CC BY
688российским опыт
Установки по производству метанола за полярным кругом
Интеграция и компактность — залог наивысшей эффективности
14 газохимия июль-август 2009
■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU
РОССИЙСКИМ ОПЫТ
С.Э. Долинский, директор по инновациям ЗАО «Метапроцесс»
Россия обладает самыми большими запасами природного газа, которые составляют 30,7% мировых запасов. Примерно 80% запасов газа России расположено в Западной Сибири. Увы, с начала 70-х гг. прошлого столетия темп открытия новых месторождений природного газа снижается. Таким образом, для поддержания существующего уровня поставок газа необходимо разрабатывать новые месторождения с объемами добычи, составляющими 60-70% нынешнего уровня. Наиболее оптимистично настроенные эксперты ожидают, что к 2025 г. объем добычи российского газа будет увеличен вдвое, несмотря на возникающие время от времени «кризисы недопроизводства», вызванные многочисленными неблагоприятными факторами.
Затруднения при работе в условиях Крайнего Севера
Около 60% существующих и перспективных газовых месторождений России расположено на Крайнем Севере. Экстремальные погодные условия создают трудности, преодолеваемые недропользователями с разной мерой эффективности. Одна из постоянных угроз — «закупоривание» трубопроводов и подземных хранилищ газогидратами, образующимися при низких температурах, высоких давлениях и недостаточной осушке газа.
Для предотвращения образования газогидратных пробок в нагнетаемый газ должен вводиться метанол. Помимо прочего, это означает, что потребление метанола в районах Крайнего Севера определяется количеством добываемых природного и попутного газов.
Общее потребление метанола нефте- и газодобывающими отраслями в 2008 г. составляло примерно 400 тыс. т в год с тенденцией ежегодного роста от 1,2 до 1,6% (в 2003-2008 гг).
Весь метанол приходится завозить с Большой земли: заводы по производству метанола находятся только в пяти из семи федеральных округов. Их нет в Уральском и Дальневосточном федеральных округах.
Большинство заводов располагается в Волжском федеральном округе, в европейской части России, где производится 1300 тыс. т в год (40%) метанола. Компании «Метафракс» и «Тольяттиазот» являются двумя крупнейшими производителями метанола в этом регионе. Сибирский федеральный округ может похвастаться двумя заводами — АО «Метанол» в Томске и Ангарской нефтехимической компанией, производящими 810 тыс. т в год. В Центральном федеральном округе также расположено два завода — «Щекиноазот» и НАК «Азот». Оба находятся в Тульской области.
Одной из самых важных и не до конца решенных проблем является серьезный риск для окружающей среды из-за необходимости ежегодно доставлять до полумиллиона тонн химического реагента с заводов к отдаленным местам добычи газа. Метанол классифицируется как опасное вещество и, таким образом, имеет жесткие правила транспортировки — класс 6а, к которому относят легковоспламеняющиеся и ядовитые вещества. Требования к перевозчику заключаются в безусловном предотвращении каких-либо аварий, разливов, утечек и пожаров.
Помимо этого, существуют естественные ограничения: доставка метанола возможна только в короткие промежутки времени, когда используются
ПРОБЛЕМЫ
ОДНОЙ из самых ВАЖНЫХ И НЕ ДО КОНЦА РЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ ЯВЛЯЕТСЯ СЕРЬЕЗНЫЙ РИСК ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ИЗ-ЗА НЕОБХОДИМОСТИ ЕЖЕГОДНО ДОСТАВЛЯТЬ ДО ПОЛУМИЛЛИОНА ТОНН ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА С ЗАВОДОВ К ОТДАЛЕННЫМ МЕСТАМ ДОБЫЧИ ГАЗА.
МЕТАНОЛ
КЛАССИФИЦИРУЕТСЯ КАК ОПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО И, ТАКИМ ОБРАЗОМ, ИМЕЕТ ЖЕСТКИЕ ПРАВИЛА ТРАНСПОРТИРОВКИ — КЛАСС 6А, К КОТОРОМУ ОТНОСЯТ
ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ И ЯДОВИТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Общее
потребление
Я^яни»М°<>'-
составляло примерно
{*00 тыс
тв год
доступные виды перевозки по суше, воздуху и воде. Транспортировка обычно осуществляется посредством комбинирования перевозок речными судами и тягачами или автомобилями и вертолетами.
Усилия по устранению рисков для окружающей среды и преодолению сезонных трудностей имеют оборотную сторону — экономическую. Доставка метанола на северные газовые месторождения удваивает его стоимость. Для некоторых регионов, где возможна только сезонная доставка, таких как Ямал, стоимость метанола возрастает в три раза.
Для снижения стоимости метанола лучшим решением является размещение установок по производству метанола в непосредственной близости от потребителей, т.е. в районах добычи газа.
Неразрывность прошлого и настоящего
На протяжении 80-х гг. прошлого столетия газовая промышленность изучала возможности организации своих собственных производственных мощностей метанола.
Например, на Шебелинской буровой платформе эксплуатировали небольшую пилотную установку по производству метанола. Даже не склонный к радикальным инновациям Газпром разрабатывал технико-экономическое обоснование строительства завода по производству метанола в Новом Уренгое с годовой производительностью от 50000 до 100000 т. Однако успешной реализации объекта не состоялось.
С учетом опыта предшественников и на основании анализа текущей ситуации компания «Метапроцесс» оценивает интервал мощности рентабельного производства метанола на Крайнем Севере на уровне 10-50 тыс. т в год. ОАО «НОВАТЭК» согласилось с предложенными уровнями производства при инициировании проекта первого российского мини-завода по производству метанола для Юрха-ровского ГКМ.
Метанольная программа НОВАТЭКа
Компания «НОВАТЭК», крупный независимый производитель газа в России, доставляет более 25000 т в год метанола на свои
ИЮЛЬ-АВГУСТ 2009 ГАЗОХИМИЯ 15
российским опыт
месторождения, расположенные на Крайнем Севере. Чистая прибыль компании в 2008 г. возросла на 22,2% и составила 22,9 млрд рублей. Объемы поставок природного газа увеличились на 1,220 млн м3, или на 3,8% (от 32,054 млн м3 в 2007 г. до 33,274 млн м3). Это увеличение в основном объясняется ростом добычи на Юрхаровском месторождении и устойчивой добычей на Восточно-Таркосалинском месторождении.
Поставка метанола на Юрхаровское газоконденсатное месторождение в районе Тазовской губы осуществляется в течение короткого лета, когда начинается навигация на р. Оби и далее через Тазовскую губу с разгрузкой в Юрхаровском порту.
В течение зимнего периода метанол доставляется по железной дороге. На Ямбургской станции он перемещается на безрельсовый транспорт и доставляется непосредственно на платформу газодобычи, независимо от текущего состояния снежного покрова. Самый большой риск для окружающей среды — это транспортировка метанола на грузовых судах по р. Оби и Тазовской губе.
Это важные районы водного бассейна, исполь зуемые для размножения и нагула ценными породами осетровых. Естественно, что утечка метанола абсолютно недопустима в эти водоемы. И, таким образом, это одна из главных причин, по которой НОВАТЭК решил построить в этом районе свой собственный мини-завод по производству метанола.
Компания <<МеТа",Рин“рта"
оценивает интер мощности
рЄНппс?в"Ьм^Гаиояа
"Гкр^иС^Р^ Ha_LuP 10-50 тыс. т
Ключ к успеху — упростить и объединить
Метапроцесс разработал уникальный проект маломощного завода для Юрхаровского месторождения. Завод создавался с помощью готовых блок-боксов, которые были доставлены и собраны на предварительно подготовленной площадке. Однако наиболее трудной задачей была разработка не технически, а экономически эффективного проекта.
Типовая технология производства метанола из природного газа, как правило, нерентабельна при использовании на оборудовании с низкими удельными характеристиками фондоотдачи. Заводы по производству метанола на материке производят 300000 т в год или больше, что является достаточно высокой производительностью. Для увеличения эффективности проекта и ускорения возврата инвестиций на этой площадке была предложена следующая стратегия:
16 газохимия июль-август 2009
российским опыт
■ использование оптимизированной классической технологии производства метанола из природного газа;
■ максимальная интеграция блока синтеза метанола в существующую установку по подготовке товарного газа;
■ максимально возможное использование существующих условий и инфраструктуры (источники сырья и энергии, инженерные коммуникации, административные и жилые здания).
Главная идея относительно технологии заключается в значительном упрощении определенных технологических этапов производственного процесса по сравнению с традиционными методами. Были проанализированы два основных метода конверсии синтез-газа в метанол: парциальное окисление и паровой риформинг природного газа. Преобразование синтез-газа посредством парового риформинга позволяет исключить этап газоразделения и подачи на производство кислорода. Это значительно увеличивает безопасность технологического процесса, снижает капитальные затраты.
В качестве сырья используется природный газ. Он очищается от углеводородного конденсата под давлением до 2,5 МПа. Наличие природного газа с необходимым давлением исключает стадию компримирования сырьевого газа. Эта стадия, как правило, обязательна в случае крупнотоннажного производства метанола.
Природный газ на российском Крайнем Севере не содержит серы, которая отравляет катализаторы конверсии парогазовой смеси и синтеза метанола. Это ус-
СПРАВКА О КОМПАНИИ
ЗАО «МЕТАНОЛ И АЗОТНЫЕ ПРОЦЕССЫ» (МЕТАПРОЦЕСС), ОСНОВАННОЕ В НОЯБРЕ 2004 Г., УДЕЛЯЕТ ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ СЛЕДУЮЩИМ СЕКТОРАМ ЭКОНОМИКИ: РАЗВЕДКА, ОЧИСТКА, ПОДГОТОВКА, ПЕРЕРАБОТКА, ЛОГИСТИКА ПРИРОДНОГО И ФАКЕЛЬНОГО ГАЗОВ; ГАЗОХИМИЯ, НЕФТЕХИМИЯ; НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ; ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ. ПЕРСОНАЛ КОМПАНИИ НАСЧИТЫВАЕТ 300 ЧЕЛОВЕК, В ТОМ ЧИСЛЕ 15 ТЕХНОЛОГОВ, 120 ПРОЕКТИРОВЩИКОВ, 14 СПЕЦИАЛИСТОВ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ,
7 ГЛАВНЫХ ИНЖЕНЕРОВ ПРОЕКТА, 50 КОНСТРУКТОРОВ, КОМАНДУ ИЗ 39 ЧЕЛОВЕК ПО ЗАПУСКУ И 7 ЧЕЛОВЕК, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЗАКУПКАМИ И ЛОГИСТИКОЙ. ПОМИМО ОФИСА В МОСКВЕ У ЗАО «МЕТАНОЛ И АЗОТНЫЕ ПРОЦЕССЫ» ЕСТЬ ФИЛИАЛЫ В НОВОМОСКОВСКЕ, ПЕРМИ, И СОФИИ (БОЛГАРИЯ)
траняет стадию очистки природного газа от серы. Ректификация сырого метанола осуществляется в одну стадию и позволяет получать товарный метанол с чистотой 93-94%, который и используется в качестве ингибитора образования гидрата.
Существенно уменьшена стоимость химической очистки воды, используемой для образования пара. Это объясняется отсутствием необходимости установки отдельного блока очистки воды (он имеется в наличии на установке переработки газа). Также максимально используется вспомогательное оборудование, такое как факельные установки, оборудование для очистки, сжатый воздух, электрооборудование.
Наглядный результат — возврат инвестиций менее чем за 4 года
Итак, Метапроцесс разработал первую в России рентабельную установку, которая производит всего 12500 т в год метанола из природного газа. Такое количество метанола покрывает существующую по-
ИЮЛЬ-АВГУСТ 2009 ГАЗОХИМИЯ 17
российским опыт
требность на Юрхаровском газоконденсатном месторождении.
В настоящее время ОАО «НОВАТЭК», получив положительный опыт по строительству малотоннажных производств метанола, заказал, а Метапроцесс завершает изготовление второй очереди по производству 40000 т в год метанола. После запуска этого производства завоз метанола с Большой земли будет полностью исключен.
В табл. 1 представлены основные параметры процессов получения метанола на Юрхаровском ГКМ и на агрегате М-300 на ОАО «Новомосковская акционерная компания «Азот» в разрезе потребления ресурсов (на 1 т метанола) и негативного воздействия производства на окружающую среду.
Сравнение показывает, что потребление природных ресурсов, энергии и воды значительно ниже, чем на больших заводах по производству метанола. Сброс воды и загрязнение воздуха также менее проблематичны. Все это объясняется преимуществом объединения двух разных производств в едином цикле.
Заказчик и окружающая среда в беспроигрышной ситуации
Создание производства ме танола на Юрхаровском газоконденсатном месторождении устраняет необходимость в транспортировке метанола к площадке как по суше, так и по воде. Это исключает серьезные экологические риски, которые могут возникнуть аварийных ситуациях.
Заказчик тоже в выигрыше — объединение малотоннажной установки по производству метанола с УКПГ сократило капитальные затраты почти в два раза.
Достигнута независимость от поставщиков метанола, исключена необходимость поддержания запасов метанола и устранена проблема меняющихся цен на метанол.
Рынок малых установок
В РФ существует более 30 возможных площадок для строительства установок получения метанола и/или переработки газа в синтетические жидкие углеводороды (СЖУ).
Осенью 2009 г. Метапроцесс должен ввести в эксплуатацию второй мини-завод по производству метанола (40 тыс. т в год) на Юрхаровском газоконденсатном месторождении. Помимо этих проектов Метапроцесс в настоящее время осуществляет разработку обоснования инвестиций и отработку основных технологических решений для строительства заводов с мощностями 25-50 тыс. т в год на Таркосалинском, Северо-Пуров-ском и других газовых месторождениях. ГХ
ВАЗП ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА НА ЮРХАРОВСКОМ ГКМ И НА АГРЕГАТЕ М-300 НА ОАО «НОВОМОСКОВСКАЯ АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ «АЗОТ»
Параметр Мини-завод на Юрхаровском ГКМ Агрегат М-300 НАК «Азот»
Потребление электроэнергии, кВтч/т 600 920
Потребление газа, куб. м/т 1828 (без учета рецикла газов сдувки на горелки печи риформинга) 1416 (с рециклом газов сдувки на горелки печи риформинга)
Потребление хим. подготовленной воды, куб. м/т 1,85 5,75
Водоотвод стоков, куб. м/т 0,71 1,85
Выброс дымовых газов, куб. м/т 12120 12500
18 газохимия июль-август 2009
