Im Gegensatz zu Erdgas enthält Erdölbegleitgas neben Methan und Ethan einen großen Anteil an Propanen, Butanen und Dämpfen schwererer Kohlenwasserstoffe. Viele Begleitgase enthalten je nach Fachgebiet auch Nichtkohlenwasserstoffbestandteile: Schwefelwasserstoff und Mercaptane, Kohlendioxid, Stickstoff, Helium und Argon.

Beim Öffnen von Ölbehältern beginnt in der Regel zuerst Gas aus den Öldeckeln auszuströmen. Anschließend besteht der Hauptteil des produzierten Begleitgases aus in Öl gelösten Gasen. Gas aus Tankdeckeln oder freies Gas hat im Gegensatz zu in Öl gelöstem Gas eine „leichtere“ Zusammensetzung (mit einem geringeren Gehalt an schweren Kohlenwasserstoffgasen). Daher sind die Anfangsstadien der Feldentwicklung in der Regel durch große jährliche Produktionsmengen an Erdölbegleitgas mit einem größeren Methananteil in seiner Zusammensetzung gekennzeichnet. Bei langfristiger Ausbeutung des Feldes wird die Produktion von Erdölbegleitgas reduziert und ein großer Teil des Gases fällt auf schwere Komponenten.

Injektion in den Untergrund zur Erhöhung des Lagerstättendrucks und damit der Effizienz der Ölförderung. In Russland wird diese Methode jedoch im Gegensatz zu vielen anderen Ländern bis auf wenige Ausnahmen nicht angewendet, da es sich um ein sehr kostspieliges Verfahren handelt.

Vor Ort nutzen, um Strom für den Bedarf von Ölfeldern zu erzeugen.

Wenn erhebliche und stabile Mengen Erdölbegleitgas freigesetzt werden – Verwendung als Brennstoff in großen Kraftwerken oder zur Weiterverarbeitung.

Der effektivste Weg, Erdölbegleitgas zu nutzen, ist seine Verarbeitung in Gasaufbereitungsanlagen zur Herstellung von trockenem gestripptem Gas (DSG), einem breiten Anteil leichter Kohlenwasserstoffe (NGL), verflüssigten Gasen (LPG) und stabilem Gasbenzin (SGG).

Ein großes Beratungsunternehmen im Kraftstoff- und Energiesektor, PFC Energy, stellte in seiner Studie „Utilization of Associated Petroleum Gas in Russia“ fest, dass die optimale Option für den Einsatz von APG von der Größe des Feldes abhängt. Daher ist es für kleine Felder die attraktivste Option, Strom in kleinem Maßstab für den eigenen Feldbedarf und den Bedarf anderer lokaler Verbraucher zu erzeugen.

Für mittelgroße Felder ist laut Forschern die Gewinnung von Flüssiggas in einer Gasaufbereitungsanlage und der Verkauf von Flüssiggas (LPG) oder petrochemischen Produkten und Trockengas die wirtschaftlichste Option für die Erdölbegleitgasnutzung.

Bei großen Feldern ist es am attraktivsten, Strom in einem großen Kraftwerk zu erzeugen und ihn anschließend über den Großhandel an das Stromnetz zu verkaufen.

Experten zufolge ist die Lösung des Problems der damit verbundenen Gasnutzung nicht nur eine Frage der Ökologie und Ressourcenschonung, sondern auch ein potenzielles nationales Projekt im Wert von 10 bis 15 Milliarden Dollar. Nur die Nutzung der APG-Mengen würde es ermöglichen, jährlich bis zu 5–6 Millionen Tonnen flüssige Kohlenwasserstoffe, 3–4 Milliarden Kubikmeter Ethan, 15–20 Milliarden Kubikmeter Trockengas oder 60–70.000 GWh Strom zu produzieren .

Der russische Präsident Dmitri Medwedew wies die russische Regierung an, Maßnahmen zu ergreifen, um die Praxis des irrationalen Einsatzes von Begleitgas bis zum 1. Februar 2010 zu beenden.

Erdgas gibt es in verschiedenen Modifikationen. Somit kann es in einer Standardform dargestellt oder als zufällig eingestuft werden. Was sind seine Merkmale in beiden Fällen?

Was sind die Merkmale von Begleitgas?

Nach dem Weg Erdgas bezieht sich auf eine Substanz, bei der es sich um eine Mischung aus einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen handelt, die zunächst in Öl gelöst sind. Sie werden durch die Destillation geeigneter Rohstoffe gewonnen. Begleitgas besteht hauptsächlich aus Propan sowie Butan-Isomeren. Manchmal kann das Produkt der Öldestillation zu Methan und Ethylen werden. Begleitgas wird in der chemischen Industrie aktiv eingesetzt. Es ist ein gefragter Rohstoff bei der Herstellung von Kunststoff- und Gummiprodukten. Propan gehört zu den am häufigsten als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge verwendeten Gasen.

Was sind die Besonderheiten von konventionellem Erdgas?

Unter Erdgas In seiner üblichen Form wird darunter ein Mineral verstanden, das in fertiger Form aus gasführenden Formationen gewonnen wird, was in der Regel keiner Tiefenverarbeitung bedarf. In manchen Fällen kann die betreffende Gasart auch in kristallinem Zustand vorliegen – in Form von Gashydraten. Manchmal wird es in Öl oder Wasser gelöst.

Gewöhnliches Erdgas besteht am häufigsten aus Methan, manchmal auch aus Ethan, Propan und Butan. In einigen Fällen enthält es Wasserstoff, Stickstoff und Helium.

Vergleich

Der Hauptunterschied zwischen Begleitgas und Erdgas besteht darin, dass das erste ein Produkt der Ölraffinierung ist, das zweite in fertiger Form aus dem Erdinneren gewonnen wird. Sie unterscheiden sich auch in ihrem Einsatzgebiet und zu einem großen Teil in ihrer chemischen Zusammensetzung.

Erdgas in seiner üblichen Form wird am häufigsten als Brennstoff zur Beheizung von Wohn- und Industriegebäuden sowie zur Sicherstellung des Betriebs von Kraftwerken und Produktionsanlagen in Fabriken verwendet. Es ist jedoch anzumerken, dass Begleitgas (wenn es dem produzierenden Unternehmen gelingt, eine ausreichend kostengünstige Technologie für seine Produktion zu entwickeln) als Brennstoff für die Beheizung großer Flächen und den Betrieb von Industrieanlagen verwendet werden kann. Gewöhnliches Erdgas wird wiederum auch als Rohstoff in der chemischen Industrie eingesetzt – beispielsweise bei der Herstellung von Acetylen.

Mithilfe einer kleinen Tabelle können wir den Unterschied zwischen Begleit- und Erdgas genauer darstellen.

Erdölbegleitgas hatte lange Zeit keinen Wert. Es galt als schädliche Verunreinigung bei der Ölförderung und wurde direkt verbrannt, wenn Gas aus einer ölführenden Quelle austrat. Aber die Zeit verging. Es sind neue Technologien entstanden, die es uns ermöglicht haben, APG und seine Eigenschaften aus einer anderen Perspektive zu betrachten.

Verbindung

Erdölbegleitgas befindet sich in der „Kappe“ einer ölführenden Formation – dem Raum zwischen dem Boden und fossilen Ölvorkommen. Außerdem liegt ein Teil davon in gelöstem Zustand im Öl selbst vor. Im Wesentlichen handelt es sich bei APG um dasselbe Erdgas, dessen Zusammensetzung eine große Anzahl an Verunreinigungen enthält.

Erdölbegleitgas zeichnet sich durch eine große Vielfalt unterschiedlicher Kohlenwasserstoffarten aus. Dies sind hauptsächlich Ethan, Propan, Methan, Butan. Es enthält auch schwerere Kohlenwasserstoffe: Pentan und Hexan. Darüber hinaus enthält Erdölgas eine gewisse Menge an nicht brennbaren Bestandteilen: Helium, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Argon.

Es ist erwähnenswert, dass die Zusammensetzung des Erdölbegleitgases äußerst instabil ist. Die gleiche APG-Lagerstätte kann den Anteil bestimmter Elemente im Laufe mehrerer Jahre merklich verändern. Dies gilt insbesondere für Methan und Ethan. Dennoch ist Ölgas sehr energieintensiv. Ein Kubikmeter APG ist je nach Art der in seiner Zusammensetzung enthaltenen Kohlenwasserstoffe in der Lage, zwischen 9.000 und 15.000 kcal Energie freizusetzen, was es für den Einsatz in verschiedenen Gartenscheren vielversprechend macht.

Führend bei der Förderung von Erdölbegleitgas sind Iran, Irak, Saudi-Arabien, die Russische Föderation und andere Länder, in denen die wichtigsten Ölreserven konzentriert sind. Auf Russland entfallen jährlich rund 50 Milliarden Kubikmeter Erdölbegleitgas. Die Hälfte dieser Menge fließt in den Bedarf der Produktionsbereiche, 25 % in die Weiterverarbeitung und der Rest wird verbrannt.

Reinigung

Erdölbegleitgas wird nicht in seiner ursprünglichen Form genutzt. Die Verwendung ist erst nach Vorreinigung möglich. Dazu werden Kohlenwasserstoffschichten unterschiedlicher Dichte in einer speziell dafür konzipierten Anlage – einem mehrstufigen Druckabscheider – voneinander getrennt.

Jeder weiß, dass das Wasser in den Bergen bei einer niedrigeren Temperatur kocht. Je nach Höhenlage kann der Siedepunkt auf bis zu 95 °C sinken. Dies geschieht aufgrund des Unterschieds im atmosphärischen Druck. Dieses Prinzip wird beim Betrieb mehrstufiger Separatoren genutzt.

Der Abscheider liefert zunächst einen Druck von 30 Atmosphären und reduziert nach einer gewissen Zeit seinen Wert schrittweise in Schritten von 2 bis 4 Atmosphären. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Trennung von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen Siedepunkten voneinander. Anschließend werden die resultierenden Komponenten direkt der nächsten Reinigungsstufe zu Ölraffinierungsanlagen zugeführt.

Anwendung von Erdölbegleitgas

Mittlerweile ist es in einigen Produktionsbereichen aktiv gefragt. Dies ist zunächst einmal die chemische Industrie. APG dient ihr als Werkstoff zur Herstellung von Kunststoffen und Gummi.

Auch die Energiewirtschaft hat eine Vorliebe für das Nebenprodukt der Ölförderung. APG ist der Rohstoff, aus dem folgende Kraftstoffarten hergestellt werden:

• Trocken gestripptes Gas.
• Großer Anteil an leichten Kohlenwasserstoffen.
• Kraftstoff für Gasmotoren.
• Flüssiggas.
• Stabiles Gasbenzin.
• Trennen Sie Fraktionen basierend auf Kohlenstoff und Wasserstoff: Ethan, Propan, Butan und andere Gase.

Der Verbrauch von Erdölbegleitgas wäre sogar noch höher, wenn es beim Transport nicht eine Reihe von Schwierigkeiten gäbe:

• Die Notwendigkeit, mechanische Verunreinigungen aus der Gaszusammensetzung zu entfernen. Beim Ausströmen von APG aus einem Bohrloch gelangen winzige Bodenpartikel in das Gas, was dessen Transporteigenschaften deutlich beeinträchtigt.
• Erdölbegleitgas muss einem Erdölbehandlungsverfahren unterzogen werden. Andernfalls fällt der verflüssigte Anteil während des Transports in der Gasleitung aus.
• Die Zusammensetzung des Erdölbegleitgases muss von Schwefel gereinigt werden. Ein erhöhter Schwefelgehalt ist einer der Hauptgründe für die Bildung von Korrosionsflecken in der Rohrleitung.
• Entfernung von Stickstoff und Kohlendioxid zur Erhöhung des Heizwerts des Gases.

Aus den oben genannten Gründen wurde Erdölbegleitgas lange Zeit nicht genutzt, sondern direkt in der Nähe der Quelle verbrannt, in der sich das Öl befand. Besonders schön war es, dies beim Flug über Sibirien zu beobachten, wo ständig Fackeln zu sehen waren, aus denen schwarze Rauchwolken aufstiegen. Dies dauerte so lange, bis Umweltschützer eingriffen und erkannten, welch irreparablen Schaden der Natur auf diese Weise zugefügt wurde.

Folgen des Brennens

Die Gasverbrennung geht mit einer aktiven thermischen Wirkung auf die Umwelt einher. Im Umkreis von 50-100 Metern um den unmittelbaren Brandort kommt es zu einer merklichen Abnahme des Vegetationsvolumens, in einer Entfernung von bis zu 10 Metern herrscht völliges Fehlen von Vegetation. Dies ist vor allem auf das Verbrennen von Bodennährstoffen zurückzuführen, auf die verschiedene Baum- und Kräuterarten so sehr angewiesen sind.

Eine brennende Fackel dient als Quelle für Kohlenmonoxid, das auch für die Zerstörung der Ozonschicht der Erde verantwortlich ist. Darüber hinaus enthält das Gas Schwefeldioxid und Stickoxide. Diese Elemente gehören zur Gruppe der giftigen Stoffe für lebende Organismen.

Daher besteht für Menschen, die in Gebieten mit aktiver Ölproduktion leben, ein erhöhtes Risiko, verschiedene Arten von Pathologien zu entwickeln: Onkologie, Unfruchtbarkeit, geschwächte Immunität usw.

Aus diesem Grund entstand Ende der 2000er Jahre die Frage der APG-Nutzung, auf die wir im Folgenden eingehen werden.

Methoden zur Nutzung von Erdölbegleitgas

Derzeit gibt es viele Möglichkeiten, Ölabfälle umweltschonend zu entsorgen. Die häufigsten sind:

• Direkt an die Ölraffinerie geschickt. Es ist sowohl aus finanzieller als auch aus ökologischer Sicht die optimalste Lösung. Vorausgesetzt jedoch, dass bereits eine ausgebaute Gaspipeline-Infrastruktur vorhanden ist. Andernfalls ist ein erheblicher Kapitaleinsatz erforderlich, der nur bei großen Einlagen gerechtfertigt ist.
• Recycling durch Verwendung von APG als Brennstoff. Erdölbegleitgas wird an Kraftwerke geliefert, wo es mithilfe von Gasturbinen zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird. Der Nachteil dieser Methode ist die Notwendigkeit, Geräte zur Vorreinigung zu installieren und zum Bestimmungsort zu transportieren.
• Injektion von verbrauchtem APG in das darunter liegende Ölreservoir, wodurch der Ölgewinnungsfaktor des Bohrlochs erhöht wird. Dies geschieht aufgrund der Zunahme unter der Bodenschicht. Diese Option zeichnet sich durch einfache Implementierung und relativ geringe Kosten der verwendeten Ausrüstung aus. Hier gibt es nur einen Nachteil – die fehlende tatsächliche Nutzung von APG. Es gibt nur eine Verzögerung, aber das Problem bleibt ungelöst.

Öl und Gas haben heute von allen Mineralien den größten Wert. Sie werden trotz der Entwicklung neuer Technologien im Energiebereich weiterhin weltweit abgebaut und zur Herstellung lebensnotwendiger Produkte verwendet. Daneben gibt es jedoch noch das sogenannte Erdölbegleitgas, das schon seit längerem keine Verwendung mehr findet. Doch in den letzten Jahren hat sich die Einstellung zu dieser Art von Mineralien radikal verändert. Es begann, zusammen mit Erdgas geschätzt und genutzt zu werden.

Erdölbegleitgas (APG) ist eine Mischung verschiedener gasförmiger Kohlenwasserstoffe, die in Öl gelöst sind und bei der Ölförderung und -aufbereitung freigesetzt werden. Darüber hinaus werden als APG auch jene Gase bezeichnet, die bei der thermischen Verarbeitung von Öl, beispielsweise beim Cracken oder Hydrotreating, freigesetzt werden. Solche Gase bestehen aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, zu denen Methan und Ethylen gehören.

Es ist zu beachten, dass Erdölbegleitgas in unterschiedlichen Mengen im Öl enthalten ist. Eine Tonne Öl kann entweder einen Kubikmeter APG oder mehrere Tausend enthalten. Da Erdölbegleitgas nur bei der Erdölabscheidung freigesetzt wird und auf keine andere Weise als zusammen (als Nebenprodukt) mit Erdöl hergestellt werden kann, handelt es sich dementsprechend um ein Nebenprodukt der Erdölförderung.

Die Hauptbestandteile von APG sind Methan und schwerere Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Butan, Propan und andere. Es ist erwähnenswert, dass verschiedene Ölfelder erstens unterschiedliche Mengen an Erdölbegleitgas enthalten und zweitens unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Daher können in einigen Regionen in der Zusammensetzung eines solchen Gases Nicht-Kohlenwasserstoff-Komponenten (Verbindungen von Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff) gefunden werden. Außerdem enthält das Gas, das nach dem Öffnen der Ölschichten in Form von Fontänen aus dem Boden austritt, eine geringere Menge an schweren Kohlenwasserstoffgasen. Dies liegt daran, dass der scheinbar „schwerere“ Teil des Gases im Öl selbst verbleibt. Dabei wird gleich zu Beginn der Erschließung von Ölfeldern neben Öl auch APG gefördert, das große Mengen Methan enthält. Mit der weiteren Entwicklung des Feldes nimmt dieser Indikator jedoch ab und schwere Kohlenwasserstoffe werden zu den Hauptbestandteilen des Gases.

Nutzung von Erdölbegleitgas

Bis vor Kurzem wurde dieses Gas in keiner Weise genutzt. Unmittelbar nach seiner Produktion wurde Erdölbegleitgas abgefackelt. Dies lag vor allem daran, dass es keine notwendige Infrastruktur für die Sammlung, den Transport und die Verarbeitung gab, wodurch der Großteil des APG einfach verloren ging. Daher wurde das meiste davon in Fackeln verbrannt. Die Verbrennung von Erdölbegleitgas hatte jedoch eine Reihe negativer Folgen, die mit der Freisetzung einer großen Menge an Schadstoffen in die Atmosphäre wie Rußpartikeln, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und vielem mehr verbunden waren. Je höher die Konzentration dieser Stoffe in der Atmosphäre ist, desto weniger gesund sind die Menschen, da sie Erkrankungen des Fortpflanzungssystems des menschlichen Körpers, Erbkrankheiten, Krebs usw. verursachen können.

Daher wurde bis vor kurzem der Nutzung und Verarbeitung von Erdölbegleitgas große Aufmerksamkeit geschenkt. Daher gibt es mehrere Methoden, die zur Nutzung von APG verwendet wurden:

1. Aufbereitung von Erdölbegleitgas zu Energiezwecken. Diese Methode ermöglicht die Nutzung von Gas als Brennstoff für industrielle Zwecke. Durch diese Verarbeitungsmethode entsteht letztlich umweltfreundliches Gas mit verbesserten Eigenschaften. Darüber hinaus ist diese Entsorgungsmethode für die Produktion sehr vorteilhaft, da das Unternehmen dadurch eigene Mittel einsparen kann. Diese Technologie hat viele Vorteile, einer davon ist die Umweltfreundlichkeit. Im Gegensatz zur einfachen APG-Verbrennung findet in diesem Fall tatsächlich keine Verbrennung statt und daher ist die Emission schädlicher Substanzen in die Atmosphäre minimal. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Gasnutzungsprozess fernzusteuern.
2. Anwendung von APG in der petrochemischen Industrie. Die Verarbeitung dieses Gases erfolgt mit der Entstehung von trockenem Gas, Benzin. Die resultierenden Produkte werden zur Befriedigung des Produktionsbedarfs der Haushalte verwendet. Beispielsweise sind solche Gemische integraler Bestandteil der Produktionsprozesse vieler künstlicher petrochemischer Produkte wie Kunststoffe, Benzin mit hoher Oktanzahl und vieler Polymere.
3. Verbesserte Ölgewinnung durch Einspritzen von APG in das Reservoir. Bei dieser Methode verbindet sich APG mit Wasser, Öl und anderen Gesteinen, was zu einer Reaktion führt, die mit Austausch und gegenseitiger Auflösung interagiert. Dabei wird Wasser mit chemischen Elementen gesättigt, was wiederum zu einem intensiveren Ölförderungsprozess führt. Obwohl diese Methode einerseits nützlich ist, da sie die Ölrückgewinnung erhöht, führt sie andererseits zu irreparablen Schäden an der Ausrüstung. Dies ist auf die Ablagerung von Salzen auf der Ausrüstung während der Anwendung dieser Methode zurückzuführen. Wenn daher die Anwendung einer solchen Methode sinnvoll ist, werden damit auch viele Aktivitäten durchgeführt, die auf die Erhaltung lebender Organismen abzielen;
4. Verwendung von „Galzift“. Mit anderen Worten: Gas wird in das Bohrloch gepumpt. Diese Methode zeichnet sich durch ihre Wirtschaftlichkeit aus, da Sie in diesem Fall nur Geld für die Anschaffung der entsprechenden Ausrüstung ausgeben müssen. Die Methode empfiehlt sich für flache Brunnen, in denen große Druckabfälle beobachtet werden. Darüber hinaus wird bei der Installation von Seilsystemen häufig ein „Gaslift“ eingesetzt.

Trotz der Vielfalt der Methoden zur Verarbeitung von Erdölbegleitgasen ist die Zerlegung des Gases in seine Bestandteile die gebräuchlichste. Dank dieser Methode ist es möglich, trockenes, gereinigtes Gas zu gewinnen, das nicht schlechter ist als das jedem bekannte Erdgas, sowie einen großen Anteil leichter Kohlenwasserstoffe. In dieser Form eignet sich die Mischung als Rohstoff für die petrochemische Industrie.

Verwendung von Erdölbegleitgas

Heutzutage ist Erdölbegleitgas eine nicht weniger wertvolle Bodenschätze als Erdöl und Erdgas. Es entsteht als Nebenprodukt der Erdölförderung und dient als Treibstoff sowie zur Herstellung verschiedener Stoffe in der chemischen Industrie. Erdölgase sind auch eine ausgezeichnete Quelle für die Herstellung von Propylen, Butylenen, Butadien und anderen Produkten, die bei der Herstellung von Materialien wie Kunststoffen und Gummi beteiligt sind. Es ist erwähnenswert, dass im Rahmen mehrerer Studien zu Erdölbegleitgas festgestellt wurde, dass es sich um einen sehr wertvollen Rohstoff handelt, da es bestimmte Eigenschaften aufweist. Eine dieser Eigenschaften ist sein hoher Heizwert, da bei der Verbrennung etwa 9-15.000 kcal/Kubikmeter freigesetzt werden.

Darüber hinaus ist Begleitgas, wie bereits erwähnt, aufgrund seines Methan- und Ethangehalts ein hervorragender Ausgangsstoff für die Herstellung verschiedener Stoffe, die in der chemischen Industrie verwendet werden, sowie für die Herstellung von Kraftstoffadditiven, aromatischen Kohlenwasserstoffen und verflüssigten Kohlenwasserstoffen Gase.

Diese Ressource wird je nach Größe der Lagerstätte genutzt. Beispielsweise wäre das aus kleinen Lagerstätten geförderte Gas für die Stromversorgung lokaler Verbraucher geeignet. Am sinnvollsten ist es, die geförderten Ressourcen aus mittelgroßen Lagerstätten an Unternehmen der chemischen Industrie zu verkaufen. Es ist sinnvoll, Gas aus großen Lagerstätten zur Stromerzeugung in Großkraftwerken zur Weitervermarktung zu nutzen.

Daher ist es erwähnenswert, dass Begleiterdgas derzeit als sehr wertvolle Mineralressource gilt. Dank der Entwicklung der Technologie und der Erfindung neuer Methoden zur Reinigung der Atmosphäre von industrieller Verschmutzung haben die Menschen gelernt, APG mit minimaler Umweltbelastung zu extrahieren und rational zu verwenden. Gleichzeitig wird APG heute praktisch nicht recycelt, sondern sinnvoll eingesetzt.

Im mineralreichen Russland begann man erst im 21. Jahrhundert, sich ernsthaft mit der Nutzung und Nutzung von Erdölbegleitgas (APG) zu befassen. Erdgas unterscheidet sich von Erdölbegleitgas durch das Fehlen einer ganzen Reihe nützlicher Komponenten, die in der Industrie verwendet werden.

Die Ölförderung geht mit der Freisetzung von Begleitgasen einher. Die Zusammensetzung des Erdölbegleitgases für verschiedene Lagerstättentypen umfasst folgende Stoffe:

• In einem Ölfeld sind fast 2/3 des Gesamtvolumens von APG Methan, etwa 8 % Ethan, 17 % Propan, 8 % Butan und seine Derivate;
• In Gas- und Ölfeldern ist der Methananteil sogar noch höher – bis zu 89 Prozent.

Nach dem Durchlaufen von drei Stufen der APG-Trennung verdampft leichtes Methan, aber andere wertvolle Komponenten werden nutzbar: Pentan, Hexan, Heptan, Benzol.

Das Vorhandensein einer breiten Palette von Komponenten und die sich ändernden Grundeigenschaften von APG erlauben es uns nicht, seine genaue chemische Formel zu bestimmen.

Basierend auf den Hauptkomponenten lautet die Formel für Erdölbegleitgas:

CH 4 + C 2 H 6 + C 3 H 8 + C 4 H 10 + C 5 H 12 + N 2 (Methan + Ethan + Propan + Butan + Pentan + Stickstoff).

Die physikalischen Eigenschaften von Begleitgas sind nicht stabil. Es handelt sich um ein fetthaltiges Gas, das dichter als gewöhnlich ist.

Beispiel für die Zusammensetzung der APG-Komponenten

Nach und nach abgetrenntes APG aus einem Ölfeld erreicht eine Dichte von 1 Kubikmeter bis zu 2700 Gramm oder fast 2 kg reinem Kohlenwasserstoff. In der dritten Trennstufe enthält es 23 % Pentan und seine Derivate, 19 % Methan, 17 % Hexane, 12 % Butan und seine Verbindungen, 5 % Ethan, 4,5 % Propan, 4 % Oktan. Nach Durchführung der notwendigen technologischen Vorgänge (Trocknung, Reinigung von Schwefel und Kohlendioxid, Entfernung mechanischer Verunreinigungen, Verdichtung) werden die entstehenden Gasbestandteile industriell genutzt und als Brennstoff zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Die wichtigsten charakteristischen Eigenschaften von APG sind eine höhere Dichte, Viskosität und Kompressibilität im Vergleich zu herkömmlichem Erdgas.

Quittung

Wo kommt Erdölbegleitgas vor? In seiner ursprünglichen Form gelangt APG von einer Öl- oder Öl- und Gasquelle zum zentralen Aufbereitungspunkt. Anschließend beginnt mit Hilfe spezieller Geräte die Aufbereitung des Erdölbegleitgases für den Einsatz. Nach der Trocknung, Reinigung von Schwefel, Kohlendioxid und Trennung gelangt das Gas in spezielle Lagereinrichtungen, Kraftwerke und Kesselhäuser. Mit Hilfe von Vakuumkompressoranlagen und Gasliftsystemen wird es vorverdichtet – die Dichte wird erhöht und Verunreinigungen werden entfernt.

Um industrielles APG zu erhalten, werden verwendet:

• Ölsysteme mit Feinfiltern;
• spezielles Wärmeaustauschsystem;
• Niederdruck-Gaskompressionsgeräte;
• komplexe Gasaufbereitungsanlagen.

Mechanische Verunreinigungen werden mithilfe eines Gas-Öl-Abscheiders und Wäscherfiltern entfernt.

Trennungsmethoden

Um einzelne APG-Komponenten in Ölfeldern zu isolieren, werden am häufigsten Kompressions- und Adsorptionsverfahren zur Trennung und Verarbeitung von Erdölbegleitgasen eingesetzt. Die Bestandteile des abgesaugten Gasgemisches sind in unterschiedlichem Maße in der Lage, der Einwirkung von Wasserdampf zu widerstehen. Basierend auf der Dichte wird Erdölbegleitgas in schwere und leichte Fraktionen unterteilt. Die schwereren Kohlenwasserstoffe werden abgetrennt und der verbleibende Anteil der leichten Kohlenwasserstoffe wird verflüssigt und kann zur Versorgung von Wärmekraftwerken in Rohre gepumpt werden.

Bei der Anwendung der Adsorptionstechnologie kommt das Prinzip der Kurzzyklusadsorption zum Einsatz. Wenn das Gasgemisch abwechselnd funktionierende Adsorber passiert, die mit einem Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) gefüllt sind, werden die Gase in Fraktionen getrennt.

Welche Fraktionen werden vom Erdölbegleitgas abgetrennt? In der letzten Phase der APG-Verarbeitung – der Rektifikation – wird es in Fraktionen aufgeteilt:

• Methan;
• Propan;
• Butan-Butylen;
• Ethylen;
• Propylen;
• Amylen-Benzol.

Die genaue Zusammensetzung und Menge der Trennfraktionen hängt von der verwendeten Technologie ab (Kompressionsrektifikation, Voronov-Adsorptionsverfahren, Membranverfahren).

Russland hat sich seit 2009 entschieden, die mit Umweltverschmutzung einhergehende Abfackelung von APG nicht mehr „in den Abfluss zu werfen“. Ölproduzenten stehen vor der Aufgabe, das Erdölbegleitgas sinnvoll aufzubereiten und zivilisiert zu nutzen. Wissenschaftler haben Dutzende Möglichkeiten zur effektiven Verarbeitung von APG entwickelt. Ölarbeiter wenden mehrere grundlegende Methoden an:

• Erzeugung elektrischer Energie. Mit Hilfe der auf Ölfeldern installierten Ausrüstung (Separatoren, Kompressoren, Destillationskolonnen, Pumpen) wird das aus den Bohrlöchern kommende Gasgemisch getrocknet und getrennt. Nach der ersten Trennung ist APG bereit für den Einsatz als Brennstoff in Kraftwerken sowie in Gasturbineneinheiten;
• Verwendung des zyklischen Prozesses, um ein Gasgemisch erneut in die sogenannte „Kappe“ des Feldes einzuspritzen, um den Druck innerhalb der Formation zu erhöhen;
• Lieferung von Öl- und Gasgemischen zur Verarbeitung in Gasaufbereitungsanlagen oder Mini-Gasaufbereitungsanlagen, die direkt auf den Feldern gebaut werden;
• Nach der Installation spezieller Ausrüstung, zu der neben Separatoren und Kompressoren auch katalytische Reaktoren und Wärmetauscher gehören, wird APG chemisch verarbeitet, um synthetische Kohlenwasserstoffe herzustellen.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Staatlichen Universität Tomsk hat eine innovative Technologie zur flammenlosen Verbrennung von Begleitgas entwickelt und in der Praxis getestet. Nach dem Passieren von Katalysatoren bei einer Temperatur von 650 Grad wird APG oxidiert und in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt.

Eine andere Art der Verwendung von Erdölbegleitgas ist die Verwendung seiner Bestandteile als Rohstoffe für die Herstellung von Gummi, Kunststoffen und chemischen Verbindungen von Propylen und Butadien.

Membran-Gastrennung

Die Membranmethode gilt als die effektivste Methode zur Gastrennung von APG. Das Gasgemisch wird einer Gastrennmembran aus langlebigen Polymeren zugeführt. Einige Komponenten der Mischung dringen schneller in die Membran ein und bilden einen Permeatstrom. Langsame Gase bilden einen Reststrom. Die Streams werden zur weiteren Verwendung an verschiedene Container gesendet.

Schlussfolgerungen

Die Verwendung von Erdölbegleitgas als Brennstoff für Wärmekraftwerke, kommerzielles Flüssiggas, eine Quelle zur Herstellung von Butan, Hexan, Propan und Benzol bringt wirtschaftliche Vorteile für die Verarbeiter und verbessert die Umweltsituation in Ölregionen erheblich, nachdem auf die Verbrennung von Erdölbegleitgas verzichtet wurde Erdölgas. Die Gewinnung zusätzlicher Produkte aus der Verarbeitung von Erdölbegleitgas entlastet Ölarbeiter gleichzeitig von Strafen wegen Umweltverschmutzung.

1. Experten zufolge wurden allein in der Region Tjumen während der Entwicklung und des industriellen Betriebs von Ölquellen über 200 Milliarden Kubikmeter APG in wunderschönen brennenden Fackeln verbrannt und bis zu 20 Millionen Tonnen Schadstoffe in die Atmosphäre freigesetzt .
2. Im Zeitraum 2014 bis 2016 verzeichnete Russland einen stabilen Anstieg der Erdölbegleitgasproduktion von 72,5 Milliarden Kubikmetern auf 83,3 Milliarden Kubikmeter. Im Jahr 2017 stieg der Wert auf 85,4 Kubikmeter. Der jährliche Anstieg gegenüber 2014 betrug mehr als 17 %. Im ersten Halbjahr 2018 stieg die Produktion von Erdgas und Erdölbegleitgas in Russland um 6,5 Prozent.
3. Im Jahr 2017 stieg der Koeffizient der nützlichen APG-Nutzung in Russland auf 90 % und in Surgutneftegaz über 99 %.