Dabasgāzes pārstrāde: metodes un tehnoloģija

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Lielāko nozaru perspektīvā attīstība nav iespējama bez vērtīgākajām izejvielām un augstas kvalitātes enerģijas nesēja - dabasgāzes. Tā izmantošana ne tikai automatizē daudzus tehnoloģiskos procesus, bet arī būtiski uzlabo iedzīvotāju dzīves apstākļus.

Kas ir dabasgāze?

Dabasgāzei nav vienas ķīmiskās formulas - katrā laukā tai ir sastāvs ar atšķirīgu sastāvdaļu attiecību.

Dabasgāze ir ogļūdeņražu maisījums, no kuriem lielākā daļa ir metāns. Pārējās sastāvdaļas ir: butāns, propāns, etāns, ūdeņradis, sērūdeņradis, hēlijs, slāpeklis, oglekļa dioksīds.

Dabasgāze ir bezkrāsaina un bez smaržas, tās klātbūtni gaisā nevar noteikt bez īpašu instrumentu palīdzības. Katram cilvēkam pazīstamā smarža gāzei tiek piešķirta mākslīgi (odorizācija). Izmantojot šo procesu, ir iespējams sajust gāzes klātbūtni gaisā un novērst dzīvībai bīstamas situācijas.

Izcelsme

Nav vienas teorijas par gāzes izcelsmi, zinātnieki pieturas pie divām versijām:

• Kādreiz kontinentu vietā bija okeāns. Mirstošie, dzīvie organismi uzkrājās telpā, kurā nebija gaisa un baktēriju, kas izraisīja sadalīšanās procesu. Pateicoties ģeoloģiskajām kustībām, uzkrātās masas iegrima arvien dziļāk Zemes zarnās, kur augsta spiediena un temperatūras ietekmē nonāca ķīmiskās reakcijās ar ūdeņradi, veidojot ogļūdeņražus.
• Zemes dinamika veicina ogļūdeņražu pieaugumu, kas atrodas lielā dziļumā, kur ir zemāks spiediena līmenis. Tā rezultātā veidojas gāzes vai naftas nogulsnes.

Ražošana

Pretēji izplatītajam uzskatam, dabasgāze pazemē var atrasties ne tikai tukšumos, kuru ieguve neprasa ievērojamas materiālu un enerģijas izmaksas. Bieži vien tas ir koncentrēts akmeņos ar tik smalku porainu struktūru, ka cilvēka acs to nevar redzēt. Nogulumu dziļums var būt neliels, bet dažkārt sasniedz vairākus kilometrus.

Gāzes ražošanas process ietver vairākus posmus:

• Ģeoloģiskie darbi, kuru rezultātā tiek noteikta precīza atradņu atrašanās vieta.
• Ražošanas urbumu urbšana. To veic visā laukā, kas ir svarīgi vienmērīgai gāzes spiediena pazemināšanai rezervuārā. Maksimālais akas dziļums ir 12 km.
• Ražošana. Process tiek veikts dažādos līmeņosspiediens gāzi nesošajā rezervuārā un zemes virsmā. Caur akām gāzei ir tendence iziet tur, kur spiediens ir zemāks, uzreiz nonākot savākšanas sistēmā. Turklāt tiek ražota saistītā gāze, kas ir naftas ieguves blakusprodukts. Tas ir vērtīgs arī daudzām nozarēm.
• Gatavošanās transportēšanai. Ekstrahētā gāze satur daudzus piemaisījumus. Ja to daudzums ir nenozīmīgs, gāze tiek transportēta pa tankkuģiem vai cauruļvadu uz rūpnīcu tālākai pārstrādei. Dabasgāze tiek attīrīta no ievērojama daudzuma piemaisījumu integrētajās attīrīšanas iekārtās, kas tiek būvētas netālu no lauka.

Kāpēc mums nepieciešama dabasgāzes pārstrāde

Dabasgāzes veidošanās notiek porainu iežu slāņu veidošanās laikā, kas satur naftas un ogļu šuves. Papildus komponentiem, kas ir svarīgi nozares vajadzībām, tajā ir piemaisījumi, kas apgrūtina transportēšanu un lietošanu galalietotājiem.

Tūlīt pēc ražošanas kompleksajās attīrīšanas iekārtās gāze tiek dehidrēta, kuras laikā no tās tiek iegūti ūdens tvaiki un sērs. Dabasgāzes un saistītās gāzes tālāka pārstrāde tiek veikta ķīmiskās un gāzes pārstrādes rūpnīcās.

Pārstrādes rūpnīcu pamatprincips

Uzņēmuma, kas nodarbojas ar dabasgāzes pārstrādi, galvenais uzdevums ir maksimāli iespējamā visu fosilijas komponentu ieguve un nodošana pārdošanai. Tas nedrīkst kaitēt videi.vidi un zemes iekšpusi, kā arī finanšu izmaksas ir jāsamazina.

Ņemot vērā visu šī noteikuma aspektu ieviešanu, dabasgāzes pārstrādes produkti tiek uzskatīti par kvalitatīviem un ekonomiskiem.

Otrreizējās pārstrādes metodes

Ir šādas gāzes apstrādes metodes:

• fizisks un enerģisks;
• ķīmiskais katalītiskais;
• termoķīmiskā.

Gāzes saspiešanai un sadalīšanai komponentos, izmantojot dzesēšanas vai sildīšanas iekārtas, tiek izmantotas fizikālās un enerģijas metodes. Šo dabasgāzes apstrādes tehnoloģiju visbiežāk izmanto tieši laukos.

Sākotnēji saspiešanas un atdalīšanas process tika veikts, izmantojot kompresorus. Līdz šim veiksmīgi izmantots finansiāli lētāks aprīkojums - ežektori un eļļas sūkņi.

Dabasgāzes apstrādes ķīmiski katalītiskā metode ietver metāna pārvēršanu sintēzes gāzē tās turpmākai apstrādei. To var izdarīt trīs veidos: riformings ar tvaiku vai oglekļa dioksīdu, daļēja oksidēšana.

Bieži tiek izmantota metāna daļējas oksidēšanas metode. Tas ir saistīts ar procesa ērtību autotermiskā režīmā (kad izejmateriāls tiek uzkarsēts siltuma izdalīšanās dēļ nepilnīgas ogļūdeņražu oksidēšanās laikā), reakcijas ātrumu un katalizatora izmantošanas nepieciešamību (kā tvaikā). un oglekļa dioksīda riformings).

Iegūtā sintēzes gāze netiek tālāk apstrādātasadalīšana komponentos.

Termoķīmiskās metodes ietver termisku iedarbību uz dabasgāzi, kā rezultātā veidojas nepiesātināti ogļūdeņraži (piemēram, etilēns, propilēns). Procesa īstenošana iespējama tikai ļoti augstā temperatūrā (apmēram 11 tūkstoši grādu pēc Celsija) un vairāku atmosfēru spiedienā.

Produkti apstrādāti

Daudziem cilvēkiem vārds "gāze" asociējas ar degvielu un gāzes plīti. Faktiski tā komponentu pielietojums ir plašāks:

• hēlijs ir vērtīgs izejmateriāls, ko izmanto augstajās tehnoloģijās, piemēram, medicīnas iekārtu un magnētisko spilvenu ražošanā gariem braucieniem sabiedriskajā transportā, kodolreaktoru un kosmosa satelītu būvniecībā;
• formaldehīds, viens no metāna atvasinājumiem, ir izejviela, kam ir svarīga loma fenola plastmasas (bremžu uzlikas, biljarda bumbas) un sveķu ražošanā, kas ir svarīga būvkonstrukciju materiālu (saplāksnis, kokšķiedru plātnes) sastāvdaļa.), krāsas un lakas un siltumizolācijas izstrādājumi;
• amonjaks - izmanto farmācijas (ūdens šķīdums), lauksaimniecības (mēslojumu) un pārtikas (garšas pastiprinātāju) rūpniecībā;
• etāns ir izejviela, no kuras tiek ražots polietilēns;
• etiķskābe - plaši izmanto tekstilrūpniecībā;
• metanols ir transportlīdzekļu degviela.

Dabasgāzes ieguve un pārstrāde - procesi,pateicoties kam efektīvi attīstās svarīgākās rūpniecības nozares. Gāze tiek piegādāta gala patērētājam pēc rūpīgas apstrādes, tās izmantošana būtiski uzlabo dzīves apstākļus.