Оцените перспективные процессы переработки углеводородов

Углеводороды – органические соединения, в составе которых только два элемента: углерод (C) и водород (H). Источники углеводородов разнообразны не только по местонахождению (на суше или на морском шельфе), но и по состоянию: жидкие (нефть), газообразные (метан), твердые (уголь).

Чтобы оценить важность углеводородов и их производных в жизни человека, достаточно привести всего несколько примеров. Так, около 80% всей добываемой нефти используется для создания горюче-смазочных материалов для двигателей внутреннего сгорания. А уж о масштабах использования в повседневной жизни полиэтилена и говорить нечего.

Для добычи углеводородов – нефти и природного газа – используются различные технологические методы и оборудование:

• Фонтанный метод. Является самым дешевым и простым. Он в основном применяется на первом этапе добычи нефти за счет выталкивающей силы высокого давления в пластах. Однако по мере добычи нефти давление падает и приходится применять другие, более высокотехнологичные способы разведки и добычи углеводородов.
• Насосный метод. Этот самый распространенный способ добычи зачастую используется тогда, когда на забое изначально низкое давление в пластах. В этом случае в скважину устанавливают погружные бесштанговые или штанговые скважинные насосные установки.
• Компрессионный метод – менее экономичный и дорогой способ добычи. Суть его в том, что в разработанную скважину под давлением закачивается воздух, в результате чего образовавшийся конденсат поступает наверх по подъемной трубе.
• Метод гидравлического разрыва пласта (ГРП). Работает по такому принципу: в забой закачивается вязкая жидкость, создающая трещину, соединяющую скважину с неразработанными соседними пластами. Дебит скважины при этом, соответственно, резко увеличивается и добыча возобновляется.

С развитием техники постоянно возрастают потребности в топливе, а соответственно, и сырье для него. Нефтяники стали задумываться о разработке простаивающих или уже нерентабельных скважин, на которых обычные технологии добычи малоэффективны. Метод ГРП оживил многие простаивающие месторождения, например Каменное, расположенное недалеко от города Нягань, доставка по всей России сырья из которого, стала возможной благодаря развитию транспортной инфраструктуры (строительство федеральной трассы) и внедрению данного метода.

Снижение дебита скважин заставляет ученых искать новые способы максимально эффективной разработки месторождения. Разрабатываются скважинные генераторы для добычи углеводородов, генерирующие электроимпульс, который стимулирует подачу на забой дополнительной жидкости, тем самым повышая давление. Используют заводнение месторождений, закачивая воду в нефтяные пласты, воздействуют на скважину теплом, нагнетая пар или горячую воду. В случае же высоковязкой нефти разрабатывают месторождение внутрипластовым горением.

Добытые природные углеводороды неоднородны по своему составу, да и использовать их еще невозможно. Необходимость перерабатывать углеводороды, добываемые из скважины, только на первый взгляд кажется обычным процессом в цепочке освоения месторождения. Большинство мировых компаний стремятся повысить степень извлечения полезных компонентов из нефти и газа, а также производить высокооктановые бензины для современных ДВС, высококачественные смазочные материалы и многие другие продукты. Достигается это благодаря следующим технологическим процессам:

• Перегонка – первоначальная переработка нефти, простое фракционирование на легкокипящие, средние и тяжелые фракции. В результате получают бензины, керосины и мазут.
• Крекинг – высокотемпературная переработка нефти с целью получения моторного масла, топлива и прочего сырья для химической и нефтяной промышленности. Крекинг бывает термическим (проходящим при высокой температуре) и каталитическим (с использованием катализаторов), который позволяет получать топливо с высоким октановым числом, а также обеспечивает попутное обессеривание продуктов нефтепереработки.
• Коксование – процесс получения кокса из тяжелых фракций, впоследствии используемого при изготовлении электродов и коррозионностойкой аппаратуры.
• Риформинг – каталитическое облагораживание полученных низкооктановых бензинов. В результате получают высокооктановый бензин и ароматические углеводороды: бензолы, толуолы и пр.
• Гидроочистка – в результате риформинга нефтяных производных выделяется водород, который впоследствии служит для очистки нефтепродуктов от серы и азота.

Как известно, при добыче нефти добывается и природный газ, который находится либо в самой нефти, либо в виде газовой шапки в месторождении. Сфера его применения в последнее время значительно расширилась: энергетика, тепловые электростанции, бытовое топливо, автомобилестроение и др. Именно поэтому переработке метана в жидкие углеводороды уделяют все большее внимание. Это связано с тем, что при разработке месторождения, в случае неподготовленности его инфраструктуры для сбора, транспортировки и переработки попутного нефтяного газа и природного газа, они просто сжигаются в факеле. А ведь эти углеводороды могут служить ценным топливом, а также дешевым источником электро- и тепловой энергии.

Таким образом, технологии добычи и переработки углеводородов неразрывно взаимосвязаны. Качественная разработка месторождений в разы увеличивает количество добываемого сырья для производства столь необходимых человеку химических веществ.

Современная наука не стоит на месте, ей нужны дешевое топливо и мощные двигатели. Это заставляет искать новые способы получения полезных веществ из природных ресурсов, а следовательно, развивать инфраструктуру не только месторождений, но и близлежащих районов. В этом отношении значение углеводородов в нашей повседневной жизни просто невозможно переоценить.