Комплексная переработка
КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА минерального сырья (а. соmprehensive mineral processing; н. komplexe Mineralrohstoffverarbeitung; ф. traitement соmplexe des mineraux utiles, transformation соmplexe des mineraux utiles; и. elaboracion соmpleja de materias primas minerales, tratamiento соmpleja de materias primas minerales, elaboracion соmpleja de productos crudos minerales) — разделение полезных ископаемых на конечные продукты с извлечением всех содержащихся в исходном сырье ценных компонентов, производство которых технически возможно и экономически целесообразно. Идея комплексной переработки выдвинута в 1931 А. Е. Ферсманом. Комплексная переработка основана на генетических особенностях месторождений полезных ископаемых, которые всегда содержат несколько, иногда десятки ценных компонентов.
Выделяют четыре уровня комплексной переработки твёрдого минерального сырья: выделение из сырья методами обогащения одного концентрата, содержащего один или несколько основных ценных компонентов (например, угольного из угольных месторождений, монометаллического из месторождений цветных и чёрных металлов); дополнительные выделение методами обогащения самостоятельных концентратов, не являющихся основными для данной подотрасли (например, молибденового из медно-молибденовых руд, медного и висмутового из вольфрам-молибденовых руд, баритового, флюоритового, полевошпатового из руд цветных металлов); выделение элементов-спутников, не образующих самостоятельных минералов (редких и рассеянных элементов), из концентратов обогащения химико-металлургическими методами или комбинированной переработкой полезных ископаемых (таким образом, например, получают Se и Te из сульфидов; теллур, галлий из глинозёма; германий из угля; платиноиды из медно-никелевых руд; часть золота и серебра из пиритных концентратов и т.д.); использование отходов обогащения и металлургии для получения строительных материалов, удобрений и другой попутной продукции (например, щебня, песка, гравия из хвостов обогатительных фабрик; шлаковаты, фосфорных удобрений из доменных шлаков; серной кислоты из газов цветной металлургии).
Реклама
При комплексной переработке необходим детальный анализ вещественного состава полезных ископаемых, продуктов обогащения и химико-металлургической переработки. На основе такого анализа рассчитывается баланс распределения полезных компонентов по продуктам переработки и разрабатывается технология их рационального извлечения.
Целесообразность выделения соответствующих компонентов определяется технико-экономическими условиями: наличием производственных мощностей, потребностью в данном виде продукции, возможностью транспортировки, наличием средств для строительства установок и технологических узлов, себестоимостью производства и т.д.
Комплексная переработка — важнейший принцип всех минерально-сырьевых отраслей промышленности. В цветной металлургии комплексная переработка позволяет получать попутную продукцию, общая стоимость которой составляет около 30% товарного выпуска отрасли, извлекать около 70 элементов в виде 700 различных видов продукции. Из них на обогатительных фабриках выпускается 30 видов концентратов, являющихся попутной продукцией.
Комплексная переработка газа осуществляется на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ), первоначально (до 40-х гг.) — для подготовки главным образом нефтяного газа к дальнему транспортированию (удаление механических примесей и воды) и извлечения газового бензина, состоящего в основном из С5+В. Основные процессы переработки — компрессия и масляная абсорбция. В 50-60-е гг. проводилось глубокое извлечение (80-90%) пропана и бутанов (при этом газ подготавливался к дальнему транспорту и попутно из него извлекался газовый бензин), начали перерабатывать газы газовых и газоконденсатных месторождений. Комплексная переработка осуществлялась методами низкотемпературной абсорбции (HTA) с ta6с от -30 до -50°С и абсорбции под высоким давлением с Рабс = 14-16 МПа, а также короткоцикловой адсорбции (КЦА). Началось внедрение процесса низкотемпературной конденсации (HTK). С середины 60-х гг. товарным продуктом ГПЗ становится, кроме того, этан, который извлекается также методами HTA и HTK. Последний особенно эффективен при применении турбодетандерных агрегатов (tнтк от -90 до -120°С), т.к. позволяет перерабатывать газы разнообразного состава (от жирных нефтяных до тощих природных), при этом достигаются высокая степень извлечения целевых компонентов и чистота товарных продуктов. Из неуглеводородных компонентов газов стали производить серу, гелий, одоранты и др.
В CCCP в комплекс по переработке газа входят установки промысловой подготовки газа к транспорту (УППГ, УКПГ), газоперерабатывающие заводы и газофракционирующие установки (ГФУ). Первые сооружаются на газовом промысле и предназначаются для разделения продукции скважин на фазы: газ, конденсат (нефть), пластовая вода (водные растворы ингибиторов), механические примеси (см. также Подготовка газа). Газовая фаза транспортируется на ГПЗ, где из неё извлекаются целевые компоненты. Газовый конденсат, нестабильный бензин или широкая фракция лёгких углеводородов поступают на ГФУ, входящие в состав ГПЗ или расположенные вблизи потребителя, и разделяются на индивидуальные углеводороды или их смеси. Товарные продукты, полученные на ГПЗ и ГФУ, направляются потребителю в виде газообразного и жидкого топлива, а также сырья для глубокой переработки (с целью получения моторных топлив и химических продуктов).
Перспективным является строительство промысловых заводов, расположенных непосредственно на территории промысла и предназначенных для комплексной переработки продукции скважин на весь период разработки месторождения (или группы месторождений). При этом при составлении проекта разработки учитываются оптимальные условия работы завода, а при проектировании последнего — особенности разработки месторождения (изменение термодинамических параметров, а также состава и количества сырья и примесных компонентов — пластовой воды, ингибиторов, кислот, солей, ПАВ и т.д. в зависимости от типа месторождения, системы и периода разработки, а также времени года). Газовый промысел рассматривается в этом случае как топливно-сырьевой комплекс (TCK), проектные решения которого определяются составом пластового флюида, потребностями народного хозяйства в топливе и сырье, возможностями транспорта, требованиями потребителей к количеству, качеству и срокам поставки товарных продуктов, пластовыми условиями месторождения, технологическими и техническими возможностями разработки и переработки, природными условиями региона и т.д. Технологические схемы промысловых заводов разнообразны, но каждая из них включает следующие блоки: разделения продукции скважин на фазы, разделения фаз на компоненты или группы компонентов, производства товарных продуктов, придания им товарного вида (упаковка, расфасовка, налив и т.д.), хранения и отгрузки, очистки стоков и выбросов, сбора и обработки информации, управления. При комплексном проектировании промысловых заводов и разработки месторождения обеспечивается наибольшая компонентоотдача и длительная загрузка заводов. Первый в CCCP TCK — Астраханский. В перспективе возможна комплексная переработка нефти и морской воды.
