Преработка на природен газ: методи и технология

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Проспективното развитие на най-големите индустрии е невъзможно без най-ценните суровини и висококачествен енергиен носител – природния газ. Използването му не само автоматизира много технологични процеси, но и значително подобрява условията на живот на населението.

Какво е природен газ?

Няма единна химична формула за природния газ - във всяко поле той има състав с различно съотношение на неговите компоненти.

Природният газ е смес от въглеводороди, повечето от които е метан. Останалите компоненти са: бутан, пропан, етан, водород, сероводород, хелий, азот, въглероден диоксид.

Природният газ е безцветен и без мирис, присъствието му във въздуха не може да бъде определено без помощта на специални инструменти. Познатата на всеки човек миризма се придава на газа чрез изкуствени средства (одоризация). Чрез този процес е възможно да се усети наличието на газ във въздуха и да се предотвратят животозастрашаващи ситуации.

Произход

Няма единна теория относно произхода на газа, учените се придържат към две версии:

• Имало едно време вместо континентите океан. Умиращите живи организми се натрупват в пространство, в което няма въздух и бактерии, които предизвикват процеса на разлагане. Благодарение на геоложките движения натрупаните маси потъват все по-дълбоко в недрата на Земята, където под въздействието на високо налягане и температура влизат в химични реакции с водород, образувайки въглеводороди.
• Земната динамика допринася за издигането на въглеводороди, разположени на големи дълбочини, където има по-ниско ниво на налягане. В резултат на това се образуват газови или петролни отлагания.

Производство

Противно на общоприетото схващане, природният газ може да бъде под земята не само в кухини, добивът на които не изисква значителни материални и енергийни разходи. Често е концентриран вътре в скали с толкова фина пореста структура, че не може да се види от човешкото око. Дълбочината на отлаганията може да бъде малка, но понякога достига няколко километра.

Процесът за производство на газ включва няколко етапа:

• Геоложки работи, в резултат на които се определя точното местоположение на находищата.
• Пробиване на производствени кладенци. Извършва се в цялото находище, което е важно за равномерното намаляване на налягането на газа в резервоара. Максималната дълбочина на кладенеца е 12 км.
• Производство. Процесът се извършва на различни ниваналягане в газоносния резервоар и земната повърхност. През кладенците газът има тенденция да излиза там, където налягането е по-ниско, веднага влизайки в събирателната система. Освен това се произвежда свързан газ, който е страничен продукт от добива на нефт. Също така е от стойност за много индустрии.
• Подготовка за транспортиране. Извлеченият газ съдържа множество примеси. Ако количеството им е незначително, газът се транспортира с танкери или тръбопровод до завода за по-нататъшна преработка. Природният газ се пречиства от значително количество примеси в интегрирани пречиствателни съоръжения, които се изграждат в близост до находището.

Защо се нуждаем от преработка на природен газ

Образуването на природен газ се случва по време на образуването на слоеве от порести скали, съдържащи нефтени и въглищни пластове. В допълнение към компоненти, важни за нуждите на индустрията, той съдържа примеси, които затрудняват транспортирането и използването му от крайните потребители.

Непосредствено след производството газът се дехидратира в комплексните пречиствателни станции, при което от него се извличат водни пари и сяра. По-нататъшната преработка на природен и свързан газ се извършва в химически и газопреработвателни предприятия.

Основен принцип на преработвателните предприятия

Основната задача на предприятие, занимаващо се с преработка на природен газ, е максимално възможното извличане на всички компоненти на изкопаемостта и привеждането им в търговско състояние. Не трябва да навреди на околната среда.околната среда и вътрешността на земята, а финансовите разходи трябва да бъдат сведени до минимум.

Поради прилагането на всички аспекти на това правило, продуктите, преработени с природен газ, се считат за висококачествени и икономични.

Методи за рециклиране

Има следните методи за преработка на газ:

• физически и енергични;
• химичен каталитичен;
• термохимически.

Физически-енергийните методи се използват за компресиране на газ и разделянето му на компоненти с помощта на охладителни или нагревателни единици. Тази технология за преработка на природен газ най-често се използва директно в полетата.

Първоначално процесът на компресиране и разделяне се извършва с помощта на компресори. Към днешна дата успешно се използва по-малко финансово скъпо оборудване - ежектори и маслени помпи.

Химико-каталитичен метод за преработка на природен газ включва превръщане на метан в синтез-газ за последващата му преработка. Това може да стане по три начина: реформиране с пара или въглероден диоксид, частично окисление.

Често се използва методът на частично окисление на метана. Това се дължи на удобството при извършване на процеса в автотермичен режим (когато суровината се нагрява поради отделяне на топлина по време на непълно окисление на въглеводороди), скоростта на реакцията и липсата на необходимост от използване на катализатор (както при пара и реформиране на въглероден диоксид).

Полученият синтез-газ не се обработва допълнителноразделяне на компоненти.

Термохимичните методи предполагат термично действие върху природен газ, което води до образуването на ненаситени въглеводороди (напр. етилен, пропилен). Изпълнението на процеса е възможно само при много високи температури (около 11 хиляди градуса по Целзий) и налягане от няколко атмосфери.

Обработени продукти

Много хора свързват думата "газ" с гориво и газова печка. Всъщност приложението на неговите компоненти е по-широко:

• хелият е ценна суровина, използвана във високите технологии, като например при производството на медицинско оборудване и магнитни възглавници за дълги пътувания в градския транспорт, при изграждането на ядрени реактори и космически спътници;
• формалдехидът, един от производните на метана, е суровина, която играе важна роля в производството на фенолни пластмаси (спирачни накладки, билярдни топки) и смоли, които са важен компонент на строителните конструктивни материали (шперплат, фибропласт), бои и лакове и топлоизолационни продукти;
• амоняк - използва се във фармацевтичната (воден разтвор), селскостопанската (тор) и хранително-вкусовата промишленост (подобрител на вкуса);
• етанът е суровината, от която се произвежда полиетилен;
• оцетна киселина - широко използвана в текстилната индустрия;
• метанолът е гориво за превозни средства.

Добив и преработка на природен газ - процеси,благодарение на което ефективно се развиват най-важните отрасли на индустрията. Газът се доставя до крайния потребител след внимателна обработка, използването му значително подобрява условията на живот.