الغاز وكيفية معالجته

يختلف الغاز الطبيعي، كما يستخدمه المستهلكون، كثيرًا عن الغاز الطبيعي الذي يتم إحضاره من تحت الأرض إلى فوهة البئر.

على الرغم من أن معالجة الغاز الطبيعي أقل تعقيدًا في كثير من النواحي من معالجة وتكرير النفط الخام، إلا أنه ضروري بنفس القدر قبل استخدامه من قبل المستخدمين

يتكون الغاز الطبيعي الذي يستخدمه المستهلكون بالكامل تقريبًا من ( الميثان CH4 ).

ومع ذلك، فإن الغاز الطبيعي الموجود في فوهة البئر، على الرغم من أنه لا يزال يتكون أساسًا من ( الميثان )، ليس نقيًا بأي حال من الأحوال.



يأتي الغاز الطبيعي الخام من ثلاثة أنواع من الآبار: ( آبار النفط Oil Well، آبار الغاز Gas Well وآبار المكثفات Condensate Well )

عادةً ما يُطلق على الغاز الطبيعي الذي يأتي من آبار النفط ” الغاز المصاحب Associated Gas “.

يمكن أن يوجد هذا الغاز منفصلاً عن النفط ( في باطن ألارض Underground ) ( غاز حر Free Gas) ، أو مذاب في النفط الخام ( غاز مذاب Dissolved Gas ).

يُطلق على الغاز الطبيعي من آبار الغاز والمكثفات، التي يوجد فيها القليل من النفط الخام أو لا يوجد بها أي نفط خام ، ” الغاز غير المصاحب Non-Associated Gas “.

تنتج آبار الغاز عادةً الغاز الطبيعي الخام من تلقاء نفسها، بينما تنتج آبار المكثفات غازًا طبيعيًا ( حراً ) جنبًا إلى جنب مع ( مكثف هيدروكربوني شبه سائل Condensate ).

أيا كان مصدر الغاز الطبيعي، بمجرد فصله عن النفط الخام ( إن وجد )، فإنه يوجد عادة في ( مخلوط ) مع الهيدروكربونات الأخرى، بشكل أساسي

( الإيثان Ethane C2H6 ، البروبان Propane C3H8 ، البيوتان Butane C4H10 والبنتان Pentane C5H12 ).

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الغاز الطبيعي الخام على

بخار الماء، كبريتيد الهيدروجين (H2S) ، ثاني أوكسيد الكاربون CO2، الهيليوم، النيتروجين N2، ومركبات أخرى

تتكون عملية ( معالجة الغاز الطبيعي ) من خلال فصل جميع الهيدروكربونات والسوائل المختلفة عن الغاز الطبيعي النقي، لإنتاج الغاز الطبيعي الجاف من أجل ضخه في أنابيب النقل

عادة ما تفرض خطوط أنابيب النقل الرئيسية قيودًا على ( مكونات ) الغاز الطبيعي المسموح به في خط الأنابيب

وهذا يعني أنه قبل نقل الغاز الطبيعي يجب تنقيته.

بينما يجب إزالة ( الإيثان والبروبان والبيوتان والبنتانات ) من الغاز الطبيعي، فإن هذا لا يعني أنها كلها ” نفايات غير مفيدة “.

في الواقع، يمكن أن تكون الهيدروكربونات المصاحبة، والمعروفة باسم ” سوائل الغاز الطبيعي” (NGLs) منتجات ثانوية ذات قيمة كبيرة أثناء معالجة الغاز الطبيعي.

تشمل سوائل الغاز الطبيعي ( الإيثان ، البروبان ، البيوتان ، الأيزو-بيوتان والبنزين الطبيعي )

تُباع سوائل الغاز الطبيعي هذه بشكل منفصل ولها مجموعة متنوعة من الاستخدامات المختلفة، بما في ذلك تعزيز استخراج النفط في آبار النفط ( أعادة ضخها في باطن ألارض )، وتوفير المواد الخام لمصافي النفط أو مصانع البتروكيماويات، وكمصادر للطاقة.

بينما يمكن إنجاز بعض المعالجة المطلوبة عند رأس البئر أو بالقرب منه ( معالجة ميدانية ) ، تتم المعالجة الكاملة للغاز الطبيعي في مصانع المعالجة، تقع عادةً في منطقة إنتاج الغاز الطبيعي.

يتم نقل الغاز الطبيعي المستخرج إلى مصانع المعالجة هذه من خلال شبكة من خطوط أنابيب، وهي أنابيب ذات قطر صغير ومُنخفضة الضغط.

يمكن أن يتكون نظام التجميع والنقل من ألابار، معقد ويمتد آلالاف الأميال من الأنابيب، التي تربط ( وحدة المعالجة للغاز ) بما يزيد عن ١٠٠ بئر في المنطقة.

بالإضافة إلى المعالجة التي تتم عند فوهة البئر وفي مصانع المعالجة المركزية، يتم أيضًا إنجاز بعض المعالجة النهائية في بعض الأحيان في ” مصانع الاستخراج القاطعة Straddle Extraction Plants / تقوم بأزالة السوائل من الغاز وبعد ذلك يتم ضخه غاز فقط لمزيد من المعالجة “، تقع هذه المصانع على أنظمة خطوط الأنابيب الرئيسية.

على الرغم من أن الغاز الطبيعي الذي يصل إلى محطات الاستخراج هذه ذو جودة كافية، إلا أنه في حالات معينة لا تزال توجد كميات صغيرة من سوائل الغاز الطبيعي، والتي يتم استخلاصها بواسطة هذه المصانع

يمكن أن تكون الممارسة الفعلية لمعالجة الغاز الطبيعي إلى مستويات جودة الغاز الجاف في خطوط الأنابيب معقدة للغاية، ولكنها تتضمن عادةً أربع عمليات رئيسية لإزالة الشوائب المختلفة:

إزالة النفط والمكثفات
إزالة الماء ( بخار الماء )
فصل سوائل الغاز الطبيعي
إزالة الكبريت وثاني أوكسيد الكربون

بالإضافة إلى العمليات الأربع المذكورة أعلاه، يتم تركيب أجهزة ( التسخين وأجهزة تنظيف الغاز – أزالة السوائل من الغاز )، عادة عند رأس البئر أو بالقرب منه.

تعمل أجهزة التنظيف في المقام الأول على إزالة الرمل والشوائب الأخرى ذات الجسيمات الكبيرة.

تضمن السخانات أن درجة حرارة الغاز لا تنخفض بشكل كبير.

الغاز الطبيعي الذي يحتوي حتى على كميات قليلة من الماء، تتكون ( Hydrates ) في الغاز الطبيعي عندما تنخفض درجات الحرارة.

هذه ( الهيدرات ) عبارة عن مركبات صلبة أو شبه صلبة، تشبه الجليد و مثل البلورات.

في حالة تراكم هذه الهيدرات، فإنها يمكن أن تعرقل مرور الغاز الطبيعي عبر الصمامات وأنظمة التجميع.

لتقليل حدوث الهيدرات، يتم عادةً تركيب وحدات تسخين صغيرة تعمل بالغاز الطبيعي على طول أنبوب التجميع حيثما كان من المحتمل أن تتشكل الهيدرات.

إزالة النفط والمكثفات

من أجل معالجة ونقل الغاز الطبيعي المذاب المصاحب، يجب فصله عن النفط الذي يذوب فيه ( الغاز ).

غالبًا ما يتم فصل الغاز الطبيعي عن النفط بإستخدام معدات مثبتة عند فوهة البئر أو بالقرب منها.

يمكن أن تختلف العملية الفعلية المستخدمة لفصل النفط عن الغاز الطبيعي، وكذلك المعدات المستخدمة، على نطاق واسع.

على الرغم من تطابق جودة الغاز الطبيعي في خطوط الأنابيب الجافة تقريبًا عبر مناطق جغرافية مختلفة، إلا أن الغاز الطبيعي الخام من مناطق مختلفة قد يكون له تركيبات مختلفة ومتطلبات فصل مختلفة.

الغاز الطبيعي مذاب في النفط تحت الأرض بشكل أساسي بسبب الضغط الذي يتعرض له

عندما يتم إنتاج هذا الغاز الطبيعي والنفط، فمن الممكن أن ينفصلوا من تلقاء أنفسهم، وذلك ببساطة بسبب انخفاض الضغط ( يشبه إلى حد كبير فتح علبة من المشروبات الغازية يسمح بإطلاق ثاني أكسيد الكربون المذاب )

في هذه الحالات، يكون فصل النفط عن الغاز أمرًا سهلاً نسبيًا، ويتم إرسال الهيدروكربونات ( النفط ) بطرق منفصلة لمزيد من المعالجة.

يُعرف النوع الأساسي ( للعازلة ) بحسب هذه الطريقة, بالعازلة التقليدية Conventional Separator

يتكون من خزان مغلق بسيط، حيث تعمل قوة الجاذبية على فصل السوائل الثقيلة مثل النفط والغازات الأخف مثل الغاز الطبيعي.

ومع ذلك، في بعض الحالات، تكون المعدات المتخصصة ضرورية لفصل النفط والغاز الطبيعي.

مثال على هذا النوع من المعدات هو

العازلة ذات درجات الحرارة المنخفضة (LTX Low-Temperature Separator )

غالبًا ما تستخدم في الآبار التي تنتج غازًا عالي الضغط مع النفط الخام الخفيف أو المكثفات

تستخدم هذه العازلات فروق الضغط لتبريد الغاز الطبيعي الرطب وفصل النفط والمكثفات، يدخل الغاز الرطب إلى العازلة، ويتم تبريده قليلاً بواسطة مبادل حراري.

ينتقل الغاز بعد ذلك الى خزان عال الضغط ( يكون مصحوب بالسائل )، والذي يعمل على إزالة أي سوائل إلى العازلة بدرجة حرارة منخفضة.

ثم يتدفق الغاز إلى العازلة ذات درجة الحرارة المنخفضة من خلال ( آلية خنق Choking )، والتي تعمل على توسيع الغاز أثناء دخوله إلى الفاصل.

يسمح هذا التمدد السريع للغاز بخفض درجة الحرارة في العازلة

بعد إزالة السائل، ينتقل الغاز الجاف مرة أخرى عبر المبادل الحراري ويتم تسخينه بواسطة الغاز الرطب الوارد.

من خلال تغيير ضغط الغاز في أقسام مختلفة من العازلة، من الممكن تغيير درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تكثيف النفط وبعض الماء من تيار الغاز الرطب.

يمكن أن تعمل هذه العلاقة الأساسية بين الضغط ودرجة الحرارة بشكل عكسي أيضًا، لإستخراج الغاز من مجرى النفط السائل.

إزالة الماء

بالإضافة إلى فصل النفط وبعض المكثفات عن مجرى الغاز الرطب، من الضروري إزالة معظم المياه المصاحبة.

تتم إزالة معظم المياه السائلة الخالية من الغاز الطبيعي المستخرج من خلال طرق فصل بسيطة عند رأس البئر أو بالقرب منه.

ومع ذلك، فإن إزالة بخار الماء الموجود في الغاز الطبيعي يتطلب معالجة أكثر تعقيدًا.

تتكون هذه المعالجة من ” تجفيف ” الغاز الطبيعي ، والذي يتضمن عادةً إحدى عمليتين:

( إما Absorption أو Adsorption )

يحدث ( الامتصاص Absorption ) : عندما يتم إخراج بخار الماء بواسطة عامل تجفيف.

يحدث ( الامتزاز Adsorption ) : عندما يتكثف بخار الماء ويتجمع على السطح.

عملية التجفيف بواسطة الگلايگول

مثال على امتصاص Absorption بواسطة التجفيف بواسطة الگلايگول

في هذه العملية، يعمل مجفف السائل على امتصاص بخار الماء من مجرى الغاز.

الگلايگول ، العامل الكيميائي الرئيسي في هذه العملية، له القابلية على ألالتصاق بالماء.

وهذا يعني أنه عند ملامسته ( الگلايگول ) لمجرى من الغاز الطبيعي يحتوي على الماء، فإن ( الگلايگول ) سيعمل على ” أخذ ” الماء من مجرى الغاز.

بشكل أساسي، يتضمن التجفيف عادةً إما ثنائي إيثيلين گلايگول (DEG) أو ثلاثي إيثيلين گلايگول (TEG) ، والذي يتم ملامسته لمجرى الغاز الرطب فيما يسمى “الملامس Contactor “.

سوف يمتص محلول الگليگول الماء من الغاز الرطب.

بمجرد امتصاصه، تصبح جزيئات الگليگول أثقل وتغرق في قاع ( الملامس ) حيث تتم إزالتها.

يتم بعد ذلك نقل الغاز الطبيعي، بعد تجريده من معظم محتوياته المائية، إلى خارج المجفف.

يتم وضع محلول الگلايگول، الذي يحمل كل الماء المنزوع من الغاز الطبيعي، من خلال غلاية متخصصة مصممة لتبخير الماء فقط من المحلول ( وليس الگلايگول )

بينما تبلغ درجة غليان الماء ٢١٢ درجة فهرنهايت ( ١٠٠ درجة مئوية )، لا يغلي الگلايكول حتى ٤٠٠ درجة فهرنهايت ( ٣٨٢.٢ درجة مئوية ).

هذا الفارق في نقطة الغليان يجعل من السهل نسبيًا إزالة الماء من محلول الگلايگول ، مما يسمح بإعادة استخدامه في عملية التجفيف مرة أخرى.

كان الابتكار الجديد في هذه العملية هو إضافة ( خزان عازل ومكثف )

بالإضافة إلى امتصاص الماء من مجرى الغاز الرطب، يحمل محلول الگلايگول أحيانًا كميات صغيرة من الميثان والمركبات الأخرى الموجودة في الغاز الرطب.

في الماضي، كان هذا الميثان يتم التخلص منه ببساطة

بالإضافة إلى فقدان جزء من الغاز الطبيعي الذي تم استخراجه، فإن هذا ( الغاز الذي يتم التخلص منه ) يساهم في تلوث الهواء وظاهرة الاحتباس الحراري.

من أجل تقليل كمية الميثان والمركبات الأخرى المفقودة، تعمل المكثفات على إزالة هذه المركبات قبل أن يصل محلول الگلايگول الى ( السخان )

بشكل أساسي، يتكون المكثف من جهاز يقلل من ضغط مجرى محلول الگلايگول ، مما يسمح للميثان والهيدروكربونات الأخرى بالتبخير

ينتقل محلول الگلايگول بعد ذلك إلى السخان، والذي يمكن أيضًا تزويده بمكثفات مُبردة بالهواء أو الماء ، والتي تعمل على التقاط أي مركبات هيدروكربونية متبقية قد تبقى في محلول الگلايگول.

من الناحية العملية، وفقًا لمكتب الطاقة التابع لوزارة الطاقة ( ألامريكية ) ، فقد ثبت أن هذه الأنظمة تستعيد ٩٠ إلى ٩٩ في المائة من الميثان الذي كان من الممكن أن ينطلق في الغلاف الجوي.

التجفيف بواسطة المواد الصلبة المجففة

التجفيف بواسطة المواد الصلبة المُجففة هو بالشكل الأساسي لتجفيف الغاز الطبيعي باستخدام الامتزاز Adsorption، ويتكون عادة من برجين أو أكثر من أبراج الامتزاز Adsorption، والتي يتم ملؤها بمُجفف صلب.

تشتمل المجففات النموذجية على الألومينا المُنشطة Activated Alumina أو مادة هلام السيليكا الحُبيبية Granular Silica Gel.

ويمر الغاز الطبيعي الرطب عبر هذه الأبراج من الأعلى إلى الأسفل.

عندما يمر الغاز الرطب حول جزيئات المادة المُجففة، يتم الاحتفاظ بالمياه على سطح هذه الجسيمات المجففة ( المياه تلتصق بالمواد الصلبة المجففة ).

بالمرور عبر طبقة المجفف بالكامل، يتم امتصاص كل الماء تقريبًا على المادة المجففة، تاركًا الغاز الجاف للخروج من قاع البرج.

عادة ما تكون مجففات المواد الصلبة المجففة أكثر فعالية من مجففات الگلايگول، وعادة ما يتم تركيبها كنوع من نظام ( Straddles / الذي يقوم بأزالة السوائل من مجرى الغاز ) على طول خطوط أنابيب الغاز الطبيعي.

هذه الأنواع من أنظمة التجفيف هي الأنسب للأحجام الكبيرة من الغاز تحت ضغط عالٍ جدًا

يتطلب نصب برجين أو أكثر بسبب ألاستخدام بعد فترة معينة، تصبح المواد المُجففة في برج معين مشبعة كلياً بالماء.

” لتجديد ” عمل المُجفف ، يتم استخدام سخان بدرجة حرارة عالية لتسخين الغاز إلى درجة حرارة عالية جدًا.

يؤدي تمرير هذا الغاز المسخن عبر طبقة مجففة مشبعة إلى تبخير الماء الموجود في برج المجفف، مما يتركه جافًا ويسمح بمزيد من تجفيف الغاز الطبيعي.

فصل سوائل الغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي القادم مباشرة من البئر يحتوي على العديد من سوائل الغاز الطبيعي التي عادة ما يتم إزالتها.

في معظم الحالات، يكون لسوائل الغاز الطبيعي (NGLs) قيمة أعلى كمنتجات منفصلة، وبالتالي يكون من الاقتصادي إزالتها من مجرى الغاز.

تتم إزالة سوائل الغاز الطبيعي عادةً في مصنع معالجة مركزي نسبيًا ، ويستخدم تقنيات مشابهة لتلك المستخدمة في تجفيف الغاز الطبيعي.

هناك خطوتان أساسيتان لمعالجة سوائل الغاز الطبيعي في مجرى الغاز الطبيعي.

أولاً : يجب استخلاص السوائل من الغاز الطبيعي.
ثانيًا : يجب فصل سوائل الغاز الطبيعي عن نفسها، وصولاً إلى مكوناتها الأساسية.

استخراج سوائل الغاز الطبيعي

هناك طريقتان رئيسيتان لإزالة سوائل الغاز الطبيعي من مجرى الغاز الطبيعي

طريقة الامتصاص Absorption وعملية التوسيع المُبردة Cryogenic Expander Process

وفقًا لجمعية معالجات الغاز، تمثل هاتان العمليتان حوالي ٩٠ بالمائة من إجمالي إنتاج سوائل الغاز الطبيعي.

طريقة الامتصاص

طريقة الامتصاص في استخلاص سوائل الغاز الطبيعي تشبه إلى حد بعيد استخدام الامتصاص السابقة للتخلص من الماء

الفرق الرئيسي هو أنه في امتصاص سوائل الغاز الطبيعي ، يتم استخدام زيت ماص بدلا من الگلايگول

هذا الزيت الماص له ” قابلية جذب / أصدقاء :] ” مع سوائل الغاز الطبيعي بنفس الطريقة التي يتقارب بها الگلايگول مع الماء

قبل أن يلتقط الزيت أي سوائل للغاز الطبيعي، يطلق عليه زيت الامتصاص ” الخالي من الدهون Lean Absorption Oil “.

عندما يمر الغاز الطبيعي عبر برج الامتصاص، فإنه يتلامس مع زيت الامتصاص الذي يمتص نسبة عالية من سوائل الغاز الطبيعي.

يخرج زيت الامتصاص ” الغني ” ، الذي يحتوي الآن على سوائل الغاز الطبيعي، من برج الامتصاص عبر القاع.

إنه الآن خليط من زيت الامتصاص والبروبان والبيوتان والبنتانات وغيرها من الهيدروكربونات الثقيلة.

يتم تمرير الزيت الغني في بقايا الزيت الخالي من الدهون، حيث يتم تسخين الخليط إلى درجة حرارة أعلى من درجة غليان سوائل الغاز الطبيعي، ولكن أقل من درجة غليان الزيت.

تسمح هذه العملية باستعادة حوالي ٧٥ في المائة من البيوتان ، و ٨٥ – ٩٠ في المائة من البنتانات والجزيئات الثقيلة من مجرى الغاز الطبيعي.

يمكن تعديل عملية الامتصاص الأساسية المذكورة أعلاه لتحسين فعاليتها، أو لاستهداف استخراج سوائل الغاز الطبيعي المحددة.

في طريقة امتصاص الزيت المبرد، حيث يتم تبريد الزيت الخالي من الدهون من خلال التبريد، يمكن أن تزيد استعادة البروبان بنسبة ٩٠ في المائة ، ويمكن استخراج حوالي ٤٠ في المائة من الإيثان من مجرى الغاز الطبيعي.

يمكن أن يقترب استخراج سوائل الغاز الطبيعي الأثقل من ١٠٠ في المائة باستخدام هذه العملية.

عملية التوسع المُبردة

تُستخدم العمليات المبردة أيضًا لاستخراج سوائل الغاز الطبيعي من الغاز الطبيعي.

في حين أن طرق الامتصاص يمكن أن تستخلص تقريبًا كل سوائل الغاز الطبيعي الثقيلة، إلا أن الهيدروكربونات الأخف مثل الإيثان، غالبًا ما يكون من الصعب استعادتها من مجرى الغاز الطبيعي.

في بعض الحالات، أقتصاديا، من ألافضل ترك سوائل الغاز الطبيعي الأخف في مجرى الغاز الطبيعي.

ومع ذلك، إذا كان استخراج الإيثان وغيره من الهيدروكربونات الأخف وزناً، اقتصادياً، فإن العمليات المُبردة مطلوبة لتحقيق معدلات استرداد عالية.

تتكون العمليات المُبردة بشكل أساسي من خفض درجة حرارة مجرى الغاز إلى حوالي ( – ١٢٠ درجة فهرنهايت / – ٨٤ درجة مئوية )

هناك عدد من الطرق المختلفة لتبريد الغاز لدرجات الحرارة هذه ، ولكن من أكثر الطرق فعالية هي عملية التوسيع Turbo Expander Process

في هذه العملية، يتم استخدام المبردات refrigerants الخارجية لتبريد مجرى الغاز الطبيعي.

بعد ذلك ، يتم استخدام توربين التمدد Expansion Turbine لتوسيع الغازات المُبردة بسرعة، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة بشكل كبير ( تماما ً كما تعمل الثلاجة المنزلية )

يؤدي هذا الانخفاض السريع في درجة الحرارة إلى تكثيف الإيثان والهيدروكربونات الأخرى في مجرى الغاز ، مع الحفاظ على الميثان في صورة غازية.

تسمح هذه العملية باستعادة حوالي ٩٠ إلى ٩٥ في المائة من الإيثان في الأصل في مجرى الغاز.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التوربينات التوسعية قادرة على تحويل بعض الطاقة المنبعثة عند توسيع تيار الغاز الطبيعي لإعادة ضغط التدفق الميثان الغازي، وبالتالي توفير تكاليف الطاقة المرتبطة باستخراج الإيثان.

ينتج عن استخراج سوائل الغاز الطبيعي من مجرى الغاز الطبيعي غازًا طبيعيًا أنظف وأنقى ، بالإضافة إلى الهيدروكربونات القيمة التي هي سوائل الغاز الطبيعي نفسها.

تجزئة سوائل الغاز الطبيعي

بمجرد إزالة سوائل الغاز الطبيعي من مجرى الغاز الطبيعي، يجب فصلها إلى مكوناتها الأساسية لتكون مفيدة.

وهذا يعني أنه يجب فصل المجرى المختلط لسوائل الغاز الطبيعي المختلفة.

تسمى العملية المستخدمة لإنجاز هذه المهمة ( التجزئة Fractionation ).

تعمل التجزئة على أساس نقاط الغليان المختلفة للهيدروكربونات المختلفة في مجرى سوائل الغاز الطبيعي.

بشكل أساسي، تحدث التجزئة على مراحل تتكون من غليان الهيدروكربونات واحدًا تلو الآخر.

يعطي اسم مُجزأ معين فكرة عن الغرض منه، حيث يتم تسميته تقليديًا للهيدروكربون الذي يتم غليه ( مجزيء ألايثين, مجزيء البيوتان, مجزيء البروبان ).

يتم تقسيم عملية التجزئة بأكملها إلى خطوات، بدءًا من إزالة سوائل الغاز الطبيعي الأخف من مجرى الغاز.

يتم استخدام المجزئات الخاصة بالترتيب التالي:

مزيل الإيثان - تفصل هذه الخطوة الإيثان عن مجرى سوائل الغاز الطبيعي.

مزيل البروبان - الخطوة التالية لفصل البروبان.

أداة إزالة البيوتان - هذه الخطوة تغلي البيوتان ، تاركة البنتانات والهيدروكربونات الأثقل في مجرى سوائل الغاز الطبيعي.

مقسم البيوتان أو Deisobutanizer - هذه الخطوة تفصل بين ألايزو بيوتان والبيوتان العادي.

من خلال الانتقال من أخف الهيدروكربونات إلى الأثقل، من الممكن فصل سوائل الغاز الطبيعي المختلفة بسهولة معقولة.

إزالة الكبريت وثاني أوكسيد الكربون

بالإضافة إلى إزالة الماء والنفط وسوائل الغاز الطبيعي، فإن أحد أهم أجزاء معالجة الغاز ينطوي على إزالة الكبريت وثاني أوكسيد الكربون.

يحتوي الغاز الطبيعي من بعض الآبار على كميات كبيرة من الكبريت وثاني أوكسيد الكربون.

هذا الغاز الطبيعي، بسبب ( الرائحة الفاسدة ) التي توفرها محتواه من الكبريت ، يسمى عادة ” الغاز الحامض “.

الغاز الحامض غير مرغوب فيه لأن مركبات الكبريت التي يحتويها يمكن أن تكون ضارة للغاية، بل وقاتلة

يمكن أن يكون الغاز الحامض يؤدي ألى التآكل.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخراج الكبريت الموجود في تيار الغاز الطبيعي وتسويقه بمفرده.

في الواقع ، وفقًا لـ USGS ، يمثل إنتاج الكبريت في الولايات المتحدة من مصانع معالجة الغاز حوالي ١٥ بالمائة من إجمالي إنتاج الولايات المتحدة من الكبريت.

يوجد الكبريت في الغاز الطبيعي مثل كبريتيد الهيدروجين (H2S) ، وعادة ما يعتبر الغاز حامضًا إذا تجاوز محتوى كبريتيد الهيدروجين ٥.٧ ملليغرام من كبريتيد الهيدروجين لكل متر مكعب من الغاز الطبيعي.

يشار إلى عملية إزالة كبريتيد الهيدروجين من الغاز الحامض عادة باسم ” تحلية ” الغاز.

تشبه العملية الأولية لتحلية الغاز الطبيعي ( الحامض ) عمليات تجفيف الگلايگول وامتصاص سوائل الغاز الطبيعي.

ومع ذلك، في هذه الحالة، يتم استخدام المحاليل الأمينية Amine Solutions لإزالة كبريتيد الهيدروجين.

تُعرف هذه العملية ببساطة باسم ” عملية الأمين ” ، أو بدلاً من ذلك باسم عملية جيردلر Girdler process ، وتُستخدم في ٩٥ بالمائة من عمليات تحلية الغاز في الولايات المتحدة.

يتم معالجة الغاز الحامض من خلال برج يحتوي على المحلول الأميني.

هذا المحلول له صلة بالكبريت، ويمتصه مثل امتصاص الگلايگول للماء.

هناك نوعان من المحاليل الأمينية الرئيسية المستخدمة، أحادي إيثانول أمين (MEA) وثنائي إيثانول أمين (DEA).

أي من هذه المركبات، في شكل سائل، سوف تمتص مركبات الكبريت من الغاز الطبيعي أثناء مرورها.

يكون الغاز المتدفق خاليًا فعليًا من مركبات الكبريت

مثل عملية استخلاص سوائل الغاز الطبيعي وتجفيف الگلايگول، يمكن تجديد محلول الأمين المستخدم ( أي إزالة الكبريت الممتص ) ، مما يسمح بإعادة استخدامه لمعالجة المزيد من الغازات الحامضة.

على الرغم من أن معظم تحلية الغازات الحامضة تنطوي على عملية امتصاص الأمين، فمن الممكن أيضًا استخدام المجففات الصلبة مثل إسفنج الحديد لإزالة الكبريتيد وثاني أوكسيد الكربون.

يمكن بيع الكبريت واستخدامه إذا تم تقليله إلى شكله الأولي.

عنصر الكبريت عبارة عن مسحوق أصفر لامع ، ويمكن رؤيته غالبًا في أكوام كبيرة بالقرب من محطات معالجة الغاز

من أجل أستخدام الكبريت من معمل معالجة الغاز ، يجب معالجة الكبريت بعد ذلك

تُعرف العملية المستخدمة لمعالجة الكبريت باسم ( عملية كلاوس Claus process )، وتتضمن استخدام تفاعلات حرارية وتحفيزية لاستخراج عنصر الكبريت من محلول كبريتيد الهيدروجين.



بشكل عام، عادة ما تكون عملية كلاوس قادرة على استعادة ٩٧ في المائة من الكبريت الذي تمت إزالته من مجرى الغاز الطبيعي.

نظرًا لأنها مادة ملوثة وضارة ، فإن جهود الترشيح والحرق الإضافية والتنظيف، تضمن استرداد أكثر من ٩٨ بالمائة من الكبريت.

تعد معالجة الغاز جزءًا أساسيًا من سلسلة قيمة الغاز الطبيعي.

إنه مفيد في ضمان أن يكون الغاز الطبيعي المخصص للاستخدام نظيفًا ونقيًا قدر الإمكان، مما يجعله خيارًا نظيفًا للطاقة وسليمًا بيئيًا.

بمجرد أن تتم معالجة الغاز الطبيعي بشكل كامل، ويكون جاهزًا للاستهلاك، يجب نقله من تلك المناطق التي تنتج الغاز الطبيعي، إلى تلك المناطق التي تتطلبه.