Для чего метанол в газопроводе
Система подачи метанола в трубопровод
Владельцы патента RU 2413900:
Изобретение относится к способу транспортировки газовых продуктов ингибирования образования в текучей среде гидратов, а именно к системам введения ингибирующих веществ в трубопроводы, и может быть использовано при ингибировании образования гидратов газа в трубопроводе, применяемом для транспортирования газообразных углеводородов.
Кристаллы гидрата газа или гидраты газа представляют собой класс гидратов клатрата и имеют особое значение при добыче и/или транспортировании природного газа и других углеводородных газообразных сред, они могут образовывать пробки в трубопроводе. Так, например, при давлении около 1 МПа этан может образовывать гидраты газа при температурах ниже 4°С, а при давлении 3 МПа этан может образовывать гидраты газа при температурах ниже 14°С. Такие температуры и давления являются обычными для многих рабочих условий, в которых добывают и транспортируют природный газ и другие углеводородные текучие среды /жидкости/.
Так как гидраты газа склонны к накапливанию, они могут образовывать в трубе или трубопроводе, применяемом для добычи и/или транспортирования природного газа или другой углеводородной текучей среды, гидратные пробки. Образование таких гидратных пробок может привести к простою оборудования при добыче, транспортировке и переработке углеводородного сырья, и вследствие этого к существенным финансовым расходам. Кроме того, повторный запуск находящегося в простое оборудования, в частности оборудования в открытом море или транспортного оборудования, может быть затруднен вследствие того, что для безопасного удаления гидратных пробок необходимы значительные количества времени, энергии и материалов, а также различные механические приспособления.
Для предотвращения образования гидратных пробок в потоках углеводородной текучей среды или природного газа применяют разные меры. Такие меры включают поддержание внешних температуры, препятствующих образованию гидратных пробок, и/или давления и введение антифриза, например метанола, этанола, пропанола или этиленгликоля. С инженерно-технической точки зрения для поддержания внешних температуры и/или давления необходима модификация оборудования, например применение изолированного или снабженного рубашкой трубопровода. Такие модификации очень дорого осуществлять и воспроизводить.
В настоящее время в газовой промышленности в трубопроводы, в местах, где расположена различная арматура, на которой предпочтительно образуются гидраты, преимущественно подают метанол для предотвращения гидратообразования (т.е. образования кристаллической структуры С+Н2O на узлах арматуры внутри трубопровода). Впрыск производится обычно через одну форсунку, которая устанавливалась по оси трубопровода.
Недостатком известной системы впрыска метанола следует признать ее механическую уязвимость, поскольку по трубопроводу вместе с перемещаемым с большой скоростью (около 20-40 м/с) газом перемещается значительное количество механических примесей, разрушающих как саму форсунку, так и систему, подводящую к форсунке метанол.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной системы, состоит в улучшении условий транспортирования углеводородных газов по трубопроводам.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной системы, состоит в увеличении ресурса безаварийной работы за счет уменьшения отложения газогидрата на стенках трубопровода и запорной арматуре.
Сущность разработанного технического решения состоит в использовании двух и более форсунок, установленных в стенках трубопровода, при этом средства подачи метанола размещены, предпочтительно, вне трубопровода. Подобное решение технической задачи обеспечивает, с одной стороны, сохранность форсунок и средств подвода метанола, и, с другой стороны, использование двух форсунок обеспечивает надежность функционирования системы, поскольку одна форсунка является или резервной, или дополнительной для варианта реализации, когда идет большой поток газа и не хватает расхода метанола.
Основное отличие разработанной системой является использование нескольких форсунок, которые расположены на стенках трубопровода и распределяют метанол по всему сечению трубопровода равномерно.
Ниже приведена схема устройства впрыска метанола и форсунки, при этом использованы следующие обозначения: запорные вентили 1, 2, 3, 4, 7, 14, фильтры 5, 6, регулирующий вентиль 8, 9, обратный клапан 10, дифференциальный датчик давления 11, замерная диафрагма 12, форсунки 13, манометр 15, 16, 17.
Диафрагма замерная 12 и дифференциальный датчик давления 11 служат для определения расхода метанола, необходимого для удаления гидратообразования при определенном расходе газа в магистральном трубопроводе.
Расход метанола регулируют регулирующим вентилем 9. Обратный клапан 10 служит для предотвращения попадания газа в систему из магистрального трубопровода. Запорные вентили 14 служат для перекрытия подачи метанола на форсунки 13. Манометр 15 служит для контроля давления в магистральном трубопроводе.
Запорный вентиль 7 служит для обратной продувки форсунок в случае их загрязнения. Регулирующий вентиль 8 предназначен для подачи избыточного расхода метанола на байпасную линию, которая замыкается на насосе метанола.
Форсунки 13 могут включаться как совместно, так и по отдельности. Распыл может осуществляться как в направлении потока, так и против направления (предпочтительно).
Пример реализации системы.
Количество форсунок может быть неограничено. Например, при трех форсунках можно обеспечить расход следующим образом:
Т.е. широко перекрываются все задаваемые диапазоны, включая еще тонкое регулирование вентилем 9.
Использование разработанной системы позволяет увеличить работу трубопровода между операциями очистки, по меньшей мере, в 2,4 раза.
1. Система подачи метанола в трубопровод, характеризуемая тем, что она содержит магистраль-источник метанола, на которой установлен первый регулирующий вентиль, до регулирующего вентиля магистраль-источник метанола содержит два патрубка подключения, к каждому из которых последовательно подключены первый запорный вентиль, фильтр и второй запорный вентиль, выходы вторых запорных вентилей подключены к входу диафрагмы замерной, выход которой подключен посредством второго регулирующего вентиля к входу обратного клапана, выход которого подключен через запорные вентили к входам форсунок.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит первый контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления в магистрали-источнике метанола.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на входе диафрагмы замерной.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит третий контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на выходе обратного клапана.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит запорный вентиль с возможностью сброса газа из трубопровода через форсунки для их очистки.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что выход первого регулирующего вентиля подключен к магистрали-источнику метанола через насос для сброса излишков метанола.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что вход первого регулирующего вентиля подключен к магистрали-источнику метанола.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что использованы форсунки, имеющие различную производительность.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит третью форсунку, подключенную посредством запорного вентиля к выходу обратного клапана.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между местами размещения форсунок в одном трубопроводе составляет от 0,03 до 5 м.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки размещены по оси трубопровода и/или по диаметру трубопровода.
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки размещены в разных трубопроводах.
13. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от одной до 30 форсунок.
14. Система по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона форсунки относительно оси трубопровода составляет от 5 до 85°.
15. Система по п.1, отличающаяся тем, что направление струи форсунки направлено по потоку газа или против потока газа.
17. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки подключены к выходу обратного клапана посредством регулирующих вентилей.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
К текущим ремонтам на магистральных газопроводах относятся: все работы, выполняемые при техническом осмотре; проверка состояния изоляции и поверхности трубы шурфованием; ремонт изоляции в шурфах; ремонт валика ( подсыпка грунта, планировка); устройство водоотводных канав, лотков, установка пропускных труб; ремонт переходных и проезжих мостов, насыпей; ремонт и покраска воздушных переходов, катодных, километровых и других знаков, ограждений у кранов; ремонт полов, окон, дверей и крыш в колодцах с запорной арматурой и другой текущий ремонт; осмотр однониточных подводных переходов своими силами; очистка полосы отвода от сорняков и кустарников; замена отдельных деталей в запорной арматуре; ремонт лодок, понтонов, расстановка шестов и вешек по трассе; текущий ремонт береговых укреплений на реках, оврагах, ручьях; очистка и праймирование труб аварийного запаса, ремонт стеллажей; приварка термитом катодных выводов; заливка метанола в газопровод для ликвидации гидратообразований. [31]
Метанольные установки следует обслуживать в соответствии со специальной инструкцией, утвержденной начальником ЛПУ МГ или его заместителем. Заливка метанола в бачок и его слив в газопровод должны осуществляться под контролем специально назначенного лица из инженерно-технического персонала только по распоряжению диспетчера ЛПУ МГ. В распоряжении на заливку, которое может быть передано по телефону, но обязательно регистрируется в специальном журнале у диспетчера, необходимо указать место и способ заливки, количество заливаемого метанола. [33]
В процессе эксплуатации газопроводов при определенных условиях в них образуются гидраты. При заливке метанола необходимо предварительно стравить из метанольницы природный газ. Аналогичная операция проводится и при заправке одоризаторов. [34]
Метанол в газопровод заливают при помощи специальной установки и строго, в соответствии с инструкцией по применению метанола. Метанольный бачок для заливки метанола в газопровод должен быть до его установки гидравлически испытан давлением, равным 1 5 рабочего давления в газопроводе, и оформлен в инспекции котлонадзора как сосуд высокого давления. [35]
Частичные отказы происходят систематически, поэтому меры борьбы с ними предусмотрены правилами технической эксплуатации. Ликвидация закупорок проводится химическими ( заливка метанола против образования гидратов и др.) и механическими ( пропускание скребков для очистки) способами. Частичными отказами являются снижение мощности оборудования из-за износа, уменьшение производительности скважин в процессе эксплуатации. [36]
Линейный ремонтер обязан обходить и осматривать трассу. Кроме того он обязан продувать конденсатосборники, контролировать давление газа в газопроводе, участвовать в операциях по заливке метанола в газопровод, записывать показания станции катодной защиты. [37]
При замерзании запорной арматуры на продувочной линии, свечи и арматуры факельного отвода линии, идущей от газопровода к метанольнице, отогревание следует производить только в закрытом положении. При использовании в качестве ингибитора гидратообра-зования метанола следует строго руководствоваться Инструкцией о порядке получения от поставщиков, хранения, отпуска и заливки метанола в газопровод, утвержденной 8 мая 1961 г. быв. [38]
Заливка больших количеств метанола выполняется очень быстро. Рекомендуемый метод довольно прост в осуществлении, если штуцеры-отводы вварены заранее. Дополнительного персонала для заливки метанола этим способом не требуется. [41]
Кроме того, к частичным отказам относится уменьшение проходной площади поперечного сечения трубы из-за выноса песка, накопление конденсатов или гидратов в трубопроводах и отложений парафина на стенках нефтепроводов. Частичные отказы такого рода происходят систематически, поэтому меры борьбы с ними предусмотрены правилами технической эксплуатации. Ликвидация закупорок проводится химическими ( заливка метанола против образования гидратов и др.) и механическими ( пропускание скребков) способами. [42]
Метанол газовым промыслам!
Метанол – важнейшее химическое вещество, необходимое в процессе добычи и подготовки к транспорту природного газа, где он используется в качестве ингибитора гидратообразования. В то же время, основным сырьем для производства метанола служит природный газ. Это приводит к необходимости локализации метанольных производств в районах газовых разработок. Но как организовать это технически сложное производство в условиях крайнего севера, куда все активнее перемещаются газодобывающие промыслы?
При выполнении работ по обустройству Уренгойского месторождения на лицензионном участке ОАО «Артикгаз» АО «Трест КХМ» была возведена установка производства метанола М-50, мощностью 50 тыс. тон в год. Приближение производства метанола к месту его добычи исключает риски, связанные с транспортировкой этого токсичного продукта и снижает нагрузку на окружающую среду. В рамках стратегии локализации производства созданы условия для повышения стабильности и безопасности промысла, а также для оптимизации себестоимости добычи и исключения дополнительных расходов на приобретение сырья.
Установка по производству метанола – это технически сложный, специфический для газовой отрасли объект. Её строительство требует высокой квалификации, как руководителей строительства, так и рабочего персонала.
В процессе производства метанола температуры рабочих сред достигают 1000 и более градусов Цельсия.
Одним из компонентов синтеза метанола является водород, наличие которого в технологическом процессе требует высочайшего качества выполнения стыков и сварных соединений.
До Уренгойского месторождения в условиях Крайнего Севера было построено всего две установки по производству метанола, но меньшей мощности, на Юрхановском месторождении.
Уникальность построенной установки заключается еще и в том, что впервые в газовой отрасли в рамках одного объекта и связанного технологического процесса, на одной площадке реализован как процесс регенерации насыщенного водно-метанольного раствора, образующегося в технологии подготовки газа, так и синтез метанола из природного газа.
АО «Трест Коксохиммонтаж» внес значительный вклад в реализацию данного проекта. Компании было поручено осуществить строительство в очень сжатые директивные сроки. Построенная и запущенная в срок установка успешно эксплуатируется, обеспечивая метанолом газовые промыслы. За 8 месяцев было смонтировано 2 043 тонн металлоконструкций и 185,3 тонн (4405 стыков) трубопровода, выполнено устройство 980 м3 монолитного железобетона, и осуществлен запуск установки регенерации метанола, входящей в состав установки метанола М-50. Сложность выполняемых работ состояла как в работе в условиях заполярья, так и в крайне сжатых сроках строительства.
Уникальность установки в том, что впервые в газовой отрасли на одной площадке реализован процесс регенерации насыщенного водно-метанольного раствора и синтез метанола из природного газа.
Работа в условиях крайнего севера сопряжена с рядом сложностей технического и организационного характера:
работы в условиях пониженных температур оказывают огромное влияние на организм и здоровье работников, возрастает количество рисков получения травм рабочим персоналом, поэтому особое внимание уделяется охране здоровья, медицинским осмотрам работников и вопросам безопасности труда;
производство сварочных, антикоррозийных и других видов работ осуществляется в специальных укрытиях, защищающих от осадков и поддерживающих требуемую температуру производства работ
Ввод в эксплуатацию установки – это результат сплоченной и профессиональной работы коллективов ОАО «Артикгаз» и АО «Трест Коксохиммонтаж». Установка построена с соблюдением высоких стандартов качества, всех норм и требований промышленной и экологической безопасности.
Для чего метанол в газопроводе
АЗБУКА ПРОИЗВОДСТВА. Ядовитые вещества в технологии транспорта газа
Проект «Азбука производства» завершает в алфавитном порядке знакомство пользователей интернет-сайта ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» со сложными технологическими процессами транспорта газа. Вот мы и добрались до последней буквы «Я» и ставим точку в цикле познавательных статей рассказом об опасных компонентах, используемых для транспортировки газа, — ядовитых веществах.
Что это такое?
Ядовитые вещества в газовой промышленности — это токсичные соединения, необходимые для осуществления технологического процесса транспорта газа и требующие осторожного обращения.
Для чего это нужно?
Блок одоризации газа на газораспределительной станции
К примеру, традиционным и основным методом борьбы с гидратообразованием в газовой промышленности является использование метанола — из-за низкой температуры замерзания и хорошей растворимости. Гидраты — кристаллы, похожие на снегообразную массу, — нарушают работу КС, ГРС, крановых узлов линейной части, могут забивать импульсные трубки, выводя из строя автоматику. Введенный в поток газа метанол частично поглощает водяные пары и переводит их в раствор, не образующий гидратов или образующий их при более низких температурах.
Удалить из голубого топлива влагу позволяет осушка газа с применением жидкого реагента — диэтиленгликоля (ДЭГ). Эту операцию производят в цехе осушки на компрессорных станциях в абсорберах. Поглощая из голубого топлива влагу, ДЭГ обеспечивает высокую эффективность осушки газа.
Придание специфического запаха голубому топливу происходит тоже с применением токсичного вещества — одоранта. Специальные компоненты (этилмеркаптан, метилмеркаптан, пропилмеркаптан) вводят в газ на газораспределительных станциях с помощью одоризационных установок. Это необходимо для своевременного обнаружения утечек голубого топлива.
Какие меры предосторожности необходимы?
Средства индивидуальной защиты
Как у нас?
В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» ядовитые вещества используют на всех этапах технологической цепочки транспорта газа — компрессорных и газораспределительных станциях, линейной части магистральных газопроводов. Метанол в Обществе применяется для предотвращения и ликвидации гидратообразований в газопроводах и технологических коммуникациях КС и ГРС. Этилмеркаптан (одорант) добавляют в голубое топливо на газораспределительных станциях для придания характерного запаха.
Также на объектах предприятия используют и другие ядовитые вещества. Такие, например, как ртуть, которая необходима для эксплуатации контрольно-измерительных приборов, и антифриз, которым заправляют системы охлаждения автомобильных двигателей.
При применении вредных веществ работники Общества строго соблюдают требования правил безопасности и производственной санитарии.
Геоэкология метанола, используемого в газовой промышленности
Рассмотрена геоэкология метанола, используемого в газовой промышленности в качестве ингибитора гидратообразования.
Рассмотрена геоэкология метанола, используемого в газовой промышленности в качестве ингибитора гидратообразования.
Приведены примеры и описаны риски загрязнения окружающей среды метанолом, а также его токсического действия на человека. Представлены гигиенические нормативы метанола для контроля загрязнения им окружающей среды. Охарактеризованы различные способы утилизации и очистки сточных вод и почв, содержащих метанол (сжигание, захоронение, ректификация, ультрафиолетовое облучение, каталитическое и микробиологическое воздействие), как решение проблемы риска загрязнения окружающей среды данным веществом.
Метанол (CH3OH) используется в газовой промышленности как ингибитор гидратообразования, то есть для борьбы с таким нежелательным явлением, как образование при определенных термобарических условиях из воды и низкомолекулярных газов так называемых газовых гидратов в виде твердых кристаллических соединений [1, 2].
Механизм действия метанола, относящегося к классу термодинамических ингибиторов гидратообразования, заключается в снижении активности воды в водном растворе, вследствие чего изменяются равновесные условия образования гидратов. Так, закачка метанола в призабойную зону скважины газогидратных месторождений вызывает не только разложение газовых гидратов на забое скважины, но и улучшает фильтрационные характеристики призабойной зоны, то есть участка пласта, примыкающего к стволу скважины. Кроме того, высокая адсорбционная способность метанола используется для удаления воды после гидростатических испытаний газопроводов, а также в низкотемпературных процессах очистки природного газа от углекислого газа (CO2), сероводорода (H2S) и других серосодержащих органических соединений.
Цель данной работы состояла в анализе, систематизации и обобщении информации, касающейся примеров и риска загрязнения окружающей среды метанолом, используемым в газовой промышленности, токсического его действия на человека, контроля загрязнения окружающей среды, способов утилизации и очистки сточных вод и почв, содержащих данное вещество.
Примеры загрязнения окружающей среды метанолом
Загрязнение окружающей среды метанолом происходит в результате его аварийных выбросов или разливов при производстве, транспортировке и применении данного вещества. При этом количество аварийных выбросов или разливов метанола или промышленных сточных вод, содержащих это вещество нельзя планировать, а избежать их на 100% практически невозможно. Так, недавно в Свердловской области на железнодорожной станции произошла утечка значительного количества метанола (850 л) из цистерны на пути [4]. Серия инцидентов, связанных с высоким загрязнением атмосферного воздуха метанолом, то есть до 10, 15 и 22 предельно допустимой концентрации (ПДК), была зарегистрирована в Тульской области 6. Высокое и экстремально высокое загрязнение метанолом речной воды, соответственно до 32 и 58 ПДК, было установлено в Вологодской области [5, 8]. В одном из городов Кемеровской области в воде скважин на территории химических предприятий был обнаружен метанол в концентрации, превышающей его ПДК, а в Архангельской области метанол был отнесен к числу приоритетных загрязнителей источников питьевой воды, требующих постоянного контроля [9, 10].
Риск загрязнения окружающей среды метанолом
Самый большой риск загрязнения окружающей среды метанолом представляет его транспортировка на газодобывающие предприятия. Известно, что транспортная схема обеспечения газодобывающих предприятий метанолом, существующая в настоящее время, например, в Надым-Пур-Тазовском нефтегазоносном регионе (Ямало-Ненецкий автономный округ, 67 ○ 15′ с.ш., 74 ○ 40′ в.д.) включает несколько этапов, а именно [3]: залив метанола в железнодорожные цистерны на заводе-изготовителе и их транспортировка на головную базу, перелив метанола из железнодорожных цистерн в стационарные емкости для хранения, подготовка метанола к использованию путем добавления красителя или одоранта, перелив метанола из стационарных емкостей в автомобильные цистерны и их транспортировка до базы метанола на газодобывающем предприятии, где осуществляется перелив метанола из автомобильных цистерн в стационарные емкости, затем перелив из стационарных емкостей в другие автомобильные цистерны и транспортировка метанола на конкретные объекты потребления.
Примером чрезвычайно высокого риска для водной среды является транспортировка метанола в короткий летний период навигации на грузовых судах по реке Обь и Тазовской губе (морскому заливу) на Юрхаровское газоконденсатное месторождение Надым-Пур-Тазовского нефтегазоносного региона [11, 12]. Как известно, река Обь и Тазовская губа относятся к водоемам высшей рыбохозяйственной категории, как местам нагула ценных пород осетровых и сиговых рыб.
Токсическое действие метанола на человека
Метанол является сильным, преимущественно нервным и сосудистым ядом с резко выраженным кумулятивным эффектом, то есть усиленным токсическим действием в результате его накопления в организме при кратных поступлениях [14]. Наибольшее количество метанола накапливается в печени и почках [15]. Установлено, что часть поступившего в организм метанола через несколько суток выделяется слизистой оболочкой в просвет желудка и затем снова всасывается. Метанол при пероральном попадании в организм человека вызывает циркуляторный коллапс, то есть острую сосудистую недостаточность, сопровождающуюся резким падением кровяного давления. Особую токсичность метанола связывают с образованием из него в организме формальдегида (НСОН) и муравьиной кислоты (НСООН):
CH3OH → HCOH → HCOOH
За счет образования именно этих веществ, а также медленного распада метанола обусловлена тяжесть интоксикации. При любом пути поступления метанола типичны поражения зрительного нерва и сетчатки глаза, отмечаемые как при острых, так и при хронических интоксикациях. Пары метанола сильно раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Ранние симптомы хронической интоксикации метанолом проявляются в виде концентрического сужения границ цветного зрения, нарастающего со временем и атрофии зрительного нерва, то есть уменьшения его размеров, сопровождающегося нарушением или прекращением функции и отеком. У лиц с хронической интоксикацией метанола в производственных условиях возникает изменение белковообразовательной функции печени. Имеют место быстрая утомляемость, головная боль во второй половине дня, раздражительность, плаксивость и боль в правом подреберье. При малых концентрациях метанола отравление развивается постепенно и характеризуется раздражением слизистых оболочек, частыми заболеваниями дыхательных путей, головными болями, звоном в ушах, невритами и расстройствами зрения. Отравление организма при попадании на кожу метанола обычно происходит при одновременном вдыхании его паров. Поступление метанола в организм через кожу и дыхательные пути связано с особыми условиями, как обливом веществом поверхности тела (без проведения немедленной дегазации) и длительным пребыванием в атмосфере, содержащей метанол [15]. Для определения раннего негативного действия метанола представляется важным и необходимым определение данного вещества в биологических жидкостях организма (крови и моче), например, газохроматографическим методом.
Контроль загрязнения окружающей среды метанолом
Таблица 1. Гигиенические нормативы метанола для различных сред и человека
Предельно допустимая концентрация
В воздухе рабочей зоны
Максимальная разовая в воздухе населенных мест
Среднесуточная в воздухе населенных мест
В воде водных объектов
Предельно допустимый уровень
Однако считается, что определение метанола в биологических средах человека (крови и моче) более актуально, чем определение данного вещества в атмосферном воздухе, поскольку разовая непродолжительная проба в зоне дыхания может неадекватно отражать общее воздействие метанола на организм [15].
Способы утилизации и очистки сточных вод и почв, содержащих метанол
Как известно сточные воды, образуемые на предприятиях газовой промышленности, наряду с метанолом содержат ряд других специфических компонентов (углеводороды, фенолы, гликоли, сероводород и другие вещества) [18]. При этом способ утилизации подобного рода сточных вод, например, сжиганием на так называемых газофакельных установках не является экологически безопасным, так как опасные продукты сгорания компонентов сточных вод поступают в атмосферный воздух, затем оседают на почву и открытые водные объекты.
К другому способу утилизации сточных вод, широко практикуемому в газовой промышленности, относится их подземное захоронение. Оно осуществляется путем закачки сточных вод в глубокие, надежно изолированные водоносные горизонты, не содержащие пресных, бальнеологических, минеральных и термальных вод. Подземное захоронение сточных вод в область депрессионной воронки в водонапорной системе разрабатываемого месторождения природного газа может быть осуществлено при невозможности очистки сточных вод от метанола и других компонентов до требуемых ПДК. Так, например, утилизация не поддающихся очистке сточных вод Астраханского газоконденсатного комплекса, производится путем их закачивания через скважины в пласт триасово-нижнемеловых отложений на глубину около 2000 м [19].
Ниже описываются способы, ориентированные на очистку сточных вод с преобладающим содержанием метанола в их составе, так называемой метанолсодержащей воды. Так, в работе [20] представлена технологическая схема извлечения метанола из сточных вод предприятия химической промышленности на основе процесса ректификации, путем испарения жидкости и раздельной конденсации паров различных компонентов. При этом использовался метод периодической ректификации, который в отличие от непрерывного процесса позволяет разделить смесь и извлечь метанол в одной ректификационной колонне вместо двух.
В работе [22] предложена технологическая схема извлечения метанола из производственных сточных вод газоконденсатных месторождений, заключающаяся в регенерации данного вещества ректификацией с последующим глубоким каталитическим окислением его остаточных количеств в кубовом остатке (неиспарившейся жидкости). При этом 100% окисление метанола в кубовом остатке в концентрации до 1,5% достигается при использовании медно-хромо-магниевого и хромо-магниевого катализатора на носителе из оксида алюминия (Al2O3). Продолжительность контакта метанолсодержащей воды с катализатором не менее 0,9 секунд при температуре не ниже 450 ○ С. Между тем исследования [23] показали также возможность 100% очистки сточных вод от метанола на медно-хромо-цинковом катализаторе при 250 ○ С с начальным содержанием вещества до 5%.
В другом способе очистки не только метанолсодержащей воды, но и почвы от метанола используются микроорганизмы. Так, в работах [24, 25] даются практические рекомендации по очистке указанных сред с помощью биопрепаратов в виде высушенных активных биомасс метилотрофных бактерий (Acinetobacter calcoaceticus и Methylomonas methanica), выделенных из озерной воды и почвы. Очистка загрязненных сред от метанола происходит путем микробиологической трансформации (окисления) данного вещества через формальдегид и муравьиную кислоту до диоксида углерода и воды:
Между тем для снижения риска попадания метанола с загрязненной почвы в поверхностные и подземные воды возникает необходимость ее оперативной очистки, которую также проводят с помощью вышеуказанных биопрепаратов [24]. Так, при поверхностном (0-5 см) и подповерхностном (5-30 см) загрязнении почвы метанолом ее обрабатывают специально приготовленной суспензией биопрепарата (в растворе минеральных удобрений). При этом до и после обработки биопрепаратом верхние слои почвенного профиля подвергают рыхлению. При глубинном загрязнении почвенного профиля метанолом (до 100 см), его слой полностью экскавируют и складируют в виде бурта на специально подготовленную площадку с водонепроницаемым основанием и системой перфорированных труб, проходящих через толщу бурта и обеспечивающих интенсивную аэрацию с помощью компрессоров. Бурт обрабатывают биопрепаратом, периодически подвергают рыхлению и после очистки экскавированный слой возвращают на место выемки. Для очистки нижних слоев почвенного профиля прокладывают скважины на всю глубину загрязнения вплоть до зеркала грунтовых вод, в которые через перфорированные трубы прокачивают суспензию биопрепарата и воздух.
1. Российская газовая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 2004. 527 с.
2. Истомин В.А., Минигулов Р.М., Грицишин Д.Н., Квон В.Г. Технологии предупреждения гидратообразования в промысловых системах: проблемы и перспективы // Газохимия. 2009. № 6. С. 32-40.
3. Грунвальд А.В. Рост потребления метанола в газовой промышленности России и геоэкологические риски, возникающие при его использовании в качестве ингибитора гидратообразования // Нефтегазовое дело. 2007. 25 с.
4. Дмитревская Е.С., Красильникова Т.А., Маркова О.А. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в марте 2014 г. // Метеорология и гидрология. 2014. № 6. С. 103-110.
5. Дмитревская Е.С., Красильникова Т.А., Маркова О.А. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в июле 2016 г. // Метеорология и гидрология. 2016. № 10. С. 103-110.
6. Дмитревская Е.С., Красильникова Т.А., Маркова О.А. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в июне 2016 г. // Метеорология и гидрология. 2016. № 9. С. 97-104.
7. Дмитревская Е.С., Красильникова Т.А., Маркова О.А. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в мае 2016 г. // Метеорология и гидрология. 2016. № 8. С. 100-106.
8. Дмитревская Е.С., Красильникова Т.А., Маркова О.А. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в августе 2016 г. // Метеорология и гидрология. 2016. № 11. С. 96-103.
9. Эльпинер Л.И. Современные медико-экологические аспекты учения о подземных водах // Гигиена и санитария. 2015. № 6. C. 39-46.
10. Унгуряну Т.Н. Риск для здоровья населения при комплексном действии веществ, загрязняющих питьевую воду // Экология человека. 2011. № 3. С. 14-20.
11. Юнусов Р.Р., Шевкунов С.Н., Дедовец С.А., Ушаков С.Н., Лятс К.Г., Самойлов А.П. Малотоннажные установки по производству метанола в газодобывающих районах Крайнего Севера // Газохимия. 2008. № 1. С. 58-61.
13. Ладыгин К.В., Цукерман М.Я., Стомпель С.И. Метанол в газодобыче: снижение экологических рисков // Экология производства. 2014. № 4. С. 47-49.
14. Андреев О.П., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Арабский А.К., Маклюк О.В. Решение проблемы геоэкологических рисков в газовой промышленности. Обзорная информация. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. 78 с.
15. Малютина Н.Н., Тараненко Л.А. Патофизиологические и клинические аспекты воздействия метанола и формальдегида на организм человека // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. 11 с.
16. Бойко О.В., Ахминеева А.Х., Бойко В.И., Гудинская Н.И. Влияние Астраханского газоперерабатывающего завода на загрязнение воздуха производственных помещений и территории // Гигиена и санитария. 2016. № 2. С. 167-171.
17. Тараненко Н.А., Мещакова Н.М. Санитарно-гигиенические аспекты мониторинга за состоянием воздуха рабочей зоны химических производств по получению метанола и метиламинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 8. С. 812-815.
18. Акопова Г.С., Ильченко В.П., Попадько Н.В. Производственные сточные воды газовой отрасли: источники образования, состав, очистка и утилизация // Газовая промышленность. 2003. № 6. С. 76-78.
19. Абуталиева И.Р., Исакова В.В. Освоение газоконденсатных месторождений как фактор изменения геосистем Астраханского Прикаспия // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2010. № 2. С. 7-12.
20. Пухлий В.А., Журавлев А.А., Померанская А.К., Пухлий П.В. Очистка сточных вод от метанола и ацетона // Энергетические установки и технологии. 2016. Т. 2. № 2. С. 68-77.
22. Бренчугина М.В., Буйновский А.С., Исмагилов З.Р., Кузнецов В.В. Разработка технологии очистки производственных вод газоконденсатных месторождений от метанола // Известия Томского политехнического университета. 2007. Т. 311. № 3. С. 64-68.
23. Шаркина В.И., Серегина Л.К., Щанкина В.Г., Фалькевич Г.С., Ростанин Н.Н. Очистка водометанольной фракции от метанола на промышленном катализаторе НТК-4 // Катализ в промышленности. 2012. № 1. С. 61-64.
24. Мурзаков Б.Г., Акопова Г.С., Маркина П.А. Очистка метанолсодержащих вод с помощью биологических препаратов // Газовая промышленность. 2005. № 12. С. 58-60.
25. Мурзаков Б.Г., Акопова Г.С., Маркина П.А. Выделение метилотрофных бактерий из микробиоценоза метанолсодержащих вод // Газовая промышленность. 2006. № 3. С. 83-85.
Announcement in English
The geoecology of methanol used in the gas industry as hydrate formation inhibitor is considered. Examples are given and risks of environmental pollution by methanol, and also its toxic action on the human are described. Hygienic standards of methanol for control of environmental pollution by him are presented. Various methods of utilization and cleaning of sewage and soils contained methanol (burning, burial, rectification, ultra-violet irradiation, catalytic and microbiological influence) as a solution of the problem of environmental pollution risk by this substance are characterized.
Автор: Р.В. Галиулин, Р.А. Галиулина, В.Н. Башкин,