Метанолопровод на газовом промысле для чего

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.

Источник

Дозирование ингибиторов гидратообразования в нефтегазовой промышленности.

Блоки непрерывной подачи метанола.

Ввод метанола

Газовые гидраты образовываются в технических системах добычи газа:

Изменение температуры и давления газовой среды вызывает образование технических гидрантов, которое нарушает процессы добычи, транспорта и переработки газа. Даже находящиеся в южной климатической зоне буровые промыслы не могут избежать проблемы образования гидратов из-за больших колебаний суточной температуры, но частота образования гидратов на южных объектах меньше, чем на севере.

Для борьбы с гидратообразованием существует несколько способов, но самый эффективный из них – введение ингибитора гидратообразования – метанола.

90 % газа в России имеет северное происхождение, так как он добывается в Ямало-Ненецком автономном округе, в районе Крайнего Севера. При его добыче в качестве ингибитора гидратообразования используется только метанол.

При проектировании и разработке новых месторождений (Надым, Ямал) в технологии добычи и переработки включают метанол в качестве ингибитора гидратообразования.

Преимущества блоков БНДР Ареопаг для дозирования метанола

Другие преимущества

Компактная модульная конструкция позволяет устанавливать блоки в маленьких помещениях или блок-боксах.

Высокая скорость непрерывного дозирования.

Низкая пульсация в блочном исполнении дозировочных насосов.

Метанол – это реагент, который может быть использован не только для предупреждения гидратообразования, но и для борьбы с уже появившимися гидратоотложениями.

7. Для ввода и распределения метанола не требуется блок приготовления реагента, что снижает стоимость технологической линии.

8. Введение метанола не увеличивает коррозию металла в системах добычи, подготовки и транспортировки газа.

9. Возможность использования водных растворов метанола, технического метанола, низкие требования к качеству ингибитора.

10. Возможность и простота регенерации отработанных растворов.

11. Эффективность введения метанола при решении проблемы ликвидации несплошных гидратных пробок в скважинах, коллекторах, системах подготовки газа, компрессорных и магистральных трубопроводах.

Использование метанола, как и любого химического вещества имеет сложности и главная из них – высокая токсичность (воздействие на организм человека как при вдыхании паров, так и при попадании на кожу и в организм человека.

Дозировочное оборудование

Дозировочные насосные установки открытого исполнения на раме

БНДР – блок непрерывного дозирования реагентов может комплектоваться на базе электронасосных плунжерных или мембранных агрегатов, а также дополнительным оборудованием согласно технологическим требованиям заказчика.

Скважинные установки дозирования реагентов (СУДР, УДЭ)

Блоки дозирования предназначаются для подачи химических реагентов в нефтегазодобывающую скважину, а также в трубопроводы сбора и транспортировки нефти для защиты нефтяного оборудования от коррозии, отложений солей, АСПО и т.д.

Блоки дозирования реагентов (мини БРХ)

Легкая и мобильная конструкция блока позволяет использовать его без фундамента и перемешать в зависимости от потребностей производства.

Блок реагентного хозяйства (БРХ, УДХ, БР)

Блоки непрерывного дозирования реагента в отапливаемых блоках укрытия предназначены для автоматического ввода химических реагентов в трубопроводы промысловых систем сбора, транспортировки и подготовки нефтепродуктов.

Мобильный блок реагентного хозяйства

МБРХ – предназначен для приготовления, перевозки и дозированного нагнетания нейтральных, токсичных и легковоспламеняющихся жидких химических реагентов в затрубное пространство нефтяных и газовых скважин, а также в трубопроводы.

Блоки подачи метанола, МЭГ, ДЭГ

Блоки предназначаются для подачи метанола или этиленгликоля в газодобывающие скважины, трубопроводы сбора и транспортировки газа целью предотвращения гидратных пробок и отложений, а также для подачи МЭГ, ДЭГ и ТЭГ для осушки газа и регенерации отработанного этиленгликоля.

Источник

Нефть, Газ и Энергетика

Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам

Инструкция по перекачке метанола насосами

ИНСТРУКЦИЯ

По перекачке метанола насосами насосной склада химреагентов.

1.1 Настоящая инструкция предназначена для объектов промысла, применяющих и использующих метанол.

1.2 На объектах промысла разрешается использовать метанол только как средство предотвращения или разрушения кристаллогидратных пробок в аппаратах, приборах газопроводов, а также для обработки призабойных зон газовых скважин.

Порядок применения метанола на технологические нужды определяется проектом обустройства промысла, «Правилами технической эксплуатации газодобывающих предприятий», «Правилами безопасности в нефтяной и газодобывающей промышленности», «Инструкция о порядке получения от поставщиков, перевозки, хранения, отпуска и применения метанола на объектах газовой промышленности».

1.3 Ответственность за обеспечение необходимых условий для правильной работы с метанолом и контроль за соблюдением настоящей Инструкции возлагается на главного инженера промысла.

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАНОЛА. ЕГО ТОКСИЧНОСТЬ.

2.1 Метанол СН3ОН (метиловый спирт, карбинол) – бесцветная, прозрачная жидкость, по запаху и вкусу напоминает винный (этиловый) спирт. Удельный вес при +20 [С1] ° С составляет 0,79 г/см3. Температура кипения – 64,7 ° С. Растворим в спиртах и других органических соединениях, смешивается с водой во всех отношениях, легко воспламеняется. Имеет температуру вспышки +16 ° С, при испарении взрывоопасен, предел взрываемости 5,5 – 36,5 % обьемных в смеси с воздухом. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5 мг/м3.

Особенно опасен при приеме внутрь: 5-10 г метанола могут вызвать тяжелое отравление, а 30 г являются смертельной дозой.

2.3 В целях исключения возможности ошибочного употребления метанола в качестве спиртного напитка в него необходимо добавлять одорант (этилмеркаптан С2Н5СН) в соотношении 1:1000, керосин в соотношении 1:100 и химические чернила или другой краситель темного цвета, хорошо растворяющиеся в метаноле, из расчета 2-3 литра на 1000 литров метанола.

3. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ МЕТАНОЛА.

3.1 На промысле предусмотрена централизованная система подачи метанола в газопроводы для предотвращения гидратообразования.

3.2 Метанол из автоцистерны сливается в заглубленную емкость 50Е-7 и перекачивается погружным насосом емкости 50Е-7 в емкости хранения метанола 50Е-1.1, 50Е-2.1, 50Е-3.1, 50Е-4.1.

3.3 Для подачи метанола на кусты газовых скважин, на участок входа коллекторов сырого газа в ЗПА, в трубопроводы газа сырого на ЦОГ и газопровод осушенного газа перед краном № 0 используются насосы 50Н-1 (3 шт.) типа ДП– 100/250 и насосы 50Н-4 (2шт.) типа ПТ 1,6/160

3.4 Расчетное давление (максимальное рабочее) трубопровода подачи метанола в вышеназванные участки составляет 110 (11,0) кг*с/см2 (Мпа).

4. НЕОБХОДИМОСТЬ ПОДАЧИ И КОЛИЧЕСТВО ПОДАВАЕМОГО МЕТАНОЛА.

4.1 Решение о необходимости подачи метанола в трубопровод принимается сменным инженером и согласовывается с главным инженером предприятия.

4.2 Необходимость подачи метанола возникает при понижении температуры газа в газопроводе и приближении ее к тому значению, при котором возможно гидратообразовании при существующем в газопроводе давлении.

Косвенно на начало процесса гидратообразования в газопроводе указывает увеличение перепада давления на участке газопровода при падении расхода газа.

Температура гидратообразования определяется по формуле:

Т = 3630,7/(13,71- lg Р) – 273,3, ° С

где Т – температура гидратообразования при давлении Р (Мпа), ° С

4.3 Температуру гидратообразования на участке входа коллекторов сырого газа на ЗПА до и после клапанов регуляторов можно так же найти в экранных формах режима работы ЗПА на АСУ ТП УКПГ.

4.4 Для оперативного определения температуры гидратообразования можно воспользоваться кривой равновесных параметров гидратообразования приведенной на рис. 1.

4.5 Количество подаваемого метанола определяется из расчета и зависит от разницы между температурой начала гидратообразования и температурой в конце газопровода. Чем выше эта разница, тем большее количество метанола необходимо подавать в газопровод.

4.6 В зависимости от того, какое количество метанола необходимо подать в газопровод принимается решение о марке и количестве насосов, которые нужно запустить в работу.

Так один насос ДП –100/250 обеспечивает максимальную подачу метанола в количестве 100 л/час, а один насос ПТ 1,6/160 – 1600 л/час. Производительность насоса марки ДП – 100/250 регулируется путем изменения хода штока плунжера насоса и может быть рассчитана по формуле:

L – ход штока плунжера насоса, мм

Производительность насосы марки ПТ – 1.6/160 не изменяется.

4.7 Для распределения количества метанола по коллекторам и технологическим ниткам ЗПА используется блок дозирования подачи ингибитора типа

ИНГ – 2 позволяющий автоматически подавать метанол в 16 различных направлениях в течение определенного (для каждого направления) времени.

Продолжительность всего цикла переключений на ИНГ-2 составляет 120 мин.

5. ПОРЯДОК ПОДАЧИ МЕТАНОЛА В ГАЗОПРОВОДЫ ЗТГП.

5.1 Перед пуском системы в работу, исходное положение всей запорной арматуры – закрытое.

5.2 Первоначальный пуск в работу системы подачи метанола в газопроводы осуществляется в следующей последовательности:

— открыть задвижки № 2.4 или 2.3 в зависимости от того, какая емкость склада метанола будет использоваться в качестве расходной;

— открыть вентиля на импульсных линиях приборов КИП и А;

— открыть задвижки № 1, 2,18;

— открыть воздушник № 17 для вытеснения воздуха из трубопровода метанола на насосную склада химреагентов;

— по окончании вытеснения воздуха воздушник № 17 закрыть;

— открыть задвижки № 5.1 или 5.2 в зависимости от того, какой насос 50Н-4.1 или 50Н-4.2 выбран для подачи метанола в газопровод;

— открыть задвижки № 12.1 или 12.2 или 12.3 в зависимости от того, какой насос 50Н-1.1 или 50Н-1.2 или 50Н-1.3 выбран для подачи метанола в газопровод;

— открыть задвижки № 13.1 или 13.2 или 13.3 в зависимости от того, какой насос 50Н-1.1 или 50Н-1.2 или 50Н-1.3 выбран для подачи метанола в газопровод;

— открыть задвижки № 14.1 или 14.2 в зависимости от того, какой насос 50Н-4.1 или 50Н-4.2 выбран для подачи метанола в газопровод;

— открыть задвижку № 15;

— включить электродвигатель выбранного насоса группы 50Н-1 и набрать в трубопроводе подачи метанола давление не менее 90 кг*с/см2 (пуск насоса производить согласно инструкции по эксплуатации насоса ДП – 100/250);

5.3 Для подачи метанола в газопровод осушенного газа перед краном № 0 выполняются следующие переключения:

· открыть краны К1 и К2.

5.4 Для подачи метанола на кусты газовых скважин выполняются следующие переключения:

· открыть задвижки № 3, 5 или № 4, 6 в зависимости от того какой из фильтров будет использоваться;

· открыть задвижки № 2, 11, 12;

· открыть вентиль подачи метанола на соответствующем кусте газовых скважин;

· открыть секущие задвижки на метанолопроводе соответствующего куста газовых скважин;

· для подачи метанола на КГС № 18, 20, 21, 22, 23:

— открыть секущие вентиля на 14 нитке ИНГ – 2;

· для подачи метанола на КГС № 17, 19:

-открыть секущие вентиля на 15 нитке ИНГ – 2;

· для подачи метанола на КГС №12, 14, 15:

— открыть секущие вентиля на 12 или 16 нитках ИНГ – 2;

· для подачи метанола на КГС № 6, 10:

— открыть секущие вентиля на 11 нитке ИНГ – 2;

· для подачи метанола на КГС № 1, 2, 3, 4, 5, 8, Р-893:

— открыть секущие вентиля на 10 нитке ИНГ – 2;

5.5 Для подачи метанола на участок входа коллекторов сырого газа в ЗПА выполняются следующие переключения:

— открыть секущие вентиля на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или 9 нитках ИНГ – 2 в зависимости от того, на какую технологическую нитку ЗПА будет подаваться метанол;

— открыть запорный клапан на линии подачи метанола в выбранную технологическую нитку ЗПА, после ИНГ – 2.

5.6 Для подачи метанола в трубопроводы газа сырого на ЦОГ выполняются следующие переключения:

· для подачи метанола перед кранами № 21:

— открыть задвижки № 1, 11;

— открыть запорный клапан № 10 на линии подачи метанола в соответствующую нитку трубопровода газа сырого на ЦОГ.

· для подачи метанола после кранов № 21:

— открыть задвижки № 1, 11;

— открыть запорный клапан № 9 на линии подачи метанола в соответствующую нитку трубопровода газа сырого на ЦОГ.

5.7 В процессе подачи метанола в газопроводы контролировать давление на нагнетании насосов, при его превышении 110 кг*с/см2 насосы должны быть остановлены.

5.8 В случае необходимости подачи повышенного количества метанола в газопроводы для предотвращения гидратообразования или для заполнения метанолопроводов используются насосы группы 50Н-4. Пуск в работу насосов группы 50Н-4 осуществляется согласно инструкции по эксплуатации насосов марки ПТ – 1,6/160.

5.9 Регулирование количества метанола подаваемого на кусты газовых скважин или на участок входа коллекторов сырого газа в ЗПА осуществляется следующими способами:

— клапаном регулятором на соответствующей нитке ИНГ – 2;

— продолжительностью нахождения в открытом состоянии электромагнитного клапана на соответствующей нитке ИНГ – 2.

5.10 По окончании подачи метанола в газопровод запорная арматура должна быть приведена с исходное положение, давление из трубопровода подачи метанола должно быть стравлено до 0,0 кг*с/см2 через вентиль № 7 в обвязке фильтров метанола на ЗПА.

5.11 Запорная арматура, насосная склада химреагентов опломбирована, о чем сделана соответствующая запись в вахтовом журнале.

6. ПЕРЕКАЧКА МЕТАНОЛА НАСОСАМИ ПО СКЛАДУ ХИМРЕАГЕНТОВ.

6.1 Перекачка по складу метанола осуществляется погружным насосом подземной емкости 50Е-7.

6.2 Прием метанола на склад из автоцистерны осуществляется в следующей последовательности:

— назначается бригада для приема метанола на склад в составе 2-х человек из числа лиц допущенных к работе с метанолом;

— проводится инструктаж на рабочем месте с членами бригады согласно данной инструкции;

— члены бригады одевают резиновые сапоги, перчатки, фартук и противогаз марки «А»;

— отбирается проба продукта из автоцистерны на анализ;

— с помощью армированного прорезиненного рукава автоцистерна соединяется с линией заливки метанола в емкость 50Е-7;

— открывается задвижка № 1 на линии заливки метанола в емкость 50Е-7;

— открывается вентиль слива продукта из автоцистерны;

— после опорожнения, автоцистерна пропаривается в течении 2 часов;

— производится контрольный замер количества метанола в емкости 50Е-7 и сверяется с количеством метанола указанным в товаротранспортной накладной;

— в случае несоответствия количества метанола указанного в товаротранспортной накладной и принятого на склад составляется акт на недостающий объем метанола, который направляется на утверждение главному инженеру предприятия;

— при соответствии отправленного и полученного объема метанола делается запись в журнале учета расхода метанола, о количестве поступившего на склад метанола и номере накладной, по которой метанол был отпущен с БПТО и КО.

6.3 При перекачке метанола из емкости 50Е-7 на склад метанола выполняются следующие действия:

— открыть вентиль подачи уплотнительной жидкости на погружной насос емкости 50Е-7;

— включить электродвигатель погружного насоса емкости 50Е-7 (пуск насоса осуществляется согласно инструкции по эксплуатации центробежных насосов);

— открыть задвижку на нагнетании погружного насоса емкости 50Е-7;

— открыть задвижку № 4 на емкости склада метанола, в которую осуществляется перекачка;

— постоянный контроль за уровнем в заполняемой емкости склада метанола (емкость заполняется на 90 % от своей максимальной вместимости в целях предотвращения ее перелива при тепловом расширении продукта);

— после заполнения емкости задвижка № 4 в ее обвязке закрывается, а задвижка № 4 в обвязке другой емкости склада метанола подготовленной для приема продукта открывается.

— по окончании перекачки вся запорная арматура, использованная при работах, закрывается и пломбируется о чем делается соответствующая запись в вахтовом журнале.

6.4 При перекачке метанола со склада на автоцистерну выполняются следующие действия:

— открыть задвижку № 1.1 или 1.2 в зависимости от того, из какой емкости будет отбираться метанол;

— открыть задвижку № 5;

— с помощью армированного прорезиненного рукава емкость склада метанола соединяется с линией заливки в автоцистерну;

— открывается вентиль заполнения на автоцистерне;

— открывается задвижка № 6 на линии подачи метанола в автоцистерну;

— отбирается проба метанола из опорожняемой емкости;

— по окончании перекачки вся запорная арматура, использованная при работах, закрывается и пломбируется, о чем делается соответствующая запись в вахтовом журнале;

— записывается в журнал учета расхода метанола, количество отпущенного метанола и по чьему распоряжению он был отпущен;

6.5 Средства индивидуальной защиты, использованные членами бригады при перекачке метанола, промываются водой, высушиваются и укладываются в шкаф СИЗ и СИЗОД, находящийся в помещении насосной химреагентов.

6.6 Запорная арматура, шкаф СИЗ и СИЗОД, насосная химреагентов пломбируются, о чем выполняется соответствующая запись в вахтовом журнале.

Источник

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 5. 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,

Источник