попутное извлечение йода из отработанных пластовых вод

ПОПУТНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЙОДА ИЗ ОТРАБОТАННЫХ
ПЛАСТОВЫХ ВОД НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
ФГБОУ ВО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Авторы проекта:
Ганяев Владимир Петрович – доктор химических наук, профессор.
Шаповалова Елена Анатольевна – кандидат технических наук.
E-mail: ganyaev@tsogu.ru
Тел./факс: +7(3452) 20-67-30
Описание проекта
Потребность в йоде: не менее 1 200–1 500 т/год
В Российской Федерации спрос на йод
удовлетворяется на 15 – 25%
Проблема утилизации термальных и пластовых
вод месторождений
Отсутствие рентабельных технологий
Командой проекта разработан инновационный способ
добычи йода (патент РФ № 255045)
Снижение количества токсичных выбросов в окружающую среду
Сокращение йододефицита в стране
2
Мировой рынок йода
Страна
Чили
Япония
СНГ
США
Индонезия
Китай
Всего
доказанные
запасы, млн.т.
9
5
0,46
0,25
0,1
0,04
прогнозные запасы,
млн.т.
18
7
0,93
0,55
0,2
0,12
14,85
26,8
Источник: Геологическая служба США (USGS)
Мировое производство йода, т
Динамика мировой торговли йодом, млн. $
1500
1413
17000
1370
1400
1000
9400
500
1047
716
0
Чили (58%)
Япония (32%)
США (5%)
Другие (5%)
2010
2011
2012
3
Рынок йода в России
ОАО «Троицкий йодный завод» (Краснодарский край)
Мощность – 185 т/год
Извлечение йода методом воздушной десорбции
Покупатели йода
до 2005 г. - «Троя» (США)
до 2008 г. - ЗАО «Северодонецкое
Объединение Азот» (Украина)
ОАО НПО «Йодобром», ОАО «Фитофарм» и
др. химические и фармакологические
предприятия Украины.
разработка йодных вод остановлена по
причине неработоспособных скважин и
технического состояния насосов
ООО «Пермская химическая компания» (Пермский край)
Мощность – 55 т/год
Извлечение йода методом воздушной десорбции
ОАО «НПО Йодобром» (республика Крым)
Извлечение йода методом воздушной десорбции
Покупатели йода
США, Казахстан, Узбекистан, Белоруссия
разработка йодных вод не ведется;
предприятие работает на привозном импортном
сырье (ООО «Азер-Йод») и поставках
полуфабрикатов из США
производство остановлено в связи с
перепрофилированием деятельности
4
Обзор цен и спроса на йод
Мировое производство и средняя цена на йод усредненной чистоты (1960-2012)
Увеличение
спроса
 Рынок йода вырос с
18,000 МТ в 2000 до
29,170 МТ в 2012
Ограничение
поставок
 Уменьшение ресурсов
в Японии
 Битва за водные
ресурсы в Чили
Рост цен
 Цена возросла до 6070 $ /кг с 15 $/кг в
2000 г.
Источник: Геологическая служба США (USGS)
- Цены на йод за последние 10 лет выросли более чем на 300% и составляют в среднем 60-70 $ за кг;
- Рост цен отражает состояние рынка и высокие затраты производства
5
Разработка технологической схемы
извлечения йода
Ионообменный способ
Безреагентный способ
H2SO4
Пластовая вода
Cl2 или NaOCl
АВ-17-8
Na2SO3 + NaCl
KClO3+Н2SO4
Подкисление
() U, I
Окисление
Сорбция
Сорбент
пластовая
вода
Подкисление
Окисление
Сорбция
Отработанная
вода
Десорбция
Выделение йода
Десорбция йода
с угля
Очистка йода
(сублимация)
Йод
кристаллический
Йод
кристаллический
6
Производственный цикл получения йода
безреагентным способом
7
Опытно-промышленная йододобывающая установка,
испытываемая на подземных отработанных водах
скважины № 10п
Технические характеристики
установки
Показатель
Длина (мм)
2 640
Ширина (мм)
2 400
Высота (мм)
2 445
Вес (т)
Параметры сорбционной колонны,м
Загрузка сорбента в каждую колонну (кг)
3,65
1,1 х 0,8
80
Потребление электроэнергии (Вт/ч)
130
Производительность по воде (м3/ч)
1
8
Результаты испытания
опытно-промышленной установки
В результате проведенных испытаний, из отработанных вод скважины № 10п
(санаторий-профилакторий «Сосновый бор», Ялуторовский р-н, Тюменская обл.) на
опытной установке получены следующие технологические параметры:
ПАРАМЕТРЫ
Исходная концентрация йода, г/м3
Пропущено раствора, м3
Производительность общая, м3/час
Поступление йода на сорбцию, г/час
Сорбция, кг/сутки
Емкость ионита г/л
Высота слоя, м
Полная емкость до проскока, кг
Время полной отработки слоя, сут
рН среды в фильтрате
Сила тока, А
Рабочее напряжение, В
Выход йода, %
Расчетные Фактические
значения
значения
9.00
3333,0
1.00
9.00
0.216
120.00
0.5
30.0
138.9
6.5
7,5
5
85
9.00
1440.0
1.00
9.00
0.116
90.00
0.5
10.0
60
7,3
8,5
7,5
66*
* Цикл насыщения йода сорбентом закончился раньше из-за недостаточной
водоподготовки. Не была предусмотрена предварительная очистка поступающего
раствора, вследствие чего произошло механическое засорение угля.
9
Характеристика выбросов вредных веществ в атмосферу, водоемы и почву
на стадии извлечения йода
Вещество
ПДК, мг/л
Валовой выброс от
производства 100 т йода,
т/год
Ионообмен.
сп-б
Безреаг.сп.
Йод
0,03
0,334
0,2
Хлор элементарный
0,1
0,513
-
Сернистый ангидрид
0,5
0,736
-
-
0,768
-
Аммиак
0,2
1,0
-
Серная кислота
0,3
10,483
-
13,066
0,2
Водород йодистый
Итого
10
Финансовые показатели проекта
Показатель
Годовая мощность производства
Объем добычи воды
Капитальные вложения
Объем производства
Себестоимость производства 1 т йода
Полная себестоимость
Стоимость 1 т йода
Валовая прибыль
Рентабельность производства
Чистая прибыль
Ставка дисконтирования
Период окупаемости ‐ PB
Дисконтированный период окупаемости –
DPB
Средняя норма рентабельности ‐ ARR, %
Чистый приведенный доход – NPV, руб.
Индекс прибыльности ‐ PI
Внутренняя норма рентабельности ‐ IRR, %
Ед. измерения
За год
т
млн. м3 /год
млн. руб.
млн. руб.
млн. руб.
млн. руб.
млн. руб.
млн. руб.
%
млн. руб.
%
мес.
мес.
100
4,32
114,39
166,95
0,58
48,72
2,00
84,85
74
67,66
15
18
22
%
Руб.
62,75
102 840,2
1,9
86,5
%
11