas to the requirements of the state standard O'zDSt 948, which will be introduced from 01.01.2022, thereby avoiding penalties from companies providing gas transportation services to gas processing plant.

Ключевые слова: газ, состав, сероводород, абсорбент, экономика, переработка, качество, установка, оптимизация.

Keywords: gas, composition, hydrogen sulfide, absorbent, economic, processing, quality, unit, optimization.

Введение

В Республике Узбекистан принимаются меры по последовательной модернизации и технологическому перевооружению системы электро- и газоснабжения, совершенствованию основ энергосбережения и механизмов взаиморасчетов за поставляемые электрическую энергию и природный газ.

Проводимые мероприятия направлены на развитие энергетической отрасли, являющейся одним из важнейших факторов устойчивого социально-экономического роста, повышения деловой активности и инвестиционной привлекательности страны, уровня жизни и благосостояния населения.

Вместе с тем действующие мощности топливно-энергетической отрасли не в полной мере обеспечивают растущую потребность в энергоресурсах, энергоемкость отечественной экономики значительно превышает средний показатель развитых стран.

Отсутствие дифференцированного подхода к определению стоимости поставляемых энергоресурсов с учетом категорий потребителей приводит к их нерациональному использованию, не стимулирует внедрение энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии.

В целях дальнейшего совершенствования системы электро- и газоснабжения, обеспечения рационального использования энергоресурсов путем широкого внедрения рыночных механизмов, а также улучшения качества оказываемых услуг в данной сфере принят ряд Постановлений Президента Республики Узбекистан:

• №ПП-3379 от 08.11.2017 года «О мерах по обеспечению рационального использования энергоресурсов»;
• №ПП-4422 от 22.08.2019 «Об ускоренных мерах по повышению энергоэффективности отраслей экономики и социальной сферы, внедрению энергосберегающих технологий и развитию возобновляемых источников энергии»;
• №ПП-4388 от 09.07.2019 «О мерах по стабильному обеспечению экономики и населения энергоресурсами, финансовому оздоровлению и совершенствованию системы управления нефтегазовой отраслью», направленных на реализацию долгосрочных стратегий развития нефтегазовой, электроэнергетической, угольной, химической, строительной индустрии, предусматривающих обеспечение динамичного роста экономики и повышение уровня благосостояния населения, бесперебойное удовлетворение спроса на топливно-энергетические ресурсы.

В этой связи, одним из актуальных направлений государственной политики на современном этапе должно становится повышение энергоэффективности отраслей экономики и социальной сферы, широкое внедрение энергосберегающих технологий и возобновляемых источников энергии [1].

Принимая во внимание, что предприятия, входящие в топливо-энергетический комплекс страны, играют существенную роль в экономическом развитии, а производство и ценообразование товарной продукции складывается исходя из ценообразования энергоресурсов, проведение мероприятий, нацеленных на оптимизацию эксплуатационных затрат производственных предприятий по добыче углеводородов, положительно воздействуют на финансовое состояние операционных компаний.

Объекты и методы исследования

Рассматриваемая научная работа направлена на решение вопроса по сокращению операционных затрат действующих установок и улучшению качества очистки природного газа от кислых компонентов (Н₂S и СО₂) с последующим подбором типа сорбента и оптимальных параметров процесса без проведения масштабных изменений в технологической цепочке.

Очистка в технологических нитках сероочистной установки (СОУ) на Газлийском газоперерабатывающем заводе (ГПЗ) достигается химической абсорбцией H₂S и CO₂ в аппарате колонного типа 30 %-ным водным раствором метилдиэтаноламина (МДЭА), обеспечивающим проведение селективной абсорбции сероводорода в присутствии двуокиси углерода (Рисунок 1).

Рисунок 1.Принципиальная технологическая схема сероочистной установки «Учкыр»

При этом общий объем кислых компонентов в составе газа достигает 3,59 % мольн. (в т.ч. H₂S – 0,86% и CO₂ – 2,73 %). В результате чего, сероводород из сырьевого газа практически извлекается полностью, а двуокись углерода – частично. Для очистки сернистого природного газа в объеме 180-185 тыс. м³/час (для одной нитки), требуемое количество регенерируемого МДЭА по расчетам составляет 155-160 т/час (давление на входе в установку принято 55 атм.) [2].

Многочисленные исследования, выполненные на базе специального программного продукта, посвященные выбору оптимального соотношения метилдиэтаноламина (МДЭА) – селективно поглощающий сероводород и диэтаноламина (ДЭА) – селективно поглощающий углекислый компонент из состава природного газа, результаты которых показывают, что при концентрации (соотношении) 28 %-ного МДЭА и 2 %-ного ДЭА (комбинированный), требуемое количество смеси регенерированного аминового раствора составляет 145-150 т/час (давление на входе в установку принято 55 атм.) (Рисунок 2).

Рисунок 2. График зависимости требуемого количества аминов и количества СО₂ (мольн.) в товарном газе

Результаты исследований

В настоящее время на СОУ Газлийского ГПЗ объем регенерируемого 30 %-ого водного раствора метилдиэтаноламина (МДЭА) составляет 140-145 т/час (для одной нитки), который обеспечивает качество товарной продукции с содержанием сероводорода 4,9 ppm и углекислого газа 1,58-1,61 % и не соответствует требованиям государственного стандарта (O’zDSt 948) в перспективе [3].

В целях достижения параметров товарного газа до требований государственного стандарта расчеты показывают о необходимости увеличения объема раствора (30 %-ого водного раствора МДЭА) до 155-160 т/час, что на 8-10 % больше фактического показателя.

Замена существующего раствора амина (30 %-ого водного раствора МДЭА) с концентрацией (соотношением) 28 %-ого МДЭА и 2 %-ого ДЭА при объеме 145-150 т/час дает возможность очистку природного газа до требований государственного стандарта (качество товарной продукции с содержанием сероводорода до 2,48 ppm и углекислого газа 1,44 %).

Экономическая эффективность

Снижение объема раствора на 8-10 % позитивно скажется на потреблении энергетических ресурсов (водяной пар, хладагент, электроэнергия и т.д.) в процессе эксплуатации. Таким образом применение комбинированного аминового раствора, взамен существующего дает возможность сэкономить средства до 283,2 тыс. долл. США в год для одной нитки, а для трех ниток данный показатель составляет до 850,0 тыс. долл. США (Таблица 1).

Таблица 1.

Сравнительный анализ фактического (базовый) и предлагаемого (комбинированный) вариантов

При выполнении экономических расчетов были приняты тарифы энергоресурсов, действующие на 01.06.2021 г., с его конвертацией на зарубежную валюту (Таблица 2).

Таблица 2.

Стоимостные показатели энергоресурсов на 01.06.2021 г.

Выводы

Снижение объема циркулирующего аминового раствора на 8-10 % придает возможность снижению потребления водяного пара на 16,5 % и электрической энергии на 9,4 %, что в конечном итоге приведет к снижению себестоимости выпускаемой продукции.

Также необходимо отметить, что применение комбинированного амина при концентрации (соотношении) 28 %-ного МДЭА и 2 %-ного ДЭА, количество углекислого компонента составляет ниже 1,5 % мольн., а количество сероводорода ниже 3,5 ppm, что соответствует параметрам государственного стандарта, который будет введен с 01.01.2022 г.

Обеспечение требований государственного стандарта по качеству природного газа со стороны газоперерабатывающих предприятий дает возможность избегать штрафных санкций транспортирующих компаний в размере от 5 % реализуемого товара за каждый нарушенный параметр.

Список литературы:

1. Постановление Президента Республики Узбекистана № ПП-4388 от 09.07.2019 года «О мерах по стабильному обеспечению экономики и населения энергоресурсами, финансовому оздоровлению и совершенствованию системы управления нефтегазовой отраслью»
2. «Моделирование процесса очистки природного газа с целью оптимизации производственных показателей в условиях изменяющихся параметров исходного сырья и требований к товарной продукции», Статья Universum: Технические науки, Выпуск: 3(84), Март 2021
3. «Постоянный технологический регламент на эксплуатацию сероочистной установки «Учкыр»», Газлийское НГДУ, 2019