การแปรรูปก๊าซธรรมชาติ: วิธีการและเทคโนโลยี

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุดเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีวัตถุดิบที่มีค่าที่สุดและตัวพาพลังงานคุณภาพสูง - ก๊าซธรรมชาติ การใช้งานไม่เพียงแต่ทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีหลายอย่างเป็นไปโดยอัตโนมัติ แต่ยังช่วยปรับปรุงสภาพความเป็นอยู่ของประชากรอย่างมีนัยสำคัญด้วย

ก๊าซธรรมชาติคืออะไร

ไม่มีสูตรเคมีเดียวสำหรับก๊าซธรรมชาติ - ในแต่ละสาขาจะมีองค์ประกอบที่มีอัตราส่วนของส่วนประกอบต่างกัน

ก๊าซธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน ส่วนประกอบที่เหลือ ได้แก่ บิวเทน โพรเพน อีเทน ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฮีเลียม ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์

ก๊าซธรรมชาติไม่มีสีและไม่มีกลิ่น การมีอยู่ของมันในอากาศไม่สามารถระบุได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ กลิ่นที่ทุกคนคุ้นเคยจะได้รับจากก๊าซโดยวิธีการประดิษฐ์ (การทำให้มีกลิ่น) ด้วยกระบวนการนี้ คุณจะสัมผัสได้ถึงก๊าซในอากาศและป้องกันสถานการณ์ที่คุกคามถึงชีวิตได้

กำเนิด

ไม่มีทฤษฎีเดียวเกี่ยวกับต้นกำเนิดของก๊าซ นักวิทยาศาสตร์ยึดถือสองเวอร์ชัน:

• กาลครั้งหนึ่งมีมหาสมุทรแทนที่จะเป็นทวีป สิ่งมีชีวิตที่กำลังจะตายจะสะสมอยู่ในพื้นที่ที่ไม่มีอากาศและแบคทีเรียที่กระตุ้นกระบวนการย่อยสลาย ต้องขอบคุณการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยา มวลที่สะสมได้จมลึกลงไปในบาดาลของโลก ซึ่งภายใต้อิทธิพลของความดันและอุณหภูมิสูง พวกมันเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีกับไฮโดรเจน ก่อตัวเป็นไฮโดรคาร์บอน
• พลวัตของโลกมีส่วนทำให้ไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้นที่ระดับความลึกมากซึ่งมีระดับความดันต่ำกว่า เป็นผลให้เกิดการสะสมของก๊าซหรือน้ำมัน

การผลิต

ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยม ก๊าซธรรมชาติไม่เพียงแต่สามารถอยู่ใต้ดินได้ ไม่เพียงแต่ในช่องว่างเท่านั้น ซึ่งการสกัดนั้นไม่ต้องใช้วัสดุและต้นทุนด้านพลังงานจำนวนมาก มักกระจุกตัวอยู่ภายในหินที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุนละเอียดจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ความลึกของเงินฝากอาจมีขนาดเล็ก แต่บางครั้งอาจถึงหลายกิโลเมตร

กระบวนการผลิตก๊าซประกอบด้วยหลายขั้นตอน:

• งานทางธรณีวิทยาซึ่งเป็นผลมาจากการกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของเงินฝาก
• เจาะหลุมผลิต. จะดำเนินการทั่วทั้งสนามซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการลดความดันก๊าซในอ่างเก็บน้ำอย่างสม่ำเสมอ ความลึกของบ่อน้ำสูงสุดคือ 12 กม.
• การผลิต. กระบวนการดำเนินการในระดับต่างๆความดันในอ่างเก็บน้ำที่มีก๊าซและพื้นผิวโลก ผ่านบ่อน้ำก๊าซมีแนวโน้มที่จะออกไปที่ที่แรงดันต่ำเข้าสู่ระบบรวบรวมทันที นอกจากนี้ยังมีการผลิตก๊าซที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการผลิตน้ำมัน ยังมีคุณค่าต่อหลายอุตสาหกรรมอีกด้วย
• เตรียมขนส่ง. ก๊าซที่สกัดแล้วมีสิ่งเจือปนจำนวนมาก หากปริมาณไม่มีนัยสำคัญ ก๊าซจะถูกขนส่งโดยเรือบรรทุกหรือท่อส่งไปยังโรงงานเพื่อดำเนินการต่อไป ก๊าซธรรมชาติถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนจำนวนมากที่โรงบำบัดแบบบูรณาการที่สร้างขึ้นใกล้สนาม

ทำไมเราต้องแปรรูปก๊าซธรรมชาติ

การก่อตัวของก๊าซธรรมชาติเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของชั้นของหินที่มีรูพรุนซึ่งมีตะเข็บน้ำมันและถ่านหิน นอกจากส่วนประกอบที่มีความสำคัญต่อความต้องการของอุตสาหกรรมแล้ว ยังมีสิ่งเจือปนที่ทำให้ผู้ใช้ปลายทางขนส่งและใช้งานได้ยาก

ทันทีหลังการผลิต ก๊าซจะถูกคายน้ำที่โรงบำบัดที่ซับซ้อน ซึ่งไอน้ำและกำมะถันจะถูกสกัดออกจากก๊าซ การประมวลผลเพิ่มเติมของก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้องจะดำเนินการที่โรงงานแปรรูปเคมีและก๊าซ

หลักการพื้นฐานของโรงงานแปรรูป

งานหลักขององค์กรที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปก๊าซธรรมชาติคือการสกัดส่วนประกอบทั้งหมดของฟอสซิลให้ได้มากที่สุดและทำให้พวกมันมีสภาพที่จำหน่ายได้ จะต้องไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมสิ่งแวดล้อมและภายในของโลก และค่าใช้จ่ายทางการเงินต้องน้อยที่สุด

เนื่องจากการบังคับใช้กฎนี้ในทุกแง่มุม ผลิตภัณฑ์แปรรูปก๊าซธรรมชาติจึงถือว่ามีคุณภาพสูงและประหยัด

วิธีรีไซเคิล

มีวิธีการประมวลผลก๊าซดังต่อไปนี้:

• กระฉับกระเฉง;
• ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี;
• เทอร์โมเคมี.

วิธีทางกายภาพพลังงานใช้บีบอัดก๊าซและแยกก๊าซออกเป็นส่วนประกอบโดยใช้หน่วยทำความเย็นหรือหน่วยทำความร้อน เทคโนโลยีการแปรรูปก๊าซธรรมชาตินี้มักใช้โดยตรงในทุ่งนา

ในขั้นต้น กระบวนการบีบอัดและแยกออกโดยใช้คอมเพรสเซอร์ จนถึงปัจจุบัน อุปกรณ์ที่ราคาไม่แพง - อีเจ็คเตอร์และปั้มน้ำมัน - ได้ถูกนำมาใช้สำเร็จแล้ว

วิธีการเร่งปฏิกิริยาเคมีในกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติเกี่ยวข้องกับการแปลงก๊าซมีเทนเป็นก๊าซสังเคราะห์สำหรับการประมวลผลในภายหลัง สามารถทำได้สามวิธี: ปฏิรูปไอน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเดชันบางส่วน

มักใช้วิธีการออกซิเดชันบางส่วนของมีเทน นี่เป็นเพราะความสะดวกในการดำเนินการในโหมดความร้อนอัตโนมัติ (เมื่อวัตถุดิบได้รับความร้อนเนื่องจากการปล่อยความร้อนในระหว่างการออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของไฮโดรคาร์บอน) อัตราการเกิดปฏิกิริยาและไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่นในไอน้ำ และปฏิรูปคาร์บอนไดออกไซด์)

ก๊าซสังเคราะห์ที่เป็นผลลัพธ์ไม่ได้ถูกประมวลผลเพิ่มเติมแบ่งเป็นส่วนประกอบ

วิธีเทอร์โมเคมีบ่งบอกถึงการกระทำทางความร้อนต่อก๊าซธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัว (เช่น เอทิลีน โพรพิลีน) การดำเนินการตามกระบวนการนี้สามารถทำได้ที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้น (ประมาณ 11,000 องศาเซลเซียส) และความกดอากาศหลายชั้น

สินค้าแปรรูป

หลายคนเชื่อมโยงคำว่า "แก๊ส" กับเชื้อเพลิงและเตาแก๊ส อันที่จริง การใช้งานส่วนประกอบนั้นกว้างขวางกว่า:

• ฮีเลียมเป็นวัตถุดิบล้ำค่าที่ใช้ในเทคโนโลยีชั้นสูง เช่น ในการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์และหมอนแม่เหล็กสำหรับการเดินทางระยะไกลในระบบขนส่งสาธารณะ ในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และดาวเทียมในอวกาศ
• ฟอร์มาลดีไฮด์ หนึ่งในอนุพันธ์ของก๊าซมีเทน เป็นวัตถุดิบที่มีบทบาทสำคัญในการผลิตพลาสติกฟีนอล (ผ้าเบรก ลูกบิลเลียด) และเรซิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของวัสดุโครงสร้างอาคาร (ไม้อัด แผ่นใยไม้อัด)) ผลิตภัณฑ์สีและเคลือบเงาและฉนวนกันความร้อน
• แอมโมเนีย - ใช้ในอุตสาหกรรมยา (สารละลายน้ำ) การเกษตร (ปุ๋ย) และอาหาร (สารเพิ่มรสชาติ)
• อีเทนเป็นวัตถุดิบในการผลิตโพลิเอธิลีน
• กรดอะซิติก - ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ
• เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์

การสกัดและแปรรูปก๊าซธรรมชาติ - กระบวนการต้องขอบคุณสาขาที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมที่มีการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพ ก๊าซจะถูกส่งไปยังผู้บริโภคปลายทางหลังจากผ่านการประมวลผลอย่างระมัดระวัง การใช้งานช่วยปรับปรุงสภาพความเป็นอยู่ได้อย่างมาก