Исторические и технические аспекты производства серы на оренбургском газоперерабатывающем заводе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат технических наук Пантелеев, Дмитрий Вячеславович

• Пантелеев, Дмитрий Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пантелеев, Дмитрий Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I История

ГЛАВА II.

Оренбургского создания и развития газоперерабатывающего завода

Развитие процессов производства серы на первой очереди Оренбургского газоперерабатывающего завода

ГЛАВА III. Развитие процессов производства серы на второй очереди Оренбургского газоперерабатывающего завода

ГЛАВА IV. Развитие процессов производства серы на третьей очереди Оренбургского газоперерабатывающего завода

ГЛАВА V. Решение проблемы повышения качества газовой молотой серы

ГЛАВА VI. Решение проблемы охраны окружающей среды на Оренбургском газоперерабатывающем заводе

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исторические и технические аспекты производства серы на оренбургском газоперерабатывающем заводе»

Актуальность темы. Сера является широко распространенным элементом, составляющим 0,1% земной коры. Формы, в которых она встречается, чрезвычайно многообразны: самородная сера, сульфидные и сульфатные минералы, сложные сероорганические соединения в нефти, сероводород, меркаптаны, сульфиды и гидросульфиды в природном и попутном газе и др.

Вероятное содержание серы в нефти и природном газе оценивается в 2* 109 т, т.е. в пять раз больше, чем запасы природной серы. В углеводородном сырье сера представлена в основном в виде сероводорода, меркаптанов и других сероорганических соединений. Сероводород- содержащие природные газы выявлены в семнадцати газонефтеносных бассейнах нашей страны, концентрация сероводорода в них колеблется от 0,015 до 26,5%. Преобладающая часть запасов таких газов сосредоточена в России (около 65%), Средней Азии и Казахстане (35%). Сырьевой базой для производства серы являются, как правило, газы с содержанием сероводорода не менее 1% об.

Основными производителями серы в мире считаются США, Канада, Польша, Мексика, Ирак, Франция и СНГ. На эти страны приходится около 70% мирового производства серы.

За последние 20 лет мировая структура производства серы из различного серосодержащего сырья существенно изменилась. Регенерированная (до 90% из сероводорода) сера составляет основную массу товарной продукции.

С пуском и освоением Мубарекского, Оренбургского, Астраханского и Тенгизского комплексов по добыче и переработке сероводородсодержащих газов и нефти возникла новая подотрасль - газохимическая, которая характеризуется глубокой комплексной переработкой углеводородного сырья с извлечением гелия, этана, пропан-бутана, серы, меркаптанов и получением моторных топлив. Мощность и количество установок получения серы из сероводорода возрастает, и к 2002 г. топливные отрасли стали производить до 50% всей серы, вырабатываемой отечественной промышленностью.

За 30 лет Оренбургский ГПЗ накопил огромный опыт в процессах получения элементарной серы из сероводородсодержащего сырья. На заводе производились опытно-промышленные испытания катализаторов, систем оптимизации процесса, реконструировались печи. Но этот опыт, представляющий огромный интерес для развития газохимической отрасли, оказался малоизученным, что сдерживает дальнейшее совершенствование промышленной технологии синтеза серы.

В своей работе автор показал становление и развитие процессов получения серы с момента пуска завода по настоящее время, особенности, недостатки существующих промышленных процессов и пути их преодоления.

Цель работы. Анализ исторических и технических аспектов создания и совершенствования процессов переработки сернистого природного газа и промышленного производства серы на Оренбургском газоперерабатывающем заводе.

Научная новизна. Впервые рассмотрено в историко-техническом аспекте развитие техники и технологии переработки кислых газов на Оренбургском ГПЗ с целью использования результатов работы, как в инженерной, так и в исторической науке.

Впервые проанализированы изменения качества используемого сырья и получаемых продуктов, изменения технико-экономических показателей производства в результате модернизации, реконструкции и замены технологического оборудования синтеза серы.

В работе рассмотрен опыт использования отечественных катализаторов на установках Клауса и Сульфрен.

Впервые выполнена оценка экологической эффективности внедрения природоохранных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха в районе Оренбургского ГПЗ.

Заключение диссертации по теме «Нефтехимия», Пантелеев, Дмитрий Вячеславович

ВЫВОДЫ

1. Впервые с соблюдением хронологического порядка показаны этапы создания крупного газохимического комплекса по добыче и переработке природного газа с содержанием сероводорода до 3,93%. Выполнен анализ исторических и технических аспектов строительства и развития Оренбургского газоперерабатывающего завода (ГПЗ) и процессов промышленного синтеза серы из сероводородосодержащего газа.

2. Впервые на основе анализа архивных материалов показано, что специалисты завода выявили технологические недочеты в проектах фирмы Женса (Франция) и совместно с ведущими институтами РФ внесли новые решения, позволившие создать высокоэффективную технологию производства серы и довести общую степень извлечения серы установок Клаус+Сульфрен до 99, 6%.

3. Впервые подробно проанализированы этапы реконструкции и совершенствования технологических процессов переработки природного газа как на уровне отдельных аппаратов, так и цехов в целом, позволивших, в конечном счете обеспечить стабильную работу ГПЗ, а также повысить л производительность базовых установок Клауса с 19 до 28 тыс. м в час по кислому газу.

4. Рассмотрены вопросы модернизации производства, с целью перехода ГПЗ от выпуска комовой серы к производству жидкого и молотого продукта, обеспечивающие высокое качество.

5. Проанализированы экологические проблемы ГПЗ, достигшие предельной остроты в 1982 году вследствие выбросов в атмосферный воздух 131.58 тысяч тонн загрязняющих веществ. Подробно рассмотрены пути и методы их решения, позволившие к 2001 году добиться снижения объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до 39,5 тысяч тонн.

6. Обобщены материалы научных исследований и опыта работы ГПЗ, подробно показаны недостатки и преимущества организации основных стадий процессов синтеза серы на ГПЗ. Результаты работы могут быть использованы при создании оборудования и новых технологий на других предприятиях РФ, использующих в качестве сырья сероводородосодержащий природный газ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пантелеев, Дмитрий Вячеславович, 2003 год

1. М.А. Менковский, В.Т. Яворский «Технология серы» - М., Химия, 1985 г., 326с.2. «Газовые и газоконденсатные месторождения» под редакцией И.П. Жабрева- справочник, М., Недра, 1983г., 373с.

2. В.Р.Грунвальд «Технология газовой серы»- М.; Химия. 1992., 272 с.

3. Р.Д. Маргулов «Освоение Оренбургского газоконденсатного месторождения» Строительство трубопроводов, 1970г., №6, с.5-6.

4. Г.С. Кравченко «Экономика СССР в годы Великой Отечественной войны» -М., Экономика, 1970г., с.105,114,139,244,270,271.

5. В. Ушаков «Оренбургский газ в дело» Комментарии пленума Ленинского РК КПСС г. Оренбурга - Южный Урал, 1971г., 14.03.

6. Н. Андреев «В степи под Оренбуржьем» — Строительная газета, 1971г., 19.03.

7. А. Коваленко «Ключ к богатствам» Южный Урал, 1971г., 13.07.

8. М.А. Мерзабеков «Оренбургский гигант» Советская Россия, 1971г., 27.07.

9. A.M. Воронов «Оренбургский газ» Южно-уральское книжное издательство, 1971г., 59с.

10. А.Е. Малахов «Размещение производственных сил Урала»; Сборник статей Свердловск, 1973г,128с.

11. A.M. Воронов «Вопросы экономической географии. Ученые записки» -Пермь, 1973г.

12. Е.М. Кирилова «Вопросы эффективности развития и размещения промышленности в крупном экономическом районе» Труды института экономики Уральского научного центра, Свердловск, 1973г.

13. А.Г. Зверев «Записки министра» -М., Политиздат, 1973г., с.22-28.

14. Е.Б. Айзенберг «Размещение производственных сил Урала»; сборник статей Свердловск,1974г.,121с.

15. К.Д. Наякасин «История индустриализации Среднего Поволжья»; сборник статей, 1974г., 541 с.

16. О.Цвирко «Оренбуржье: край индустриальный»- Блокнот агитатора-1974г., №23, с 28-32.

17. П.М. Беркович «Первая очередь Оренбургского газового комплекса» -Строительство трубопроводов, 1974г., №10, с.2-3.

18. Г. Куликовская «Очерк о строительстве Оренбургского газо-химического комплекса» Огонек, 1974г., №3, с.8-10

19. М.А. Сергеев «Размещение и комплексное развитие производственных сил Урала»; сборник статей Свердловск, УНЦ АН СССР, 1975г., 160с.

20. B.C. Черномырдин «Оренбуржье 75» - Челябинск, 1975г., с.45-50.

21. И.В. Мудрый «Экономический анализ разработки газовых и газоконденсатных месторождений» М., Недра, 1975г., 213с.

22. И.О. Халин «Оренбургский газ работает» Челябинск, 1976г., 144с.

23. В.Н. Абрамович, Ю.Ф. Вышеславцев «Технико-экономические показатели Оренбургского газохимического комплекса в первые годы эксплуатации» -М., 1976г., с.35.

24. О. Перелешина «Оренбургский комплекс» Блокнот агитатора, 1976г., №12, с.14-17.

25. Ю.Ф. Вышеславцев «Растет Оренбургский газовый комплекс» -Агитатор, 1976г., №12, с. 15-17.

26. А.В. Коваленко «Годы созидания» Челябинск, 1976г., с. 19-24.

27. Oilweek- vol. 26, № 49, 1976, р 39-40.

28. В. Крючков «Народное хозяйство области: цифры и факты».- Оренбург, Блокнот агитатора,1977г., №19, с. 1-15.

29. В.Б. Лещинский, А.В. Солодовников «Защита окружающей среды на объектах добычи и переработки природного газа» М., 1977г., с.35-43

30. О.Д. Чувылкин «Важнейшие промышленные новостройки РСФСР в десятой пятилетке» М., 1977г., с.19-21.

31. В.Н. Абрамович «Анализ экономических показателей разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения» Экономика газовой промышленности, 1977г., №7, с.3-9.

32. В.А. Гордон, А.И. Тимашев «Определение запасов газа на Оренбургском месторождении»; Рефератный сборник, 1977г., №9, с.6-9.

33. А.Н.Лаврищев «Развитие территориально-производственных комплексов в десятой пятилетке» М., о-во «Знание РСФСР», 1978г., 64с.

34. Е.Н. Ильина, Л.Д. Уткина «Экономическая эффективность использования природного газа» -М., Недра, 1978г., 165с.

35. Г.М. Штыкалова «Оренбургский газ» Оренбург, 1978г., с.9.

36. Р.И. Вяхирев, В.И. Абрамович, O.K. Макаров, Г.С. Уринсон «Экономика, организация и управление в газовой промышленности» М., 1978г., 31с.

37. Ф.П. Подольских «Газовый исполин» Челябинск, 1979г., с.3-11.

38. O.K. Макаров, В.Н. Чельцов, М.Л. Фиш, Л.Ю. Фомина, Л.Н. Семенова «Проблемы добычи газа» М., 1979г., с.73-81.

39. В.Н. Абрамович, В.Д. Зубарева, Г.С. Уринсон «Технико-экономические показатели Оренбургского газохимического комплекса за 1974-1979гг.»; Рефератный сборник ВНИИЭгазпрома №10, 1979г., с.22-30.

40. Е.М. Герасимов, Ю.Ф. Вышеславцев «Сохранить чистоту воздушного бассейна Газовая промышленность №8, 1979г., с.36-37.

41. О.Ф. Худяков, В.В. Юшкин, В.А. Карчажкин «Проблемы добычи газа» М., 1979г., с.41-47.

42. В.В. Пятников «Развитие экономики области в 1959-1965 гг. Оренбург, Блокнот агитатора, 1980г., №24, с. 19-20.

43. Ю. Казмин «Адреса свершений» М., 1980г., с.204.

44. В.И. Щипилов «Основные направления совершенствования территориальной организации производственных сил Урала» -Свердловск, 1980г., с.11-18.

45. Л.А.Фокина «Территориальная организация производственных сил Южного Урала»; Межвузовский сборник научных статей; Т.244- Куйбышев, 1980г., с.3-11.

46. O.K. Чепляева, О.А. Изюмский, Е.Н. Катерина «Вопросы совершенствования территориальной организации хозяйства Урала» Пермь, 1980г., с.44-54.

47. Л.А.Фокина «Межвузовский сборник научных статей» Куйбышев, 1980г., Т244, с.3-11.

48. Б.И. Прогнимак «Экономия закон для каждого» - Челябинск, Южный Урал, 1980г., с.80.

49. J.F. Dongherty D.J. Morgan "Claus plant" Oil and Gas, vol. 26, № 5 1980, p 67 -70.

50. А.А. Алексеев, И.Ю. Зайцев, Ю.М. Корчажкин и др. «Газоконденсатная характеристика Оренбургского месторождения» Газовая промышленность, 1981г., №8, с.32-34.

51. А.В. Митюрин «Катализатор для гидролиза COS,CS2 , доклад фирмы «Rhone-Poulenk" на выставке «Химия 82», сентябрь 1982г.

52. В.И. Лазарев, Т.В. Онопко и др. «Промышленная и санитарная очистка газов» М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1982 г., №2, с21.

53. Б.В. Левшин «Советская наука в годы Великой Отечественной войны» -М., Наука, 1983 г., с257-260,267,278,290,297.63. "Sour gas from Russia's astrakhan will need special processes" Oil and Gas, vol. 21, №47, 1983, p 74-75.

54. НИИОГаз отчет "Повышение эффективности систем оптимизации установок получения серы по методу Клауса" Оренбург, 1984 г.,8с.

55. В.А. Щерба, И.И. Никитин «Структурно-географические изменения в населении и хозяйстве Среднего Поволжья и Южного Урала»- Куйбышев, 1985г., C39-46.

56. А.И. Гриценко, И.А. Галанин, Л.М. Зиновьева, В.И. Мурин «Очистка газов от сернистых соединений при эксплуатации газовых месторождений» -М., Недра, 1985г.,270с.

57. А.Т. Хрущев «География промышленности СССР» — 3е издание переработанное и дополненное М., Мысль, 1986г., 412с.

58. Г.Е. Панов, Л.Ф. Петряшин, Г.Н. Лысяной «Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности» М., Недра, 1986г., 24с.

59. М.Ш. Исламов «Проектирование и эксплуатация промышленных печей» -Л., Химия, 1986г., 271с.

60. В.Т. Лукьянов «Современные исследования Оренбургского края и исследователи» Тезисы докладов - Оренбург, 1987г., с 12-13.

61. А.И. Омельченко, Г.С. Уринсон «Обзор информации ВНИИ экономики, организации производства и технико-экономической информации в газовой промышленности» М., 1987г., с. 1-24.

62. Н.А. Талалаев, В.В. Васильев «Урал; стратегия прогресса» -Свердловск, книжное издательство «Средний Урал», 1987г., 189с.

63. А.Д. Бренц, С.М. Бирюкова, А.Г. Бордюгов «Методические указания по определению экономической эффективности природоохранных мероприятий в газовой промышленности» М., 1988г., 92с.

64. Автор-составитель Б.И. Лившиц «Газ страны советов» М., Недра, 1989., 336с.

65. А.С. Майорова, П.И. Рычков «О перспективах развития экономики Оренбургского края» Оренбург, 1989г., с.42-49.

66. В.А. Щерба «Из истории открытия Оренбургского газоконденсатного месторождения» Оренбург, 1989г., с.63-64.

67. Р.Ш. Ахметов, В.В. Кузнецов «Экономико-географические аспекты природопользования», сборник статей Саранск, 1990г., с.96-103.

68. Г.Ф. Фомин, В.А. Астахов «Контроль за воздухом на газоперерабатывающих комплексах» М., Недра, 1990г., с. 179.

69. А.А. Биенко, А.И. Бердников, Н.И. Вельмисов, М.Ф. Чехонин и др. «Технология переработки сероводородсодержащего природного газа и конденсата». Оренбург, 1990 г., с 197.

70. Н.К. Борисюк, В.А. Сивельнин «Материалы научно-практической конференции «Социально-экономические и географические проблемы развития производственных сил Оренбургской области» Оренбург, 1991г., с.51-54.

71. Б.П. Потапенко «Минерально-сырьевые и топливно-энергетические ресурсы Оренбургской области» Оренбург, 1991г., с.47-49.

72. А.И. Шкоряпкин «Совершенствование процессов переработки серо-водородосодержащего сырья на Оренбургском ГПЗ» Оренбург, 1991г., с. 125-126.

73. О.В. Цвирко «Материалы научно-практической конференции «Социально-экономические и географические проблемы развития производственных сил Оренбургской области» Оребург,1991г., с. 6-11.

74. А.И. Афанасьев, В.М. Стрючков, Н.И. Подлегаев, Н.Н. Кисленко и др. «Технология переработки природного газа»; Справочник-М., Недра, 1993., 152с.

75. Н.К. Байбаков «Вчера, сегодня, завтра нефтяной и газовой промышленности России» М., издание ИГ и РГИ, 1995г., 448с.

76. Г.А.Агаев, В.И.Настека, З.Д.Сеидов «Окислительные процессы очистки сернистых природных газов и углеводородных конденсатов» М.; Недра, 1996., 301с.

77. Технологический регламент ТР-2-18-97 процесса «Сульфрен» очистки отходящих газов производства серы методом Клауса первой очереди Оренбургского ГПЗ Оренбург, 1997г., 245с.

78. Технологический регламент TP 2-2-99 процесса Клаус первой очереди ГПЗ - Оренбург, 1999г., 325с.

79. Технологический регламент ТР-2-5-97 процесса Клаус второй очереди ГПЗ Оренбург, 1997г., 316с.

80. Технологический регламент ТР-07-08-2-11-97 процесса «Сульфрен» очистки отходящих газов производства серы методом Клауса на второй очереди ГПЗ Оренбург, 1997г., 215с.

81. Технологический регламент ТР-2-22-97 процесса Клаус и «Сульфрен» установки 1У350/355 на третьей очереди ГПЗ Оренбург, 1997г., 515с.

82. Технологический регламент ТР-2-20-98 процесса Клаус и «Сульфрен» установки 2У350/355 на третьей очереди ГПЗ Оренбург, 1997г., 525с.

83. В.А. Спейшер «Сжигание газа на электростанциях и в промышленности» издание 2е М., Энергия, 1967г., 249с.

84. Архивный документ ТО ГПЗ № 347 «Разработка форкамерного сжигания кислых газов» № государственной регистрации 0182.3.028642 - отчет промежуточный, Оренбург, ОПИ, 1986г.,91с.

85. Архивный документ ТО ГПЗ № 170 «Разработка форкамерного сжигания кислых газов» - отчет промежуточный, Оренбург, 1983г., 80с.

86. Архивный документ ТО ГПЗ № 305 «Разработка форкамерного сжигания кислых газов» № государственной регистрации 0182.3.02.86.42 - отчет промежуточный, ОПИ, Оренбург, 1985г., 108с.

87. R. Vermeersch Informations Chemie-1981г., №216/317, P. 163-168.

88. Пат. 1326404 Франции кл. СО 18, фирмы Societe Nationale des Petroles cTAguitaine.

89. M. Camass, P Zwilling "Hydrocarbon Processing " 1967r.,V.6, №4, p 117121.

90. I. F. Dongherty, D. I. Morgan "Oil and Gas " 1980r., V26, №5, p 67-70.

91. G. Taddart "Hydrocarbon Processing"-1981 г., V.60,№3, pl55-157.

92. П. Транше, JI. Блан «Недавние разработки процесса Клауса применительно к природным газам и газам нефтеперерабатывающих производств»- перевод № 1743, М., НИИОГАЗ, 1981г., 56с.

93. П. Грашне «Усовершенствование процесса Клауса для извлечения элементарной серы из природного и нефтезаводеких газов» «Information's Chemie», 1980г., №199, р145-169. "Переработка нефти и нефтехимия", №5, №24, 1980г.

94. В. Гоар "Повышение производительности установок Клауса путем обогащения воздуха кислородом" "Oil and gas Journal", 1985г., p. 39-41 (анг.). Серия: "Транспорт, переработка и использование газа в зарубежных странах", 1986г., №13.

95. Г. Фишер "Влияние конструкции горелки и топки на процессизвлечения серы" "Переработка углеводородов", сентябрь-октябрь 1974г.,с32-38.110. "Основы практической теории горения" под редакцией В.В. Померанцева- JL, Энергия 1973г., 380с.

96. Sulphur- 1988г.,№198, Р.24-39.

97. A. Levy E.L. Merryman "Combustion and Flame"- 1965. 9(3).229.

98. Г. Фишер «Процессы доочистки отходящих газов»- доклад на симпозиуме по технологии переработки природного газа, М., февраль, 1987г.

99. Е. Puhl, Н. Fischer "Chem. ind."- Dusseldorf, 1975г., №27, P. 379-383.

100. Архивный документ ТО ГПЗ №844 «Научно-техническое обеспечение эксплуатации опытно-промышленных партий отечественных катализаторов процесса Клауса и Сульфрен» - отчет о научно-исследовательской работе, ВНИИГАЗ, М., 1996г., 19с.

101. Архивный документ ТО ГПЗ № 574 «Разработать титансодержащий катализатор процесса Клауса на основе рудного концентрата Ярегскогоместорождения Коми АССР» отчет о научно-исследовательской работе, ВНИПИГаз, Баку, 1990г., 27с.

102. В.В. Николаев, Н.В. Бусыгина, И.Г. Бусыгин «Основные процессы физической и физико-химической переработки газа». М., ОАО «Издательство «Недра», 1998г., 184с.

103. ОАО «НИПИГАЗпереработка» отчет о научно исследовательской работе «Разработать технико-экономические соображения по эффективной эксплуатации системы «Промысел-ГПЗ-ГЗ» в условиях падающего пластового давления и отсутствие НТС» Краснодар, 1999г.

104. В.В. Ремизов, А.В. Водолагин, В.М. Вуколов, Е.В. Дедиков и другие «Газпром и современная экополитика» М., ИРЦ Газпром, 1999 г., С332.

105. Быстрых В.В., Боев В.М., Перепелкин С.В., Зебзеев В.В., Музалева О.В., Салихова JI.P. «Оценка риска техногенного воздействия в районе Оренбургского газоперерабатывающего завода» ОГМА, 2000, 19с.

106. Отчет ВНИИГАЗа «Отчет по результатам обследования работы установки 2У55 ОГПЗ» М., 2001г., 4с.

107. СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ

108. ГХК газохимический комплекс. ГПЗ -газоперерабатывающий завод. ОГКМ - Оренбургское газо-конденсатное месторождение. ОГПЗ - Оренбургский газоперерабатывающий завод. ООО «Оренбурггазпром» - Общество с ограниченной ответственностью «Оренбурггазпром».

109. ПКО проектно-конструкторский отдел.

110. ПО «Оренбургтаззавод» Производственное объединение «Оренбурггаззавод».1. ТО технический отдел.

111. КГКМ Карачаганакское газо-конденсатное месторождение. КИП - Контрольно измерительные приборы. ЦЗЛ - Центральная заводская лаборатория.