Maakaasun käsittely: menetelmät ja teknologia

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Suurimpien teollisuudenalojen tuleva kehitys on mahdotonta ilman arvokkaimpia raaka-aineita ja korkealaatuista energian kantajaa - maakaasua. Sen käyttö ei ainoastaan automatisoi monia teknologisia prosesseja, vaan myös parantaa merkittävästi väestön elinoloja.

Mikä on maakaasu?

Maakaasulla ei ole yhtä kemiallista kaavaa - jokaisessa kentässä sen koostumus on erilainen komponenttien suhteen.

Maakaasu on seos hiilivetyjä, joista suurin osa on metaania. Muut komponentit ovat: butaani, propaani, etaani, vety, rikkivety, helium, typpi, hiilidioksidi.

Maakaasu on väritöntä ja hajutonta, sen esiintymistä ilmassa ei voida määrittää ilman erikoisinstrumenttien apua. Kaikille tuttu haju annetaan kaasulle keinotekoisin keinoin (hajuuttaminen). Tämän prosessin avulla on mahdollista havaita kaasun läsnäolo ilmassa ja estää hengenvaaralliset tilanteet.

Alkuperä

Kaasun alkuperästä ei ole yhtä teoriaa, tiedemiehet pitävät kiinni kahdesta versiosta:

• Oli kerran v altameri mantereiden sijasta. Kuolevat elävät organismit kerääntyivät tilaan, jossa ei ollut ilmaa eikä hajoamisprosessin käynnistäviä bakteereja. Geologisten liikkeiden ansiosta kertyneet massat upposivat yhä syvemmälle maan suolistoon, jossa ne korkean paineen ja lämpötilan vaikutuksesta joutuivat kemiallisiin reaktioihin vedyn kanssa muodostaen hiilivetyjä.
• Maan dynamiikka edistää hiilivetyjen nousua suurilla syvyyksillä, joissa paine on alhaisempi. Tämän seurauksena muodostuu kaasu- tai öljyesiintymiä.

Tuotanto

Toisin kuin yleisesti luullaan, maakaasu voi olla maan alla ei vain tyhjissä tiloissa, joiden t alteenotto ei vaadi merkittäviä materiaali- ja energiakustannuksia. Usein se on keskittynyt kallioiden sisään, joilla on niin hieno huokoinen rakenne, että sitä ei ihmissilmä näe. Esiintymien syvyys voi olla pieni, mutta joskus jopa useita kilometrejä.

Kaasun tuotantoprosessi sisältää useita vaiheita:

• Geologinen työ, jonka tuloksena määritetään esiintymien tarkka sijainti.
• Tuotantokaivojen poraus. Se suoritetaan koko kentällä, mikä on tärkeää kaasunpaineen tasaiselle laskulle säiliössä. Kaivon suurin syvyys on 12 km.
• Tuotanto. Prosessi suoritetaan eri tasoillapaine kaasua sisältävässä säiliössä ja maan pinnalla. Kaivojen kautta kaasulla on taipumus mennä ulos paikkaan, jossa paine on alhaisempi, ja se tulee välittömästi keräysjärjestelmään. Lisäksi tuotetaan siihen liittyvää kaasua, joka on öljyntuotannon sivutuote. Se on arvokasta myös monille teollisuudenaloille.
• Valmistautuminen kuljetukseen. Poistettu kaasu sisältää lukuisia epäpuhtauksia. Jos niiden määrä on vähäinen, kaasu kuljetetaan säiliöaluksilla tai putkella tehtaalle jatkokäsittelyä varten. Maakaasu puhdistetaan merkittävästä määrästä epäpuhtauksia integroiduissa käsittelylaitoksissa, joita rakennetaan kentän lähelle.

Miksi tarvitsemme maakaasun käsittelyä

Maakaasun muodostuminen tapahtuu öljy- ja hiilisaumia sisältävien huokoisten kivikerrosten muodostumisen aikana. Se sisältää teollisuuden tarpeiden kann alta tärkeiden komponenttien lisäksi epäpuhtauksia, jotka vaikeuttavat sen kuljettamista ja loppukäyttäjien käyttöä.

Välittömästi tuotannon jälkeen kaasu dehydratoidaan monimutkaisilla puhdistuslaitoksilla, minkä aikana siitä poistetaan vesihöyryä ja rikkiä. Maakaasun ja siihen liittyvän kaasun jatkokäsittely tapahtuu kemian- ja kaasunkäsittelylaitoksissa.

Jalostuslaitosten perusperiaate

Maakaasua prosessoivan yrityksen päätehtävänä on fossiilien kaikkien komponenttien mahdollisimman suuri t alteenotto ja saattaminen myyntikelpoiseen kuntoon. Se ei saa vahingoittaa ympäristöä.ympäristö ja maan sisätilat sekä taloudelliset kustannukset on minimoitava.

Tämän säännön kaikkien näkökohtien täytäntöönpanon vuoksi maakaasujalostettujen tuotteiden katsotaan olevan korkealaatuisia ja taloudellisia.

Kierrätysmenetelmät

Seuraavia kaasunkäsittelymenetelmiä on:

• fyysinen ja energinen;
• kemiallinen katalyytti;
• lämpökemiallinen.

Fysikaalisilla energiamenetelmillä kaasua puristetaan ja erotetaan komponenteiksi jäähdytys- tai lämmitysyksiköiden avulla. Tätä maakaasun käsittelytekniikkaa käytetään useimmiten suoraan kentillä.

Alun perin puristus- ja erotusprosessi suoritettiin kompressorien avulla. Tähän mennessä taloudellisesti halvempia laitteita - ejektoreita ja öljypumppuja - on käytetty menestyksekkäästi.

Kemiallis-katalyyttinen menetelmä maakaasun prosessoimiseksi käsittää metaanin muuttamisen synteesikaasuksi sen myöhempää käsittelyä varten. Tämä voidaan tehdä kolmella tavalla: höyry- tai hiilidioksidireformointi, osittainen hapetus.

Metaanin osittaisen hapetuksen menetelmää käytetään usein. Tämä johtuu mukavuudesta suorittaa prosessi autotermisessä tilassa (kun raaka-aine kuumennetaan lämmön vapautumisen vuoksi hiilivetyjen epätäydellisen hapettumisen aikana), reaktionopeudesta ja katalyytin käytön puutteesta (kuten höyryssä ja hiilidioksidireformointi).

Saatavaa synteesikaasua ei käsitellä enempääjakaminen komponentteihin.

Termokemialliset menetelmät edellyttävät lämpövaikutusta maakaasuun, mikä johtaa tyydyttymättömien hiilivetyjen (esim. eteenin, propeenin) muodostumiseen. Prosessin toteuttaminen on mahdollista vain erittäin korkeissa lämpötiloissa (noin 11 tuhatta celsiusastetta) ja usean ilmakehän paineessa.

Tuotteet käsitelty

Monet ihmiset yhdistävät sanan "kaasu" polttoaineeseen ja kaasuliesiin. Itse asiassa sen komponenttien käyttö on laajempaa:

• helium on arvokas raaka-aine, jota käytetään korkeassa teknologiassa, kuten lääketieteellisten laitteiden ja magneettisten tyynyjen valmistuksessa pitkiä matkoja varten julkisessa liikenteessä, ydinreaktorien ja avaruussatelliittien rakentamisessa;
• formaldehydi, yksi metaanijohdannaisista, on raaka-aine, jolla on tärkeä rooli fenolisen muovin (jarrupalat, biljardipallot) ja hartsien valmistuksessa, jotka ovat tärkeä osa rakennusten rakennemateriaaleja (vaneri, kuitulevy)), maalit ja lakat sekä lämmöneristystuotteet;
• ammoniakki - käytetään lääketeollisuudessa (vesiliuos), maataloudessa (lannoite) ja elintarviketeollisuudessa (maunvahvistin);
• etaani on raaka-aine, josta polyeteeni valmistetaan;
• etikkahappo - laaj alti käytetty tekstiiliteollisuudessa;
• metanoli on ajoneuvojen polttoaine.

Maakaasun louhinta ja käsittely - prosessit,jonka ansiosta tärkeimmät teollisuudenalat kehittyvät tehokkaasti. Kaasu toimitetaan loppukuluttajalle huolellisen käsittelyn jälkeen, sen käyttö parantaa merkittävästi elinoloja.