Predelava zemeljskega plina: metode in tehnologija

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Prospektivni razvoj največjih industrij je nemogoč brez najdragocenejših surovin in visokokakovostnega energenta – zemeljskega plina. Njegova uporaba ne samo avtomatizira številne tehnološke procese, ampak tudi bistveno izboljša življenjske razmere prebivalstva.

Kaj je zemeljski plin?

Za zemeljski plin ni enotne kemične formule - na vsakem polju ima sestavo z drugačnim razmerjem njegovih sestavin.

Naravni plin je mešanica ogljikovodikov, od katerih je večina metan. Preostale sestavine so: butan, propan, etan, vodik, vodikov sulfid, helij, dušik, ogljikov dioksid.

Zemeljski plin je brez barve in vonja, njegove prisotnosti v zraku ni mogoče določiti brez pomoči posebnih instrumentov. Vonj, ki ga pozna vsak človek, se plinu daje z umetnimi sredstvi (odorizacija). S tem postopkom je mogoče zaznati prisotnost plina v zraku in preprečiti življenjsko nevarne situacije.

Izvor

Ni enotne teorije o izvoru plina, znanstveniki se držijo dveh različic:

• Nekoč je bil ocean namesto celin. Umirajoči so se živi organizmi kopičili v prostoru, v katerem ni bilo zraka in bakterij, ki so sprožile proces razgradnje. Zahvaljujoč geološkim premikom so se nakopičene mase vse globlje in globlje pogrezale v nedra Zemlje, kjer so pod vplivom visokega tlaka in temperature vstopile v kemične reakcije z vodikom in tvorile ogljikovodike.
• Dinamika Zemlje prispeva k dvigu ogljikovodikov, ki se nahajajo v velikih globinah, kjer je nižja raven tlaka. Posledično nastanejo nahajališča plina ali nafte.

Proizvodnja

V nasprotju s splošnim prepričanjem je zemeljski plin lahko pod zemljo ne le v prazninah, katerih pridobivanje ne zahteva znatnih stroškov materiala in energije. Pogosto je koncentriran znotraj kamnin s tako fino porozno strukturo, da je človeško oko ne more videti. Globina usedlin je lahko majhna, vendar včasih doseže več kilometrov.

Proces proizvodnje plina vključuje več stopenj:

• Geološka dela, na podlagi katerih je določena natančna lokacija nahajališč.
• Vrtanje proizvodnih vrtin. Izvaja se po celotnem polju, kar je pomembno za enakomerno znižanje tlaka plina v rezervoarju. Največja globina vrtine je 12 km.
• Proizvodnja. Postopek se izvaja na različnih ravnehtlak v plinonosnem rezervoarju in zemeljski površini. Skozi vrtine plin teži, da gre ven tja, kjer je tlak nižji, in takoj vstopi v zbirni sistem. Poleg tega se proizvaja povezani plin, ki je stranski produkt pridobivanja nafte. Prav tako je dragocena za številne industrije.
• Priprava na prevoz. Ekstrahirani plin vsebuje številne nečistoče. Če je njihova količina zanemarljiva, se plin s tankerji ali cevovodom odpelje v obrat za nadaljnjo predelavo. Zemeljski plin se čisti od znatne količine nečistoč na integriranih čistilnih napravah, ki se gradijo v bližini polja.

Zakaj potrebujemo predelavo zemeljskega plina

Nastajanje zemeljskega plina nastane med nastajanjem plasti poroznih kamnin, ki vsebujejo nafto in premogovne plasti. Poleg komponent, pomembnih za potrebe industrije, vsebuje nečistoče, ki otežujejo transport in uporabo s strani končnih uporabnikov.

Takoj po proizvodnji se plin na kompleksnih čistilnih napravah dehidrira, pri čemer se iz njega črpata vodna para in žveplo. Nadaljnja predelava zemeljskega in sorodnega plina poteka v kemičnih in plinopredelovalnih obratih.

Osnovno načelo predelovalnih obratov

Glavna naloga podjetja, ki se ukvarja s predelavo zemeljskega plina, je kar največja možna ekstrakcija vseh sestavin fosila in njihovo spravljanje v tržno stanje. Ne sme škodovati okolju.okolje in notranjost zemlje, finančne stroške pa je treba čim bolj zmanjšati.

Zaradi izvajanja vseh vidikov tega pravila se izdelki, predelani z zemeljskim plinom, štejejo za visoko kakovostne in ekonomične.

Metode recikliranja

Obstajajo naslednje metode predelave plina:

• fizično in energično;
• kemijska kataliza;
• termokemikalija.

Fizikalno-energetske metode se uporabljajo za stiskanje plina in njegovo ločevanje na komponente z uporabo hladilnih ali grelnih enot. Ta tehnologija predelave zemeljskega plina se najpogosteje uporablja neposredno na poljih.

Na začetku je bil proces stiskanja in ločevanja izveden s pomočjo kompresorjev. Do danes je bila uspešno uporabljena finančno manj draga oprema - ejektorji in oljne črpalke.

Kemijsko-katalitična metoda predelave zemeljskega plina vključuje pretvorbo metana v sintezni plin za njegovo nadaljnjo predelavo. To je mogoče storiti na tri načine: reformiranje s paro ali ogljikovim dioksidom, delna oksidacija.

Velikokrat se uporablja metoda delne oksidacije metana. To je posledica priročnosti izvajanja postopka v avtotermičnem načinu (ko se surovina segreje zaradi sproščanja toplote med nepopolno oksidacijo ogljikovodikov), hitrosti reakcije in odsotnosti potrebe po uporabi katalizatorja (kot pri pari). in reformiranje ogljikovega dioksida).

Nastali sintezni plin se ne obdeluje naprejdelitev na komponente.

Termokemijske metode pomenijo toplotno delovanje na zemeljski plin, kar povzroči nastanek nenasičenih ogljikovodikov (npr. etilen, propilen). Izvedba postopka je možna le pri zelo visokih temperaturah (približno 11 tisoč stopinj Celzija) in tlaku več atmosfer.

Obdelani izdelki

Mnogi ljudje povezujejo besedo "plin" z gorivom in plinskim štedilnikom. Dejansko je uporaba njegovih komponent obsežnejša:

• helij je dragocena surovina, ki se uporablja v visoki tehnologiji, na primer pri izdelavi medicinske opreme in magnetnih blazin za dolga potovanja v javnem prevozu, pri gradnji jedrskih reaktorjev in vesoljskih satelitov;
• formaldehid, eden izmed derivatov metana, je surovina, ki igra pomembno vlogo pri proizvodnji fenolne plastike (zavorne obloge, biljardne krogle) in smol, ki so pomemben sestavni del gradbenih konstrukcijskih materialov (vezane plošče, vlaknene plošče), barve in laki ter toplotnoizolacijski izdelki;
• amoniak - uporablja se v farmacevtski (vodna raztopina), kmetijski (gnojila) in živilski (ojačevalec okusa) industriji;
• etan je surovina, iz katere se proizvaja polietilen;
• ocetna kislina - široko uporabljana v tekstilni industriji;
• metanol je gorivo za vozila.

Pridobivanje in predelava zemeljskega plina - procesi,zahvaljujoč kateri se najpomembnejše panoge industrije učinkovito razvijajo. Plin se po skrbni obdelavi dostavi končnemu porabniku, njegova uporaba bistveno izboljša življenjske razmere.