چگونه گاز طبیعی قابل مصرف می شود

گازطبیعی كه از زیرزمین تا سرچشمه بالا آورده می شود كاملا با گازطبیعی مصرف كنندگان متفاوت است اگرچه پردازش گازطبیعی در بسیاری از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالایش نفت خام است, اما به اندازه نفت, پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروری است

پردازش گازطبیعی

گازطبیعی كه از زیرزمین تا سرچشمه بالا آورده می شود كاملا با گازطبیعی مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبیعی در بسیاری از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالایش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروری است.گازطبیعی كه توسط مصرف كنندگان استفاده می شود، بیشتر از متان تشكیل شده است. اگرچه گازی كه در سرچشمه یافت می شود و بیشتر تركیبات آن متان است نیاز به پردازش زیادی ندارد و خالص است.گازطبیعی خام از سه نوع چاه استخراج می شود: چاه های نفت، چاه های گاز و چاه های متراكم. گازطبیعی كه از چاه های نفت استخراج می شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته می شود. این گاز می تواند جدا از نفت در تشكیلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) یا این كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول).

گازطبیعی كه از چاه های گاز و متراكم می آید، كه در آن هیچ نفت خامی وجود ندارد یا اگر وجود دارد بسیار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته می شود. چاه های گاز عموما گازطبیعی خام تولید می كنند در حالی كه چاه های متراكم گازطبیعی آزاد به همراه یك هیدروكربن نیمه مایع متراكم تولید می كنند. منبع گازطبیعی هرچه كه باشد، وقتی از نفت خام (در صورت وجود) جدا شد، معمولا در تركیب با دیگر هیدروكربن ها وجود دارد (عمدتا اتان، پروپان، بوتان و پنتانز). به علاوه، گازطبیعی خام حاوی بخار آب، سولفید هیدروژن (S۲(H دی اكسیدكربن، هلیوم، نیتروژن و دیگر اجزا است.پردازش گازطبیعی شامل جداسازی تمام هیدروكربن ها و مایعات مختلف از گازطبیعی خالص است. به منظور تولید آن چه كه گازطبیعی خشك به كیفیت خطوط لوله نامیده می شود، خطوط لوله اصلی حمل ونقل اغلب مقرراتی دارند كه براساس آن گازطبیعی هنگام حمل ونقل با خطوط لوله باید تركیبات و كیفیت خاصی داشته باشد. این بدین معناست كه قبل از حمل ونقل، گازطبیعی باید تصفیه شود.

یا این كه در مراحل تصفیه و پالایش، اتان، پروپان، بوتان و پنتانز باید از گازطبیعی جدا شوند،اما این بدین معنا نیست كه آن ها ضایعات هستند.در واقع، هیدروكربن های همراه كه تحت عنوان «مایعات گازطبیعی» شناخته می شوند (Natural Gas Liquids) NGL می توانند با محصولات حاصل از پردازش گازطبیعی بسیار ارزشمند باشند. NGL ها شامل اتان، پروپان، بوتان، ایزوبوتان و بنزین طبیعی می باشند. این NGL ها به طور جداگانه فروخته می شوند و مصارف متفاوتی دارند، مثل افزایش بازیافت نفت در چاه های نفت، فراهم آوردن موادخام برای پالایشگاه های نفت یا نیروگاه های پتروشیمی به عنوان منابع انرژی.

در حالی كه بعضی از اوقات پردازش موردنیاز می تواند در سرچشمه یا نزدیكی آن (پردازش حوزه) انجام شود،پردازش كامل گازطبیعی در یك نیروگاه پردازش گازطبیعی كه معمولا در منطقه تولیدی گازطبیعی قرار دارد، انجام می شود.گازطبیعی استخراج شده به این نیروگاه های پردازش از طریق یك شبكه خطوط لوله جمع آوری انتقال داده می شود. این خطوط لوله قطر كوچك و فشار كمی دارند.یك سیستم جمع آوری پیچیده می تواند از لوله تشكیل شود كه نیروگاه پردازش را به بیش از صدچاه در منطقه ارتباط می دهد. براساس گزارش انجمن گاز آمریكا در سال ۲۰۰۰ حدود ۳۶۱۰۰ مایل سیستم گردآوری خط لوله در آمریكا وجود داشت.علاوه بر پردازش انجام شده در سرچشمه و در نیروگاه های پردازش متمركز، برخی پردازش های نهایی نیز در «نیروگاه های دو منظوره استخراج» انجام می شود. این نیروگاه ها بر روی سیستم های اصلی خط لوله قرار دارند. اگرچه گازطبیعی كه به این نیروگاه ها می رسد آماده كیفیت خط لوله است، در موارد خاص بازهم مقادیر بسیار كمی از NGLها در آن جا وجود دارد كه دراین نیروگاه ها از گازطبیعی جدا می شوند.

عمل واقعی پردازش گازطبیعی به گازطبیعی خشك، كیفیت خط لوله می تواند بسیار پیچیده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلی است تا ناخالصی های مختلف از آن جدا بشود:

•از میان برداشتن نفت و گاز متراكم

•از میان برداشتن آب

•جداسازی مایعات گازطبیعی

•از میان برداشتن دی اكسید كربن و سولفور

علاوه بر چهار مرحله پردازش بالا، هیترها و ساینده هایی معمولا در سرچشمه یا در نزدیكی آن نصب می شوند. ساینده ها در درجه اول برای برداشتن شن و دیگر ناخالص های بزرگ به كار می روند. هیترها تضمین می كنند كه درجه حرارت گاز زیاد پایین نیفتد. گازطبیعی كه حاوی حتی مقادیر بسیار كمی از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هیدرات های گازطبیعی در آن شكل می گیرند. این هیدارت ها دارای تركیبات جامد یا نیمه جامدی می باشند كه شبیه كریستال های یخ هستند. با شكل گیری این هیدارت ها در گازطبیعی مانعی در راه، عبور گازطبیعی از میان دریچه ها و سیستم های گردآوری ایجاد می شود. برای كاهش تشكیل هیدرات ها، واحدهای گرمایی با سوخت گازطبیعی عموما در امتداد خط لوله جمع آوری نصب می شوند جایی كه به نظر می رسد هیدارت ها ممكن است تشكیل شوند.

• از میان برداشتن نفت و گاز متراكم

به منظور پردازش و حمل ونقل گازطبیعی محلول همراه، گاز باید از نفتی كه در آن حل شده است، جدا شود. این جداسازی گازطبیعی از نفت بیشتر با ابزاری كه در سرچشمه یا نزدیكی آن نصب می شود، انجام می شود. پردازش عملی برای جدا كردن نفت از گازطبیعی استفاده می شود و ابزاری كه برای این كار استفاده می گردد می تواند به طور گسترده ای فرق كند. اگرچه گازطبیعی خشك كیفیت خط لوله در مناطق جغرافیایی مختلف در عمل یكسان هستند، اما گازطبیعی خام از مناطق مختلف ممكن است تركیبات و نیازمندی های جداسازی مختلف داشته باشند. در بسیاری از موارد، گازطبیعی در نفت زیرزمینی به علت فشاری كه تشكیلات تحمل می كند محلول است. وقتی این نفت و گازطبیعی تولید می شود، ممكن است به علت كاهش فشار خودبه خود گاز از نفت جدا شود. مثل بازكردن سر قوطی نوشابه كه به محض بازشدن مقداری از گازهای محلول در نوشیدنی آزاد می شود.در این موارد، جداسازی نفت و گاز كاملا آسان است و این دو هیدروكربن برای پردازش بیشتر به راه های مجزایی فرستاده می شوند. ابتدایی ترین نوع جدا كننده «جدا كننده سنتی» نامیده می شود.این دستگاه شامل یك مخزن در بسته شده است جایی كه نیروی گرانش برای جدا كردن مایعات سنگین تر مثل نفت و گازهای سبك تر مثل گازطبیعی به كار می رود.

در موارد خاص اگرچه ابزار آلات تخصصی خاص برای جداسازی نفت از گازطبیعی مورد نیاز است، یك نمونه از این نوع ابزار آلات «جدا كننده با درجه حرارت پایین» ( LTX) است. این دستگاه بیشتر برای چاه های تولیدی گاز فشار بالا با نفت خام یا تراكم سبك به كار می رود. این جدا كننده ها از متمایزهای فشار برای خنك كردن گازطبیعی مرطوب و جدا كردن نفت وگاز متراكم استفاده می كنند. گاز مرطوب وارد جدا كننده با درجه حرارت پایین می رود، سپس این گاز به درون جدا كننده با درجه حرارت پایین از طریق یك مكانیسم مسدود جریان پیدا می كند كه گاز را هنگام ورود به جدا كننده منبسط می كند.

این انبساط سریع گاز امكان پایین آوردن درجه حرارت در جدا كننده را فراهم می كند. بعد از جدا كردن مایع، گاز خشك به «تعویض كننده گرما» برمی گردد و توسط گاز مرطوب ورودی گرم می شود. با تغییر فشار گاز در بخش های مختلف جدا كننده امكان تغییر درجه حرارت نیز پدید می آید كه باعث می شود نفت و آب از جریان گاز مرطوب جدا شوند. این ارتباط اولیه با درجه حرارت بالا می تواند برای استخراج گاز از یك جریان مایع نفت استفاده شود.از میان برداشتن آبعلاوه بر جداسازی نفت و دیگر گازهای متراكم از جریان گاز مرطوب، لازم است كه بیشتر آب همراه با گاز از آن جدا شود. بیشتر آب آزاد همراه با گازطبیعی استخراج شده توسط روش های جداسازی ساده در سرچشمه یا در نزدیكی آن از گاز جدا می شود. اگر چه برداشتن بخار آب موجود در محلول گازطبیعی نیازمند عملیات پیچیده تری است. این عملیات شامل رطوبت زدایی از گازطبیعی است كه معمولا در دو مرحله انجام می شود. مرحله جذب با گرفتن بخار آب توسط ماده نم زدا انجام می شود. مرحله (جذب سطحی) زمانی اتفاق می افتد كه بخار آب متراكم و در سطح جمع آوری می شود.

---