Приобретение технологии снижения выбросов углекислого газа при десульфуризации на нефтяных и газовых месторождениях

Узнайте о передовых методах и технологиях для значительного снижения выбросов углекислого газа при десульфурации на нефтяных и газовых месторождениях. В статье рассмотрены инновационные решения, позволяющие повысить экологическую безопасность и эффективность производства, включая технологии улавливания и хранения углерода, а также современные адсорбенты и катализаторы.

Экологическая ответственность и устойчивое развитие становятся ключевыми приоритетами в нефтегазовой отрасли. Одним из важных аспектов является снижение выбросов углекислого газа при десульфурации – процессе очистки природного газа и нефти от сероводорода (H?S) и других сернистых соединений. В данной статье мы рассмотрим современные технологии, позволяющие значительно сократить объем выбросов CO? в атмосферу при проведении этой процедуры.

Проблемы и задачи десульфурации с точки зрения выбросов CO?

Традиционные методы десульфурации, такие как процесс Клауса, хотя и эффективны в удалении H?S, могут приводить к образованию значительного количества CO?. Это происходит из-за сжигания сероводорода для получения элементарной серы. Таким образом, возникает необходимость в разработке и внедрении более экологичных технологий десульфурации, направленных на снижение выбросов углекислого газа.

Факторы, влияющие на объем выбросов CO?

• Тип и состав сырья (содержание H?S).
• Используемая технология десульфурации.
• Эффективность установки по очистке отходящих газов.
• Энергоэффективность процесса.

Современные технологии снижения выбросов CO? при десульфурации

Существует несколько основных направлений в разработке технологий снижения выбросов углекислого газа при десульфурации. Рассмотрим наиболее перспективные из них.

1. Технологии улавливания и хранения углерода (CCS/CCUS)

CCS (Carbon Capture and Storage) – это комплекс технологий, позволяющих улавливать CO? из промышленных источников (в том числе установок десульфурации), транспортировать его и хранить в геологических формациях под землей. CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage) подразумевает не только хранение, но и использование уловленного CO? в различных целях, например, для повышения нефтеотдачи пластов (EOR).

Принцип работы CCS/CCUS:

1. Улавливание CO?: из отходящих газов установки десульфурации.
2. Компрессия и транспортировка: CO? сжимается и транспортируется по трубопроводу к месту хранения или использования.
3. Хранение или использование: CO? закачивается в геологические формации или используется в промышленных процессах.

Преимущества CCS/CCUS:

• Значительное снижение выбросов углекислого газа в атмосферу.
• Возможность использования уловленного CO? для повышения нефтеотдачи.
• Стимулирование развития новых технологий и создание рабочих мест.

Недостатки CCS/CCUS:

• Высокая стоимость внедрения и эксплуатации.
• Необходимость наличия подходящих геологических формаций для хранения CO?.
• Риск утечек CO? из хранилищ.

2. Альтернативные процессы десульфурации

Помимо CCS/CCUS, существуют альтернативные процессы десульфурации, которые изначально производят меньше CO? или позволяют его улавливать более эффективно.

2.1. Процессы с использованием аминов

Аминовые процессы, такие как процесс MDEA (метилдиэтаноламин), используются для поглощения H?S и CO? из газовых потоков. После поглощения амины регенерируются, высвобождая H?S и CO?, которые затем могут быть направлены на дальнейшую переработку или улавливание. Современные аминовые процессы стремятся к избирательному поглощению H?S, минимизируя поглощение CO?.

Преимущества:

• Относительно невысокая стоимость.
• Широкая доступность технологии.

Недостатки:

• Высокий расход энергии на регенерацию амина.
• Возможность коррозии оборудования.

2.2. Мембранные технологии

Мембранные технологии позволяют разделять газы на основе их молекулярного размера и проницаемости через мембрану. В процессах десульфурации мембраны могут использоваться для отделения H?S и CO? от метана. ООО Синьцзян Кайлонг Чистая энергия (https://www.klongjn.ru/) активно изучает и внедряет передовые решения в области мембранных технологий для газоразделения.

Преимущества:

• Низкое энергопотребление.
• Компактность оборудования.

Недостатки:

• Ограниченная пропускная способность.
• Чувствительность мембран к загрязнениям.

2.3. Адсорбционные процессы

Адсорбция – это процесс, при котором газы связываются с поверхностью твердого материала (адсорбента). Адсорбенты могут быть селективными к H?S или CO?, что позволяет разделять эти газы. Адсорбционные процессы могут быть циклическими, с последовательными стадиями адсорбции и десорбции.

Преимущества:

• Высокая селективность.
• Возможность регенерации адсорбента.

Недостатки:

• Ограниченная емкость адсорбента.
• Необходимость в периодической регенерации.

3. Оптимизация существующих процессов

Даже без внедрения принципиально новых технологий, можно значительно снизить выбросы CO? при десульфурации за счет оптимизации существующих процессов.

3.1. Повышение энергоэффективности

Сокращение потребления энергии в процессах десульфурации, например, за счет утилизации тепла отходящих газов, позволяет снизить косвенные выбросы CO? от производства электроэнергии.

3.2. Использование современных катализаторов

В процессе Клауса использование более эффективных катализаторов позволяет увеличить конверсию H?S в серу, что снижает потребность в дожигании остаточного H?S и, следовательно, уменьшает выбросы CO?.

3.3. Контроль и мониторинг

Точный контроль и мониторинг параметров процесса десульфурации позволяет оптимизировать его работу и минимизировать выбросы.

Примеры успешного внедрения технологий снижения выбросов CO?

Многие нефтегазовые компании по всему миру активно внедряют технологии снижения выбросов углекислого газа при десульфурации. Например:

• Компания Equinor (Норвегия) реализует проект CCS на нефтегазовом месторождении Sleipner, где CO? закачивается в соленосный горизонт под дном Северного моря.
• Компания Shell использует аминовые процессы с повышенной селективностью к H?S на своих газоперерабатывающих заводах.

Экономические аспекты внедрения технологий снижения выбросов CO?

Внедрение технологий снижения выбросов CO? при десульфурации требует значительных инвестиций. Однако, эти инвестиции могут быть оправданы за счет:

• Снижения экологических платежей и штрафов.
• Получения углеродных кредитов.
• Повышения конкурентоспособности компании.
• Улучшения имиджа компании.

Для оценки экономической целесообразности внедрения конкретной технологии необходимо проводить детальный анализ затрат и выгод с учетом специфики конкретного предприятия и региона.

Нормативное регулирование выбросов CO?

Во многих странах мира действуют нормативные акты, регулирующие выбросы парниковых газов, в том числе CO?. Эти акты могут устанавливать лимиты на выбросы, требования к использованию наилучших доступных технологий и стимулировать внедрение проектов по снижению выбросов углекислого газа.

Заключение

Снижение выбросов углекислого газа при десульфурации на нефтяных и газовых месторождениях является важной задачей, требующей комплексного подхода. Внедрение современных технологий, таких как CCS/CCUS, альтернативные процессы десульфурации и оптимизация существующих процессов, позволяет значительно сократить объем выбросов CO? в атмосферу. Экономическая целесообразность и нормативное регулирование являются важными факторами, определяющими выбор конкретной технологии. Компания ООО Синьцзян Кайлонг Чистая энергия активно следит за новыми разработками и стремится внедрять передовые решения для снижения выбросов CO? и повышения экологической безопасности нефтегазовой отрасли.

Список используемой литературы

1. IPCC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelek?i, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2391 pp.
2. IEA, 2023, CCUS in Clean Energy Transitions, IEA, Paris