CC BY
389
УДК 556.3:553.04 Н. А. Виноград
Вестник СПбГУ. Сер. 7, 2003, вып. 3 (№23)
СОВРЕМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЙОДА ИЗ ГИДРОМИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В СТРАНАХ СНГ
Йод —один из компонентов, традиционно получаемый из гидроминерального сырья, в том числе из подземных вод. Он находит широкое применение в медицине и пищевой промышленности, при изготовлении различных химреагентов. Его потребление и спрос на него в мире постоянно возрастают. Мировые запасы йода оцениваются примерно в 15 млн т. Дефицит потребления йода, по разным данным, составляет 900-1500 т в год. Цены на йод на мировом рынке в зависимости от его чистоты и характеристики колеблются от 16,0 до 30,0 долл. США за 1 кг [1].
Россия обладает огромными запасами попутных и пластовых вод с промышленными концентрациями ценных компонентов, в которых отечественная промышленность ощущает острую потребность. Как правило, эффективность предприятий гидроминералыюго производства достаточно высока, особенно с учетом возможностей их организации на базе разрабатываемых и действующих нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Все это обусловливает необходимость освоения новых гидроминеральных ресурсов и разработки новых технологий получения промышленно ценных компонентов, в частности йода, из гидроминерального сырья.
Важность создания новых мощностей по производству йода связана с его острым дефицитом в России. В настоящее время единственным в стране производителем этого элемента является Троицкий йодный завод в Краснодарском крае, который выпускает менее 100 т продукции в год при потребности страны 1000 т и более. Остальной йод импортируется, главным образом из Израиля.
Администрация Республики Коми рассматривает возможность организации производства йода из попутных нефтяных вод. Инвестиционный проект «Разработка технологии извлечения йода и брома из вод нефтедобычи Усинского района» выполнен во ВНИИХТе в 2002 г. Исходным сырьем для получения йода, согласно проекту, служат промысловые воды нефтедобычи Усинского района с содержанием йода не менее 20-30 мг/л. Срок окупаемости — 2 года после пуска комплекса. Расчетная рентабельность проекта — более 50%. Проектная мощность —30 т в год. Ориентировочная стоимость проекта—20 млн руб.[1].
В 2002 г. руководством ОАО «Газпром» были приняты два документа, предусматривающие создание объектов гидроминерального производства на некоторых наиболее перспективных для этой цели нефтегазовых месторождениях: программа «Комплексное использование гидроминер алы г ых ресурсов и создание производств по извлечению ценных компонентов на месторождениях ОАО “Газпром” на 2000-2005 годы» и «Перечень приоритетных и&учно-технических проблем ОАО “Газпром» на 2002-2006 годы». Среди приоритетных названы Астраханское, Северо-Ставропольское, Оренбургское, Медвежье, Вуктыльское и Уренгойское месторождения. Из них в качестве первоочередных для строительства выделены Астраханский йодный завод производительностью 200 т йода в год, завод по производству 200 т йода и 13 т рубидия на базе сепоманских вод месторождения Медвежье (Надымский район Ямало-Ненецкого автономного округа), а также завод по производству йода и брома на Изобильнен-ском участке Северо-Ставропольского месторождения.
Разработками в этой области занимается в России, в частности, ООО «Научно-производ-ствеиный центр Подзем гидроминерал». Основным направлением его деятельности является комплекс научно-исследовательских и проектных работ по использованию подземных промышленных вод как гидроминерального сырья для создания производств по извлечению ценных компонентов на нефтегазовых месторождениях ОАО «Газпром». В настоящее время активно проводятся работы по оценке запасов подземных промышленных вод и применению
© Н. А. Виноград, 2003
их в качестве гидроминерального сырья в районах Астраханской обл. (на стадии проекта разработки и строительства опытно-промышленного предприятия мощностью 200 т йода в год). Ведутся исследования перспективных источников гидроминерального сырья соляных куполов Астраханского газоконденсатного месторождения с целью расширения объемов эксплуатационных запасов подземных йодосодержащих вод и повышения их категорийности. В НПЦ разрабатываются технико-экономические обоснования проведения опытно-гидрогеологических исследований для подсчета эксплуатационных запасов промышленных вод Северо-Ставропольского месторождения. Производятся работы по технико-экономическому обоснованию разработки подземных вод Оренбургского газоконденсатного месторождения с целью использования их в качестве гидроминерального сырья. Подготовлены технико-экономическое обоснование кондиций и предварительный подсчет эксплуатационных запасов подземных вод сеноманского комплекса месторождения Медвежье.
Эффективность создания объектов гидроминерального производства подтверждается тех-пико-экономическими показателями, полученными для различных месторождений. Например, капитальные вложения для ввода в эксплуатацию Астраханского йодного завода составляют 215 млн руб. Годовая выручка — 114 млн руб., дисконтированный срок окупаемости —5,5 лет, внутренняя норма доходности — 23 %.
ООО «НПЦ Подземгидроминерал» уделяет особое внимание работам, направленным на создание производств по извлечению ценных компонентов на месторождениях, вступивших в стадию падающей добычи углеводородов. Это важнейшее направление исследований способствует организации на таких месторождениях предприятий гидроминерального производства с использованием существующего фонда скважин, производственных мощностей, развитой инфраструктуры и квалифицированных кадров, что позволит при незначительных затратах продлить сроки эксплуатации месторождений и получить существенную прибыль [2].
Компания «СИБУР» приобрела контрольный пакет акций АО «Тобби», Тобольского йодо-бромного предприятия, и выступила гарантом по привлечению кредита для завершения строительства завода, который станет вторым крупным производителем после Троицкого йодного завода этого остродефицитного продукта. Йодобромный завод — один из четырех инвестпроектов «СИБУРа», учтенных в соглашении холдинга и Тюменской обл. Проект предусматривает строительство на площадке Тобольского нефтехимического комбината завода по переработке минерализованных вод нижнемелового водоносного комплекса (К\ ^-Ьт, минерализация — 70 г/л, содержание йода —25 мг/л, брома — 70-80 мг/л [3]) с выпуском 45 т йода, 238 т брома и 30 000 т йодированной пищевой соли в год. Стоимость проекта — более 1 млн руб., срок окупаемости — около трех лет [4].
Международная академия минеральных ресурсов участвует в разработке проектов добычи йода из гидроминерального сырья в перспективных регионах России (Восточная Сибирь, Предкавказье). Планируется начать освоение Вятского месторождения йодо-бромных вод [5].
Российские организации принимают участие и в освоении гидроминерального сырья стран СНГ. Так, Российский научно-технический центр «Прикладная химия», наряду с институтом «БелНИПИнефть», Гродненским институтом азотной промышленности и научно-производственным объединением «Йодобром» (Украина), является одним из партнеров, участвующих в проекте создания предприятия по выпуску йода, брома и бромистого кальция из попутных рассолов нефтяных месторождений Республики Беларусь. Промышленные концентрации йода выявлены на территории этой республики в Припятском артезианском бассейне, в пределах которого расположено несколько нефтяных месторождений. В разрезе девонских отложений выделяются четыре водоносных комплекса, два из которых представляют интерес с точки зрения добычи йода. Водоносный комплекс подсолевых отложений, представленных терригенными песчано-глинистыми образованиями нижнефранского подъяруса и живетского яруса в нижней части и карбонатными породами в верхней части, вскрывается на глубинах от 600-2000 м в пределах выступов кристаллического основания до 4000-4500 м в наиболее погруженных частях Припятской впадины. Концентрация йода в водах комплекса — от 20 до 90 мг/л, реже — 130-223,7 мг/л при минерализации 110-437 г/л. Водоносный комплекс меж-
солевых отложений приурочен к терригенным, карбонатным й вулканогенным образованиям нижнефаменского подъяруса, наибольшие мощности которых (до 1000 м) зафиксированы в центральной и северной частях Припятской впадины. Воды имеют минерализацию 158— 387,7 г/л, а содержание йода варьирует от 0 до 108,5 мг/л [6].
Заказчиком работ выступает производственное объединение «Белоруснефть». Производство планируется разместить на базе второго нефтепромысла нефтегазодобывающего управления «Речицапефть». Проектная годовая мощность установки —34 т йода и 1200 т брома, из которого будет производиться бромистый кальций. Стоимость проектирования и строительства—около 7 млн долл. США. Основным импортером белорусского йода и брома из-за его высокой конкурентоспособности, возможно, станет Россия. Новая отрасль промышленности Беларуси может стать доходной статьей внешней торговли РФ [7].
Одним из самых перспективных направлений развития химической промышленности Туркменистана специалисты считают производство йода. По запасам сырья для производства йода Туркменистан занимает одно из первых мест в мире. Месторождения промышленных йодных вод Западпой Туркмении (Челекенское, Небит-Дагское, Боядагское) идентичны по структурно-тектоническим и геолого-гидрогеологическим условиям. Они приурочены к брахиантиклинальным структурам, разбитым многочисленными нарушениями различной амплитуды и протяженности. Самым крупным тектоническим нарушением является Главный Прибалханский разлом субширотного простирания, протягивающийся через все поднятия Прибалханской зоны, к которой приурочена и Челекенская брахиантиклиналь. Такое тектоническое строение определяет сложность гидрогеологических условий месторождений. С одной стороны, нарушение целостности водоносных пластов затрудняет движение подземных вод, с другой — в некоторые геологические периоды сбросы могли служить капалами поступления подземных вод из более глубоких горизонтов в вышележащие, что подтверждается наличием подземных вод разного состава в зоне крупных тектонических нарушений. Водовмещающими породами продуктивного водоносного комплекса являются красноцветные терригенные толщи неогена, представленные чередующимися песчаными и глинистыми пачками [8]. Содержание йода в подземных водах —в основном от 20 до 40 мг/л, наблюдается инверсионная гидрохимическая зональность при относительно постоянном в разрезе содержании йода.
С каждым годом ширится спектр использования йода в производстве медикаментов, фотоматериалов, электроники и других товаров широкого потребления, что способствует увеличению рынков его сбыта. Внутри этой страны и в регионе йод используется в основном как необходимая добавка в пшцевую продукцию (соль и муку) для восполнения его дефицита в воде и продуктах питания и предотвращения у населения заболеваний эндокринной системы. Так, в производственном объединении «Гувлыдуз» запущена линия по производству йодированной соли. Принято решение и об увеличении экспорта йода. Высокое качество продукции предприятия неоднократно подтверждалось международными экспертами.
Планируется, что к 2010 г. добыча йода в Туркменистане возрастет в 5 раз и страна выйдет на третье место в мире (после Чили и Японии) по производству этого компонента. Благодаря реконструкции, произведенной за счет целевого кредита в размере 1,36 млн долл. США и 12 млрд манатов, за последние годы более чем в два раза возросло производство на Бал-канабатском йодном заводе. Автономная технологическая установка мощностью несколько десятков тонн йода в год построена на Боядагском месторождении подземных йодобромных
В настоящее время государственный концерн «Туркмендокунхимия» проводит тендер на строительство пяти новых модульных установок по производству технического йода на Бал-канабатском и Хазарском заводах, а также на месторождении Боядаг. Проектная мощность каждой из них составит 100 т гранулированного йода в год. Одновременно предполагается реконструировать сырьевые базы этих заводов, а также их инфраструктуру.
Первые шаги в данном направлении были сделаны уже в 1999 г. при вводе нового Боядаг-ского йодного завода. Его строительство было обусловлено в первую очередь необходимостью создания производственной базы непосредственно у скважин месторождения. Прежде йодо-
бромные воды Боядага транспортировались по 50-километровому трубопроводу на Небитдаг-ский йодный завод. Агрессивная среда этого химического сырья периодически выводила из строя трубопровод, на ремонт которого затрачивались немалые материальные средства. Подключение Небитдагского предприятия к новой сырьевой базе расположенных вблизи завода месторождений Монджуклы и Небитдаг сделали здесь производство йода более рентабельным. А возле Боядага в рекордно короткие сроки был построен новый завод, на котором по окончании тендера также планируется установить новую производственную линию.
Реконструкция производственных мощностей — лишь начало внедрения программы комплексного освоения месторождений йодобромных вод, которая состоит из трех этапов. Выполнение этой программы позволит уже к 2005 г. увеличить выпуск йода до 1 тыс. т, а к 2010 г. — до 1700 т. Чтобы достичь этого показателя, необходимо исследовать ряд перспективных на содержание йода месторождений и утвердить их запасы на уровне государственной комиссии по запасам, что и предполагает второй этап реализации программы. Подключение новых месторождений обеспечит полномасштабный подход к комплексному освоению запасов йодобромных вод, будут приняты меры по расширению производственных мощностей и выпуска из них разнообразной химической продукции. Ведь подземные воды содержат не только йод и бром, но и хлориды натрия, кальция, магния и другие ценные химические элементы. Их эффективное использование во многом определяется на современном этапе наличием рынка. Потому параллельно с ремонтом скважин и увеличением производственных мощностей ведется серьезная работа по изучению внутреннего и внешних рынков бромистого железа, озокерита, технического углерода и другой товарной продукции химической отрасли [9].
Summary
Vmograd N. A. Iodine production from hydromineral resources in the CIS countries.
Iodine is one the components traditionally obtained from groundwater. Russia has great reserves of iodine-rich water, and iodine is in high demand. However, there is only one iodine-producing plant in Russia and its output is insufficient to meet the growing market demand. Russian organizations actively develop exploration projects for exploitation of iodine resources both in Russia and other CIS countries. Turkmenistan increases iodine output. It is planned that this country will take the third place in the world on iodine production by 2010. Belarus invests considerable sums of money in industrially valuable water utilization, particulary, in oilfield water processing, to launch iodine production.
Литература
1. Администрация Программы развития экономики Республики Коми. Организация производства по извлечению йода из промысловых вод нефтедобычи Усинского района // www.investinkomi.ru. 2. Министерство энергетики РФ // www.mte.gov.ru. 3. Виноград Н. А. Использование природных минерализованных вод в народном хозяйстве России // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1999. Вып. 4 (№ 28). 4. На российском рынке йода // Ведомости. 2001. 19 июля // www.marketsurveys.ru. 5. Международная академия минеральных ресурсов // www.arec.ru. 6. Куделъский А. В.. Козлов М. Ф. Геохимия, формирование и распространение йодо-бромных вод. Минск, 1970. 7. «Белоруснефтъ» организует производство йода и брома: Новости БДГ // Экономические новости России. 2000. 27 июля // www.innov.ru. 8. Плотникова Р. И. Опыт обоснования расчетной схемы в сложных гидрогеологических условиях (на примере Челекенского месторождения подземных вод) // Труды Всесоюз. ин-та гидрогеологии и инж. геологии. 1974. Вып. 84. 9. Химический завод на побережье Каспия увеличивает производство йода// Интернет-газета «Turkmenistan.ru». 2002. 10 мая // www.turkmenistan.ru.
Статья поступила в редакцию 22 апреля 2003 г.
