Prerada prirodnog gasa: metode i tehnologija

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Perspektivan razvoj najvećih industrija je nemoguć bez najvrednijih sirovina i visokokvalitetnog energenta - prirodnog gasa. Njegova upotreba ne samo da automatizuje mnoge tehnološke procese, već i značajno poboljšava uslove života stanovništva.

Šta je prirodni plin?

Ne postoji jedinstvena hemijska formula za prirodni gas - u svakom polju ima sastav sa drugačijim omjerom svojih komponenti.

Prirodni gas je mešavina ugljovodonika, od kojih je većina metan. Preostale komponente su: butan, propan, etan, vodonik, sumporovodik, helijum, azot, ugljen dioksid.

Prirodni gas je bez boje i mirisa, njegovo prisustvo u vazduhu ne može se utvrditi bez pomoći specijalnih instrumenata. Miris poznat svakom čovjeku se plinu daje umjetnim putem (odorizacija). Kroz ovaj proces moguće je osjetiti prisustvo plina u zraku i spriječiti situacije opasne po život.

Porijeklo

Ne postoji jedinstvena teorija o poreklu gasa, naučnici se drže dve verzije:

• Jednom davno postojao je okean umjesto kontinenata. Umirući, živi organizmi su se nakupljali u prostoru u kojem nije bilo zraka i bakterija koje su pokrenule proces razgradnje. Zahvaljujući geološkim kretanjima, akumulirane mase su tonule sve dublje u utrobu Zemlje, gde su pod uticajem visokog pritiska i temperature ulazile u hemijske reakcije sa vodonikom, formirajući ugljovodonike.
• Dinamika Zemlje doprinosi porastu ugljovodonika koji se nalaze na velikim dubinama, gde je niži nivo pritiska. Kao rezultat, formiraju se nalazišta plina ili nafte.

Proizvodnja

Suprotno uvriježenom mišljenju, prirodni plin može biti pod zemljom ne samo u šupljinama, čije vađenje ne zahtijeva značajne materijalne i energetske troškove. Često je koncentrisan unutar stijena s tako finom poroznom strukturom da je ne može vidjeti ljudsko oko. Dubina naslaga može biti mala, ali ponekad dostiže i nekoliko kilometara.

Proces proizvodnje plina uključuje nekoliko faza:

• Geološki radovi, kao rezultat kojih se utvrđuje tačna lokacija ležišta.
• Bušenje proizvodnih bunara. Izvodi se na cijelom polju, što je važno za ravnomjerno smanjenje tlaka plina u rezervoaru. Maksimalna dubina bunara je 12 km.
• Proizvodnja. Proces se odvija na različitim nivoimapritisak u rezervoaru koji sadrži gas i na površini zemlje. Kroz bunare gas teži da izađe tamo gde je pritisak niži, odmah ulazeći u sabirni sistem. Osim toga, proizvodi se prateći plin, koji je nusproizvod proizvodnje nafte. Također je od vrijednosti za mnoge industrije.
• Priprema za transport. Ekstrahovani gas sadrži brojne nečistoće. Ukoliko je njihova količina neznatna, gas se transportuje tankerima ili cevovodom do postrojenja na dalju preradu. Prirodni gas se prečišćava od značajne količine nečistoća na integrisanim postrojenjima za prečišćavanje koja se grade u blizini polja.

Zašto nam je potrebna prerada prirodnog gasa

Formiranje prirodnog gasa nastaje tokom formiranja slojeva poroznih stijena koje sadrže slojeve nafte i uglja. Pored komponenti važnih za potrebe industrije, sadrži nečistoće koje otežavaju transport i upotrebu krajnjim korisnicima.

Odmah nakon proizvodnje gas se dehidrira na kompleksnim postrojenjima za prečišćavanje, pri čemu se iz njega izdvajaju vodena para i sumpor. Dalja prerada prirodnog i pratećeg gasa vrši se u hemijskim i gasnim postrojenjima.

Osnovni principi postrojenja za preradu

Osnovni zadatak preduzeća koje se bavi preradom prirodnog gasa je maksimalno moguće izvlačenje svih komponenti fosila i njihovo dovođenje u tržišno stanje. Ne smije štetiti okolišu.životne sredine i unutrašnjosti zemlje, a finansijski troškovi moraju biti minimizirani.

Usled implementacije svih aspekata ovog pravila, proizvodi prerađeni prirodnim gasom smatraju se visokokvalitetnim i ekonomičnim.

Metode recikliranja

Postoje sljedeće metode obrade plina:

• fizički i energetski;
• hemijski katalitički;
• termohemijska.

Fizičko-energetske metode se koriste za kompresiju plina i odvajanje na komponente pomoću jedinica za hlađenje ili grijanje. Ova tehnologija prerade prirodnog gasa se najčešće koristi direktno na poljima.

U početku se proces kompresije i odvajanja odvijao pomoću kompresora. Do danas je uspješno korištena finansijski jeftinija oprema - ejektori i pumpe za ulje.

Kemijsko-katalitička metoda prerade prirodnog plina uključuje pretvaranje metana u sintetski plin za njegovu naknadnu preradu. To se može učiniti na tri načina: reformiranje pare ili ugljičnog dioksida, djelomična oksidacija.

Često se koristi metoda parcijalne oksidacije metana. To je zbog pogodnosti izvođenja procesa u autotermalnom načinu rada (kada se sirovina zagrijava zbog oslobađanja topline tijekom nepotpune oksidacije ugljikovodika), brzine reakcije i odsustva potrebe za korištenjem katalizatora (kao kod pare). i reformiranje ugljičnog dioksida).

Rezultirajući sintezni gas se dalje ne obrađujepodjela na komponente.

Termohemijske metode podrazumijevaju termičko djelovanje na prirodni plin, što rezultira stvaranjem nezasićenih ugljovodonika (npr. etilen, propilen). Implementacija procesa moguća je samo pri veoma visokim temperaturama (oko 11 hiljada stepeni Celzijusa) i pritisku od nekoliko atmosfera.

Proizvodi obrađeni

Mnogi ljudi povezuju riječ "plin" sa gorivom i plinskim štednjakom. Zapravo, primjena njegovih komponenti je opsežnija:

• helijum je vrijedna sirovina koja se koristi u visokoj tehnologiji, kao što je proizvodnja medicinske opreme i magnetnih jastuka za duga putovanja u javnom prijevozu, u izgradnji nuklearnih reaktora i svemirskih satelita;
• formaldehid, jedan od derivata metana, je sirovina koja igra važnu ulogu u proizvodnji fenolne plastike (kočne obloge, bilijarske lopte) i smola, koje su važna komponenta građevinskih konstrukcijskih materijala (šperploča, vlaknaste ploče), boje i lakovi i proizvodi za termoizolaciju;
• amonijak - koristi se u farmaceutskoj (vodeni rastvor), poljoprivrednoj (đubrivo) i prehrambenoj (pojačivač ukusa) industriji;
• etan je sirovina od koje se proizvodi polietilen;
• octena kiselina - široko se koristi u tekstilnoj industriji;
• metanol je gorivo za vozila.

Vađenje i prerada prirodnog gasa - procesi,zahvaljujući čemu se efektivno razvijaju najvažnije grane industrije. Gas se nakon pažljive obrade isporučuje krajnjem potrošaču, njegovom upotrebom značajno se poboljšavaju uslovi života.