up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله استخراج گاز PDF
QR code - استخراج گاز

استخراج گاز

گاز از خام تا فرآورده 1

● ذخائر زير زميني نفت و گاز
سوختهاي فسيلي شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کيلومتري اعماق زمين و در خلل و فرج لايه هاي آن و با فشار چند صد اتمسفر بصورت ذخيره ميباشند. گازهاي طبيعي زيرزميني يا به تنهايي و يا به همراه نفت تشکيل کانسار (معدن) مي دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادي بسيار گرانبها مي باشد. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل مي شوند، و عمدتا نيز بهمين صورت يافت ميگردد و در اين رابطه مولفه هاي فيزيکي مواد – حرارت و فشار مخزن تاثيرات مستقيم دارند و نهايتا درصورت رسيدن به درجه اشباع تجزيه شده و بلحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت هاي فوقاني کانسار و بر روي نفت يا آب به شکل گنبدهاي گازي (GAS DOME) قرار ميگيرند.گاهآ درمخازن گازهاي محلول در آب نيز مشاهده شده است
گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نميگردد بنابراين هميشه بصورت گاز باقي مانده ولي در مخازني که تحت فشار بالا هستند بشکل محلول در نفت در ميايد . ساير اجزاي گاز طبيعي در مخازن نسبت به شرايط موجود در کانسار در فاز مايع يا فاز بخار يافت ميشوند. گازهاي محلول در نفت بمثابه انرژي و پتانسيل توليدمخزن بوده و حتي المقدور سعي ميگردد به روشهايي از خروج آنها جلوگيري گردد ولي در هر حال بسياري از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج ميگردد .در سالهاي پيش از انقلاب در صد بالايي از آن از طريق مشعل سوزانده ميشدو بهدر ميرفت ولي در سالهاي بعد تا بحال بتدريج و با اجراي طرهايي منجمله طرح آماک از آنها به عنوان توليدات فرعي استحصالي از ميادين نفت کشور بمنظور تزريق به مخازن نفتي توليد مواد خام شيميايي و سوختي با ارزش استفاده مي کنند.
استخراج گاز
در ايران گاز طبيعي خام را از دو نوع چاه استخراج مينمايند .
۱ – چاههاي مسقل گازي از قبيل ميادين گاز پارس جنوبي – نار و کنگان – خانگيران تابناک حوزهاي شانون، هما، وراوي و ميدان گازي پازنان و غيره .
۲ – چاههاي نفت از قبيل ميادين اهواز – آغاجاري – مارون گچساران – بي بي حکيمه رامشير و غيره .
● ترکيبات گاز طبيعي خام
۱ گاز طبيعي خام که از چاههاي مستقل گازي استخراج ميگردد و هنوز فرايندهاي سرچاهي و پالايشي را طي نکرده است عمدتا از هيدروكربور متان بعلاوه گاز اتان و همراه با هيدروكربورهاي ديگر( سنگين و مايع) مانند پروپان – بوتان و هيدروكربورهاي سنگين تر يا چكيده نفتي (CONDENSATE) بعلاوه بنزين طبيعي ( NATURAL GASOLINE) و همچنين مقداري از ناخالصي هاي غير هيدروکربوري شامل بخار آب (H۲O), كربن دي اكسيد(CO۲) , كربن منواكسيد (CO), نيتروژن (N), هيدروژن سولفيد (H۲S), هليوم (HE) كه درصد هر كدام بستگي به نوع مخازن دارد تشكيل شده است .
اين چاهها اصولا قادر به توليد در اندازه هاي تجاري بوده و محصول آنها با نام گاز غير همراه ( NON ASSOCIATED GAS) نيز شناخته ميگردند گازهاي استخراجي از چاههاي مستقل گازي يا نفت همراه ندارند و يا مقدارنفت همراه آن بسيار ناچيز ميباشد.
گاز طبيعي خام استخراجي از چاههاي مستقل گازي با خود مقداري شن ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تاسيسات پالايشي در مجموعه تاسيسات سر چاهي و توسط ساينده ها از گاز جدا ميگردند.
دستگاههاي گرمکن موجود در نقاط مشخصي درطول خط لوله تا مرکز جمع آوري نيز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز ميگردند زيرا در صورت نبود اين تجهيزات ترکيبات جامد و نيمه جامد هيدرات هاي گاز طبيعي احتمالي(کريستالهاي يخ) در روند کار سيستم گردآوري ايجاد مشکلات عديده مينمايند.
۲ گاز طبيعي خام از چاههاي نفت نيز بدو صورت استخراج ميگردد.
الف در صورتي که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.
ب در تماس مستقيم ولي جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود .
● مشخصات و مزيتهاي گاز طبيعي
گاز طبيعي(متان – CH۴) حاصل از عمليات فرآورش نهايي دارا ي مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا ميباشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختن يك مترمكعب آن گاز ايجاد مي شود که بدين ترتيب ارزش حرارتي هر متر مکعب متان تقريبا معادل ارزش حرارتي يک ليتر نفت سفيد ميباشد و به عبارت ديگر چنانچه يک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با ۲۵۲ کيلو کالري انرژي حرارتي آزاد مينمايد که از اين لحاظ در مقايسه با ديگر سوختها بسيار قابل توجه ميباشد . هيدروکربنها با فرمول عمومي CnH۲n+۲ اجزاء اصلي گاز طبيعي بوده و منابع عمده انرژي ميباشند . افزايش اتمهاي کربن مولکول هيدروكربن را سنگينتر و ارزش حرارتي آن افزونتر ميسازد. ارزش حرارتي هيدروکربنهاي متان و اتان از ۸۴۰۰ تا ۱۰۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آنها مي باشد .
ارزش حرارتي هيدروکربن پروپان برابر با ۲۲۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هيدروکربن بوتان برابر با ۲۸۵۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي باشد . گاز طبيعي شامل ۸۵ درصد گاز متان و ۱۲ درصد گاز اتان و ۳ درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيره مي باشد
گاز طبيعي حاصل از ميادين گازي سرخس حاوي متان بادرجه خلوص ۹۸ درصد ميباشد. ارجحيت ديگر گاز گاز طبيعي(متان – CH۴) به ساير سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زيرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نميگردد بلکه جالب است بدانيم که ماحصل سوخت اين گاز غالبا آب بهمراه حداقل ميزان دي اكسيدكربن در مقايسه با تمام سوختهاي فسيلي ميباشد .
در يک تحقيق از ميزان آلايندگي گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي يافته ها به شرح ذيل بودند . ميزان انتشار co۲ در گاز طبيعي ۶ ۵۳ درصد، پروپان ۶۷ درصد، بنزين ۷ ۷۲ درصد، نفت گاز ۷۶ ۲ درصد، نفت کوره ۳ ۷۹ درصد و زغال سنگ ۱ ۸۲ درصد به ازاي يک واحد گرما(Kg co۲ Gj) است لذا با توجه به موارد فوق مي توان از آن به عنوان سوخت برتر ايمن و سالم در محيطهاي خانگي تجاري و اداري که داراي فضاهاي بسته و محدود ميباشند استفاده نمود.
دماي احتراق خود به خود گاز طبيعي ۶۴۹ درجه سانتي گراد است. دماي جوش متان ۴۹ ۱۶۱ درجه سانتي گراد زير صفر است .فرايند تبديل گاز طبيعي به گاز مايع LN G در همين درجه حرارت صورت ميگيرد.
يکي از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزي گاز طبيعي و آبي سوزي شعله تامين هواي کافي است. ميزان هواي لازم جهت هر مترمكعب گاز طبيعي هنگام سوختن حدودأ ۱۰ مترمكعب ميباشد. آبي تر بودن شعله بمعني دريافت بهتر و بيشتر هوا مي باشد.
● فرآورش گازطبيعي
مجموعه عمليات پيچيده اي است شامل فرايندهايي بقرار و ترتيب ذيل که در جريان آن بتوان گاز طبيعي را که شامل عمدتا متان بعنوان اصليترين ماده و با درصد خلوص ۸۰ تا ۹۷ ميباشد را بعنوان محصول نهائي پالايش نمود, صمن آنکه در اين فرايندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکيبات ارزشمند مايعات گازطبيعي (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مايع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در رديف اقلام صادراتي نيزبشمار ميايند جداسازي ميگردند.
●● تفکيک گاز و نفت
گاز همراه با نفت
گازي که همراه نفت است الزاما بايد از آن جدا شود تا نفت خالص و پايدار بدست آيد. در صورتي که نفت و گاز استخراجي از چاه مستقيما به مخازن ذخيره نفت هدايت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداري از آن از منافذ فوقاني مخزن ذخيره خارج شده و در ضمن مقداري از اجزاي سبک و گرانبهاي نفت را هم با خود خارج مي کند. از اين رو نفت را پس از خروج از چاه و پيش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکيک نفت و گاز هدايت مي کنيم.
عمليات تفکيک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طي فرايندهاي سرچاهي ، انجام مي شود .اين عمل توسط دستگاهي بنام جداکننده سنتي که هيدرو کربورهاي سنگين و مايع را از هيدروکربورهاي سبکتر و گازي تفکيک مينمايد صورت ميگيرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسيرهاي مجزايي هدايت شده تا عمليات تصفيه اي لازم برروي آنها صورت گيرد.
اين دستگاه به شکل يک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نيروي گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط مي گردد، و در اين ضمن از سرعت آن نيز کاسته مي شود. وقتي فشار و سرعت گاز به مقدار زيادي کاهش يافت بخش انبوهي از گاز ، از نفت جدا مي گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن ديگري هدايت مي کنند گازي که از دستگاه جدا کننده خارج مي گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوي مقدار زيادي بنزين سبک(طبيعي) نيز ميباشد. بنزين سبک (طبيعي) به لحاظ آنکه دارا ي ارزش فراواني ميباشد الزاما بايد در مراحل بعدي از گاز طبيعي جدا گردد .
گاز محلول در نفت خام
در مواردي که گاز در نفت خام محلول است مقداري از آن به جهت ماهيت گاز و تحت تاثير کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا ميگردد و سپس اين دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر يک به مجاري مخصوص بخود فرستاده مي شوند.
۱– تفکيک مايعات گازي
اين فرايند اولين مرحله از مجموعه عمليات پالايش گاز طبيعي خام ميباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرايندي سه مرحله اي وجود دارد. زيرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طي فرايند دوم قابليت استفاده مجدد (مکرر) را در فرايند ابتدايي کسب مينمايد و نهايتا در فرايند سوم عناصر تشکيل دهنده و گرانبهاي اين مايعات نيز بايد از خودشان جدا سازي شده و به اجزاي پايه اي تبديل گردند . که اين فرايند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مايع بر روي مايعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگري مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي (NGL) عبارتند از .
۱ ۱ اتان ماده اي است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع هاي پتروشيمي و تبديل آن به ماده ايي با ارزش بيشتر به نام اتيلن و پلي اتيلن . گازطبيعي ميدان پارس جنوبي حدودآ حاوي شش درصد اتان ميباشد كه با جداسازي آن و ساخت اتيلن و پلي اتيلن مزيت هاي اقتصادي فراواني براي کشورمان ايجاد مي شود. کاربردفناوري تفکيک اتان از مايعات گازي در ايران بسيار جديد است و هم اکنون در فازهاي ۴و۵ پارس جنوبي بکارگرفته ميشود
۱ ۲ گاز مايع (LPG) – گاز مايع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را ميتوان با پالايش نفت خام نيز بدست آورد. ضمنآ در فرايند شكست ملكولي (کراکينگ) نفت خام و يا فرايند افزايش اكتان بنزين (ريفرم کاتاليستي) نيز اين ماده ارزشمند به صورت محصول جانبي حاصل مي شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مايع (LPG) که مصارف سوختي در خودرو (کمتر) و در منازل (بيشتر) دارد متغير بوده بطوري که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بيشتر خواهد بود در فصل سرد افزايش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخير بهتر سوخت ميگردد . معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين ۱۰ الي ۵۰ درصد متغير است .
۱ ۳ كاندنسيت ( condensate) شامل ترکيبات سنگينتر از بوتان ( (C۴H۱۰ – مولکولهايي داراي اتمهاي کربن بيشتر و حالت مايع درشرايط اتمسفر را شامل ميگردند. اين ترکيبات را ميتوان بمنظور صادرات پس از تثبيت فشار بخار و تنظيم نقطه ي شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضي (خريدار) به مخازن انتقال يافته و بمحض تکميل ظرفيت مخزن صادر شوند. ولي اين گروه از هيدرکربورها بلحاظ ارزشمندي بيشتري که نسبت به ديگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است كه طي فرايند ديگري در پالايشگاه کاندنسيت به سوختهايي تبديل گردد که تا کنون در پالايشگاههاي نفت از پالايش نفت خام حاصل ميگرديد ولي اينبار همراه با مزيتهايي که خواهد آمد .

● منشا نفت و گاز بشر از قرنها پيش به وجود نفت پي برده بود و اين ماده روغني شکل و اعجاب آميز از دير باز مورد استفاده پيشينيان بوده است. نفت را OIL يا P ...

● منشا نفت و گاز بشر از قرنها پيش به وجود نفت پي برده بود و اين ماده روغني شکل و اعجابآميز از دير باز مورد استفاده پيشينيان بوده است. نفت را OIL يا Pe ...

● گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL) گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مق ...

مقدار توليد گاز در کشورهاي جهان، کشورهاي قهوه‌اي‌رنگ و قرمزرنگ بالاترين توليد را دارند. گاز طبيعي که معمولاً گاز گفته مي‌شود نوعي سوخت فسيلي گازي شکل ...

انجام يک عمليات نمودارگيري موفق به چندين فاکتور مهم بستگي دارد. مهمترين آنها نمونه گرفته شده از سيال سازند، بدون هيچ آلودگي و مخلوط شدگي با مواد ديگر، ...

● استخراج اورانيوم از معدن اورانيوم که ماده خام اصلي مورد نياز براي توليد انرژي در برنامه هاي صلح آميز يا نظامي هسته اي است، از طريق استخراج از معادن ...

در بخش بالا دستي نفت اولين مرحله براي دست يابي به نفت و بهره برداري از آن، اکتشاف مخازن نفتي است. ابتدا با توجه به مطالعات سطحي و صحرايي محيط، مجموعه ...

● واژگان: ▪ اثر پوسته اي (Skin Effect) اين اثر باعث کاهش تماس سنگ مخزن با دهانه چاه مي شود و مانند يک لايه ي نازک سطح سنگ که در تماس با چاه است را مي ...

دانلود نسخه PDF - استخراج گاز