Дипломная работа на тему "Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)"

ГлавнаяЭкология → Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)":


Содержание

Введение

1. Общие сведения о предприятии

1.1 Природно-климатическая характеристика района расположения предприятия

1.2 Характеристика Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения

1.3 Характеристика предприятия, как источника загрязнения окружающей природной среды

1.3.1 Вредные вещества в нефтяной и газовой промышленности и их опасность для человека

1.3.2 Влияние КНГКМ на окружающую природную среду (по результатам анализов)

1.3.3   Характеристика вредных газообразных выбросов в атмосферу

2. Очистка природного газа от соединений серы

2.1    Классификация способов очистки газа

2.2    Схема очистки газа от Н2S, предлагаемая фирмой Юнион Карбайд Кемикалз

2.2.1 Производство и хранение серы

2.3 Разработка технологии очистки природного газа КНГКМ. Предпосылки, необходимость

2.3.1 Выбор метода очистки

2.3.2 Предлагаемая схема очистки природных газов КНГКМ от кислых газов

2.3.3   Аппаратурно-технологическая схема очистки природного газа КНГКМ

2.4 Контроль за загрязнением атмосферного воздуха на территории КНГКМ

3. Расчет двухступенчатой абсорбционной колонны

3.1    Исходные данные к расчету параметров абсорбционной колонны

3.2    Устройство абсорбционного насадочного аппарата

3.3    Расчет первой и второй ступени абсорбционной колонны

3.3.1   Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя

3.3.2   Движущая сила массопередачи

3.3.3   Коэффициент массопередачи

3.3.4   Скорость газа и диаметр абсорбера

3.3.5   Плотность орошения и активная поверхность насадки

3.3.6   Расчет коэффициентов массоотдачи

3.3.7   Поверхность массопередачи и высота первой и второй ступени абсорбера

3.3.8   Гидравлическое сопротивление первой ступени абсорбера

3.4    Конструкции колонных аппаратов

3.4.1   Техническая характеристика

3.4.2   Технические требования

4. Производство серы из кислых газов

4.1    Сера. Область применения

4.2    Механизм превращения сероводорода в элементарную серу.

4.3    Технологическая схема переработки концентрированных кислых газов

4.4    Получение серы из сероводорода кислых газов прямым Клаус-процессов

4.5    Реактор доочистки отходящих газов

4.6    Дегазация жидкой серы

4.7    Основные требования к трубопроводам и арматуре жидкой серы установок получения серы из Н2S

5. Расчет объемов выбросов вредных веществ в атмосферу

5.1 Расчет выбросов вредных газообразных примесей в атмосферу

5.1.1 Расчет выбросов диоксида серы

5.1.2 Расчет выбросов диоксида углерода

5.1.3 Расчет выбросов диоксида азота

5.1.4 Расчет выбросов сажи

5.2 Расчет ущерба от загрязнения атмосферы


Введение

Сформировавшемуся в последнее время нефтегазовому комплексу Республики Казахстан отводится ведущая роль в топливно-энергетическом балансе и экономике страны. При нынешних темпах развития производительных сил и освоения углеводородных ресурсов вопросы охраны окружающей природной среды приобретают особую остроту и социальную значимость. Это обусловлено тем, что производственная деятельность предприятий нефтяной и газовой промышленности неизбежно связана с техногенным воздействием нефтегазодобычи на объекты природной среды. Как показывает практика, геохимический техногенез свойственен всем этапам освоения месторождений от бурения до введения в эксплуатацию, а также на протяжении всего периода эксплуатации.

Увеличение темпов добычи, объемов разведывательного и эксплуатационного бурения, и соответственно, транспорта, особенно в шельфе Каспийского моря, сырой нефти, газа и конденсата ставит вопрос необходимости создания собственных новых и реконструкции уже существующих мощностей переработки углеводородного сырья. В силу специфики состава углеводородов (повышенное содержание соединений серы) переработка сырья уменьшила бы экологический риск в процессе транспортировки продукции, а также увеличила бы количество экспортируемой продукции нефтегазовой отрасли.

Очистка и переработка природного газа Карачаганакского месторождения позволит решить вопрос снабжения дешевым природным газом потребителей данного региона и топливным газом собственных установок по подготовке газа к транспортированию. Создание установки очистки и переработки природного газа природного газа приведет к созданию собственной инфраструктуры переработки газа и конденсата, а это в свою очередь, увеличит количество рабочих мест в этом районе.

В перспективе при увеличении объемов добычи газа и конденсата в последние годы создание очистных и перерабатывающих мощностей снимет угрозу экологических катастроф при транспортировании углеводородов, так как природный газ и конденсат Карачаганакского месторождения содержат повышенное количество токсичных компонентов, в частности, сероводород. Извлечение сероводорода и других соединений серы в виде элементной серы позволит снизить выбросы в атмосферу оксидов серы и увеличит ассортимент получаемой продукции.

Наиболее актуальной инженерно-экологической проблемой для нефтегазовых производств является оптимизация и комплексная автоматизация всех технологических процессов и операций по экологическим факторам.

В данной работе сделана попытка освещения и разработки предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) на Карачаганакском месторождении.


1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ

1.1 Природно-климатическая характеристика района расположения предприятия

Западно-Казахстанская область расположена на северо-западе Казахстана, на рубеже двух частей света: Европы и Азии. Географические координаты ее 51о35' и 48 с.ш. и 45о30' в.д. Максимальная протяженность области с севера на юг составляет 350 км, с запада на восток – 555 км. Общая площадь ее превышает 15 млн. га. На севере она граничит с Оренбургской, на северо-западе – с Саратовской, на западе – с Волгоградской и Астраханской областями Российской Федерации, на юге – с Атырауской и востоке – с Актюбинской областями Республики Казахстан.

Большая часть территории области занята северной частью Прикаспийской низменности, представляющей собой однообразную равнину. В пределах области она подразделяется на две части: северную и южную. Северная часть отличается плоской поверхностью, лишь кое-где нарушается лиманами и впадинами. Среди равнины встречаются одиночные невысокие возвышенности. На севере Прикаспийская низменность переходит в южные отроги Общего Сырта. На востоке – в западную окраину Подуральского плато.

Подуральское плато – это увалисто-волнистая равнина с абсолютными высотами 110-260 м, расчлененная системой довольно широких речных долин. В своем основании Подуральское плато сложено породами мелового возраста, которые сверху обычно покрыты четвертичными желтовато-бурыми суглинками, супесями и песками. Изредка встречаются небольшие сланцы, сложенные меловыми породами. В долине р.Утвы и некоторых участках Утва-Илекского водораздела отложения мела нередко выходят на поверхность.

По гидрографическим условиями территорию области можно разделить на три района:

-     реки Подуральского плато, впадающие в р.Урал, ниже Уральска;

-     низовья р.Урал и ее древние потоки;

-     бессточные реки восточной части Прикаспийской низменности.

Самой крупной рекой области является р.Урал, которая протекает через всю область с севера на юг.

Реки Илек и Утва впадают в р.Урал, пересекая территорию района с юго-востока на северо-запад и имеют долины шириной более 25 км. Долины протоков р.Илек-Березовка, Шиели, Сук-Булак сложены двумя пойменными и четырьмя надпойменными террасами.

Распределение озер в области неравномерно. В южной части и юго-восточной их мало. Значительно больше безводных замкнутых впадин с горько-соленой грязью. Характерной особенностью почти всех озер является их бессточность, а также сильное сокращение водной поверхности или пересыхание в конце лета.

Почвенный покров области представлен южными черноземами, темно-каштановыми, средне-каштановыми, светло-каштановыми и бурыми почвами.

В пойме р.Урал развиты пойменные почвы. Они образуются вследствие затопления поймы паводковыми водами и отложениями взмученного материала на поверхности почвы.

По растительному покрову в области выделается степная, пустынно-степная и пустынная зоны.

Климат региона отличается высокой континентальностью, которая возрастает с северо-запада на юго-восток. Континентальность проявляется в резких температурных контрастах дня и ночи, зимы и лета, в быстром переходе от зимы к лету. Для всей области характерны дефицит атмосферных осадков, малоснежье, сильное сдувание снега с полей, сухость воздуха. Зима холодная, но не продолжительная, а лето жаркое и длительное.

Среднегодовая температура + 4,2оС.

Самым холодным месяцем является январь, средняя температура которого равна –16,4оС. Абсолютный минимум достигает –43оС.

Повсеместно средняя температура самого теплого месяца – июля – составляет 26,4 оС. Абсолютная максимальная температура равна 43-44оС.

Для района характерны частые и сильные ветры восточного, юго-восточного направлений. В зимнее время преимущественно южного и юго-восточного направления со скоростью до 6,2 м/с, а в летнее время – северного, северо-западного и восточного направления со средней скоростью до 4,3 м/с.

Среднегодовое количество осадков колеблется от 239 до 300 мм и распределяется по сезонам года равномерно: до 40% всех осадков приходится на зимне-весенний период, а 60% - на летне-осенний.

Средняя высота покрова колеблется в пределах 24-27 см.

Глубина промерзания почвы колеблется от 1,0 до 1,64 м.

Гидрографическая сеть представлена рекой Урал, к северо-востоку рекой Илек.

В междуречье р.Илек и р.Утва находится Карачаганакское нефтегазоконденсатное месторождение в соответствии с рис. 1.

1.2 Характеристика Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения

Месторождение Карачаганак – это крупное нефтегазоконденсатное месторождение, открытое в 1979 г. Оно занимает площадь примерно 30000 гектаров и содержит более 1200 млн. тонн нефти и конденсата и более 1350 млрд. куб. м газа.

Месторождение расположено в зоне природных степей Приуралья на территории Западно-Казахстанской области и административно входит в Бурлинский район, центром которого является г.Аксай. Население г.Аксая составляет около 25000 человек.


Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 1. Ситуационная карта-схема Карашыганакского нефтегазоконденсатного месторождения

Географически месторождение находится к северо-востоку от 51-й параллели с.ш. и 50-го меридиана восточной долготы, в 16 км от г.Аксай, в 150 км на восток от г.Уральска, на высоте 80-130 м под уровнем моря.

Ближайшими населенными пунктами являются: Тунгуш (вплотную прилегает к контуру месторождения), Березовка (3 км), Успеновка (9 км), Каракемир (8 км), Жанаталап (4 км), Карашыганак (6 км), Димитров (9 км), Жарсуат (9 км), Бестау (4 км). В 15 км южнее месторождения проходит железнодорожная линия Уральск-Илек. Площадь месторождения пересекает автодорога с твердым покрытием Уральск-Оренбург. В 35 км к северо-востоку от месторождения проходит газопровод "Оренбург-Западная граница", а в 160 км к западу – нефтепровод "Мангышлак-Куйбышев". От КНГКМ до Оренбургского газоперерабатывающего завода (ОГПЗ), расположенного в 30 км северо-западнее г. Оренбург (ст. Каргала) проложены газо- и конденсатопроводы протяженностью 120 км. Расстояние от Карачаганакского до Оренбургского месторождения – 80 км. По западной части месторождения в северо-восточном направлении проложена линия электропередач ЛЭП-35, а через месторождение проходит ЛЭП-110.

Рельеф месторождения характеризуется слабо-волнистой равниной с уклоном к реке Березовка, абсолютные высоты района заключены в пределах 80-200 м над уровнем моря. Площадь изрезана балками с пологими склонами.

В сельскохозяйственном производстве земли в районе месторождения используются под пашни и пастбища. Почвы, находящиеся в пашне, подвержены эрозии и требуют противоэрозионной защиты.

Гидрографическая сеть представлена рядом постоянных и временных водотоков рек Урала, Утвы, Илека и значительным количеством бессточных озер, имеющих хозяйственное значение (орошение, водопой скота).

Грунтовые воды залегают на глубине от 2,5 м (в пойме р.Березовка) до 6 м и более (на основной площади) месторождения. Грунтовые воды на территории месторождения сильно минерализованы (4 мг/л и более).

КНГКМ расположено в зоне безлесных сухих степей. Растительный покров представлен в основном ковыльно-кипчаковыми ассоциациями с участием ковыля и кипчака, полыни и незначительного количества разнотравья.

Животный мир представлен мелкими хищниками (хорьки, лисицы и др.), грызунами (суслики, тушканчики). Из птиц характерны дневные хищники. Из пресмыкающихся встречаются змеи, ящерицы. В водоемах водятся рыбы.

С 1984 года ведется опытно-промышленная эксплуатация КНГКМ. Месторождение выделяется глубиной залегания до 5300 м, большим этажем продуктивности (1600 м), небольшой площадью газоносности (200 км2), высоким содержанием конденсата (до 900 г/м3) и сероводорода (3,7% об.) и представляет собой широкую карбонатную платформу с рифовыми пиками. Это огромное накопление углеводородов – мощный газоконденсатный коллектор толщиной 1400 м, под которым залегает нефтяная оторочка толщиной 200 м. Группа разработки месторождения занимается подготовкой плана разработки месторождения не весь 40-летний период, основываясь на точных геологических моделях и моделях пласта. Моделирование пласта используется для прогнозирования добычи и уровней закачки. А также для оптимизации добычи и определения места бурения новых скважин.

По возможности пласт будет разрабатываться через существующие скважины, а также за счет бурения новых добывающих и нагнетательных скважин, предусмотренных в ходе этапа II разработки. Осуществляется капитальный ремонт 84 и углубление 15 существующих скважин. Из общего числа имеющихся скважин 86 будут использоваться для добычи и около 13 – для закачки.

Объекты промысловой переработки в настоящее время включают УКПГ-3, которая принимает газ и конденсат со скважин, сепарирует и частично стабилизирует их до подачи на экспорт в Оренбург. Ведется реконструкция этих сооружений.

Новые объекты промысловой подготовки добычи будут включать:

1) Установка 2 – это установка сепарации газа и конденсата, откуда необработанный конденсат будет направляться на новый Карачаганакский перерабатывающий комплекс (КПК).

2) Карачаганакский перерабатывающий комплекс (КПК). Конденсат будет стабилизироваться перед подачей в трубопровод КТК, а газ перерабатываться перед обратной закачкой или экспортом.

3) Повторное закачивание газа. На установке 2 будут установлены три нагнетательных компрессорных агрегата для доставки газа к 20-ти существующим скважинам, которые будут преобразованы для их использования в качестве нагнетательных скважин.

4) Добыча со скважин будет подводиться к спутниковым сборным станциям для подачи на УКПГ-2, УКПГ-3 и КПК.

5) Внутрипромысловые трубопроводы. Газовые и жидкостные трубопроводы для соединения между собой Установки 3, установки 2 и КПК.

6) Экспортный трубопровод. Для транспортировки жидкостей с КПК в Атырау, где он будет врезан в трубопровод Каспийского трубопроводного консорциума (КТК), ведущего к Новороссийску, для экспорта.

7) К 2013 года на КНГКМ будет 240 добывающих и 60 нагнетательных скважин.

Схема сбора конденсата на месторождении принята лучевая: от скважин до УКПГ проложены индивидуальные газопроводы-шлейфы. Шлейфы рассчитаны на статическое давление 35 МПа, которое является наибольшим при остановке скважин. Фонтанная арматура скважин оборудована приводными отсечными задвижками, закрывающимися автоматически при аварийных ситуациях – разрывах шлейфов, превышения давления в шлейфах, при пожаре на скважине.

Подготовка газа и конденсата проводится методом низкотемпературной сепарации в соответствии с рисунком 2. Газ собирается на блоке входных монифольдов и оттуда поступает в подогреватель, а затем в сепаратор I-ой ступени, и после него в сепаратор капельной жидкости. Жидкость из обоих сепараторов поступает в подогреватель, а затем в трехфазный разделитель, в котором оставшийся газ отделяется от жидкости и подается в сепаратор II-ой ступени, а жидкость разделяется на конденсат и метанольную воду. Конденсат подается в трубопровод, а метанольная вода в трубопровод пластовой воды.

Сепаратор II-ой ступени служит для тонкой газоочистки. Жидкая фаза из сепаратора II-ой ступени подается в дегазатор конденсата. Газы дегазации возвращаются в сепаратор II-ой ступени. Конденсат после подогрева направляется на ГНС (при современном уровне добычи газа и конденсата). При увеличении уровня добычи – 70% конденсата отправляется на ГНС и 30% в конденсатопровод. Осушенный газ поступает в теплообменник, а затем в замерный узел и магистральный газопровод.


- - -
Дипломная работа на тему: "Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)" опубликована на сайте http://rosdiplomnaya.com/

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 773

Другие дипломные работы по специальности "Экология":

Причины рыночной и государственной неэффективности в охране окружающей среды

Смотреть работу >>

Эколого–экономические последствия нехватки чистой питьевой воды

Смотреть работу >>

Эколого-экономическая безопасность

Смотреть работу >>

Проблемы экологического бизнеса в биоэнергетике

Смотреть работу >>

Сущность, содержание и структура природопользования

Смотреть работу >>