Gamtinių dujų perdirbimas: metodai ir technologija

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Perspektyvinė didžiausių pramonės šakų plėtra neįmanoma be vertingiausių žaliavų ir aukštos kokybės energijos nešiklio – gamtinių dujų. Jo naudojimas ne tik automatizuoja daugelį technologinių procesų, bet ir žymiai pagerina gyventojų gyvenimo sąlygas.

Kas yra gamtinės dujos?

Nėra vienos cheminės gamtinių dujų formulės – kiekviename lauke jos turi skirtingą sudėtį su skirtingu komponentų santykiu.

Gamtinės dujos yra angliavandenilių, kurių dauguma yra metanas, mišinys. Likę komponentai yra: butanas, propanas, etanas, vandenilis, vandenilio sulfidas, helis, azotas, anglies dioksidas.

Gamtinės dujos yra bespalvės ir bekvapės, jų buvimo ore negalima nustatyti be specialių prietaisų pagalbos. Kiekvienam žmogui pažįstamas kvapas dujoms suteikiamas dirbtiniu būdu (odorizacija). Per šį procesą galima pajusti dujų buvimą ore ir išvengti gyvybei pavojingų situacijų.

Kilmė

Nėra vienos teorijos apie dujų kilmę, mokslininkai laikosi dviejų versijų:

• Kažkada vietoj žemynų buvo vandenynas. Mirstantys gyvi organizmai kaupėsi erdvėje, kurioje nebuvo oro ir bakterijų, kurios paskatino skilimo procesą. Dėl geologinių judėjimų susikaupusios masės vis giliau grimzdo į Žemės gelmes, kur, veikiamos aukšto slėgio ir temperatūros, pradėjo chemines reakcijas su vandeniliu, sudarydamos angliavandenilius.
• Žemės dinamika prisideda prie angliavandenilių, esančių dideliame gylyje, kur yra mažesnis slėgio lygis, kilimo. Dėl to susidaro dujų arba naftos telkiniai.

Gamyba

Priešingai populiariems įsitikinimams, gamtinės dujos po žeme gali būti ne tik tuštumose, kurių išgavimas nereikalauja didelių medžiagų ir energijos sąnaudų. Dažnai jis susitelkęs uolienose, turinčiose tokią smulkią porėtą struktūrą, kad žmogaus akis jos nematyti. Nuosėdų gylis gali būti mažas, bet kartais siekia kelis kilometrus.

Dujų gamybos procesą sudaro keli etapai:

• Geologiniai darbai, kurių metu nustatoma tiksli telkinių vieta.
• Gamybinių gręžinių gręžimas. Tai atliekama visame lauke, o tai svarbu vienodam dujų slėgio sumažėjimui rezervuare. Didžiausias gręžinio gylis yra 12 km.
• Gamyba. Procesas atliekamas skirtingais lygiaisslėgis dujas turinčiame rezervuare ir žemės paviršiuje. Per šulinius dujos linkusios išeiti ten, kur slėgis mažesnis, iškart patenka į surinkimo sistemą. Be to, gaminamos susijusios dujos, kurios yra šalutinis naftos gavybos produktas. Tai taip pat naudinga daugeliui pramonės šakų.
• Ruošiamasi transportavimui. Ištraukiamose dujose yra daug priemaišų. Jei jų kiekis yra nereikšmingas, dujos tanklaiviais arba vamzdynu vežamos į gamyklą tolesniam perdirbimui. Gamtinės dujos yra išvalomos nuo didelio kiekio priemaišų integruotuose valymo įrenginiuose, kurie statomi šalia lauko.

Kodėl mums reikia gamtinių dujų perdirbimo

Gamtinės dujos susidaro formuojant akytų uolienų sluoksnius, kuriuose yra naftos ir anglies siūlių. Be komponentų, svarbių pramonės poreikiams, jame yra priemaišų, dėl kurių galutiniams vartotojams sunku transportuoti ir naudoti.

Iš karto po pagaminimo dujos dehidratuojamos kompleksiniuose valymo įrenginiuose, kurių metu iš jų ištraukiami vandens garai ir siera. Tolesnis gamtinių ir susijusių dujų perdirbimas atliekamas chemijos ir dujų perdirbimo įmonėse.

Pagrindinis perdirbimo įmonių principas

Pagrindinis įmonės, užsiimančios gamtinių dujų perdirbimu, uždavinys yra maksimaliai išgauti visas iškastinio kuro sudedamąsias dalis ir paruošti jas iki prekinės būklės. Jis neturi pakenkti aplinkai.aplinka ir žemės vidus, ir finansinės išlaidos turi būti sumažintos iki minimumo.

Dėl visų šios taisyklės aspektų įgyvendinimo, gamtinėmis dujomis perdirbti produktai laikomi kokybiškais ir ekonomiškais.

Perdirbimo metodai

Yra šie dujų apdorojimo būdai:

• fizinis ir energingas;
• cheminis katalizatorius;
• termocheminė.

Fizinės energijos metodai naudojami dujoms suspausti ir atskirti jas į komponentus naudojant aušinimo arba šildymo įrenginius. Ši gamtinių dujų apdorojimo technologija dažniausiai naudojama tiesiogiai laukuose.

Iš pradžių suspaudimo ir atskyrimo procesas buvo vykdomas naudojant kompresorius. Iki šiol sėkmingai naudojama pigesnė įranga – ežektoriai ir alyvos siurbliai.

Cheminis-katalizinis gamtinių dujų apdorojimo metodas apima metano pavertimą sintezės dujomis, kad jas būtų galima vėliau apdoroti. Tai galima padaryti trimis būdais: riformingu garais arba anglies dioksidu, daliniu oksidavimu.

Dažnai naudojamas dalinės metano oksidacijos metodas. Taip yra dėl patogumo atlikti procesą autoterminiu režimu (kai žaliava šildoma dėl šilumos išsiskyrimo nepilno angliavandenilių oksidacijos metu), reakcijos greičio ir dėl to, kad nereikia naudoti katalizatoriaus (kaip garuose). ir anglies dioksido riformingas).

Gautos sintezės dujos toliau neapdorojamospadalijimas į komponentus.

Termocheminiai metodai reiškia terminį gamtinių dujų poveikį, dėl kurio susidaro nesotieji angliavandeniliai (pvz., etilenas, propilenas). Įgyvendinti procesą galima tik esant labai aukštai temperatūrai (apie 11 tūkst. laipsnių Celsijaus) ir kelių atmosferų slėgiui.

Produktai apdoroti

Daugelis žmonių žodį „dujos“sieja su kuru ir dujine virykle. Tiesą sakant, jo komponentų taikymas yra platesnis:

• helis yra vertinga žaliava, naudojama aukštosiose technologijose, pavyzdžiui, gaminant medicininę įrangą ir magnetines pagalves ilgoms kelionėms viešuoju transportu, statant branduolinius reaktorius ir kosminius palydovus;
• formaldehidas, vienas iš metano darinių, yra žaliava, kuri atlieka svarbų vaidmenį gaminant fenolinius plastikus (stabdžių antdėklus, biliardo kamuoliukus) ir dervas, kurios yra svarbi statybinių konstrukcinių medžiagų (faneros, medienos plaušų plokščių) sudedamoji dalis.), dažai ir lakai bei termoizoliaciniai gaminiai;
• amoniakas – naudojamas farmacijos (vandens tirpalas), žemės ūkio (trąšos) ir maisto (skonio stiprikliai) pramonėje;
• etanas yra žaliava, iš kurios gaminamas polietilenas;
• acto rūgštis – plačiai naudojama tekstilės pramonėje;
• metanolis yra transporto priemonių kuras.

Gamtinių dujų gavybos ir perdirbimo procesai,kurių dėka efektyviai vystosi svarbiausios pramonės šakos. Dujos galutiniam vartotojui pristatomos po kruopštaus apdorojimo, jų naudojimas žymiai pagerina gyvenimo sąlygas.