Вступ

Нафтові та природні гази, які видобувають з надр, є сумішшю вуглеводнів метанового ряду – метану, етану, пропану, бутанів тощо. В деяких газах поряд з вуглеводнями можуть міститися: гелій, азот, двооксид вуглецю, сірководень та інші невуглеводневі компоненти. Кількість та вміст їх змінюється в широких межах. У загальному обсязі газу, що видобувають, більшу частину становить метан, який використовують, насамперед, як котельно-пічне паливо. Ресурси етану, пропану, бутанів та важчих вуглеводнів – сировинної бази промисловості органічного синтезу – значно менші від метану.
Нафтові та природні гази є головними джерелами одержання одного з найважливіших та перспективних видів хімічної сировини – етану, з якого виробляють етилен, необхідний для виробництва пластичних мас, оксиду етилену, поверхнево-активних речовин та багатьох інших продуктів та напівпродуктів (за обсягом та структурою споживання етилену визначають рівень розвитку промисловості органічного синтезу).
У перспективі етан може перетворитись з альтернативної на основну вуглеводневу сировину – ведуться розробки синтезу вінілхлориду, ацетальдегіду, етилового спирту та інших продуктів безпосередньо з етану, обминаючи стадію виробництва етилену.
На газопереробних заводах (ГПЗ) з нафтових та природних газів одержують велику кількість пропану, який у чистому вигляді або в суміші з бутаном використовують як нафтохімічну (піролізну) сировину, комунально-побутове та моторне палива, для вогневої культивації ґрунту, сушіння сільськогосподарської продукції тощо.
Окрім етану та пропану, з нафтових та природних газів вилучають н-бутан, ізобутан, н-пентан та ізопентан, які застосовують для виробництва синтетичного каучуку, комунально-побутового та моторного палив.
Висока ефективність використання етану, пропану та інших гомологів метану тривалий час стимулює розвиток видобутку та виробництва цієї сировини в багатьох країнах (зокрема, в США та Канаді). Світова практика доводить, що за наявності великих покладів природних і нафтових газів на базі цієї сировини можна створити багатотоннажні високорентабельні виробництва етану, зріджених газів (пропану, бутанів) та інших видів вуглеводневої сировини і моторного палива, обсяги виробництва яких можна порівнювати з ресурсами сировини і моторного палива, одержаними внаслідок поглиблення переробки нафти.
Актуальність комплексного підходу до використання ресурсів нафтових і природних газів зростає, оскільки збільшення виробництва моторних палив і нафтохімічної сировини забезпечуватиметься, насамперед, збільшенням потужностей вторинних процесів переробки нафти і введенням потужностей з переробки вугілля, для будівництва яких потрібні великі капіталовкладення.
Під час очищення та переробки газу одержують у великих кількостях дешеву сірку, гелій та інші неорганічні продукти, які необхідні для розвитку низки галузей народного господарства. Завдяки наявності великих потужностей з переробки природних газів, що містять сірководень, Канада займає друге місце в світі з виробництва сірки. З виробництва гелію – одного з найважливіших та перспективних про- дуктів – перше місце належить США. Структура споживання гелію така (в % об.): ракетно-космічна техніка – 19; контроль атмосфери – 12; штучні дихальні суміші – 6; наукові дослідження – 15; зварювання в атмосфері інертного газу – 18; кріогенна техніка – 6; теплопередача – 7; хроматографія – 4; інші галузі – 13. У перспективі гелій широко використовуватимуть в атомній енергетиці, кріогенній електротехніці та в інших галузях.
У США згідно з довготерміновою урядовою програмою надлишок гелію, який отримують на заводах, запомповують до спеціальних підземних сховищ для споживання в майбутньому, бо поклади гелійвмісних природних та нафтових газів вичерпуються. Такі заходи виправдані, оскільки одержання гелію з повітря – єдиного альтернативного сировинного джерела – набагато дорожче.
Все це свідчить про те, що мінерально-сировинні ресурси нафтових, газових та газоконденсатних родовищ є величезним національним багатством, раціональне використання якого залежить, зокрема, від наявності потужностей з переробки природних та нафтових газів. За кордоном природний та нафтовий газ почали переробляти у двадцятих роках минулого століття. Найактивніше цей напрямок розвивався у США, Канаді та інших країнах. Нижче наведені головні етапи розвитку переробки газу.
Перший етап (двадцяті–сорокові роки XX ст.) називають “ерою газового бензину”, оскільки газопереробні заводи (тоді їх називали газобензиновими) будували для вилучення газового бензину і підготовки газу до транспортування. Щоб запобігти утворенню кристалогідратів та конденсації важких вуглеводнів у газопроводах на ГПЗ з газу виділяли механічні домішки та вільну вологу (вода та вуглеводневий конденсат), осушували газ до заданої точки роси та виділяли з газу газовий бензин (він складався переважно з пентанів та важчих вуглеводнів).
У цей період на заводах переважали компресійні методи осушування та відбензинювання газу – газ компримували до певного тиску і охолоджували водою, внаслідок чого відбувалася конденсація парів води та важких вуглеводнів.