معالجة الغاز الطبيعي: الأساليب والتكنولوجيا

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

التطوير المستقبلي لأكبر الصناعات مستحيل بدون المواد الخام الأكثر قيمة وعالية الجودة الناقل للطاقة - الغاز الطبيعي. لا يؤدي استخدامه إلى أتمتة العديد من العمليات التكنولوجية فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى تحسين الظروف المعيشية للسكان بشكل كبير.

ما هو الغاز الطبيعي؟

لا توجد صيغة كيميائية واحدة للغاز الطبيعي - في كل حقل له تركيبة بنسبة مختلفة من مكوناته.

الغاز الطبيعي هو خليط من الهيدروكربونات ، ومعظمها من الميثان. المكونات المتبقية هي: البيوتان ، البروبان ، الإيثان ، الهيدروجين ، كبريتيد الهيدروجين ، الهيليوم ، النيتروجين ، ثاني أكسيد الكربون.

الغاز الطبيعي عديم اللون والرائحة ، ولا يمكن تحديد وجوده في الهواء إلا بمساعدة أجهزة خاصة. يتم إعطاء الرائحة المألوفة لكل شخص للغاز بوسائل اصطناعية (الرائحة). من خلال هذه العملية يمكن الشعور بوجود الغاز في الهواء ومنع المواقف التي تهدد الحياة.

الأصل

لا توجد نظرية واحدة بخصوص أصل الغاز ، ويلتزم العلماء بنسختين:

• ذات مرة كان هناك محيط بدلاً من القارات. تحتضر الكائنات الحية تتراكم في مكان لا يوجد فيه هواء ولا بكتيريا تسبب في عملية التحلل. بفضل الحركات الجيولوجية ، غرقت الكتل المتراكمة بشكل أعمق وأعمق في أحشاء الأرض ، حيث دخلت تحت تأثير الضغط العالي ودرجة الحرارة في تفاعلات كيميائية مع الهيدروجين ، مكونة الهيدروكربونات.
• تساهم ديناميكيات الأرض في صعود الهيدروكربونات الموجودة على أعماق كبيرة ، حيث يوجد مستوى أقل من الضغط. نتيجة لذلك ، تتكون رواسب الغاز أو النفط.

الإنتاج

خلافًا للاعتقاد الشائع ، يمكن أن يكون الغاز الطبيعي تحت الأرض ليس فقط في الفراغات التي لا يتطلب استخراجها تكاليف كبيرة للمواد والطاقة. غالبًا ما يتركز داخل الصخور بهيكل مسامي ناعم لا يمكن رؤيته بالعين البشرية. قد يكون عمق الرواسب صغيرًا ، لكن يصل أحيانًا إلى عدة كيلومترات.

تتضمن عملية إنتاج الغاز عدة مراحل:

• عمل جيولوجي ، ونتيجة لذلك يتم تحديد الموقع الدقيق للودائع.
• حفر ابار الانتاج. يتم تنفيذه في جميع أنحاء الحقل ، وهو أمر مهم لخفض منتظم في ضغط الغاز في الخزان. اقصى عمق للبئر 12 كم
• الإنتاج. تتم العملية على مستويات مختلفةالضغط في الخزان الحامل للغاز وسطح الأرض. من خلال الآبار ، يميل الغاز إلى الخروج إلى حيث يكون الضغط أقل ، ويدخل على الفور إلى نظام التجميع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج الغاز المصاحب ، وهو منتج ثانوي لإنتاج النفط. كما أنها ذات قيمة للعديد من الصناعات.
• التحضير للنقل. يحتوي الغاز المستخرج على شوائب عديدة. إذا كانت الكمية ضئيلة ، يتم نقل الغاز عن طريق الناقلات أو خطوط الأنابيب إلى المصنع لمزيد من المعالجة. يتم تنقية الغاز الطبيعي من كمية كبيرة من الشوائب في مرافق المعالجة المتكاملة التي يتم بناؤها بالقرب من الحقل.

لماذا نحتاج إلى معالجة الغاز الطبيعي

يحدث تكوين الغاز الطبيعي أثناء تكوين طبقات من الصخور المسامية التي تحتوي على طبقات من النفط والفحم. بالإضافة إلى المكونات المهمة لاحتياجات الصناعة ، فهي تحتوي على شوائب تجعل من الصعب نقلها واستخدامها من قبل المستخدمين النهائيين.

مباشرة بعد الإنتاج ، يتم تجفيف الغاز في محطات المعالجة المعقدة ، حيث يتم استخراج بخار الماء والكبريت منه. يتم إجراء مزيد من المعالجة للغاز الطبيعي والغاز المصاحب في مصانع معالجة المواد الكيميائية والغاز.

المبدأ الأساسي للمصانع

المهمة الرئيسية لمؤسسة تعمل في معالجة الغاز الطبيعي هي أقصى استخلاص ممكن لجميع مكونات الحفرية وجعلها في حالة قابلة للتسويق. يجب ألا تضر بالبيئة.يجب تقليل البيئة والداخلية ، والتكاليف المالية.

نظرًا لتطبيق جميع جوانب هذه القاعدة ، تعتبر المنتجات المعالجة بالغاز الطبيعي عالية الجودة واقتصادية.

طرق إعادة التدوير

هناك طرق معالجة الغاز التالية:

• جسدية وحيوية ؛
• محفز كيميائي ؛
• حراري كيميائي.

تُستخدم طرق الطاقة الفيزيائية لضغط الغاز وفصله إلى مكونات باستخدام وحدات التبريد أو التسخين. غالبًا ما تستخدم تقنية معالجة الغاز الطبيعي هذه مباشرة في الحقول.

في البداية ، تم تنفيذ عملية الضغط والفصل باستخدام الضواغط. حتى الآن ، تم استخدام معدات أقل تكلفة من الناحية المالية - القاذفات ومضخات الزيت - بنجاح.

طريقة التحفيز الكيميائي لمعالجة الغاز الطبيعي تتضمن تحويل الميثان إلى غاز تخليقي لمعالجته اللاحقة. يمكن القيام بذلك من خلال ثلاث طرق: البخار أو إعادة تشكيل ثاني أكسيد الكربون ، والأكسدة الجزئية.

غالبًا ما تستخدم طريقة الأكسدة الجزئية للميثان. ويرجع ذلك إلى ملاءمة تنفيذ العملية في الوضع الحراري الذاتي (عندما يتم تسخين المادة الخام بسبب إطلاق الحرارة أثناء الأكسدة غير الكاملة للهيدروكربونات) ، ومعدل التفاعل وغياب الحاجة إلى استخدام محفز (كما هو الحال في البخار وإصلاح ثاني أكسيد الكربون).

لا تتم معالجة غاز التخليق الناتج بشكل أكبرالانقسام الى مكونات

تشير الطرق الكيميائية الحرارية إلى تأثير حراري على الغاز الطبيعي ، مما يؤدي إلى تكوين هيدروكربونات غير مشبعة (مثل الإيثيلين والبروبيلين). لا يمكن تنفيذ العملية إلا في درجات حرارة عالية جدًا (حوالي 11 ألف درجة مئوية) وضغط من عدة أجواء.

منتجات تمت معالجتها

يربط الكثير من الناس كلمة "غاز" بالوقود وموقد الغاز. في الواقع ، تطبيق مكوناته أكثر شمولاً:

• الهليوم مادة خام قيمة تستخدم في التكنولوجيا العالية ، مثل صناعة المعدات الطبية والوسائد المغناطيسية للرحلات الطويلة في وسائل النقل العام ، في بناء المفاعلات النووية والأقمار الصناعية ؛
• الفورمالديهايد ، أحد مشتقات الميثان ، مادة خام تلعب دورًا مهمًا في إنتاج البلاستيك الفينولي (بطانات الفرامل ، كرات البلياردو) والراتنجات ، وهي مكون مهم في مواد البناء الإنشائية (الخشب الرقائقي ، اللوح الليفي)) والطلاء والورنيش ومنتجات العزل الحراري ؛
• الأمونيا - تستخدم في الصناعات الدوائية (محلول مائي) ، والزراعة (الأسمدة) والأغذية (محسنات النكهة) ؛
• الإيثان هو المادة الخام التي ينتج منها البولي إيثيلين ؛
• حمض الخليك - يستخدم على نطاق واسع في صناعة النسيج ؛
• الميثانول وقود للمركبات

استخراج ومعالجة الغاز الطبيعي - العمليات ،بفضله تتطور أهم فروع الصناعة بشكل فعال. يتم تسليم الغاز للمستهلك النهائي بعد معالجة دقيقة ، واستخدامه يحسن الظروف المعيشية بشكل كبير.