گاز طبیعی

 مقدمه

اساسا نم زدایی گلایکول شامل استفاده از حلال گلایکول معمولا دی اتیل گلایکول (DEG) یا تری اتیل گلایکول (TEG) می باشد که در یک تماس دهنده با جریان گاز مرطوب تماس پیدا می کند. حلال گلایکول آب را از گاز مرطوب جذب می کند. وقتی جذب شد، ذرات گلایکول سنگین تر می شوند و در انتهای تماس دهنده جمع می شوند جایی که آن ها به بیرون از نم زدا برده می شوند. گازطبیعی که بدین شکل بیشتر ترکیبات آب خود را از دست می دهد، به بیرون از نم زدا انتقال می یاید. حلال گلایکول به همراه تمام آبی که از گازطبیعی جذب کرده است از میان یک دیگ بخار تخصص یافته که به منظور بخار کردن آب باقیمانده طراحی شده است، عبور می کند. وقتی آب موجود در این دیگ بخار به حرارت ۲۱۲درجه فارنهایت می رسد بخار می شود، در حالی که گلایکول تا ۴۰۰ درجه فارنهایت بخار نمی شود. این تفاوت درجه جوش جدا کردن آب از محلول گلایکول را آسان می سازد و امکان استفاده دوباره از آن در فرایند نم زدایی را فراهم می کند.نوآوری جدید در این فرایند، اضافه کردن خازن های جدا کننده فلاش تانک است.

ترکيبات گاز طبيعي خام

۱ – گاز طبيعي خام که از چاههاي مستقل گازي استخراج ميگردد و هنوز فرايندهاي سرچاهي و پالايشي را طي نکرده است عمدتا از هيدروكربور متان بعلاوه گاز اتان و همراه با هيدروكربورهاي ديگر( سنگين و مايع) مانند پروپان – بوتان – و هيدروكربورهاي سنگين تر يا چكيده نفتي (CONDENSATE) بعلاوه بنزين طبيعي ( NATURALGASOLINE) و همچنين مقداري از ناخالصي هاي غير هيدروکربوري شامل بخار آب (H2O), كربن دي اكسيد(CO2) , كربن منواكسيد (CO), نيتروژن (N), هيدروژن سولفيد (H2S), هليوم (HE) كه درصد هر كدام بستگي به نوع مخازن دارد تشكيل شده است .

اين چاهها اصولا قادر به توليد در اندازه هاي تجاري بوده و محصول آنها با نام گاز غير همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نيز شناخته ميگردند گازهاي استخراجي از چاههاي مستقل گازي يا نفت همراه ندارند و يا مقدارنفت همراه آن بسيار ناچيز ميباشد.

گاز طبيعي خام استخراجي از چاههاي مستقل گازي با خود مقداري شن – ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تاسيسات پالايشي در مجموعه تاسيسات سر چاهي و توسط ساينده ها از گاز جدا ميگردند.

دستگاههاي گرمکن موجود در نقاط مشخصي درطول خط لوله تا مرکز جمع آوري نيز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز ميگردند زيرا در صورت نبود اين تجهيزات ترکيبات جامد و نيمه جامد هيدرات هاي گاز طبيعي احتمالي(کريستالهاي يخ) در روند کار سيستم گردآوري ايجاد مشکلات عديده مينمايند.

۲ – گاز طبيعي خام از چاههاي نفت نيز بدو صورت استخراج ميگردد.

الف – در صورتي که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.

ب – در تماس مستقيم ولي جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود .

 مشخصات و مزيتهاي گاز طبيعي

گاز طبيعي(متان – CH4) حاصل از عمليات فرآورش نهايي دارا ي مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا ميباشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختـن يك مترمكعب آن گاز ايـجاد مي شود که بدين ترتيب ارزش حرارتي هر متر مکعب متان تقريبا معادل ارزش حرارتي يک ليتر نفت سفيد ميباشد و به عبارت ديگر چنانچه يک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با ۲۵۲ کيلو کالري انرژي حرارتي آزاد مينمايد که از اين لحاظ در مقايسه با ديگر سوختها بسيار قابل توجه ميباشد . هيدروکربنها با فرمول عمومي CnH2n+2 اجزاء اصلي گاز طبيعي بوده و منابع عمده انرژي ميباشند . افزايش اتمهاي کربن مولکول هيدروكربن را سنگينتر و ارزش حرارتي آن افزونتر ميسازد. ارزش حرارتي هيدروکربنهاي متان و اتان از ۸۴۰۰ تا ۱۰۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آنها مي باشد .

ارزش حرارتي هيدروکربن پروپان برابر با ۲۲۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هيدروکربن بوتان برابر با ۲۸۵۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي‌ باشد . گاز طبيعي شامل ۸۵ درصد گاز متان و ۱۲ درصد گاز اتان و ۳ درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيـره مي باشد

گاز طبيعي حاصل از ميادين گازي سرخس حاوي متان بادرجه خلوص ۹۸ درصد ميباشد. ارجحيت ديگر گاز گاز طبيعي(متان – CH4) به ساير سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زيرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نميگردد بلکه جالب است بدانيم که ماحصل سوخت اين گاز غالبا آب بهمراه حداقل ميزان دي‌اكسيدكربن در مقايسه با تمام سوختهاي فسيلي ميباشد .

در يک تحقيق از ميزان آلايندگي گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي يافته ها به شرح ذيل بودند . ميزان انتشار co2 در گاز طبيعي ۶/۵۳ درصد، پروپان ۶۷ درصد، بنزين ۷/۷۲ درصد، نفت گاز ۷۶/۲ درصد، نفت کوره ۳/۷۹ درصد و زغال سنگ ۱/۸۲ درصد به ازاي يک واحد گرما(Kg co2/Gj) است لذا با توجه به موارد فوق مي توان از آن به عنوان سوخت برتر – ايمن و سالم در محيطهاي خانگي- تجاري و اداري که داراي فضاهاي بسته و محدود ميباشند استفاده نمود.

دماي احتراق خود به خود گاز طبيعي ۶۴۹ درجه سانتي گراد است. دماي جوش متان ۴۹/ ۱۶۱ درجه سانتي گراد زير صفر است .فرايند تبديل گاز طبيعي به گاز مايع LN G در همين درجه حرارت صورت ميگيرد.

يکي از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزي گاز طبيعي و آبي سوزي شعله تامين هواي کافي است. ميزان هواي لازم جهت هر مترمكعب گاز طبيعي هنگام سوختن حدودأ ۱۰ مترمكعب ميباشد. آبي تر بودن شعله بمعني دريافت بهتر و بيشتر هوا مي باشد.

فرآورش گازطبيعي

مجموعه عمليات پيچيده اي است شامل فرايندهايي بقرار و ترتيب ذيل که در جريان آن بتوان گاز طبيعي را که شامل عمدتا متان بعنوان اصليترين ماده و با درصد خلوص ۸۰ تا ۹۷ ميباشد را بعنوان محصول نهائي پالايش نمود, صمن آنکه در اين فرايندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکيبات ارزشمند مايعات گازطبيعي (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مايع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در رديف اقلام صادراتي نيزبشمار ميايند جداسازي ميگردند.

تفکيک گاز و نفت

گاز همراه با نفت

گازي که همراه نفت است الزاما بايد از آن جدا شود تا نفت خالص و پايدار بدست آيد. در صورتي که نفت و گاز استخراجي از چاه مستقيما به مخازن ذخيره نفت هدايت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداري از آن از منافذ فوقاني مخزن ذخيره خارج شده و در ضمن مقداري از اجزاي سبک و گرانبهاي نفت را هم با خود خارج مي‌کند. از اين رو نفت را پس از خروج از چاه و پيش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکيک نفت و گاز هدايت مي‌کنيم.

عمليات تفکيک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طي فرايندهاي سرچاهي ، انجام مي شود .اين عمل توسط دستگاهي بنام جداکننده سنتي که هيدرو کربورهاي سنگين و مايع را از هيدروکربورهاي سبکتر و گازي تفکيک مينمايد صورت ميگيرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسيرهاي مجزايي هدايت شده تا عمليات تصفيه اي لازم برروي آنها صورت گيرد.

اين دستگاه به شکل يک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نيروي گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط مي‌گردد، و در اين ضمن از سرعت آن نيز کاسته مي‌شود. وقتي فشار و سرعت گاز به مقدار زيادي کاهش يافت بخش انبوهي از گاز ، از نفت جدا مي‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن ديگري هدايت مي‌کنند گازي که از دستگاه جدا کننده خارج مي‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوي مقدار زيادي بنزين سبک(طبيعي) نيز ميباشد. بنزين سبک (طبيعي) به لحاظ آنکه دارا ي ارزش فراواني ميباشد الزاما بايد در مراحل بعدي از گاز طبيعي جدا گردد .

گاز محلول در نفت خام

در مواردي که گاز در نفت خام محلول است مقداري از آن به جهت ماهيت گاز و تحت تاثير کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا ميگردد و سپس اين دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر يک به مجاري مخصوص بخود فرستاده مي شوند.

۱– تفکيک مايعات گازي

اين فرايند اولين مرحله از مجموعه عمليات پالايش گاز طبيعي خام ميباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرايندي سه مرحله اي وجود دارد. زيرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طي فرايند دوم قابليت استفاده مجدد (مکرر) را در فرايند ابتدايي کسب مينمايد و نهايتا در فرايند سوم عناصر تشکيل دهنده و گرانبهاي اين مايعات نيز بايد از خودشان جدا سازي شده و به اجزاي پايه اي تبديل گردند . که اين فرايند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مايع بر روي مايعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگري مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي………………………………