Prerada prirodnog plina: metode i tehnologija

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Perspektivni razvoj najvećih industrija nemoguć je bez najvrjednije sirovine i visokokvalitetnog energenta - prirodnog plina. Njegova uporaba ne samo da automatizira mnoge tehnološke procese, već i značajno poboljšava uvjete života stanovništva.

Što je prirodni plin?

Ne postoji jedinstvena kemijska formula za prirodni plin - u svakom polju ima sastav s različitim omjerom svojih komponenti.

Prirodni plin je mješavina ugljikovodika, od kojih je većina metan. Preostale komponente su: butan, propan, etan, vodik, sumporovodik, helij, dušik, ugljični dioksid.

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

Porijeklo

Ne postoji jedinstvena teorija o podrijetlu plina, znanstvenici se drže dvije verzije:

• Nekoć davno postojao je ocean umjesto kontinenata. Umirući, živi organizmi nakupljali su se u prostoru u kojem nije bilo zraka i bakterija koje su pokrenule proces razgradnje. Zahvaljujući geološkim kretanjima, nakupljene mase tonule su sve dublje u utrobu Zemlje, gdje su pod utjecajem visokog tlaka i temperature ulazile u kemijske reakcije s vodikom, stvarajući ugljikovodike.
• Dinamika Zemlje doprinosi porastu ugljikovodika koji se nalazi na velikim dubinama, gdje je niža razina tlaka. Kao rezultat toga nastaju naslage 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 koncentriran unutar stijena s tako finom poroznom strukturom da je ljudsko oko ne može vidjeti. Dubina naslaga može biti mala, ali ponekad doseže nekoliko kilometara.

Proces proizvodnje plina uključuje nekoliko faza:

• Geološki radovi, kao rezultat kojih se utvrđuje točna lokacija ležišta.
• Bušenje proizvodnih bušotina. Provodi se po cijelom polju, što je važno za ravnomjerno smanjenje tlaka plina u ležištu. Maksimalna dubina bušotine je 12 km.
• Proizvodnja. Proces se provodi na različitim razinamatlak u plinonosnom rezervoaru i zemljinoj površini. Kroz bušotine plin teži izaći tamo gdje je tlak niži, odmah ulazeći u sabirni sustav. Osim toga, proizvodi se povezani plin, koji je nusproizvod proizvodnje nafte. Također je od vrijednosti za mnoge industrije.
• Priprema za prijevoz. Ekstrahirani plin sadrži brojne nečistoće. Ako je njihova količina neznatna, plin se transportira tankerima ili cjevovodom do postrojenja na daljnju preradu. Prirodni plin se pročišćava od značajne količine nečistoća u integriranim postrojenjima za pročišćavanje koja se grade u blizini polja.

Zašto nam je potrebna prerada prirodnog plina

Nastajanje prirodnog plina događa se tijekom formiranja slojeva poroznih stijena koje sadrže slojeve nafte i ugljena. Osim komponenti važnih za potrebe industrije, sadrži nečistoće koje otežavaju transport i upotrebu krajnjim korisnicima.

Odmah nakon proizvodnje plin se dehidrira na složenim postrojenjima za pročišćavanje, pri čemu se iz njega izdvajaju vodena para i sumpor. Daljnja prerada prirodnog i povezanog plina obavlja se u kemijskim i plinoprerađivačkim postrojenjima.

Osnovni principi postrojenja za preradu

Glavni zadatak poduzeća koje se bavi preradom prirodnog plina je maksimalno moguće izvlačenje svih komponenti fosila i njihovo dovođenje u tržišno stanje. Ne smije štetiti okolišu.okoliš i unutrašnjost zemlje, a financijski troškovi moraju biti minimizirani.

Zbog provedbe svih aspekata ovog pravila, proizvodi prerađeni prirodnim plinom smatraju se visokokvalitetnim i ekonomičnim.

Metode recikliranja

Postoje sljedeće metode obrade plina:

• fizički i energični;
• kemijski katalitički;
• termokemikalija.

Fizičko-energetske metode koriste se za komprimiranje plina i odvajanje na komponente pomoću jedinica za hlađenje ili grijanje. Ova tehnologija obrade prirodnog plina najčešće se koristi izravno na poljima.

U početku se proces kompresije i odvajanja provodio pomoću kompresora. Do danas je uspješno korištena financijski jeftinija oprema - izbacivači i pumpe za ulje.

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

Često se koristi metoda djelomične oksidacije metana. To je zbog praktičnosti provođenja procesa u autotermalnom načinu rada (kada se sirovina zagrijava zbog oslobađanja topline tijekom nepotpune oksidacije ugljikovodika), brzine reakcije i odsutnosti potrebe za korištenjem katalizatora (kao u pari). i reformiranje ugljičnog dioksida).

Rezultirajući sintezni plin se dalje ne obrađujepodjela na komponente.

Termokemijske metode podrazumijevaju toplinsko djelovanje na prirodni plin, što rezultira stvaranjem nezasićenih ugljikovodika (npr. etilen, propilen). Provedba procesa moguća je samo pri vrlo visokim temperaturama (oko 11 tisuća Celzijevih stupnjeva) i tlaku od nekoliko atmosfera.

Obrađeni proizvodi

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

• helij je vrijedna sirovina koja se koristi u visokoj tehnologiji, kao što je proizvodnja medicinske opreme i magnetskih 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, biljarske kugle) i smola, koje su važna komponenta građevinskih konstrukcijskih materijala (šperploča, vlaknaste ploče), boje i lakovi i proizvodi za toplinsku izolaciju;
• amonijak - koristi se u farmaceutskoj (vodena otopina), poljoprivrednoj (gnojiva) i prehrambenoj (pojačivač okusa) 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 plina - procesi,zahvaljujući čemu se učinkovito razvijaju najvažnije grane industrije. Plin se nakon pažljive obrade isporučuje krajnjem potrošaču, njegovom upotrebom značajno se poboljšavaju uvjeti života.