Aardgasverwerking: methoden en technologie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Prospectieve ontwikkeling van de grootste industrieën is onmogelijk zonder de meest waardevolle grondstoffen en hoogwaardige energiedrager - aardgas. Het gebruik ervan automatiseert niet alleen veel technologische processen, maar verbetert ook de levensomstandigheden van de bevolking aanzienlijk.

Wat is aardgas?

Er is geen enkele chemische formule voor aardgas - in elk veld heeft het een samenstelling met een andere verhouding van zijn componenten.

Aardgas is een mengsel van koolwaterstoffen, waarvan het grootste deel methaan is. De overige componenten zijn: butaan, propaan, ethaan, waterstof, waterstofsulfide, helium, stikstof, kooldioxide.

Aardgas is kleur- en geurloos, de aanwezigheid ervan in de lucht kan niet worden bepaald zonder de hulp van speciale instrumenten. De voor iedereen bekende geur wordt op kunstmatige wijze aan het gas gegeven (odorisatie). Door dit proces is het mogelijk om de aanwezigheid van het gas in de lucht waar te nemen en levensbedreigende situaties te voorkomen.

Oorsprong

Er is geen enkele theorie over de oorsprong van gas, wetenschappers houden zich aan twee versies:

• Er was eens een oceaan in plaats van de continenten. Stervende, levende organismen verzamelden zich in een ruimte waar geen lucht en bacteriën waren die het ontbindingsproces in gang zetten. Dankzij geologische bewegingen zakten de opgehoopte massa's steeds dieper in de ingewanden van de aarde, waar ze onder invloed van hoge druk en temperatuur chemische reacties aangingen met waterstof, waarbij ze koolwaterstoffen vormden.
• De dynamiek van de aarde draagt bij aan de opkomst van koolwaterstoffen die zich op grote diepten bevinden, waar de druk lager is. Als gevolg hiervan worden gas- of olieafzettingen gevormd.

Productie

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, kan aardgas niet alleen ondergronds zijn in holtes, waarvan de winning geen aanzienlijke materiaal- en energiekosten vereist. Vaak is het geconcentreerd in rotsen met zo'n fijne poreuze structuur dat het niet door het menselijk oog kan worden gezien. De diepte van de afzettingen kan klein zijn, maar reikt soms tot enkele kilometers.

Het gasproductieproces omvat verschillende fasen:

• Geologisch werk, waardoor de exacte locatie van afzettingen wordt bepaald.
• Het boren van productieputten. Het wordt in het hele veld uitgevoerd, wat belangrijk is voor een gelijkmatige afname van de gasdruk in het reservoir. De maximale putdiepte is 12 km.
• Productie. Het proces wordt op verschillende niveaus uitgevoerddruk in het gashoudende reservoir en het aardoppervlak. Door de putten heeft het gas de neiging om naar buiten te gaan waar de druk lager is en onmiddellijk het opvangsysteem binnen te gaan. Daarnaast wordt bijbehorend gas geproduceerd, dat een bijproduct is van de olieproductie. Het is ook van waarde voor veel industrieën.
• Voorbereiding op transport. Het gewonnen gas bevat talrijke onzuiverheden. Als de hoeveelheid onbeduidend is, wordt het gas per tankwagen of pijpleiding naar de fabriek getransporteerd voor verdere verwerking. Aardgas wordt gezuiverd uit een aanzienlijke hoeveelheid onzuiverheden in geïntegreerde verwerkingsinstallaties die in de buurt van het veld worden gebouwd.

Waarom we aardgasverwerking nodig hebben

De vorming van aardgas vindt plaats tijdens de vorming van lagen poreus gesteente dat olie- en steenkoollagen bevat. Naast componenten die belangrijk zijn voor de behoeften van de industrie, bevat het onzuiverheden die het transport en het gebruik door eindgebruikers bemoeilijken.

Direct na productie wordt het gas op de complexe zuiveringsinstallaties gedehydrateerd, waarbij waterdamp en zwavel eruit worden gehaald. Verdere verwerking van aardgas en bijbehorend gas wordt uitgevoerd in chemische en gasverwerkingsfabrieken.

Basisprincipe van verwerkingsbedrijven

De belangrijkste taak van een onderneming die zich bezighoudt met de verwerking van aardgas is het zo goed mogelijk winnen van alle componenten van het fossiel en deze in een verkoopbare toestand brengen. Het mag het milieu niet schaden.milieu en het binnenste van de aarde, en de financiële kosten moeten tot een minimum worden beperkt.

Door de implementatie van alle aspecten van deze regel, worden met aardgas verwerkte producten als kwalitatief hoogstaand en economisch beschouwd.

Recyclingmethoden

Er zijn de volgende gasverwerkingsmethoden:

• fysiek en energetisch;
• chemische katalysator;
• thermochemical.

Fysische energiemethoden worden gebruikt om gas samen te persen en te scheiden in componenten met behulp van koel- of verwarmingseenheden. Deze aardgasverwerkingstechnologie wordt meestal direct in de velden gebruikt.

Aanvankelijk werd het proces van compressie en scheiding uitgevoerd met behulp van compressoren. Tot op heden is er met succes gebruik gemaakt van goedkopere apparatuur - ejectoren en oliepompen -.

Chemisch-katalytische methode voor het verwerken van aardgas omvat de omzetting van methaan in synthesegas voor de daaropvolgende verwerking. Dit kan op drie manieren: stoom- of kooldioxidereforming, partiële oxidatie.

De methode van gedeeltelijke oxidatie van methaan wordt vaak gebruikt. Dit komt door het gemak om het proces in een autothermische modus uit te voeren (wanneer de grondstof wordt verwarmd als gevolg van warmteafgifte tijdens onvolledige oxidatie van koolwaterstoffen), de reactiesnelheid en de afwezigheid van de noodzaak om een katalysator te gebruiken (zoals in stoom en kooldioxide-reforming).

Het resulterende synthesegas wordt niet verder verwerktindeling in componenten.

Thermochemische methoden impliceren thermische werking op aardgas, wat resulteert in de vorming van onverzadigde koolwaterstoffen (bijv. ethyleen, propyleen). De implementatie van het proces is alleen mogelijk bij zeer hoge temperaturen (ongeveer 11 duizend graden Celsius) en een druk van meerdere atmosfeer.

Verwerkte producten

Veel mensen associëren het woord 'gas' met brandstof en een gasfornuis. In feite is de toepassing van de componenten uitgebreider:

• helium is een waardevolle grondstof die wordt gebruikt in geavanceerde technologie, zoals bij de vervaardiging van medische apparatuur en magnetische kussens voor lange reizen in het openbaar vervoer, bij de bouw van kernreactoren en ruimtesatellieten;
• formaldehyde, een van methaanderivaten, is een grondstof die een belangrijke rol speelt bij de productie van fenolische kunststoffen (remvoeringen, biljartballen) en harsen, die een belangrijk onderdeel vormen van structurele bouwmaterialen (multiplex, vezelplaat), verf en lak en thermische isolatieproducten;
• ammoniak - gebruikt in de farmaceutische (wateroplossing), agrarische (kunstmest) en voedingsindustrie (smaakversterker);
• ethaan is de grondstof waaruit polyethyleen wordt geproduceerd;
• azijnzuur - veel gebruikt in de textielindustrie;
• methanol is een brandstof voor voertuigen.

Winning en verwerking van aardgas - processen,waardoor de belangrijkste bedrijfstakken zich effectief ontwikkelen. Het gas wordt na zorgvuldige verwerking aan de eindverbruiker geleverd, het gebruik ervan verbetert de levensomstandigheden aanzienlijk.