Бизнес – предложение.

Подзаголовок: Серийное изготовление модульных установок биотрансформации попутных нефтяных газов в кормовой белково - витаминный концентрат гаприн.

 

 1.0.  Введение.

    Потребность в белке столь велика, что учёные всего мира упорно ведут поиск новых источников сырья для его микробиологического синтеза. Особый интерес представляет природный газ, который состоит в основном из самого простого по строению и самого лёгкого углеводорода – метана (СН4). Большое внимание  уделяется  разработке технологии выращивания богатых белком бактерий в среде с природным газом.

    В Советском Союзе в 1964 году  начались работы по созданию промышленной технологии получения белковых веществ из природного газа.  В течение 1987 – 1994 годов на созданном экспериментальном производстве ежемесячно вырабатывалось около 1000 тонн белково-витаминного концентрата гаприн.

    Планировалось в 1983 -1989 годах построить в СССР заводы по производству гаприна в Томске, Оренбурге и Коми АССР суммарной мощностью до 10 млн. тонн в год.

    С распадом СССР, прекратилось государственное финансирование, работа экспериментального производства была остановлена, сама установка ликвидирована.         

    Дефицит белка в СССР составлял 10 млн. тонн в год. В настоящее время Россия испытывает дефицит белка в 2 млн. тонн в год. Мировой дефицит белка превышает 30 млн. тонн в год.

    Природный газ для России и Казахстана является стратегическим  экспортным продуктом.

 Попутный нефтяной газ (ПНГ), получаемый при добыче нефти на месторождениях и перерабатывающих заводах, чаще всего сжигается в факелах. Компаниям – экспортёрам до последнего времени было проще платить государству штрафы за сжигание ПНГ в факелах, не считаясь с потерями этого сырья.     

    Технология получения гаприна универсальна и позволяет в качестве сырья для  производства гаприна использовать не только «товарный» природный газ, но и попутный нефтяной газ (ПНГ), сжигание которого на месторождениях и перерабатывающих предприятиях приносит  экономические потери и экологический вред.

    Разработанная технология  на базе модульных установок биотрансформации рассчитана и на месторождения с малодебитным ПНГ (5-20 млн. куб. м. в год). Они расположены в отдаленных  районах и автономность модульной установки позволяет не только обеспечивать  собственные энергетические потребности, но и передать часть энергии региону базирования.

   Только для закрытия факелов на месторождениях данной категории в России,  необходимо изготовить более 1300 установок. Для аналогичных целей в Казахстане необходимо изготовить не менее 100  установок. Проблема факельных сжиганий ПНГ  на месторождениях  других стран по всему миру стоит также остро, а для её решения  методом  биотрансформации потребуется  более 4000 установок.

   Одновременно с ликвидацией факелов и, как следствие, снижением вредных выбросов в атмосферу (Экономия квот по Киотскому  протоколу), появляется возможность обеспечения больших территорий доступным и эффективным кормовым белком.

   Кроме того,  гаприн является сырьём для синтеза целой гаммы продуктов для парфюмерии, фармацевтической и пищевой промышленности, производства нуклеиновых кислот и полисахаридов, производства металлопротеинов и др.

 

 2.0 Попутные нефтяные газы: Определение, Ситуация, Проблемы утилизации, Экологические аспекты.

 Попутный нефтяной газ (ПНГ) – это природный углеводородный газ, растворённый в нефти или находящийся в «шапках» нефтяных или газоконденсатных месторождений. В отличие от природного газа, ПНГ содержит в своём составе кроме метана и этана большую долю пропанов, бутанов и паров более тяжёлых углеводородов. Во многих ПНГ, в зависимости от месторождения, содержатся также не углеводородные компоненты: сероводород и меркаптаны, углекислый газ, азот, гелий и аргон.

   При вскрытии нефтяных пластов обычно сначала начинает фонтанировать газ нефтяных «шапок». Впоследствии основную часть  добываемого ПНГ составляют газы, растворённые в нефти. Газ газовых «шапок», или свободный газ, является более лёгким по составу (с меньшим содержанием тяжёлых углеводородных газов) в отличие от растворённого в нефти газа.

   Начальные стадии освоения месторождений обычно характеризуются большими ежегодными объёмами добычи ПНГ с большой долей метана в своём составе. При длительной эксплуатации  месторождения дебет ПНГ сокращается и большая доля газа приходится на тяжелые составляющие.

   ПНГ является важным сырьём для энергетики и химической промышленности. ПНГ имеет высокую теплотворную способность, которая колеблется в пределах от 9 000 до 15 000 Ккал./куб.м., но его использование в энергогенерации затрудняется нестабильностью состава и наличием большого количества примесей, что требует дополнительных затрат на очистку («осушку») газа.

    В химической промышленности содержащиеся в ПНГ метан и этан используются для производства пластических масс и каучука, а более тяжелые элементы служат сырьём при производстве ароматических углеводородов, высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов, в частности, сжиженного пропан-бутана технического (СПБТ).

   ПНГ – ценнейшее углеводородное сырьё наряду с нефтью и природным газом. В эпоху нарастающего дефицита энергоносителей  рациональное использование ПНГ является неотъемлемой частью эффективного энергопользования и одним из важнейших показателей уровня промышленного развития страны.

   Стандартом для нефтяных компаний в развитых странах является утилизация 90 – 95 % добываемого ПНГ, в то время как в России, даже по официальным данным, сжигается не менее 30% этого углеводородного сырья.

   Сжигание  ПНГ  в России и других странах СНГ– это ежегодно более полумиллиона тонн вредных выбросов в атмосферу  и миллиарды долларов упущенной выгоды.

   Основные потери ПНГ формируются за счёт малых и средних удалённых месторождений, доля которых в мире продолжает стремительно увеличиваться.   

   Организация сбора газа с таких месторождений по схемам, предложенным для строительства крупных газоперерабатывающих заводов, является весьма капиталоёмким мероприятием, требует значительного времени для реализации, не позволяет утилизировать нефтяные газы концевых ступеней сепарирования и практически неприменима к территориально разобщенным малым и средним месторождениям.

   В настоящее время у недропользователей вновь возник интерес к проблеме коммерческой переработки ПНГ. Причиной этому в первую очередь является требование государства к нефтяным компаниям утилизировать нефтяной газ в соответствии с условиями лицензий на эксплуатацию нефтяных месторождений.

   Невыполнение этих условий может служить основанием для лишения недропользователя лицензии на добычу нефти.

В России по официальным данным извлекается около 55 млрд. куб.м. ПНГ. Из них порядка 20 -25 млрд. куб.м. сжигается на месторождениях и лишь порядка 15 – 20 млрд.куб.м. используется в химической промышленности.

    Большая часть сжигаемого ПНГ приходится на новые и труднодоступные месторождения Западной и Восточной Сибири.

   Важным показателем для каждого нефтяного месторождения является  газовый фактор нефти – количество ПНГ, приходящегося на одну тонну добываемой нефти. Для каждого месторождения этот показатель индивидуален и зависит от природы месторождения, характера его эксплуатации и длительности разработки и может составлять от 1-2 куб.м. до нескольких тысяч куб. м. на одну тонну.

   Только утилизация объёмов ПНГ в России, переработка которых является экономически рентабельной* при текущей конъюнктуре рынка, позволила бы ежегодно производить до 5-6 млн. тонн жидких углеводородов, 3-4 млрд. куб. м. этана, 15-20 млрд. куб.м. сухого газа или 60-70 тыс. Гвт.час электроэнергии. Возможный суммарный годовой эффект может составить до 10 млрд. долл.

   В Республике Казахстан проблема утилизации ПНГ не менее остра. В настоящее время по официальным данным из 9 млрд. куб.м. ПНГ, ежегодно добываемого в стране, утилизируется только две трети.

    Объём сжигаемого газа в Республике Казахстан достигает 3 млрд.куб.м. в год. Более четверти работающих в стране нефтедобывающих предприятий сжигают более    90 %  добываемого  ПНГ. На ПНГ  приходится почти половина всего добываемого в стране газа и темпы роста добычи ПНГ на данный момент опережают темпы роста добычи природного газа.

  * Рентабельность в данном случае определяется с позиций дебета скважин по ПНГ при переработке ПНГ традиционными методами (сжижение, сепарация, хим. синтез):

-Рентабельными считаются месторождения с дебетом ПНГ не менее 50-60 млн. куб.м. в год.

-Нерентабельными в этом смысле являются месторождения с дебетом ПНГ от 5-20  до 50 млн. куб.м. в год.

   Газы таких месторождений в настоящее время специалисты по технологиям утилизации рекомендуют сжигать.

  Суммарные объёмы рентабельных и нерентабельных месторождений делятся в соотношении 50/50.

   Технология биотрансформации ПНГ в гаприн позволяет использовать и нерентабельные по дебету ПНГ месторождения.

   Таким образом, используя весь комплекс технологий  может быть утилизирован весь объём ПНГ.

   Сжигание ПНГ – серьёзная экологическая проблема как для самих нефтедобывающих регионов, так и для глобальной окружающей среды.

   Ежегодно в России и Казахстане в результате сжигания ПНГ в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязнённых веществ, включая  углекислый газ , диоксид серы и сажевые частицы. Выбросы, образующиеся при сжигании ПНГ составляют 30 % от всех выбросов в атмосферу в Западной Сибири, 2% от выбросов от стационарных источников в России и до 10% суммарных атмосферных выбросов Республики Казахстан.

   Необходимо также принять во внимание негативное влияние теплового загрязнения, источником которого являются нефтяные факелы. Западная Сибирь России – один из немногих малонаселённых регионов мира, огни которого можно видеть ночью из космоса наряду с ночным освещением крупнейших городов Европы, Азии и Америки.

Особенно  актуальной при этом проблема утилизации ПНГ видится на фоне ратификации Россией Киотского протокола. Привлечение средств европейских

углеродных фондов под проекты тушения факелов позволило бы профинансировать до 50% требуемых капитальных затрат и существенно повысить экономическую привлекательность данного направления для частных инвесторов.

   По итогам 2006 года объём углеродных инвестиций, привлечённых компаниями Китая в рамках Киотского протокола, превысил 6 млрд. долл., притом, что такие страны как Китай, Сингапур или Бразилия не брали на себя обязательств по сокращению выбросов.   

   Отставание в вопросах  законодательного оформления и передачи углеродных квот будет стоить Российским и Казахстанским  компаниям миллиардов долларов недополученных инвестиций. 

3.0.Белково-витаминный концентрат гаприн: История создания и производства,   

Технические условия и состав, Результаты  испытаний и рекомендации к применению.

  Гаприн – бактериальная биомасса из природного газа с содержанием белка 75-79 % (ТУ-11249895-12-09-92), не токсичен, не обладает канцерогенным и кумулятивным действием. По своему составу гаприн – это белковый продукт с высоким содержанием витаминов группы В (особенно В12), аминокислот и микроэлементов. Являясь полноценным заменителем животного белка в отличии от кормов растительного происхождения (включая злаковые и бобовые культуры),  гаприн обеспечивает сбалансированное аминокислотное питание животных.

    Процесс биосинтеза на природном газе осуществляется  в водной среде, в которой происходит рост биомассы метанокисляющих микроорганизмов в результате потребления ими метана, свободного кислорода и компонентов минерального питания. Процесс является непрерывным и осуществляется при температуре  водной среды 41-44 град.С и рН 5,4-5,7.

    В СССР в 60-тые годы большое внимание уделялось работам по созданию промышленной технологии получения белковых веществ из н-парафинов нефти и природного газа. В 1969 году было подписано  Межправительственное соглашение между СССР и ГДР по разработке технологий производства микробиологического белка из углеводородного сырья. В 1983 -89 годах планировалось построить заводы по производству гаприна суммарной мощностью до 10 000 000 тонн в год.

    Были приняты руководящие документы:

- «О дальнейшем развитии производства кормовых добавок и средств защиты растений»;

- «О дальнейшем развитии промышленности по производству кормовых добавок для нужд животноводства».

   Для реализации этих решений на Светлоярском заводе БВК было создано экспериментальное производство гаприна, целью которого была отработка промышленного модуля с единичной мощностью 15 000-30 000 тонн в год. К вопросу организации производства белка из природного газа проявляют интерес компании во многих газодобывающих странах мира, в частности Казахстан, Иран.

   В 1994 году экспериментальное производство прекратило свою работу по причине передачи финансирования работ по получению гаприна компании «Юкос», для которой основным направлением деятельности была добыча и переработка нефти. Работы по комплексной  переработке нефти и газа финансированием не обеспечивались.

   По мнению специалистов сельского хозяйства, ликвидация дефицита животного белка и введение его в состав комбикормов в соответствии с зоотехническими нормами позволит в сжатые сроки значительно увеличить объём производства мяса, рыбы и птицы. При этом себестоимость продукции будет снижена в связи с тем, что затраты на производство гаприна, при существующей в настоящее время цене на природный газ, существенно ниже цены рыбной муки, которая в настоящее время является основным белковым компонентом при производстве комбикормов.

   Используемый ПНГ для производства гаприна может быть и вовсе бесплатным, так как при его сжигании в факелах, нефтедобывающие компании  платят штрафы и рискуют потерять лицензию.  

   С 01.01.1993 г. действуют Технические условия  ТУ 11249895-12-09-92 «Биомасса бактериальная из метансодержащего газа (гаприн)». ТУ распространяются на биомассу бактериальную из метансодержащего газа (гаприн) представляющую собой биомассу инактивированных (убитых при термообработке)  непатогенных клеток метанокисляющих  бактерий. Гаприн используют в качестве кормовой добавки в комбикормах и белково-витаминных добавках (БВД) для сельскохозяйственных животных, птицы, рыбы. В ТУ приведены технические требования к гаприну, его производству, маркировке, упаковке, безопасности, правила приёмки, методы испытаний, транспортирование и хранение, указания по применению и гарантии изготовителя.

   Гаприн может выпускаться как в порошкообразном, так и в гранулированном виде.

   Гарантийный срок хранения продукта – один год со дня изготовления.

 

                                         Химический состав гаприна: 

Массовая доля сырого протеина в пересчёте на а.с.б*.                 70-79 %

Массовая доля золы в пересчёте на а.с.б*.                                       не более 10%

Массовая доля влаги                                                                         не более 10%

Массовая доля липидов в пересчёте на а.с.б.*                                не более 10%

Содержание свинца                                                                          не более 5 мг./кг.

Содержание мышьяка                                                                       не более 2 мг/кг.

Содержание ртути                                                                             не более 0,1 мг/кг.

Содержание кадмия                                                                          не более 0,3 мг/кг.

Содержание аминокислот в пересчёте на а.с.б.*                             не менее 55%

Наличие бактерий Salmonella                                                          отсутствие

Наличие живых клеток продуцента                                                отсутствие

Общая бактериальная обсеменённость                                           не долее 100 000кл/г.

Наличие Coli-форм                                                                            отсутствие

Лизин                                                                                                  4,0-5,3%

Триптофан                                                                                          1,4-1,6%

Аргинин                                                                                              2,3-3,5%

Серин                                                                                                  1,2-2,3%

Пролин                                                                                                2,3-3,1%

Аланин                                                                                                4,2-4,8%

Цистин                                                                                                0,3-0,5%

Изолейцин                                                                                          2,6-3,0%

Тирозин                                                                                              1,6-2,1%

Гистидин                                                                                            1,7-2,5%

Аспарагиновая кислота                                                                     5,3-5,8%

Треонин                                                                                               2,4-3,0%

Глутаминовая кислота                                                                       6,8-7,8%

Глицин                                                                                                3,0-3,8%

Метионин                                                                                            1,3-1,7%

Валин                                                                                                   4,1-4,2%

Лейцин                                                                                                 4,5-4,9%

Фенилаланин                                                                                       2,3-2,9%

 

ПРИМЕЧАНИЕ:  (*) – а.с.б. – абсолютно сухая биомасса.              

 

 Гаприн прошёл полный комплекс длительных медико-биологических и хозяйственных испытаний на всех видах сельскохозяйственных животных, птице и рыбе. Полученные данные свидетельствуют об эффективности применения гаприна в рационах животных.

    Министерство сельского хозяйства в 1994 году выпустило Постановление «По применению  гаприна в комбикормах и белково-витаминных добавках (БВД) для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы».

    В Постановлении сказано: 

    Гаприн является высокобелковой кормовой добавкой, содержит в пересчёте на абсолютно сухое вещество не менее 70% сырого протеина, который характеризуется наличием всех незаменимых аминокислот, в том числе лизина 4,4%, серусодержащих аминокислот 1,7%. Гаприн богат витаминами группы В: Гиамин (В1) 14,1 мг/кг; Цианкобаламин  (В12) – 5,6 мг/кг., а также микро – и макроэлементами. В 1 кг. гаприна натуральной влажности содержится 1,10 кормовых единиц, обменной энергии в МДж.: для свиней – 12,18; для птиц – 12,05; для крупного рогатого скоты 11,63.

   Гаприн вводится в комбикорма и БВД  в количестве 2,5-30% по массе комбикорма по следующим зоотехническим нормам:

 

                 Виды животных                                     Норма, в  %, не более

 

                                                                      по содержанию              по массе

                                                                     сырого протеина           комбикорма

                                                                                                                 

Поросята-сосуны или отъёмыши

до 60-дневного возраста                                        15                                  4

Свиньи в период выращивания и

откорма                                                                    20

Молодняк, холостые супоросные и

лактирующие свиноматки                                     15

Взрослая птица                                                     10-15                             2,5-4,0

Молодняк птицы, в том числе

цыплята-бройлеры                                                15-20                             4-6

Телята шести месячного возраста                       15                                  3-5

Рыба (карп) массой от 1 до 50 г.                                                                30

                     массой от 50 до 200 г.                                                            20

                     массой от 200 г. до

                     товарной массы                                                                      10

В составе: БВД для свиней в период

выращивания и откорма                                      30

                  БВД для телят до 6-ти

месячного возраста                                               25                                   12

 

   При соблюдении указанных выше дозировок гаприна продукты животноводства, полученные при его применении безвредны.

    При этом следует учитывать высокую конкурентоспособность гаприна относительно других видов высокобелкового сырья и, особенно, в сравнении с соевым шротом, рыбной и мясокостной мукой.