فرآیند استخراج و پالایش گاز طبیعی

تفاوت گاز طبیعی و گاز مایع

تفاوت گاز طبیعی با گاز مایع، در خصوص موارد ذیل خلاصه و توضیح داده می‌شود:

_ گاز مایع در مقابل گاز طبیعی که پایه متان دارد، از پروپان و بوتان تشکیل شده است

_ LPG از مواد شیمیایی متفاوتی با فرمول های مختلف سود می‌برد ( پروپان C3H8 و بوتان C4H10 )، در حالیکه گاز طبیعی – متان CH4 است.

_ دیگر تفاوت گاز طبیعی با گاز مایع، در چگالی آنها است. گاز طبیعی از هوا سبک‌تر است، اما گاز مایع سنگین‌تر از هوا است.

_ LPG دارای محتوای انرژی بالاتر در ۹۳.۲MJ/m3 در مقابل گاز طبیعی ۳۸.۷MJ/m3 است.

_ گاز مایع برای احتراق، به هوای بیشتری نسبت به گاز طبیعی نیاز دارد ( نسبت هوا به گاز  برای احتراق گاز مایع : ۲۵ به ۱ و برای احتراق گاز طبیعی: ۱۰ به ۱  می باشد ).

_ گاز مایع، در بطری‌ها و مخازن گاز توزیع شده اما گاز طبیعی از طریق خط لوله منتقل و توزیع می شود.

_ دستگاه های گاز مایع،  با ۷۵.۲ کیلو پاسکال و دستگاه های گاز طبیعی با ۱.۱ کیلو پاسکال کار می کنند.

_ LPG گاز طبیعی نیست، اما از فرآوری گاز طبیعی به دست می آید.

_ گاز مایع محتوای انرژی بالاتری دارد، قابل حمل است و در همه جا در دسترس است و در بسیاری از موارد اکنون هزینه کمتری دارد.

_ گاز طبیعی، در انتقال از طریق لوله‌ها بهتر از LPG بوده است و در هنگام سوزاندن CO2 کمی کمتر تولید  می کند.

_ در مقایسه گاز مایع با گاز طبیعی، پروپان موجود در گاز مایع، از هوا سنگین‌تر است و ته نشین می‌شود. اما گاز طبیعی سبک‌تر از هوا است و در صورت نشتی سریع‌تر از بین می‌رود، که ممکن است نسبت به LPG یک مزیت ایمنی باشد.

به طور خلاصه، تفاوت گاز طبیعی با گاز مایع ، به محتوای متفاوت انرژی، چگالی، ذخیره سازی، روش های تحویل و مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق مناسب، مربوط می‌شود. 

پالایش گاز طبیعی

به دلیل وجود شن ریزه، گل رس، هیدروکربن های مایع، CO2 ،H2S ،و سایر ناخالصیها، گـاز طبیعـی در پالایشگاه تصفیه میگردد و بدین طریق از ورود این مواد به سیستم انتقال جلوگیری به عمل مـیآیـد. ورود ایـن مواد در خطوط لوله و ایستگاههای تقلیل فشار باعث بروز مشکلاتی میگردد که از آن جمله میتـوان بـه انسـداد خطوط لوله گاز، تخریب رگلاتورها و کنتورهای توربینی، خرابـی زودرس سیسـتم فیلتراسـیون و فیلترهـا، ایجـاد خوردگی، و بروز خاصیت سمی در گاز اشاره کرد. عمل واقعی پردازش گازطبیعی به گازطبیعی خشک، کیفیت خط لوله می‌تواند بسیار پیچیده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلی است تا ناخالصی‌های مختلف از آن جدا بشود:

1. عبور گاز از اسکرابرها به منظور جدا سازی ذرات جامد
2. از میان برداشتن نفت و گاز متراکم
3. از میان برداشتن آب
4. جداسازی مایعات گازطبیعی
5. عبور گاز از واحد نمزدایی به منظور گرفتن رطوبت موجود در آن
6. از میان برداشتن دی اکسید کربن و سولفور

 علاوه بر مراحل پردازش بالا، هیترها و ساینده‌هایی معمولا در سرچشمه یا در نزدیکی آن نصب می‌شوند. ساینده‌ها در درجه اول برای برداشتن شن و دیگر ناخالصی‌های بزرگ به کار می‌روند. هیترها تضمین می‌کنند که درجه حرارت گاز زیاد پایین نیفتد. گازطبیعی که حاوی حتی مقادیر بسیار کمی از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هیدرات های گازطبیعی در آن شکل می‌گیرند. این هیدارت‌ها دارای ترکیبات جامد یا نیمه جامدی می‌باشند که شبیه کریستال‌های یخ هستند. با شکل گیری این هیدارت‌ها در گازطبیعی مانعی در راه، عبور گازطبیعی از میان دریچه‌ها و سیستم‌های گردآوری ایجاد می‌شود. برای کاهش تشکیل هیدرات‌ها، واحدهای گرمایی با سوخت گازطبیعی عموما در امتداد خط لوله جمع آوری نصب می‌شوند جایی که به نظر می‌رسد هیدارت‌ها ممکن است تشکیل شوند. 

گازطبیعی که از زیرزمین تا سرچشمه بالا آورده می‌شود، کاملا با گازطبیعی مصرف کنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبیعی در بسیاری از جنبه‌ها ساده‌تر از پردازش و پالایش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف کنندگان ضروری است. گازطبیعی که توسط مصرف کنندگان استفاده می‌شود، بیشتر از متان تشکیل شده است. اگرچه گازی که در سرچشمه یافت می‌شود و بیشتر ترکیبات آن متان است نیاز به پردازش زیادی ندارد و خالص است.

خطوط انتقال و ایستگاه های تقویت فشار:

گاز خروجی از پالایشگاه توسط خطوط لوله جهت مصرف در شهرها، صنایع، نیروگاهها، و صادرات به تمـام نقاط کشور انتقال مییابد. بر حسب نیاز و طراحی، قطر خطـوط انتقـال از ۱۲ تـا ۵۶ ایـنچ متغیـر مـیباشـد. در فواصل معین از خطوط انتقال ایستگاههای شیر وجود دارد که عموماً از یک شیر قطع کننده خط بـر سـر مسـیر اصلی، شیرهای کنار گذر ، و شیر تخلیه تشکیل شده است. وظیفۀ شیر قطع کننده خط یا به اصـطلاح V.B.L این است که در زمان احساس افت فشار ناگهانی در یکی از دو سمت شیر بسته شود. به لحـاظ مسـایل ایمنـی و امنیتی، وجود این شیرها در فواصل معین باعث میشود در زمان بروز انفجار یا شکستگی لوله، هر دو شیر موجود در دو سمت محل حادثه بسته شوند و بدین ترتیب فقط گاز بین دو ایستگاه میسوزد یا تخلیه میشود. با توجه به این که پس از طی مسافت های طولانی، به دلیل وجود اصطکاک، فشار گاز درون لوله افـت پیـدا مـی کند لذا جهت افزایش فشار گاز به فشار مطلوب، در مسیر خطوط انتقال از ایسـتگاه هـای تقویـت فشـار اسـتفاده مـی شود. این ایستگاه ها شامل توربین ها و کمپرسورها می باشند که فشار گاز ورودی را بالا می برند. برای مثـال در مسـیر خط لولۀ سراسری اول ایران تعداد هشت ایستگاه تقویت فشار موجود است. دستور کـارکرد  کمپرسورها توسط مرکز ارسال و کنترل گاز صادر می شود.

ایستگاه های تقلیل فشار:

خطوط تغذیه و شبکه های شهری ، خطوط انتقال نهایتاً به ایستگاه تقلیل فشار واقـع در دروازه شـهر بـه نـام S.G.C مـیرسـند. در ایسـتگاههـای S.G.C فشار ورودی از psi 1000 به psi 250 کاهش پیدا میکند. لازم به ذکر است فشار ورودی بـه ایسـتگاه هـای تقلیل فشار در شرایط عادی عموماً بین ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ psi متغیر است. ایـن کـاهش فشـار توسـط رگولاتورهـا انجـام میشود. گاز خروجی از ایستگاههای S.G.C با فشاری معادل psi 250 وارد خطوط تغذیه میشود. فشارگاز موجود در خطوط تغذیه جهت ورود به شبکه شهر میبایست در یک مرحلـۀ دیگـر کـاهش داده شـود؛ برای این منظور گاز به سمت ایستگاههایی به نام S.B.T  هدایت میشود. فشار گـاز ورودی بـه S.B.T برابـر psi 250 و فشارگاز خروجی از آن برابر psi 60 است. گاز داخل شبکۀ شـهری بـا فشـار psi 60 در کـل سـطح شهر (کوچه ها و خیابان ها در گردش) بین مشترکین توزیع میشود. جهت انشعاب گیری به منازل از وسیلهای بـه نام Service.T استفاده میشود. قبل از ورود به محل مصرف، فشار گاز شبکۀ شهری مجدداً توسط رگولاتور تا( psi 25/0) نسبی شکسته میشود و گاز با این فشار توسط وسایل گازسوز مورد مصرف قرار میگیرد. در تمامی عملیات فوق پیشبینیها و لوازمی جهت تأمین ایمنی کارکنان و مصرف کننـدگان تعبیـه شـده است. در صورت عدم رعایت موازین ایمنی، هر یک از عملیات فوق میتواند بسیار خطرناک باشد اما اگر فرایند طراحی، نصب، نگهداری، و بهره برداری به طور صحیح انجام شود و مقررات در همه مراحـل اخیـر رعایـت گـردد خطرات احتمالی بسیار کاهش خواهد یافت.گاز طبیعی نقش موثری در تامین انرژی مصارف خانگی و تجاری، صنایع، و نیروگاهها ایفاء می کند.