Лекция 2 Транспортировка газов Лектор – к.т.н., доцент кафедры ХТТ Юрьев Е.М. Газохимия

Литература 1.Лапидус, Альберт Львович. Газохимия : учебное пособие / А. Л. Лапидус, И. А. Голубева, Ф. Г. Жагфаров. М. : Центр ЛитНефте Газ, с.

Транспортировка газов Способы: -В сжиженном виде (СПГ, СУГ); -Трубопроводный транспорт; -Транспортировка в виде синтетических жидких топлив. Трубопроводный транспорт: -В мире более 1 млн. км. магистральных газопроводов; -В России – ок. 150 тыс. км магистральных газопроводов, с учетом распред.сетей – более 1,5 млн. км; -Малоэффективен – в 6-7 раз дороже, чем транспортировка нефти с той же энерг. ценностью (1 км магистр.ГП – 1 млн. $): каждые 200 км д.б. ДКС, больший диаметр трубы – больше расход «металла»; -Транспортировка газов на расстояния свыше 5 тыс. км – нерентабельна (3 крупнейшие ГТС мира: европейская+российская, североамериканская, ближневосточной-среднеазиатская), поэтому: -Небольшие регионы «довольствуются» локальными ГТС; -Большинство мелких месторождений не введены в полную промышленную эксплуатацию.

Трубопроводный транспорт

ОАО «Газпром» (2010 г.): -160,4 тыс. км магистральных ГП (26 % выработали нормативный срок, 57% эксплуатируются лет); -268 КС – 4050 агрегатов – 42 ГВт – 9% электроэнергии России; -25 объекта подземного хранения газа; -6 комплексов по переработке газа и газового конденсата; -Более 3400 газораспределительных станций; -Пропускная способность – 600 млрд. м 3 в год; -Средняя дальность поставки газа: на экспорт – более 4 тыс. км, в России – 2,5 тыс. км.

Магистральные газопроводы России

Газотранспортная система России ые гг.: -строительство локальных ГП для газификации отдельных районов страны (в основном, РСФСР и УССР); ые гг.: -ставится вопрос о соединении локальных систем в единую, производится подключение среднеазиатских газоносных регионов; 1980-ые гг.: -работы по кольцеванию трубопроводов, создание единой системы транспорта газа, организация экспорта газа, расширение городских газовых сетей.

Газотранспортная система Европы Основные экспортные ГП: -Уренгой Помары Ужгород (4451 км, 32 млрд.м 3 /г, 1420 мм, 42 КС); - «СОЮЗ» (Оренбург Ужгород – [Польша]) (2750 км, 26 млрд.м 3 /г, 1400 мм, 7,5 МПа); -«Ямал-Европа» (Беларусь, Польша) (4196 км, 33 млрд.м 3 /г, 1420 мм, 31 КС); -«Северный поток» (Выборг – [Балтийское море] – Грайфсвальд) (2 нитки, 1224 км, 55 млрд.м 3 /г, 1220 мм, 1 КС, 22 МПа); -«Голубой поток» (Изобильный – [Черное море] – Анкара) (1213 км, до млрд.м 3 /г, мм, 25 МПа); -«Южный поток» (Анапа – [Черное море] – Варна) (900 км, до 63 млрд.м 3 /г);

Газотранспортная система Европы 140 тыс.км (1,2 млн.км) – Германия, Великобритания, Италия. В перспективе новые ГП из России, Северной Африки, Норвегии, Великобритании, Нидерландов

Трубопроводный транспорт Периодические повторяющиеся элементы: компрессорная станция – участок газопровода (больший напор) (меньший напор) Расстояние между КС – км. Газ при транспортировке теряет потенциальную энергию на: -Трение между слоями газа; -Трение газа о стенки трубы. Газопроводы рассчитаны на max-давление 64, 75 атм (в перспективе, атм). На КС газ: сжимается до атм, охлаждается. Газораспределительная станция (ГРС) МГП Подземное хранилище газа (ПХГ)

Газораспределительная станция Основные функции: -Редуцирование давления (дросселирование); -Дополнительная очистка; -Сбор конденсата; -Подогрев газа; -Одоризация; -Регулирование, распределение и учет газа, отпускаемого потребителям. Виды ГРС -станции на ответвлении МГП (к нас.п. или пром.объекту), тыс. м 3 /ч; -промысловая ГРС для подготовки газа (очистка); -контрольно-распределительные пункты на ответвлениях от МГП к пром. или с/х объектам, для питания кольцевой системы ГП вокруг города, 2-12 тыс. м 3 /ч; -автоматическая ГРС для снабжения посёлков на ответвлениях от МГП, 1-3 тыс. м 3 /ч; -газорегуляторные пункты (ГРП), 1-30 тыс. м 3 /ч для снижения давления до заданного уровня в городских ГС высокого и среднего давления; -газорегуляторные установки для питания ГС или целиком объектов с расходом газа до 1,5 тыс. м 3 /ч. Давление снижается от входного (4-7 МПа) до 0,03-0,1 МПа, число ступеней – 1-3.

Подземные газохранилища Основные функции: -Длительное (в т.ч. резервное) или краткосрочное хранение газа; -Сезонное хранение газа (летом потребление меньше, зимой - больше); -Хранение на случай ЧС (например, аномально холодные зимы); -Хранение на случай «перебоев» с экспортом; -Обеспечение надежности потребления в случае аварийных ситуаций; Расположение: -истощенные газовые и нефтяные месторождения; -подземные водоносные пласты; -соляные каверны; -твердые горные породы; -отработанные шахты. В Европе – 130 шт. Система ПХГ России может обеспечить 15 % внутреннего рынка, 12 % экспорта. Всего: 22 ПХГ, общий объем – 100 млрд м 3, суточная производительность – 650 млн.м 3.

Транспортировка СПГ Свойства: -жидкость без запаха и цвета; -относительная плотность – ок. 0,5; -Не токсичен; -Температура кипения (158)-(163) °C. - Теплотворная способность к Дж/м 3 ( к Дж/кг); -сам по себе, не горит, не воспламеняется и не взрывается; -При температуре окружающей среды быстро испаряется и растворяется в воздухе; Состав: 95 % - метан; 5 % - этан+пропан+бутан+азот.

Транспортировка СПГ Предпосылки: -Увеличение доли ПГ в мировом балансе энергоресурсов; -Дороговизна строительства новых ГП и ГРС в отдельно взятых регионах – отдаленных, труднодоступных, находящихся в условиях сурового климата (например, из Ямала в Северо- Западный ФО – не менее 12 млрд. $). Недостатки: -Дороговизна; -Сложность/технологичность; -Требования к транспортным средствам. Способ получения: -(Сжатие в раз) + (охлаждение до (-162)-(-100) °С) – в ступеней – затраты энергии ок. 25 % содержащейся в газе;

Транспортировка СПГ Транспорт СПГ (постадийной): 1.Очистка, осушка и фракционирование газа; 2. Сжижение (в несколько ступеней); 3. Загрузка в танкеры. 4. Транспортировка на газовозах в танках/крио цистернах (принцип – сосуд Дьюара); 5. Регазификация - испарение в отсутствие воздуха; 6. Транспортировка по ГП конечным потребителям.

Транспортировка СПГ Цифры и факты (2002 г.): -Общемировые мощности производства СПГ – 135 млн.т/г; -17 экспортных терминалов, 70 производственных линий; -140 танкеров (каждый втрое дороже нефтяных танкеров аналогичного тоннажа, 140 тыс.м млн. $);

Транспортировка СПГ Цифры и факты (2002 г.): -Потребление установкой СПГ газа на собственные нужды – ок. 140 млрд. м 3 Статья затрат Стоимость, $/т СПГ Удельные капиталовложения на установку сжижения в год Себестоимость получения СПГ Затраты на транспортировку танкером на 1000 км Затраты на транспортировку наземным транспортом 50 на 1000 км Россия Действующий: – терминал СПГ вблизи г. Корсаков (о. Сахалин) – 9,6 млн. т в год (2006 г.). Планируемые: -«Владивосток-СПГ» - 10 млн. т в год; -д. Териберка – газ со Штокмановского месторождения; -Балтийский СПГ; -Завод СПГ на Ямале.