پردازش گازطبيعي

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي شود
كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش
گازطبيعي در بسياري از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالايش نفت
خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است.گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي شود: چاه هاي نفت، چاه هاي گاز و چاه هاي متراكم. گازطبيعي كه از چاه هاي نفت استخراج مي شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي شود. اين گاز مي تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول)
گازطبيعي كه از چاه هاي گاز و متراكم مي آيد، كه در آن هيچ نفت خامي وجود ندارد يا اگر وجود دارد بسيار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته مي شود. چاه هاي گاز عموما گازطبيعي خام توليد مي كنند در حالي كه چاه هاي متراكم گازطبيعي آزاد به همراه يك هيدروكربن نيمه مايع متراكم توليد مي كنند. منبع گازطبيعي هرچه كه باشد، وقتي از نفت خام (در صورت وجود) جدا شد، معمولا در تركيب با ديگر هيدروكربن ها وجود دارد (عمدتا اتان، پروپان، بوتان و پنتانز). به علاوه، گازطبيعي خام حاوي بخار آب، سولفيد هيدروژن (S2H) دي اكسيدكربن، هليوم، نيتروژن و ديگر اجزا است.پردازش گازطبيعي شامل جداسازي تمام هيدروكربن ها و مايعات مختلف از گازطبيعي خالص است. به منظور توليد آن چه كه گازطبيعي خشك به كيفيت خطوط لوله ناميده مي شود، خطوط لوله اصلي حمل ونقل اغلب مقرراتي دارند كه براساس آن گازطبيعي هنگام حمل ونقل با خطوط لوله بايد تركيبات و كيفيت خاصي داشته باشد. اين بدين معناست كه قبل از حمل ونقل، گازطبيعي بايد تصفيه شود.
يا اين كه در مراحل تصفيه و پالايش، اتان، پروپان، بوتان و پنتانز بايد از گازطبيعي جدا شوند،اما اين بدين معنا نيست كه آن ها ضايعات هستند.در واقع، هيدروكربن هاي همراه كه تحت عنوان «مايعات گازطبيعي» شناخته مي شوند (Natural Gas Liquids) NGl )مي توانند با محصولات حاصل از پردازش گازطبيعي بسيار ارزشمند باشند. NGL ها شامل اتان، پروپان، بوتان، ايزوبوتان و بنزين طبيعي مي باشند. اين NGL ها به طور جداگانه فروخته مي شوند و مصارف متفاوتي دارند، مثل افزايش بازيافت نفت در چاه هاي نفت، فراهم آوردن موادخام براي پالايشگاه هاي نفت يا نيروگاه هاي پتروشيمي به عنوان منابع انرژي.
در حالي كه بعضي از اوقات پردازش موردنياز مي تواند در سرچشمه يا نزديكي آن (پردازش حوزه) انجام شود،پردازش كامل گازطبيعي در يك نيروگاه پردازش گازطبيعي كه معمولا در منطقه توليدي گازطبيعي قرار دارد، انجام مي شود.گازطبيعي استخراج شده به اين نيروگاه هاي پردازش از طريق يك شبكه خطوط لوله جمع آوري انتقال داده مي شود. اين خطوط لوله قطر كوچك و فشار كمي دارند.يك سيستم جمع آوري پيچيده مي تواند از لوله تشكيل شود كه نيروگاه پردازش را به بيش از صدچاه در منطقه ارتباط مي دهد. براساس گزارش انجمن گاز آمريكا در سال 2000 حدود 36100 مايل سيستم گردآوري خط لوله در آمريكا وجود داشت.علاوه بر پردازش انجام شده در سرچشمه و در نيروگاه هاي پردازش متمركز، برخي پردازش هاي نهايي نيز در «نيروگاه هاي دو منظوره استخراج» انجام مي شود. اين نيروگاه ها بر روي سيستم هاي اصلي خط لوله قرار دارند. اگرچه گازطبيعي كه به اين نيروگاه ها مي رسد آماده كيفيت خط لوله است، در موارد خاص بازهم مقادير بسيار كمي از NGLها در آن جا وجود دارد كه دراين نيروگاه ها از گازطبيعي جدا مي شوند.
عمل واقعي پردازش گازطبيعي به گازطبيعي خشك، كيفيت خط لوله مي تواند بسيار پيچيده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلي است تا ناخالصي هاي مختلف از آن جدا بشود:

•از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
•از ميان برداشتن آب
•جداسازي مايعات گازطبيعي
•از ميان برداشتن دي اكسيد كربن و سولفور
علاوه بر چهار مرحله پردازش بالا، هيترها و ساينده هايي معمولا در سرچشمه يا در نزديكي آن نصب مي شوند. ساينده ها در درجه اول براي برداشتن شن و ديگر ناخالص هاي بزرگ به كار مي روند. هيترها تضمين مي كنند كه درجه حرارت گاز زياد پايين نيفتد. گازطبيعي كه حاوي حتي مقادير بسيار كمي از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هيدرات هاي گازطبيعي در آن شكل مي گيرند. اين هيدارت ها داراي تركيبات جامد يا نيمه جامدي مي باشند كه شبيه كريستال هاي يخ هستند. با شكل گيري اين هيدارت ها در گازطبيعي مانعي در راه، عبور گازطبيعي از ميان دريچه ها و سيستم هاي گردآوري ايجاد مي شود. براي كاهش تشكيل هيدرات ها، واحدهاي گرمايي با سوخت گازطبيعي عموما در امتداد خط لوله جمع آوري نصب مي شوند جايي كه به نظر مي رسد هيدارت ها ممكن است تشكيل شوند.

از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم

از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم

به منظور پردازش و حمل ونقل گازطبيعي محلول همراه، گاز بايد از نفتي كه در آن حل شده است، جدا شود. اين جداسازي گازطبيعي از نفت بيشتر با ابزاري كه در سرچشمه يا نزديكي آن نصب مي شود، انجام مي شود. پردازش عملي براي جدا كردن نفت از گازطبيعي استفاده مي شود و ابزاري كه براي اين كار استفاده مي گردد مي تواند به طور گسترده اي فرق كند. اگرچه گازطبيعي خشك كيفيت خط لوله در مناطق جغرافيايي مختلف در عمل يكسان هستند، اما گازطبيعي خام از مناطق مختلف ممكن است تركيبات و نيازمندي هاي جداسازي مختلف داشته باشند. در بسياري از موارد، گازطبيعي در نفت زيرزميني به علت فشاري كه تشكيلات تحمل مي كند محلول است. وقتي اين نفت و گازطبيعي توليد مي شود، ممكن است به علت كاهش فشار خودبه خود گاز از نفت جدا شود. مثل بازكردن سر قوطي نوشابه كه به محض بازشدن مقداري از گازهاي محلول در نوشيدني آزاد مي شود.در اين موارد، جداسازي نفت و گاز كاملا آسان است و اين دو هيدروكربن براي پردازش بيشتر به راه هاي مجزايي فرستاده مي شوند. ابتدايي ترين نوع جدا كننده «جدا كننده سنتي» ناميده مي شود.اين دستگاه شامل يك مخزن در بسته شده است جايي كه نيروي گرانش براي جدا كردن مايعات سنگين تر مثل نفت و گازهاي سبك تر مثل گازطبيعي به كار مي رود.

در موارد خاص اگرچه ابزار آلات تخصصي خاص براي جداسازي نفت از گازطبيعي مورد نياز است، يك نمونه از اين نوع ابزار آلات «جدا كننده با درجه حرارت پايين» ( Ltx) است. اين دستگاه بيشتر براي چاه هاي توليدي گاز فشار بالا با نفت خام يا تراكم سبك به كار مي رود. اين جدا كننده ها از متمايزهاي فشار براي خنك كردن گازطبيعي مرطوب و جدا كردن نفت وگاز متراكم استفاده مي كنند. گاز مرطوب وارد جدا كننده با درجه حرارت پايين مي رود، سپس اين گاز به درون جدا كننده با درجه حرارت پايين از طريق يك مكانيسم مسدود جريان پيدا مي كند كه گاز را هنگام ورود به جدا كننده منبسط مي كند.
اين انبساط سريع گاز امكان پايين آوردن درجه حرارت در جدا كننده را فراهم مي كند. بعد از جدا كردن مايع، گاز خشك به «تعويض كننده گرما» برمي گردد و توسط گاز مرطوب ورودي گرم مي شود. با تغيير فشار گاز در بخش هاي مختلف جدا كننده امكان تغيير درجه حرارت نيز پديد مي آيد كه باعث مي شود نفت و آب از جريان گاز مرطوب جدا شوند. اين ارتباط اوليه با درجه حرارت بالا مي تواند براي استخراج گاز از يك جريان مايع نفت استفاده شود.از ميان برداشتن آب علاوه بر جداسازي نفت و ديگر گازهاي متراكم از جريان گاز مرطوب، لازم است كه بيشتر آب همراه با گاز از آن جدا شود. بيشتر آب آزاد همراه با گازطبيعي استخراج شده توسط روش هاي جداسازي ساده در سرچشمه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. اگر چه برداشتن بخار آب موجود در محلول گازطبيعي نيازمند عمليات پيچيده تري است. اين عمليات شامل رطوبت زدايي از گازطبيعي است كه معمولا در دو مرحله انجام مي شود. مرحله جذب با گرفتن بخار آب توسط ماده نم زدا انجام مي شود. مرحله (جذب سطحي) زماني اتفاق مي افتد كه بخار آب متراكم و در سطح جمع آوري مي شود.

نم زدايي يا رطوبت زدايي گلايكول

نم زدايي يا رطوبت زدايي گلايكول

يك نمونه از نم زدايي جذب (absorption) تحت عنوان نم زدايي گلايكول شناخته مي شود. در اين فرايند، يك مايع نم زداي خشك كننده براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. گلايكول، ماده اصلي در اين فرايند، شباهت شيميايي به آب دارد. اين بدين معناست كه وقتي در تماس با يك جريان گازطبيعي حاوي آب قرار مي گيرد، گلايكول آب را از جريان گاز مي ربايد.

اساسا نم زدايي گلايكول شامل استفاده از حلال گلايكول معمولا دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) مي باشد كه در يك تماس دهنده با جريان گاز مرطوب تماس پيدا مي كند. حلال گلايكول آب را از گاز مرطوب جذب مي كند. وقتي جذب شد، ذرات گلايكول سنگين تر مي شوند و در انتهاي تماس دهنده جمع مي شوند جايي كه آن ها به بيرون از نم زدا برده مي شوند. گازطبيعي كه بدين شكل بيشتر تركيبات آب خود را از دست مي دهد، به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد. حلال گلايكول به همراه تمام آبي كه از گازطبيعي جذب كرده است از ميان يك ديگ بخار تخصص يافته كه به منظور بخار كردن آب باقيمانده طراحي شده است، عبور مي كند. وقتي آب موجود در اين ديگ بخار به حرارت 212درجه فارنهايت مي رسد بخار مي شود، در حالي كه گلايكول تا 400 درجه فارنهايت بخار نمي شود. اين تفاوت درجه جوش جدا كردن آب از محلول گلايكول را آسان مي سازد و امكان استفاده دوباره از آن در فرايند نم زدايي را فراهم مي كند.نوآوري جديد در اين فرايند، اضافه كردن خازن هاي جدا كننده فلاش تانك است. علاوه بر جذب آب از جريان گاز مرطوب، محلول گلايكول گاه گاهي با خود مقادير كوچكي از متان و ديگر تركيبات موجود در گاز مرطوب حمل مي كند. درگذشته اين متان به سادگي از ديگ بخار خارج مي شد. علاوه بر هدربخشي از گازطبيعي كه استخراج شده بود، اين خروج گاز به آلودگي هوا و تأثير گاز گلخانه اي كمك مي كرد. به منظور كاهش ميزان متان و ديگر تركيبات هدر رفته، خازن هاي جدا كننده فلاش تانك استفاده مي شوند تا اين تركيبات را قبل از رسيدن محلول گلايكول به ديگ بخار از محلول جدا كنند.

اساسا يك جدا كننده فلاش تانك شامل وسيله اي است كه فشار محلول گلايكول را كم مي كند و به متان و ديگر هيدروكربن ها اجازه بخار شدن (فلاش) مي دهد. محلول گلايكول سپس به ديگ بخار مي رود كه ممكن است با خازن هاي خنك كننده هوا يا آب مجهز شود. اين كار براي جذب هرگونه تركيبات ارگانيك باقي مانده است كه ممكن است در محلول گلايكول باقي مانده باشد.اين سيستم ها در عمل نشان داده اند كه مي توانند 90 تا 99 درصد از متان را بازيافت كنند.

نم زدايي ماده خشك كننده جامد

نم زدايي ماده خشك كننده جامد

نم زدايي ماده خشك كننده جامد اولين شكل نم زدايي گازطبيعي با استفاده از جذب سطحي است و معمولا شامل دو يا بيشتر برج جذب سطحي است كه با يك ماده خشك كننده جامد پرشده است. مواد خشك كننده معمولي شامل آلومينيوم يا يك ماده ژل مانند سيليكا دانه دانه است.گازطبيعي مرطوب از ميان اين برج ها، از بالا تا پايين عبور مي كنند. همان طوري كه گازطبيعي از اطراف ذرات ماده خشك كننده عبور مي كند آب به سطح ذرات ماده خشك كننده مي چسبد با عبور از ميان كل بستر خشك كننده تقريبا تمام آب به درون ماده خشك كننده جذب مي شود و اجازه مي دهد كه گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.نم زداهاي ماده خشك كننده جامد معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند و معمولا به عنوان يك نوع از سيستم دو منظوره در طول خطوط لوله گازطبيعي نصب مي شوند. اين انواع از سيستم هاي نم زدايي براي مقادير زياد گاز تحت فشار بالا بسيار مناسب هستند و معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين مورد به دو برج يا بيشتر نياز است چون بعد از دوره خاصي از استفاده ماده خشك كننده در يك برج خاص با آب اشباع مي شود. براي توليد دوباره ماده خشك كننده، يك هيتر با درجه حرارت بالا براي گرم كردن گاز تا درجه حرارت بالا استفاده مي شود. عبور اين گاز گرم شده از ميان يك بستر خشك كننده اشباع شده آب موجود در آن را در برج جاذب بخار مي كند و آن را خشك مي كند و امكان نم زدايي بيشتر گازطبيعي را فراهم مي كند.
در بسياري از موارد مايعات گازطبيعي (ngl) ارزش بيشتري نسبت به محصولات جدا شده دارند و بنابراين اقتصادي و به صرفه است كه آنها را در جريان گاز جدا كنيم. جدا كردن مايعات گازطبيعي معمولا در يك نيروگاه پردازش نسبتا متمركز انجام مي شود و از تكنيك هاي مشابه به آن هايي كه در نم زدايي گازطبيعي به كار مي رفت استفاده مي شود.دو قدم اوليه براي عمل آوري مايعات گازطبيعي وجود دارد. اول مايعات بايد از گازطبيعي استخراج شود دوم اين مايعات گازطبيعي بايد از خودشان جدا شوند و به اجزاي پايه شان تبديل شوند.

استخراج و جذب

استخراج و جذب

استخراج Ngl

دو تكنيك اساسي براي جداسازي Nglها از جريان گازطبيعي وجود دارد. روش جذب و روش انبساطي كريوژنيك. اين دو فر ايند مي توانند تا 90درصد از كل مايعات گازطبيعي را توليد كنند.

روش جذب

نفت جاذب از نظر تركيب با Nglها شباهت دارد مثل گلايكول كه در تركيب با آب شباهت داشت. قبل از اين كه نفت هيچ گونه Ngl را بربگيرد با نام نفت جاذب فقير ناميده مي شود. هنگامي كه گازطبيعي از ميان يك برج جذب عبور كند در تماس با نفت جاذب، مايعات همراهش در اين جاذب حل مي كند. «نفت جاذب غني» در اين موقعيت حاوي Ngl يا همان مايعات گاز است كه در برج جذب از انتها قرار دارد. اين ماده در اين مرحله تركيبي از نفت جاذب،پروپان، بوتان، پنتانز و ديگر هيدروكربن هاي سنگين تر است. نفت غني به دستگاه هاي تقطير نفت فقير تغذيه مي شود. اين فرايند امكان بازيافت حدود 75 درصد از بوتان 85 تا 90 درصد از پنتانز و ملكول هاي سنگين تر از جريان گازطبيعي را فراهم مي كند.فرايند جذب اوليه كه در بالا توضيح داده شد مي تواند براي افزايش تأثيرش اصلاح شود يا استخراج Nglهاي خاص را هدف گيرد. در روش جذب نفت سرد شده جايي كه نفت فقير از طريق سرد سازي سرد مي شود، بازيافت پروپان مي تواند تا 90درصد باشد و حدود 40 درصد از اتان مي تواند از جريان گازطبيعي استخراج شود. استخراج ديگر مايعات سنگين تر در اين روش نزديك به صد درصد است.

برداشتن دي اكسيدكربن و سولفور

برداشتن دي اكسيدكربن و سولفور

علاوه بر جداسازي آب، نفت و Nglهاي ديگر، يكي از مهم ترين قسمت هاي پردازش گاز شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفور است. گازطبيعي بعضي چاه ها حاوي مقادير مهمي از سولفور ودي اكسيدكربن است. اين گازطبيعي به علت بوي زننده سولفور بيشتر «گاز ترش» ناميده مي شود. گاز ترش غيرمطلوب است چون تركيبات سولفوري كه دارد مي تواند بسيار مضر باشد حتي براي تنفس هم مرگ آور است. گاز ترش مي تواند هم چنين بسيار فرساينده باشد. به علاوه سولفوري كه در جريان گازطبيعي وجود دارد مي تواند استخراج شود و به طور جداگانه وارد بازار شود. در واقع براساس گزارش ها و مطالعات انجام شده توليد سولفور از اين طريق مي تواند حدود 15درصد از توليد كل سولفور را در بربگيرد. سولفوري كه در گازطبيعي وجود دارد به شكل سولفيد هيدروژن (h2s) است و معمولا اگر ميزان سولفيد هيدروژن از 5.7 ميلي گرم در هر مترمكعب گازطبيعي بيشتر شود اين گاز، گاز ترش ناميده مي شود. فرايند جداسازي سولفيد هيدروژن از گازترش، به شيرين كردن گاز ناميده مي شود.

فرايند اوليه شيرين كردن گاز ترش بسيار به فرايند نم زدايي گلايكول و جذب Ngl شباهت دارد. اگرچه در اين مورد از محلول هاي آمين براي جدا كردن سولفيد هيدروژن استفاده مي شود. به اين فرايند،«فرايند آمين» مي گويند و در 95 درصد از شيرين كردن گازهاي ترش به كار مي رود. گاز ترش از ميان يك برج حركت مي كند كه داراي محلول آمين است. تركيب اين محلول بسيار به تركيب سولفور شباهت دارد و همان طوري كه گلايكول آب را جذب مي كند، سولفور را جذب مي كند. دو محلول آمين اساسي وجود دارد كه در اين فرايند مورد استفاده قرار مي گيرد: مونواتالونامين(mea) و دي اتالونامين ((dea هر كدام از اين تركيبات در شكل مايع تركيبات سولفور را از گازطبيعي هنگام عبور جذب خواهد كرد. گاز باقي مانده به راستي عاري از تركيبات سولفور است بنابراين آن وضعيت ترش را از دست مي دهد. مثل فرايند استخراج Ngl و نم زدايي گلايكول محلول آمين استفاده شده مي تواند دوباره توليد شود (يعني زماني كه سولفور جذب شده جدا شود) و به آن اجازه مي دهد تا دوباره براي عمل آوري گازهاي ترش بيشتر استفاده شود.

اگر چه بيشتر شيرين سازي گاز ترش شامل فرايند جذب آمين است امكان استفاده از جاذب هاي جامد مثل اسفنج هاي آهني براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد وجود دارد.سولفور مي تواند جداگانه فروخته شود اگر كه شكل پايه آن كاهش پيدا كند. سولفور پايه يك پودر زرد روشن است و مي تواند اغلب در تپه هاي بزرگي نزديك نيروگاه هاي عمل آوري گاز ديده شود. به منظور بازيافت سولفور پايه از نيروگاه پردازش گاز، سولفوري كه ناخالص دارد و از فرايند شيرين سازي به دست مي آيد بايد بيشتر عمل آوري شود. فرايند مورد استفاده براي بازيافت سولفور با نام فرايند «كلاوس» شناخته مي شود و واكنش هاي گرمايي و كاتاليزي استفاده مي شود تا عنصر پايه از محلول سولفيد هيدروژن استخراج شود.به طور كلي فرايند كلاوس معمولا قادر به بازيافت 97 درصد از سولفور موجود در گازطبيعي است. از آن جايي كه اين يك ماده مضر و آلاينده است باز هم تصفيه مي شود.پردازش گاز يك قطعه ابزاري از زنجيره با ارزش گازطبيعي است اين عمل در تضمين اين كه گازطبيعي به شكل پاك و خالص استفاده شود كاربردي و حياتي است. وقتي گازطبيعي به طور كامل پردازش شد و براي مصرف آماده شد بايد از مناطق توليد و پردازش به مناطق مورد نياز منتقل شود.

منبع: ندای گاز

افرین بهتاش جان بچه ها این نوع مطالب رو دوست دارن
موید باشی
یا علی

خواهش میکنم مهدی جان.
اگه بچه ها این مطالب رو دوست دارند من خودشون رو دوست دارم.

گاز از خام تا فراورده

گاز از خام تا فراورده

ادامه

ادامه

ادامه

ادامه

مشخصات و مزیتهای گاز طبیعی گاز طبیعی(متان – CH4) حاصل از عملیات فرآورش نهایی دارا ی مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا میباشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختـن يك مترمكعب آن گاز ايـجاد مي شود که بدین ترتیب ارزش حرارتی هر متر مکعب متان تقریبا معادل ارزش حرارتی یک لیتر نفت سفید میباشد و به عبارت دیگر چنانچه یک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با 252 کیلو کالری انرژی حرارتی آزاد مینماید که از این لحاظ در مقایسه با دیگر سوختها بسیار قابل توجه میباشد . هیدروکربنها با فرمول عمومی CnH2n+2 اجزاء اصلی گاز طبیعی بوده و منابع عمده انرژی میباشند . افزایش اتمهای کربن مولکول هيدروكربن را سنگینتر و ارزش حرارتی آن افزونتر میسازد. ارزش حرارتي هیدروکربنهای متان و اتان از 8400 تا 10200 كيلو كالري بازای هر مترمكعب آنها مي باشد . ارزش حرارتي هیدروکربن پروپان برابر با 22200 كيلو كالري بازای هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هیدروکربن بوتان برابر با 28500 كيلو كالري بازای هر مترمكعب آن مي‌ باشد . گاز طبيعي شامل 85 درصد گاز متان و 12 درصد گاز اتان و 3 درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيـره مي باشد گاز طبیعی حاصل از میادین گازی سرخس حاوی متان بادرجه خلوص 98 درصد میباشد. ارجحیت دیگر گاز گاز طبیعی(متان – CH4) به سایر سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زیرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نميگردد بلکه جالب است بدانیم که ماحصل سوخت این گاز غالبا آب بهمراه حداقل میزان دی‌اكسیدكربن در مقایسه با تمام سوختهای فسیلی میباشد .

ادامه

ادامه

در یک تحقیق از ميزان آلايندگي گاز طبيعي و دیگر سوخت های فسیلی یافته ها به شرح ذیل بودند . ميزان انتشار co2 در گاز طبيعي 6/53 درصد، پروپان 67 درصد، بنزين 7/72 درصد، نفت گاز 76/2 درصد، نفت کوره 3/79 درصد و زغال سنگ 1/82 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 محيطهای خانگی- تجاری و اداری که دارای فضاهای بسته و محدود میباشند استفاده نمود. دماي احتراق خود به خود گاز طبيعي 649 درجه سانتي گراد است. دماي جوش متان 49/ 161 درجه سانتي گراد زير صفر است .فرایند تبدیل گاز طبیعی به گاز مایع LN G در همین درجه حرارت صورت میگیرد. یکی از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزی گاز طبیعی و آبی سوزی شعله تامین هوای کافی است. میزان هوای لازم جهت هر مترمكعب گاز طبیعی هنگام سوختن حدودأ 10 مترمكعب میباشد. آبي تر بودن شعله بمعنی دریافت بهتر و بیشتر هوا می باشد. فرآورش گازطبيعي مجموعه عملیات پیچیده ای است شامل فرایندهایی بقرار و ترتیب ذیل که در جریان آن بتوان گاز طبیعی را که شامل عمدتا متان بعنوان اصلیترین ماده و با درصد خلوص 80 تا 97 میباشد را بعنوان محصول نهائی پالایش نمود, صمن آنکه در این فرایندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکیبات ارزشمند مايعات گازطبيعي (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مایع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در ردیف اقلام صادراتی نیزبشمار میایند جداسازی میگردند.

ادامه

ادامه

تفکیک گاز و نفت گاز همراه با نفت گازی که همراه نفت است الزاما باید از آن جدا شود تا نفت خالص و پایدار بدست آید. در صورتی که نفت و گاز استخراجی از چاه مستقیما به مخازن ذخیره نفت هدایت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداری از آن از منافذ فوقانی مخزن ذخیره خارج شده و در ضمن مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکیک نفت و گاز هدایت می‌کنیم. عملیات تفکیک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طی فرایندهای سرچاهی ، انجام مي شود .این عمل توسط دستگاهی بنام جداکننده سنتی که هیدرو کربورهای سنگین و مایع را از هیدروکربورهای سبکتر و گازی تفکیک مینماید صورت میگیرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسیرهای مجزايي هدایت شده تا عملیات تصفیه ای لازم برروی آنها صورت گیرد. این دستگاه به شکل یک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نیروی گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد، و در این ضمن از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز به مقدار زیادی کاهش یافت بخش انبوهی از گاز ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن دیگری هدایت می‌کنند گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوی مقدار زیادی بنزین سبک(طبیعی) نیز میباشد. بنزین سبک (طبیعی) به لحاظ آنکه دارا ی ارزش فراوانی میباشد الزاما باید در مراحل بعدی از گاز طبیعی جدا گردد .

ادامه

ادامه

گاز محلول در نفت خام در مواردی که گاز در نفت خام محلول است مقداری از آن به جهت ماهیت گاز و تحت تاثیر کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا میگردد و سپس این دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر یک به مجاری مخصوص بخود فرستاده مي شوند. 1– تفکیک مایعات گازی این فرایند اولین مرحله از مجموعه عملیات پالایش گاز طبیعی خام میباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرایندی سه مرحله ای وجود دارد. زیرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طی فرایند دوم قابلیت استفاده مجدد (مکرر) را در فرایند ابتدایی کسب مینماید و نهایتا در فرایند سوم عناصر تشکیل دهنده و گرانبهای اين مايعات نیز بايد از خودشان جدا سازی شده و به اجزای پایه ای تبدیل گردند . که این فرایند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مایع بر روی مایعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگری مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي (NGL) عبارتند از . 1- 1 اتان - ماده ای است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع های پتروشیمی و تبدیل آن به ماده ایی با ارزش بیشتر به نام اتیلن و پلی اتیلن . گازطبیعی میدان پارس جنوبي حدودآ حاوی شش درصد اتان میباشد كه با جداسازي آن و ساخت اتيلن و پلی اتیلن مزيت های اقتصادی فراوانی براي کشورمان ايجاد مي شود. کاربردفناوری تفکیک اتان از مایعات گازی در ایران بسیار جدید است و هم اکنون در فازهای 4و5 پارس جنوبی بکارگرفته میشود 1- 2 گاز مايع (LPG) – گاز مایع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را میتوان با پالایش نفت خام نیز بدست آورد. ضمنآ در فرايند شكست ملكولي (کراکینگ) نفت خام و يا فرايند افزايش اكتان بنزین (ریفرم کاتالیستی) نيز این ماده ارزشمند به صورت محصول جانبي حاصل مي شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مايع (LPG) که مصارف سوختی در خودرو (کمتر) و در منازل (بیشتر) دارد متغیر بوده بطوری که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بیشتر خواهد بود در فصل سرد افزايش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخير بهتر سوخت میگردد . معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است . 1- 3 كاندنسيت ( condensate) شامل ترکیبات سنگینتر از بوتان ( (C4H10 – مولکولهایی دارای اتمهای کربن بیشتر و حالت مایع درشرایط اتمسفر را شامل میگردند. این ترکیبات را میتوان بمنظور صادرات پس از تثبیت فشار بخار و تنظیم نقطه ی شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضی (خریدار) به مخازن انتقال یافته و بمحض تکمیل ظرفیت مخزن صادر شوند. ولی این گروه از هیدرکربورها بلحاظ ارزشمندی بيشتری که نسبت به دیگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است كه طی فرایند دیگری در پالایشگاه کاندنسیت به سوختهایی تبدیل گردد که تا کنون در پالایشگاههای نفت از پالایش نفت خام حاصل میگردید ولی اینبار همراه با مزیتهایی که خواهد آمد . با توجه به اینکه پالايشگاه 500 ميليون دلاری كاندنسيت (مايعات گازي) در امارات متحده عربي بخشی ازخوراك مورد نیاز خود را از ایران تامین مینماید و حجم فراوان مايعات گازي که با بهره برداري از فازهاي پارس جنوبي و دیگر پالایشگاههای گاز کشور حاصل میگردد، احداث پالايشگاه هاي کاندنسیت با امکاناتی شامل يك برج تقطيرو چند فرآيند تصفيه و ريفرمينگ كاتاليستي بنا به مزیتهای موجود در ذیل بسيار حائز اهمیت میباشد .

ادامه

ادامه

1 - توليد بنزين بيش از دو برابر بنزين توليدي در پالايشگاههای نفت. 2 - بدون تولید اندکی از نفت كوره و طبعا رفع مشكلات ناشي از توليد اين فراورده ضمن آنکه باقيمانده هاي تقطير مایعات گازی نیز به محصولات ميان تقطير و سبک تبديل میگردد . 3 – در ازای تخصیص نيمي از تجهيزان موجود در پالايشگاه هاي نفت خام به پالايشگاه كاندنسيت میتوان محصولات با ارزش بيشتري توليد نمود . 4 - هزينه توليد هر واحد محصول دراين نوع پالايشگاه، بسيار پايين تراز پالايشگاه نفت خام است. 5 - ميزان سرمايه گذاري در مقایسه بااحداث پالايشگاه نفت خام حدوداً به نصف میرسد. 6 - درصورتي كه مجموعه مايعات گازي توليدي كشور به توليد بنزين و فراورده هاي ديگر اضافه شود، تا سال 1390 نيازي به واردات بنزين نخواهد بود درحال حاضر کلیه مايعات گازي تولیدی در دو بخش صنايع پتروشيمي و پالايشگاه ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نيز صادر میگردد . مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هيدروژن سولفيد و مركپتان میباشد . بنابراين بعد از تقطير و تهيه فراورده ها نياز به فرايندهاي پالايشي جهت زدودن و یاکاستن از میزان گوگرد و مركپتان موجود دارند هم اکنون پالايشگاه قدیمی مايعات گازي در بندرعباس روزانه 260 هزار بشکه نفت خام و 20 هزار بشکه مايعات گازى را فرآورش میکند . احداث پالايشگاه جدید مايعات گازي در بندرعباس به شرکت سرمايه گذاري نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالايشگاه جديد مايعات گازي در بندرعباس و با ظرفيت 360 هزار بشکه احداث میگردد . و تا کنون طراحي بنيادي و اخذ دانش فني آن طبق برنامه توسط شرکت ملي مهندسي و ساختمان نفت به پایان رسیده است . قدیمیترین پروژه از این دست پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد(خانگیران) است که پیشینه 20 ساله دارد . درآن زمان پیشنهاد داده شد که مایعات تولیدی از میادین شمال شرقی( خانگیران )در واحدهای تقطیر به فرآورده های نفتی همچون حلال های ویژه نفتی ، نفتا ، نفت سفید و گازوئیل مرغوب تبدیل شود. پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی خانگیران مورد تایید برنامه ریزی تلفیقی شرکت ملی نفت ایران نیز قرارگرفت . شرکت ایتالیایی I.M.S در سال 1380طی یک مناقصه مسئولیت ساخت واحدهای تقطیر را بدست گرفت . این شرکت در همان سال (1380 ) مشغول ساخت دستگاه های مربوطه شد که بنا به پیش بینی مجری وقت طرح های پالایش گاز شرکت ملی گاز ایران حداکثرتا یک سال بعدبه اتمام می رسد . که خوشبختانه جدیدآ خبر ها حکایت از راه اندازی این تاسیسات دارد .

ادامه

ادامه

2- حذف دي اكسيدكربن و سولفور بعد از جداسازي مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت میگیرد که شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است. گازطبيعي بسته به موقعیت چاه مربوط مقادير متفاوتی از این دو ماده را شامل میگردد. فرایند تفکیک سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن از گازترش، شيرين كردن گاز ناميده مي شود. سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن را میتوان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست میگردد . با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکیب سولفيد هيدروژن ((H2S قرار داردحا ل چنانچه میزان سولفيد هيدروژن موجود از مقدار 7/5 میلیگرم در هر متر مکعب گازطبيعي بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق میگردد. وچنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمیباشد. سولفور موجود درگازطبيعي به علت دارا بودن بوي زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه میسازد. تکنیکهای مورد استفاده در فرايند شيرين سازی گاز ترش موسوم به «فرايند آمين» که متداولترین نوع در عملیات شیرین سازی میباشد تشابه فراوانی با فرايندقبل( جاذب NGL) و فرایند بعدی خود یعنی نم زدايي توسط گلايكول دارند . مواد مورد استفاده دراین فرایند انواع محلول هاي آمين میباشد. دراین نوع فرایندها اغلب از دو محلول آمين باسامی مونو اتا نو ل آمين (MEA) و دي اتا نو ل آمين (DEA ) استفاده میگردد. گاز ترش از ميان برجی که با محلول آمين پر شده است جریان داده میشود .تشابه خواص ملکولی محلول آمین با سولفور موجود در سولفید هیدروژن باعث میگردد تا بخش عمده ای از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس این محلول با شرکت در فرایند ثانوی ضمن جداسازی از سولفید هیدروژن جذب شده مجددا قابل بهره برداری در فرایند ابتدایی میگردد . روش دیگری در رابطه با شيرين سازي گاز ترش با استفاده از جاذب هاي جامد براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد هیدروژن نیز وجود دارد. دي اكسيدكربن حاصل از فرایند از طریق مشعل وارد محیط شده و طبعآ آلودگی هایی از خود بجا میگذارد که اجتناب ناپذیر میباشد . ولی سولفيد هیدروژن حاصل از فرایندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازی با شرکت در فرایندی کاتالیستی و با واکنشهای گرمایی بنام فرایند کلاوس سولفور موجودرا بصورت مایع آزاد مینماید. مایع حاصل بعد ازانتقال به واحددیگری و بعد از عملیات دانه بندی و انبار میشود این فرایند تا 97 درصد سولفور موجود در گاز طبیعی را باز یافت مینماید. این ماده که سولفور پایه نامیده میشود بشکل پودر زرد رنگ بوده و آن را میتوان داخل محوطه پالایشگاه یا خارج از آن مشاهده نمو د. البته نظر به نیازبازار جهانی ، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفیه و آماده سازی کامل جزو اقلام صادراتی محسوب و جداگانه به بازار عرضه می گردد . مرکاپتان ها گروه دیگری از ترکیبات گوگرد دار میباشند که بایداز ترکیب گاز قابل مصرف توسط فرایندی از نوع غربال مولکولی جداسازی گردد .ازآنجاییکه سیستم لوله کشی های مشترکین فاقد هشدار دهنده های نشت گاز میباشد ضرورتآ و به همین منظور مقدار اندکی از آن که منجر به ضایعات در خطوط لوله نگردد را درترکیب گاز بجا میگذارند تا بکمک این مواد بودار (بوی تخم مرغ گندیده ) مصرف کننده از وجود نشتی در لوله های گاز آگاه گردد. در همین رابطه در ایستگاههای CGS نیز بطور جداگانه مقداری مرکاپتان به جریان گاز تزریق میگردد . گاز میادین پارس جنوبی – نار و کنگان – سرخس و گاز همراه میدان آغاجاری از نوع ترش بوده و لذا حاوی مقدار معتنابهی گوگرد میباشد. گاز میادین تابناک - شانون، هما، وراوي و گاز همراه میادین مارون و اهواز از نوع شیرین بوده و طبعا بعلت فقدان گوگرد و حذف فرایندهای مربوطه نسبت به گار میادین دیگر با ارزشتر میباشد.

ادامه

ادامه

3- نم زدايي يا رطوبت زدايي 3– 1 - رطوبت زدايي با محلول گلایکول علاوه بر تفکیک نفت با گاز مقداری آب آزاد همراه با گازطبيعي وجود دارد که بیشتر آن توسط روش هاي جداسازي ساده در سر چاه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. در حالیکه بخار آب موجود در محلول گاز میبایست طی فرایندی بسیار پيچيده تحت عنوان عمليات نم زدایی و یا رطوبت زدايي از گازطبيعي تفکیک گردند . در این فرایند بخار آب متراکم و موجود در سطح توسط ماده نم زدا جذب و جمع آوری میگردد. نوع متداول نم زدايي جذب (absorption) با عنوان نم زدايي گلايكول که ماده اصلی این فرایند میباشد شناخته مي شود. در اين فرايند، از مايع نم زداي خشك كننده حاوی گلایکول براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. دراین نوع فرایند اغلب از دو محلول گلايكول باسامی دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) استفاده میگردد. خواص ملکولی ماده گلایکول شباهت بسیاری با آب دارد لذا چنانچه در تماس با جريانی از گازطبيعي قرار گيرد، رطوبت آب موجود در جريان گاز را جذب و جمع آوری مینماید. ملکولهای سنگین شده گلایکول در انتهای تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج ميشو ند سپس گازطبيعي خشک نیزاز جانب دیگر به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد. محلول گلايكول را از ميان ديگ بخار به منظور تبخیر نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلايكول جهت استفاده مجدد آن در فرايندهای بعدی نم زدايي عبور میدهند. این عمل با بهره گیری از پدیده فیزیکی یعنی وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا 212درجه فارنهايت (100 درجه سانتیگراد ) و گلايكول تا 400 درجه فارنهايت صورت میگیرد.

ادامه

ادامه

3– 2 رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد که معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند نیز با استفاده از روش جذب سطحي صورت میگیرد . جهت این کار به حداقل دو برج یابيشتر نیاز میباشد که بکمک يك ماده خشك كننده جامد شامل آلومينا يا ماده سيليكاژل پرشده است. نم زدايي با ماده خشك كننده جامد اولين شیوه نم زدايي گازطبيعي با استفاده از روش جذب سطحي است گازطبيعي از داخل اين برج ها، از بالا به پايين عبور داده میشوند. گازطبيعي دراین فرایند ضمن عبور از اطراف ذرات ماده خشك كننده رطوبت های موجود در جریان گازطبيعي به سطح ذرات ماده خشك كننده جذب میگردد و باتکمیل این فرایند تقريبا تمام آب توسط ماده خشك كننده جامد جذب شده و نهایتا گاز خشك از انتهاي برج خارج شود. اين نوع از سيستم نم زدايي از آنجاییکه در رابطه باحجم فراوان گاز تحت فشارهای بالا مناسب هستند معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين سیستم نیز همانند گلایکول در روش اول ماده خشک کننده جامد بعد از اشباع شدن از آب جهت احیاء و استفاده های مکرر از سیستمهای گرمکن با درجه حرارت بالا جهت تبخیر بخار آب موجود در گلایکول بکار گرفته میشوند . گازطبیعی اینک با طی تمام مراحل تصفیه به طور كامل فرآورش و براي مصرف آماده گردید لذا در پایان با تقویت فشار آن تا حدود 1000 psi و پس از محاسبه حجم آن توسط سیستم اندازه گیری به خط لوله خروجی پالایشگاه هدایت و تحویل مدیریت منطقه عملیات انتقال گاز مربوطه میگردد. منابع : shana.ir - nigc.ir - RIPI.ir - assaluyeh.com tehran-gas.ir - نشریه ندای گاز

مطلب کاملی بود. ولی فکر کنم که این مطلب رو در تالار قرار داده بودم ولی نه با این جزئیات کامل. بهترین قسمتش مربوط به رطوبت گیری بود.

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

پردازش گازطبيعي

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي شود كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبيعي در بسياري از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالايش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است.گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي شود: چاه هاي نفت، چاه هاي گاز و چاه هاي متراكم. گازطبيعي كه از چاه هاي نفت استخراج مي شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي شود. اين گاز مي تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول).

گازطبيعي كه از چاه هاي گاز و متراكم مي آيد، كه در آن هيچ نفت خامي وجود ندارد يا اگر وجود دارد بسيار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته مي شود. چاه هاي گاز عموما گازطبيعي خام توليد مي كنند در حالي كه چاه هاي متراكم گازطبيعي آزاد به همراه يك هيدروكربن نيمه مايع متراكم توليد مي كنند. منبع گازطبيعي هرچه كه باشد، وقتي از نفت خام (در صورت وجود) جدا شد، معمولا در تركيب با ديگر هيدروكربن ها وجود دارد (عمدتا اتان، پروپان، بوتان و پنتانز). به علاوه، گازطبيعي خام حاوي بخار آب، سولفيد هيدروژن (S2(H دي اكسيدكربن، هليوم، نيتروژن و ديگر اجزا است.پردازش گازطبيعي شامل جداسازي تمام هيدروكربن ها و مايعات مختلف از گازطبيعي خالص است. به منظور توليد آن چه كه گازطبيعي خشك به كيفيت خطوط لوله ناميده مي شود، خطوط لوله اصلي حمل ونقل اغلب مقرراتي دارند كه براساس آن گازطبيعي هنگام حمل ونقل با خطوط لوله بايد تركيبات و كيفيت خاصي داشته باشد. اين بدين معناست كه قبل از حمل ونقل، گازطبيعي بايد تصفيه شود.

يا اين كه در مراحل تصفيه و پالايش، اتان، پروپان، بوتان و پنتانز بايد از گازطبيعي جدا شوند،اما اين بدين معنا نيست كه آن ها ضايعات هستند.در واقع، هيدروكربن هاي همراه كه تحت عنوان «مايعات گازطبيعي» شناخته مي شوند (Natural Gas Liquids) NGL مي توانند با محصولات حاصل از پردازش گازطبيعي بسيار ارزشمند باشند. NGL ها شامل اتان، پروپان، بوتان، ايزوبوتان و بنزين طبيعي مي باشند. اين NGL ها به طور جداگانه فروخته مي شوند و مصارف متفاوتي دارند، مثل افزايش بازيافت نفت در چاه هاي نفت، فراهم آوردن موادخام براي پالايشگاه هاي نفت يا نيروگاه هاي پتروشيمي به عنوان منابع انرژي.

در حالي كه بعضي از اوقات پردازش موردنياز مي تواند در سرچشمه يا نزديكي آن (پردازش حوزه) انجام شود،پردازش كامل گازطبيعي در يك نيروگاه پردازش گازطبيعي كه معمولا در منطقه توليدي گازطبيعي قرار دارد، انجام مي شود.گازطبيعي استخراج شده به اين نيروگاه هاي پردازش از طريق يك شبكه خطوط لوله جمع آوري انتقال داده مي شود. اين خطوط لوله قطر كوچك و فشار كمي دارند.يك سيستم جمع آوري پيچيده مي تواند از لوله تشكيل شود كه نيروگاه پردازش را به بيش از صدچاه در منطقه ارتباط مي دهد. براساس گزارش انجمن گاز آمريكا در سال 2000 حدود 36100 مايل سيستم گردآوري خط لوله در آمريكا وجود داشت.علاوه بر پردازش انجام شده در سرچشمه و در نيروگاه هاي پردازش متمركز، برخي پردازش هاي نهايي نيز در «نيروگاه هاي دو منظوره استخراج» انجام مي شود. اين نيروگاه ها بر روي سيستم هاي اصلي خط لوله قرار دارند. اگرچه گازطبيعي كه به اين نيروگاه ها مي رسد آماده كيفيت خط لوله است، در موارد خاص بازهم مقادير بسيار كمي از NGLها در آن جا وجود دارد كه دراين نيروگاه ها از گازطبيعي جدا مي شوند.

عمل واقعي پردازش گازطبيعي به گازطبيعي خشك، كيفيت خط لوله مي تواند بسيار پيچيده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلي است تا ناخالصي هاي مختلف از آن جدا بشود:

•از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
•از ميان برداشتن آب
•جداسازي مايعات گازطبيعي
•از ميان برداشتن دي اكسيد كربن و سولفور
علاوه بر چهار مرحله پردازش بالا، هيترها و ساينده هايي معمولا در سرچشمه يا در نزديكي آن نصب مي شوند. ساينده ها در درجه اول براي برداشتن شن و ديگر ناخالص هاي بزرگ به كار مي روند. هيترها تضمين مي كنند كه درجه حرارت گاز زياد پايين نيفتد. گازطبيعي كه حاوي حتي مقادير بسيار كمي از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هيدرات هاي گازطبيعي در آن شكل مي گيرند. اين هيدارت ها داراي تركيبات جامد يا نيمه جامدي مي باشند كه شبيه كريستال هاي يخ هستند. با شكل گيري اين هيدارت ها در گازطبيعي مانعي در راه، عبور گازطبيعي از ميان دريچه ها و سيستم هاي گردآوري ايجاد مي شود. براي كاهش تشكيل هيدرات ها، واحدهاي گرمايي با سوخت گازطبيعي عموما در امتداد خط لوله جمع آوري نصب مي شوند جايي كه به نظر مي رسد هيدارت ها ممكن است تشكيل شوند.

• از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم

به منظور پردازش و حمل ونقل گازطبيعي محلول همراه، گاز بايد از نفتي كه در آن حل شده است، جدا شود. اين جداسازي گازطبيعي از نفت بيشتر با ابزاري كه در سرچشمه يا نزديكي آن نصب مي شود، انجام مي شود. پردازش عملي براي جدا كردن نفت از گازطبيعي استفاده مي شود و ابزاري كه براي اين كار استفاده مي گردد مي تواند به طور گسترده اي فرق كند. اگرچه گازطبيعي خشك كيفيت خط لوله در مناطق جغرافيايي مختلف در عمل يكسان هستند، اما گازطبيعي خام از مناطق مختلف ممكن است تركيبات و نيازمندي هاي جداسازي مختلف داشته باشند. در بسياري از موارد، گازطبيعي در نفت زيرزميني به علت فشاري كه تشكيلات تحمل مي كند محلول است. وقتي اين نفت و گازطبيعي توليد مي شود، ممكن است به علت كاهش فشار خودبه خود گاز از نفت جدا شود. مثل بازكردن سر قوطي نوشابه كه به محض بازشدن مقداري از گازهاي محلول در نوشيدني آزاد مي شود.در اين موارد، جداسازي نفت و گاز كاملا آسان است و اين دو هيدروكربن براي پردازش بيشتر به راه هاي مجزايي فرستاده مي شوند. ابتدايي ترين نوع جدا كننده «جدا كننده سنتي» ناميده مي شود.اين دستگاه شامل يك مخزن در بسته شده است جايي كه نيروي گرانش براي جدا كردن مايعات سنگين تر مثل نفت و گازهاي سبك تر مثل گازطبيعي به كار مي رود.

در موارد خاص اگرچه ابزار آلات تخصصي خاص براي جداسازي نفت از گازطبيعي مورد نياز است، يك نمونه از اين نوع ابزار آلات «جدا كننده با درجه حرارت پايين» ( LTX) است. اين دستگاه بيشتر براي چاه هاي توليدي گاز فشار بالا با نفت خام يا تراكم سبك به كار مي رود. اين جدا كننده ها از متمايزهاي فشار براي خنك كردن گازطبيعي مرطوب و جدا كردن نفت وگاز متراكم استفاده مي كنند. گاز مرطوب وارد جدا كننده با درجه حرارت پايين مي رود، سپس اين گاز به درون جدا كننده با درجه حرارت پايين از طريق يك مكانيسم مسدود جريان پيدا مي كند كه گاز را هنگام ورود به جدا كننده منبسط مي كند.

اين انبساط سريع گاز امكان پايين آوردن درجه حرارت در جدا كننده را فراهم مي كند. بعد از جدا كردن مايع، گاز خشك به «تعويض كننده گرما» برمي گردد و توسط گاز مرطوب ورودي گرم مي شود. با تغيير فشار گاز در بخش هاي مختلف جدا كننده امكان تغيير درجه حرارت نيز پديد مي آيد كه باعث مي شود نفت و آب از جريان گاز مرطوب جدا شوند. اين ارتباط اوليه با درجه حرارت بالا مي تواند براي استخراج گاز از يك جريان مايع نفت استفاده شود.از ميان برداشتن آبعلاوه بر جداسازي نفت و ديگر گازهاي متراكم از جريان گاز مرطوب، لازم است كه بيشتر آب همراه با گاز از آن جدا شود. بيشتر آب آزاد همراه با گازطبيعي استخراج شده توسط روش هاي جداسازي ساده در سرچشمه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. اگر چه برداشتن بخار آب موجود در محلول گازطبيعي نيازمند عمليات پيچيده تري است. اين عمليات شامل رطوبت زدايي از گازطبيعي است كه معمولا در دو مرحله انجام مي شود. مرحله جذب با گرفتن بخار آب توسط ماده نم زدا انجام مي شود. مرحله (جذب سطحي) زماني اتفاق مي افتد كه بخار آب متراكم و در سطح جمع آوري مي شود.

ادامه ---->

ادامه ---->

• نم زدايي يا رطوبت زدايي گلايكول

يك نمونه از نم زدايي جذب (absorption) تحت عنوان نم زدايي گلايكول شناخته مي شود. در اين فرايند، يك مايع نم زداي خشك كننده براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. گلايكول، ماده اصلي در اين فرايند، شباهت شيميايي به آب دارد. اين بدين معناست كه وقتي در تماس با يك جريان گازطبيعي حاوي آب قرار مي گيرد، گلايكول آب را از جريان گاز مي ربايد.

اساسا نم زدايي گلايكول شامل استفاده از حلال گلايكول معمولا دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) مي باشد كه در يك تماس دهنده با جريان گاز مرطوب تماس پيدا مي كند. حلال گلايكول آب را از گاز مرطوب جذب مي كند. وقتي جذب شد، ذرات گلايكول سنگين تر مي شوند و در انتهاي تماس دهنده جمع مي شوند جايي كه آن ها به بيرون از نم زدا برده مي شوند. گازطبيعي كه بدين شكل بيشتر تركيبات آب خود را از دست مي دهد، به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد. حلال گلايكول به همراه تمام آبي كه از گازطبيعي جذب كرده است از ميان يك ديگ بخار تخصص يافته كه به منظور بخار كردن آب باقيمانده طراحي شده است، عبور مي كند. وقتي آب موجود در اين ديگ بخار به حرارت 212درجه فارنهايت مي رسد بخار مي شود، در حالي كه گلايكول تا 400 درجه فارنهايت بخار نمي شود. اين تفاوت درجه جوش جدا كردن آب از محلول گلايكول را آسان مي سازد و امكان استفاده دوباره از آن در فرايند نم زدايي را فراهم مي كند.نوآوري جديد در اين فرايند، اضافه كردن خازن هاي جدا كننده فلاش تانك است. علاوه بر جذب آب از جريان گاز مرطوب، محلول گلايكول گاه گاهي با خود مقادير كوچكي از متان و ديگر تركيبات موجود در گاز مرطوب حمل مي كند. درگذشته اين متان به سادگي از ديگ بخار خارج مي شد. علاوه بر هدربخشي از گازطبيعي كه استخراج شده بود، اين خروج گاز به آلودگي هوا و تأثير گاز گلخانه اي كمك مي كرد. به منظور كاهش ميزان متان و ديگر تركيبات هدر رفته، خازن هاي جدا كننده فلاش تانك استفاده مي شوند تا اين تركيبات را قبل از رسيدن محلول گلايكول به ديگ بخار از محلول جدا كنند.

اساسا يك جدا كننده فلاش تانك شامل وسيله اي است كه فشار محلول گلايكول را كم مي كند و به متان و ديگر هيدروكربن ها اجازه بخار شدن (فلاش) مي دهد. محلول گلايكول سپس به ديگ بخار مي رود كه ممكن است با خازن هاي خنك كننده هوا يا آب مجهز شود. اين كار براي جذب هرگونه تركيبات ارگانيك باقي مانده است كه ممكن است در محلول گلايكول باقي مانده باشد.اين سيستم ها در عمل نشان داده اند كه مي توانند 90 تا 99 درصد از متان را بازيافت كنند.

• نم زدايي ماده خشك كننده جامد

نم زدايي ماده خشك كننده جامد اولين شكل نم زدايي گازطبيعي با استفاده از جذب سطحي است و معمولا شامل دو يا بيشتر برج جذب سطحي است كه با يك ماده خشك كننده جامد پرشده است. مواد خشك كننده معمولي شامل آلومينيوم يا يك ماده ژل مانند سيليكا دانه دانه است.گازطبيعي مرطوب از ميان اين برج ها، از بالا تا پايين عبور مي كنند. همان طوري كه گازطبيعي از اطراف ذرات ماده خشك كننده عبور مي كند آب به سطح ذرات ماده خشك كننده مي چسبد با عبور از ميان كل بستر خشك كننده تقريبا تمام آب به درون ماده خشك كننده جذب مي شود و اجازه مي دهد كه گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.نم زداهاي ماده خشك كننده جامد معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند و معمولا به عنوان يك نوع از سيستم دو منظوره در طول خطوط لوله گازطبيعي نصب مي شوند. اين انواع از سيستم هاي نم زدايي براي مقادير زياد گاز تحت فشار بالا بسيار مناسب هستند و معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين مورد به دو برج يا بيشتر نياز است چون بعد از دوره خاصي از استفاده ماده خشك كننده در يك برج خاص با آب اشباع مي شود. براي توليد دوباره ماده خشك كننده، يك هيتر با درجه حرارت بالا براي گرم كردن گاز تا درجه حرارت بالا استفاده مي شود. عبور اين گاز گرم شده از ميان يك بستر خشك كننده اشباع شده آب موجود در آن را در برج جاذب بخار مي كند و آن را خشك مي كند و امكان نم زدايي بيشتر گازطبيعي را فراهم مي كند.

در بسياري از موارد مايعات گازطبيعي (NGL) ارزش بيشتري نسبت به محصولات جدا شده دارند و بنابراين اقتصادي و به صرفه است كه آنها را در جريان گاز جدا كنيم. جدا كردن مايعات گازطبيعي معمولا در يك نيروگاه پردازش نسبتا متمركز انجام مي شود و از تكنيك هاي مشابه به آن هايي كه در نم زدايي گازطبيعي به كار مي رفت استفاده مي شود.دو قدم اوليه براي عمل آوري مايعات گازطبيعي وجود دارد. اول مايعات بايد از گازطبيعي استخراج شود دوم اين مايعات گازطبيعي بايد از خودشان جدا شوند و به اجزاي پايه شان تبديل شوند.

• استخراج NGL

دو تكنيك اساسي براي جداسازي NGLها از جريان گازطبيعي وجود دارد. روش جذب و روش انبساطي كريوژنيك. اين دو فر ايند مي توانند تا 90درصد از كل مايعات گازطبيعي را توليد كنند.

• روش جذب

نفت جاذب از نظر تركيب با NGLها شباهت دارد مثل گلايكول كه در تركيب با آب شباهت داشت. قبل از اين كه نفت هيچ گونه NGL را بربگيرد با نام نفت جاذب فقير ناميده مي شود. هنگامي كه گازطبيعي از ميان يك برج جذب عبور كند در تماس با نفت جاذب، مايعات همراهش در اين جاذب حل مي كند. «نفت جاذب غني» در اين موقعيت حاوي NGL يا همان مايعات گاز است كه در برج جذب از انتها قرار دارد. اين ماده در اين مرحله تركيبي از نفت جاذب،پروپان، بوتان، پنتانز و ديگر هيدروكربن هاي سنگين تر است. نفت غني به دستگاه هاي تقطير نفت فقير تغذيه مي شود. اين فرايند امكان بازيافت حدود 75 درصد از بوتان 85 تا 90 درصد از پنتانز و ملكول هاي سنگين تر از جريان گازطبيعي را فراهم مي كند.فرايند جذب اوليه كه در بالا توضيح داده شد مي تواند براي افزايش تأثيرش اصلاح شود يا استخراج NGLهاي خاص را هدف گيرد. در روش جذب نفت سرد شده جايي كه نفت فقير از طريق سرد سازي سرد مي شود، بازيافت پروپان مي تواند تا 90درصد باشد و حدود 40 درصد از اتان مي تواند از جريان گازطبيعي استخراج شود. استخراج ديگر مايعات سنگين تر در اين روش نزديك به صد درصد است.

• فرايند انبساط كريوژنيك

مراحل كريوژنيك هم چنين براي استخراج NGLها از گازطبيعي به كار مي رود. در حالي كه روش هاي جذب مي تواند تقريبا تمام NGLهاي سنگين تر را استخراج كند، هيدروكربن هاي سبك تر مثل اتان اغلب در بازيافت از جريان گازطبيعي مشكل دارند. در موارد خاص، به صرفه تر و اقتصادي تر است تا NGLهاي سبك تر را در جريان گازطبيعي باقي بگذاريم. اگر استخراج اتان و ديگر هيدروكربن هاي سبك تر به صرفه باشد، فرايند كريوژنيك براي ميزان بازيافت بالا مورد نياز است.اساسا فرايند كريوژنيك شامل پايين آوردن درجه حرارت گاز تا حدود 120- درجه فارنهايت است. راه هاي متفاوتي براي سرد كردن گاز تا اين درجه حرارت وجود دارد. اما يكي از مؤثرترين آن ها به عنوان فرايند انبساطي توربو شناخته مي شود. در اين فرايند، سرد كننده هاي خارجي براي سرد كردن جريان گاز استفاده مي شوند كه باعث كاهش سريع دماي گاز مي شوند. اين افت سريع درجه حرارت اتان و ديگر هيدروكربن هاي موجود در جريان گاز را متراكم مي كند در حالي كه متان در شكل گاز باقي مي ماند. اين فرايند اجازه بازيافت حدود 90تا 95 درصد از اتان را از گازطبيعي مي دهند. به علاوه وقتي جريان گازطبيعي به درون فشرده سازي ضايعات متان گازي شكل توسعه پيدا مي كند انبساط توربين قادر به تبديل برخي انرژي آزاد شده است، بنابراين هزينه هاي صرفه جويي انرژي با استخراج اتان همراه است.استخراج NGLها از جريان گازطبيعي هم گازطبيعي خالص تر و پاك تري توليد مي كند و هم هيدروكربن هاي ارزشمندتر را جدا مي كند.

• شكنش كردن مايعات گازطبيعي

زماني كه NGLها از جريان گازطبيعي جدا شدند، بايد به اجزاي تشكيل دهنده شان كه مفيد هستند تجزيه و شكسته شوند. يعني جريان تركيب NGLهاي مختلف بايد جدا شوند. فرايندي كه براي انجام اين كار استفاده مي شود، شكنش كردن ناميده مي شود. كارهاي شكنش براساس نقاط جوش مختلف هيدروكربن هاي مختلف در جريان NGL پايه گذاري شده است. اساسا شكنش كردن در مراحلي شامل جوشاندن هيدروكربن ها يك به يك اتفاق مي افتد. كل فرايند شكنش به مراحلي تقسيم مي شود كه با برداشتن NGLهاي سبك تر از جريان گاز آغاز مي شود. اعمال شكنش خاص در ترتيب زير استفاده مي شوند:

•جدا كردن اتان: در اين مرحله اتان از جريان NGL جدا مي شود.

•جدا كردن پروپان: مرحله بعدي پروپان را جدا مي كند.

•جدا كردن بوتان: اين مرحله بوتان را به حد جوش مي رساند و پنتانز و هيدروكربن هاي سنگين تر را در جريان NGL باقي مي گذارد.

•جدا كردن ايزو بوتان: اين مرحله بوتان معمولي و ايزو را جدا مي كند.

با شروع كار از هيدروكربن هاي سبك تر تا هيدروكربن هاي سنگين تر امكان جداسازي مايعات مختلف به سادگي وجود دارد.

• برداشتن دي اكسيدكربن و سولفور

علاوه بر جداسازي آب، نفت و NGLهاي ديگر، يكي از مهم ترين قسمت هاي پردازش گاز شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفور است. گازطبيعي بعضي چاه ها حاوي مقادير مهمي از سولفور ودي اكسيدكربن است. اين گازطبيعي به علت بوي زننده سولفور بيشتر «گاز ترش» ناميده مي شود. گاز ترش غيرمطلوب است چون تركيبات سولفوري كه دارد مي تواند بسيار مضر باشد حتي براي تنفس هم مرگ آور است. گاز ترش مي تواند هم چنين بسيار فرساينده باشد. به علاوه سولفوري كه در جريان گازطبيعي وجود دارد مي تواند استخراج شود و به طور جداگانه وارد بازار شود. در واقع براساس گزارش ها و مطالعات انجام شده توليد سولفور از اين طريق مي تواند حدود 15درصد از توليد كل سولفور را در بربگيرد. سولفوري كه در گازطبيعي وجود دارد به شكل سولفيد هيدروژن (H2S) است و معمولا اگر ميزان سولفيد هيدروژن از 5.7 ميلي گرم در هر مترمكعب گازطبيعي بيشتر شود اين گاز، گاز ترش ناميده مي شود. فرايند جداسازي سولفيد هيدروژن از گازترش، به شيرين كردن گاز ناميده مي شود.

فرايند اوليه شيرين كردن گاز ترش بسيار به فرايند نم زدايي گلايكول و جذب NGL شباهت دارد. اگرچه در اين مورد از محلول هاي آمين براي جدا كردن سولفيد هيدروژن استفاده مي شود. به اين فرايند،«فرايند آمين» مي گويند و در 95 درصد از شيرين كردن گازهاي ترش به كار مي رود. گاز ترش از ميان يك برج حركت مي كند كه داراي محلول آمين است. تركيب اين محلول بسيار به تركيب سولفور شباهت دارد و همان طوري كه گلايكول آب را جذب مي كند، سولفور را جذب مي كند. دو محلول آمين اساسي وجود دارد كه در اين فرايند مورد استفاده قرار مي گيرد: مونواتالونامين(MEA) و دي اتالونامين ((DEA هر كدام از اين تركيبات در شكل مايع تركيبات سولفور را از گازطبيعي هنگام عبور جذب خواهد كرد. گاز باقي مانده به راستي عاري از تركيبات سولفور است بنابراين آن وضعيت ترش را از دست مي دهد. مثل فرايند استخراج NGL و نم زدايي گلايكول محلول آمين استفاده شده مي تواند دوباره توليد شود (يعني زماني كه سولفور جذب شده جدا شود) و به آن اجازه مي دهد تا دوباره براي عمل آوري گازهاي ترش بيشتر استفاده شود.

اگر چه بيشتر شيرين سازي گاز ترش شامل فرايند جذب آمين است امكان استفاده از جاذب هاي جامد مثل اسفنج هاي آهني براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد وجود دارد.سولفور مي تواند جداگانه فروخته شود اگر كه شكل پايه آن كاهش پيدا كند. سولفور پايه يك پودر زرد روشن است و مي تواند اغلب در تپه هاي بزرگي نزديك نيروگاه هاي عمل آوري گاز ديده شود. به منظور بازيافت سولفور پايه از نيروگاه پردازش گاز، سولفوري كه ناخالص دارد و از فرايند شيرين سازي به دست مي آيد بايد بيشتر عمل آوري شود. فرايند مورد استفاده براي بازيافت سولفور با نام فرايند «كلاوس» شناخته مي شود و واكنش هاي گرمايي و كاتاليزي استفاده مي شود تا عنصر پايه از محلول سولفيد هيدروژن استخراج شود.به طور كلي فرايند كلاوس معمولا قادر به بازيافت 97 درصد از سولفور موجود در گازطبيعي است. از آن جايي كه اين يك ماده مضر و آلاينده است باز هم تصفيه مي شود.پردازش گاز يك قطعه ابزاري از زنجيره با ارزش گازطبيعي است اين عمل در تضمين اين كه گازطبيعي به شكل پاك و خالص استفاده شود كاربردي و حياتي است. وقتي گازطبيعي به طور كامل پردازش شد و براي مصرف آماده شد بايد از مناطق توليد و پردازش به مناطق مورد نياز منتقل شود.

منبع : http://www.assaluyeh.com/articles.php?79-fa

جالب بود.

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

پردازش گازطبيعي

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي شود كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبيعي در بسياري از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالايش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است.گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي شود: چاه هاي نفت، چاه هاي گاز و چاه هاي متراكم. گازطبيعي كه از چاه هاي نفت استخراج مي شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي شود. اين گاز مي تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول).

گازطبيعي كه از چاه هاي گاز و متراكم مي آيد، كه در آن هيچ نفت خامي وجود ندارد يا اگر وجود دارد بسيار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته مي شود. چاه هاي گاز عموما گازطبيعي خام توليد مي كنند در حالي كه چاه هاي متراكم گازطبيعي آزاد به همراه يك هيدروكربن نيمه مايع متراكم توليد مي كنند. منبع گازطبيعي هرچه كه باشد، وقتي از نفت خام (در صورت وجود) جدا شد، معمولا در تركيب با ديگر هيدروكربن ها وجود دارد (عمدتا اتان، پروپان، بوتان و پنتانز). به علاوه، گازطبيعي خام حاوي بخار آب، سولفيد هيدروژن (S2(H دي اكسيدكربن، هليوم، نيتروژن و ديگر اجزا است.پردازش گازطبيعي شامل جداسازي تمام هيدروكربن ها و مايعات مختلف از گازطبيعي خالص است. به منظور توليد آن چه كه گازطبيعي خشك به كيفيت خطوط لوله ناميده مي شود، خطوط لوله اصلي حمل ونقل اغلب مقرراتي دارند كه براساس آن گازطبيعي هنگام حمل ونقل با خطوط لوله بايد تركيبات و كيفيت خاصي داشته باشد. اين بدين معناست كه قبل از حمل ونقل، گازطبيعي بايد تصفيه شود.

يا اين كه در مراحل تصفيه و پالايش، اتان، پروپان، بوتان و پنتانز بايد از گازطبيعي جدا شوند،اما اين بدين معنا نيست كه آن ها ضايعات هستند.در واقع، هيدروكربن هاي همراه كه تحت عنوان «مايعات گازطبيعي» شناخته مي شوند (Natural Gas Liquids) NGL مي توانند با محصولات حاصل از پردازش گازطبيعي بسيار ارزشمند باشند. NGL ها شامل اتان، پروپان، بوتان، ايزوبوتان و بنزين طبيعي مي باشند. اين NGL ها به طور جداگانه فروخته مي شوند و مصارف متفاوتي دارند، مثل افزايش بازيافت نفت در چاه هاي نفت، فراهم آوردن موادخام براي پالايشگاه هاي نفت يا نيروگاه هاي پتروشيمي به عنوان منابع انرژي.

در حالي كه بعضي از اوقات پردازش موردنياز مي تواند در سرچشمه يا نزديكي آن (پردازش حوزه) انجام شود،پردازش كامل گازطبيعي در يك نيروگاه پردازش گازطبيعي كه معمولا در منطقه توليدي گازطبيعي قرار دارد، انجام مي شود.گازطبيعي استخراج شده به اين نيروگاه هاي پردازش از طريق يك شبكه خطوط لوله جمع آوري انتقال داده مي شود. اين خطوط لوله قطر كوچك و فشار كمي دارند.يك سيستم جمع آوري پيچيده مي تواند از لوله تشكيل شود كه نيروگاه پردازش را به بيش از صدچاه در منطقه ارتباط مي دهد. براساس گزارش انجمن گاز آمريكا در سال 2000 حدود 36100 مايل سيستم گردآوري خط لوله در آمريكا وجود داشت.علاوه بر پردازش انجام شده در سرچشمه و در نيروگاه هاي پردازش متمركز، برخي پردازش هاي نهايي نيز در «نيروگاه هاي دو منظوره استخراج» انجام مي شود. اين نيروگاه ها بر روي سيستم هاي اصلي خط لوله قرار دارند. اگرچه گازطبيعي كه به اين نيروگاه ها مي رسد آماده كيفيت خط لوله است، در موارد خاص بازهم مقادير بسيار كمي از NGLها در آن جا وجود دارد كه دراين نيروگاه ها از گازطبيعي جدا مي شوند.

عمل واقعي پردازش گازطبيعي به گازطبيعي خشك، كيفيت خط لوله مي تواند بسيار پيچيده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلي است تا ناخالصي هاي مختلف از آن جدا بشود:

•از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
•از ميان برداشتن آب
•جداسازي مايعات گازطبيعي
•از ميان برداشتن دي اكسيد كربن و سولفور
علاوه بر چهار مرحله پردازش بالا، هيترها و ساينده هايي معمولا در سرچشمه يا در نزديكي آن نصب مي شوند. ساينده ها در درجه اول براي برداشتن شن و ديگر ناخالص هاي بزرگ به كار مي روند. هيترها تضمين مي كنند كه درجه حرارت گاز زياد پايين نيفتد. گازطبيعي كه حاوي حتي مقادير بسيار كمي از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هيدرات هاي گازطبيعي در آن شكل مي گيرند. اين هيدارت ها داراي تركيبات جامد يا نيمه جامدي مي باشند كه شبيه كريستال هاي يخ هستند. با شكل گيري اين هيدارت ها در گازطبيعي مانعي در راه، عبور گازطبيعي از ميان دريچه ها و سيستم هاي گردآوري ايجاد مي شود. براي كاهش تشكيل هيدرات ها، واحدهاي گرمايي با سوخت گازطبيعي عموما در امتداد خط لوله جمع آوري نصب مي شوند جايي كه به نظر مي رسد هيدارت ها ممكن است تشكيل شوند.

• از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم

به منظور پردازش و حمل ونقل گازطبيعي محلول همراه، گاز بايد از نفتي كه در آن حل شده است، جدا شود. اين جداسازي گازطبيعي از نفت بيشتر با ابزاري كه در سرچشمه يا نزديكي آن نصب مي شود، انجام مي شود. پردازش عملي براي جدا كردن نفت از گازطبيعي استفاده مي شود و ابزاري كه براي اين كار استفاده مي گردد مي تواند به طور گسترده اي فرق كند. اگرچه گازطبيعي خشك كيفيت خط لوله در مناطق جغرافيايي مختلف در عمل يكسان هستند، اما گازطبيعي خام از مناطق مختلف ممكن است تركيبات و نيازمندي هاي جداسازي مختلف داشته باشند. در بسياري از موارد، گازطبيعي در نفت زيرزميني به علت فشاري كه تشكيلات تحمل مي كند محلول است. وقتي اين نفت و گازطبيعي توليد مي شود، ممكن است به علت كاهش فشار خودبه خود گاز از نفت جدا شود. مثل بازكردن سر قوطي نوشابه كه به محض بازشدن مقداري از گازهاي محلول در نوشيدني آزاد مي شود.در اين موارد، جداسازي نفت و گاز كاملا آسان است و اين دو هيدروكربن براي پردازش بيشتر به راه هاي مجزايي فرستاده مي شوند. ابتدايي ترين نوع جدا كننده «جدا كننده سنتي» ناميده مي شود.اين دستگاه شامل يك مخزن در بسته شده است جايي كه نيروي گرانش براي جدا كردن مايعات سنگين تر مثل نفت و گازهاي سبك تر مثل گازطبيعي به كار مي رود.

در موارد خاص اگرچه ابزار آلات تخصصي خاص براي جداسازي نفت از گازطبيعي مورد نياز است، يك نمونه از اين نوع ابزار آلات «جدا كننده با درجه حرارت پايين» ( LTX) است. اين دستگاه بيشتر براي چاه هاي توليدي گاز فشار بالا با نفت خام يا تراكم سبك به كار مي رود. اين جدا كننده ها از متمايزهاي فشار براي خنك كردن گازطبيعي مرطوب و جدا كردن نفت وگاز متراكم استفاده مي كنند. گاز مرطوب وارد جدا كننده با درجه حرارت پايين مي رود، سپس اين گاز به درون جدا كننده با درجه حرارت پايين از طريق يك مكانيسم مسدود جريان پيدا مي كند كه گاز را هنگام ورود به جدا كننده منبسط مي كند.

اين انبساط سريع گاز امكان پايين آوردن درجه حرارت در جدا كننده را فراهم مي كند. بعد از جدا كردن مايع، گاز خشك به «تعويض كننده گرما» برمي گردد و توسط گاز مرطوب ورودي گرم مي شود. با تغيير فشار گاز در بخش هاي مختلف جدا كننده امكان تغيير درجه حرارت نيز پديد مي آيد كه باعث مي شود نفت و آب از جريان گاز مرطوب جدا شوند. اين ارتباط اوليه با درجه حرارت بالا مي تواند براي استخراج گاز از يك جريان مايع نفت استفاده شود.از ميان برداشتن آبعلاوه بر جداسازي نفت و ديگر گازهاي متراكم از جريان گاز مرطوب، لازم است كه بيشتر آب همراه با گاز از آن جدا شود. بيشتر آب آزاد همراه با گازطبيعي استخراج شده توسط روش هاي جداسازي ساده در سرچشمه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. اگر چه برداشتن بخار آب موجود در محلول گازطبيعي نيازمند عمليات پيچيده تري است. اين عمليات شامل رطوبت زدايي از گازطبيعي است كه معمولا در دو مرحله انجام مي شود. مرحله جذب با گرفتن بخار آب توسط ماده نم زدا انجام مي شود. مرحله (جذب سطحي) زماني اتفاق مي افتد كه بخار آب متراكم و در سطح جمع آوري مي شود.

• نم زدايي يا رطوبت زدايي گلايكول

يك نمونه از نم زدايي جذب (absorption) تحت عنوان نم زدايي گلايكول شناخته مي شود. در اين فرايند، يك مايع نم زداي خشك كننده براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. گلايكول، ماده اصلي در اين فرايند، شباهت شيميايي به آب دارد. اين بدين معناست كه وقتي در تماس با يك جريان گازطبيعي حاوي آب قرار مي گيرد، گلايكول آب را از جريان گاز مي ربايد.

اساسا نم زدايي گلايكول شامل استفاده از حلال گلايكول معمولا دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) مي باشد كه در يك تماس دهنده با جريان گاز مرطوب تماس پيدا مي كند. حلال گلايكول آب را از گاز مرطوب جذب مي كند. وقتي جذب شد، ذرات گلايكول سنگين تر مي شوند و در انتهاي تماس دهنده جمع مي شوند جايي كه آن ها به بيرون از نم زدا برده مي شوند. گازطبيعي كه بدين شكل بيشتر تركيبات آب خود را از دست مي دهد، به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد. حلال گلايكول به همراه تمام آبي كه از گازطبيعي جذب كرده است از ميان يك ديگ بخار تخصص يافته كه به منظور بخار كردن آب باقيمانده طراحي شده است، عبور مي كند. وقتي آب موجود در اين ديگ بخار به حرارت 212درجه فارنهايت مي رسد بخار مي شود، در حالي كه گلايكول تا 400 درجه فارنهايت بخار نمي شود. اين تفاوت درجه جوش جدا كردن آب از محلول گلايكول را آسان مي سازد و امكان استفاده دوباره از آن در فرايند نم زدايي را فراهم مي كند.نوآوري جديد در اين فرايند، اضافه كردن خازن هاي جدا كننده فلاش تانك است. علاوه بر جذب آب از جريان گاز مرطوب، محلول گلايكول گاه گاهي با خود مقادير كوچكي از متان و ديگر تركيبات موجود در گاز مرطوب حمل مي كند. درگذشته اين متان به سادگي از ديگ بخار خارج مي شد. علاوه بر هدربخشي از گازطبيعي كه استخراج شده بود، اين خروج گاز به آلودگي هوا و تأثير گاز گلخانه اي كمك مي كرد. به منظور كاهش ميزان متان و ديگر تركيبات هدر رفته، خازن هاي جدا كننده فلاش تانك استفاده مي شوند تا اين تركيبات را قبل از رسيدن محلول گلايكول به ديگ بخار از محلول جدا كنند.

اساسا يك جدا كننده فلاش تانك شامل وسيله اي است كه فشار محلول گلايكول را كم مي كند و به متان و ديگر هيدروكربن ها اجازه بخار شدن (فلاش) مي دهد. محلول گلايكول سپس به ديگ بخار مي رود كه ممكن است با خازن هاي خنك كننده هوا يا آب مجهز شود. اين كار براي جذب هرگونه تركيبات ارگانيك باقي مانده است كه ممكن است در محلول گلايكول باقي مانده باشد.اين سيستم ها در عمل نشان داده اند كه مي توانند 90 تا 99 درصد از متان را بازيافت كنند.

• نم زدايي ماده خشك كننده جامد

نم زدايي ماده خشك كننده جامد اولين شكل نم زدايي گازطبيعي با استفاده از جذب سطحي است و معمولا شامل دو يا بيشتر برج جذب سطحي است كه با يك ماده خشك كننده جامد پرشده است. مواد خشك كننده معمولي شامل آلومينيوم يا يك ماده ژل مانند سيليكا دانه دانه است.گازطبيعي مرطوب از ميان اين برج ها، از بالا تا پايين عبور مي كنند. همان طوري كه گازطبيعي از اطراف ذرات ماده خشك كننده عبور مي كند آب به سطح ذرات ماده خشك كننده مي چسبد با عبور از ميان كل بستر خشك كننده تقريبا تمام آب به درون ماده خشك كننده جذب مي شود و اجازه مي دهد كه گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.نم زداهاي ماده خشك كننده جامد معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند و معمولا به عنوان يك نوع از سيستم دو منظوره در طول خطوط لوله گازطبيعي نصب مي شوند. اين انواع از سيستم هاي نم زدايي براي مقادير زياد گاز تحت فشار بالا بسيار مناسب هستند و معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين مورد به دو برج يا بيشتر نياز است چون بعد از دوره خاصي از استفاده ماده خشك كننده در يك برج خاص با آب اشباع مي شود. براي توليد دوباره ماده خشك كننده، يك هيتر با درجه حرارت بالا براي گرم كردن گاز تا درجه حرارت بالا استفاده مي شود. عبور اين گاز گرم شده از ميان يك بستر خشك كننده اشباع شده آب موجود در آن را در برج جاذب بخار مي كند و آن را خشك مي كند و امكان نم زدايي بيشتر گازطبيعي را فراهم مي كند.

در بسياري از موارد مايعات گازطبيعي (NGL) ارزش بيشتري نسبت به محصولات جدا شده دارند و بنابراين اقتصادي و به صرفه است كه آنها را در جريان گاز جدا كنيم. جدا كردن مايعات گازطبيعي معمولا در يك نيروگاه پردازش نسبتا متمركز انجام مي شود و از تكنيك هاي مشابه به آن هايي كه در نم زدايي گازطبيعي به كار مي رفت استفاده مي شود.دو قدم اوليه براي عمل آوري مايعات گازطبيعي وجود دارد. اول مايعات بايد از گازطبيعي استخراج شود دوم اين مايعات گازطبيعي بايد از خودشان جدا شوند و به اجزاي پايه شان تبديل شوند.

منبع:نشریه ندای گاز

• استخراج NGL

دو تكنيك اساسي براي جداسازي NGLها از جريان گازطبيعي وجود دارد. روش جذب و روش انبساطي كريوژنيك. اين دو فر ايند مي توانند تا 90درصد از كل مايعات گازطبيعي را توليد كنند.

• روش جذب

نفت جاذب از نظر تركيب با NGLها شباهت دارد مثل گلايكول كه در تركيب با آب شباهت داشت. قبل از اين كه نفت هيچ گونه NGL را بربگيرد با نام نفت جاذب فقير ناميده مي شود. هنگامي كه گازطبيعي از ميان يك برج جذب عبور كند در تماس با نفت جاذب، مايعات همراهش در اين جاذب حل مي كند. «نفت جاذب غني» در اين موقعيت حاوي NGL يا همان مايعات گاز است كه در برج جذب از انتها قرار دارد. اين ماده در اين مرحله تركيبي از نفت جاذب،پروپان، بوتان، پنتانز و ديگر هيدروكربن هاي سنگين تر است. نفت غني به دستگاه هاي تقطير نفت فقير تغذيه مي شود. اين فرايند امكان بازيافت حدود 75 درصد از بوتان 85 تا 90 درصد از پنتانز و ملكول هاي سنگين تر از جريان گازطبيعي را فراهم مي كند.فرايند جذب اوليه كه در بالا توضيح داده شد مي تواند براي افزايش تأثيرش اصلاح شود يا استخراج NGLهاي خاص را هدف گيرد. در روش جذب نفت سرد شده جايي كه نفت فقير از طريق سرد سازي سرد مي شود، بازيافت پروپان مي تواند تا 90درصد باشد و حدود 40 درصد از اتان مي تواند از جريان گازطبيعي استخراج شود. استخراج ديگر مايعات سنگين تر در اين روش نزديك به صد درصد است.

• فرايند انبساط كريوژنيك

مراحل كريوژنيك هم چنين براي استخراج NGLها از گازطبيعي به كار مي رود. در حالي كه روش هاي جذب مي تواند تقريبا تمام NGLهاي سنگين تر را استخراج كند، هيدروكربن هاي سبك تر مثل اتان اغلب در بازيافت از جريان گازطبيعي مشكل دارند. در موارد خاص، به صرفه تر و اقتصادي تر است تا NGLهاي سبك تر را در جريان گازطبيعي باقي بگذاريم. اگر استخراج اتان و ديگر هيدروكربن هاي سبك تر به صرفه باشد، فرايند كريوژنيك براي ميزان بازيافت بالا مورد نياز است.اساسا فرايند كريوژنيك شامل پايين آوردن درجه حرارت گاز تا حدود 120- درجه فارنهايت است. راه هاي متفاوتي براي سرد كردن گاز تا اين درجه حرارت وجود دارد. اما يكي از مؤثرترين آن ها به عنوان فرايند انبساطي توربو شناخته مي شود. در اين فرايند، سرد كننده هاي خارجي براي سرد كردن جريان گاز استفاده مي شوند كه باعث كاهش سريع دماي گاز مي شوند. اين افت سريع درجه حرارت اتان و ديگر هيدروكربن هاي موجود در جريان گاز را متراكم مي كند در حالي كه متان در شكل گاز باقي مي ماند. اين فرايند اجازه بازيافت حدود 90تا 95 درصد از اتان را از گازطبيعي مي دهند. به علاوه وقتي جريان گازطبيعي به درون فشرده سازي ضايعات متان گازي شكل توسعه پيدا مي كند انبساط توربين قادر به تبديل برخي انرژي آزاد شده است، بنابراين هزينه هاي صرفه جويي انرژي با استخراج اتان همراه است.استخراج NGLها از جريان گازطبيعي هم گازطبيعي خالص تر و پاك تري توليد مي كند و هم هيدروكربن هاي ارزشمندتر را جدا مي كند.

• شكنش كردن مايعات گازطبيعي

زماني كه NGLها از جريان گازطبيعي جدا شدند، بايد به اجزاي تشكيل دهنده شان كه مفيد هستند تجزيه و شكسته شوند. يعني جريان تركيب NGLهاي مختلف بايد جدا شوند. فرايندي كه براي انجام اين كار استفاده مي شود، شكنش كردن ناميده مي شود. كارهاي شكنش براساس نقاط جوش مختلف هيدروكربن هاي مختلف در جريان NGL پايه گذاري شده است. اساسا شكنش كردن در مراحلي شامل جوشاندن هيدروكربن ها يك به يك اتفاق مي افتد. كل فرايند شكنش به مراحلي تقسيم مي شود كه با برداشتن NGLهاي سبك تر از جريان گاز آغاز مي شود. اعمال شكنش خاص در ترتيب زير استفاده مي شوند:

•جدا كردن اتان: در اين مرحله اتان از جريان NGL جدا مي شود.

•جدا كردن پروپان: مرحله بعدي پروپان را جدا مي كند.

•جدا كردن بوتان: اين مرحله بوتان را به حد جوش مي رساند و پنتانز و هيدروكربن هاي سنگين تر را در جريان NGL باقي مي گذارد.

•جدا كردن ايزو بوتان: اين مرحله بوتان معمولي و ايزو را جدا مي كند.

با شروع كار از هيدروكربن هاي سبك تر تا هيدروكربن هاي سنگين تر امكان جداسازي مايعات مختلف به سادگي وجود دارد.

• برداشتن دي اكسيدكربن و سولفور

علاوه بر جداسازي آب، نفت و NGLهاي ديگر، يكي از مهم ترين قسمت هاي پردازش گاز شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفور است. گازطبيعي بعضي چاه ها حاوي مقادير مهمي از سولفور ودي اكسيدكربن است. اين گازطبيعي به علت بوي زننده سولفور بيشتر «گاز ترش» ناميده مي شود. گاز ترش غيرمطلوب است چون تركيبات سولفوري كه دارد مي تواند بسيار مضر باشد حتي براي تنفس هم مرگ آور است. گاز ترش مي تواند هم چنين بسيار فرساينده باشد. به علاوه سولفوري كه در جريان گازطبيعي وجود دارد مي تواند استخراج شود و به طور جداگانه وارد بازار شود. در واقع براساس گزارش ها و مطالعات انجام شده توليد سولفور از اين طريق مي تواند حدود 15درصد از توليد كل سولفور را در بربگيرد. سولفوري كه در گازطبيعي وجود دارد به شكل سولفيد هيدروژن (H2S) است و معمولا اگر ميزان سولفيد هيدروژن از 5.7 ميلي گرم در هر مترمكعب گازطبيعي بيشتر شود اين گاز، گاز ترش ناميده مي شود. فرايند جداسازي سولفيد هيدروژن از گازترش، به شيرين كردن گاز ناميده مي شود.

فرايند اوليه شيرين كردن گاز ترش بسيار به فرايند نم زدايي گلايكول و جذب NGL شباهت دارد. اگرچه در اين مورد از محلول هاي آمين براي جدا كردن سولفيد هيدروژن استفاده مي شود. به اين فرايند،«فرايند آمين» مي گويند و در 95 درصد از شيرين كردن گازهاي ترش به كار مي رود. گاز ترش از ميان يك برج حركت مي كند كه داراي محلول آمين است. تركيب اين محلول بسيار به تركيب سولفور شباهت دارد و همان طوري كه گلايكول آب را جذب مي كند، سولفور را جذب مي كند. دو محلول آمين اساسي وجود دارد كه در اين فرايند مورد استفاده قرار مي گيرد: مونواتالونامين(MEA) و دي اتالونامين ((DEA هر كدام از اين تركيبات در شكل مايع تركيبات سولفور را از گازطبيعي هنگام عبور جذب خواهد كرد. گاز باقي مانده به راستي عاري از تركيبات سولفور است بنابراين آن وضعيت ترش را از دست مي دهد. مثل فرايند استخراج NGL و نم زدايي گلايكول محلول آمين استفاده شده مي تواند دوباره توليد شود (يعني زماني كه سولفور جذب شده جدا شود) و به آن اجازه مي دهد تا دوباره براي عمل آوري گازهاي ترش بيشتر استفاده شود.

اگر چه بيشتر شيرين سازي گاز ترش شامل فرايند جذب آمين است امكان استفاده از جاذب هاي جامد مثل اسفنج هاي آهني براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد وجود دارد.سولفور مي تواند جداگانه فروخته شود اگر كه شكل پايه آن كاهش پيدا كند. سولفور پايه يك پودر زرد روشن است و مي تواند اغلب در تپه هاي بزرگي نزديك نيروگاه هاي عمل آوري گاز ديده شود. به منظور بازيافت سولفور پايه از نيروگاه پردازش گاز، سولفوري كه ناخالص دارد و از فرايند شيرين سازي به دست مي آيد بايد بيشتر عمل آوري شود. فرايند مورد استفاده براي بازيافت سولفور با نام فرايند «كلاوس» شناخته مي شود و واكنش هاي گرمايي و كاتاليزي استفاده مي شود تا عنصر پايه از محلول سولفيد هيدروژن استخراج شود.به طور كلي فرايند كلاوس معمولا قادر به بازيافت 97 درصد از سولفور موجود در گازطبيعي است. از آن جايي كه اين يك ماده مضر و آلاينده است باز هم تصفيه مي شود.پردازش گاز يك قطعه ابزاري از زنجيره با ارزش گازطبيعي است اين عمل در تضمين اين كه گازطبيعي به شكل پاك و خالص استفاده شود كاربردي و حياتي است. وقتي گازطبيعي به طور كامل پردازش شد و براي مصرف آماده شد بايد از مناطق توليد و پردازش به مناطق مورد نياز منتقل شود.

منبع:نشریه ندای گاز

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

http://www.4shared.com/file/91293497/f2007848/______.html