Maagaasi töötlemine: meetodid ja tehnoloogia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Suurimate tööstusharude perspektiivne areng on võimatu ilma kõige väärtuslikuma tooraine ja kvaliteetse energiakandja - maagaasita. Selle kasutamine mitte ainult ei automatiseeri paljusid tehnoloogilisi protsesse, vaid parandab oluliselt ka elanikkonna elutingimusi.

Mis on maagaas?

Maagaasil pole ühtset keemilist valemit – igas väljas on selle koostis, mille komponentide vahekord on erinev.

Maagaas on süsivesinike segu, millest enamik on metaan. Ülejäänud komponendid on: butaan, propaan, etaan, vesinik, vesiniksulfiid, heelium, lämmastik, süsinikdioksiid.

Maagaas on värvitu ja lõhnatu, selle olemasolu õhus ei saa ilma spetsiaalsete instrumentide abita kindlaks teha. Igale inimesele tuttav lõhn antakse gaasile kunstliku vahendiga (odoriseerimine). Selle protsessi kaudu on võimalik tajuda gaasi olemasolu õhus ja vältida eluohtlikke olukordi.

Päritolu

Gaasi päritolu kohta pole ühtset teooriat, teadlased järgivad kahte versiooni:

• Kunagi oli mandrite asemel ookean. Surevad elusorganismid kogunesid ruumi, kus puudus õhk ja lagunemisprotsessi käivitavad bakterid. Tänu geoloogilistele liikumistele vajusid kogunenud massid üha sügavamale Maa sisikonda, kus kõrge rõhu ja temperatuuri mõjul astusid nad vesinikuga keemilistesse reaktsioonidesse, moodustades süsivesinikke.
• Maa dünaamika aitab kaasa süsivesinike tõusule, mis asuvad suurel sügavusel, kus on madalam rõhk. Selle tulemusena tekivad gaasi- või naftamaardlad.

Tootmine

Vastupidiselt levinud arvamusele võib maagaas olla maa all mitte ainult tühikutes, mille ammutamine ei nõua olulisi materjali- ja energiakulusid. Sageli on see koondunud kivimite sisse, millel on nii peen poorne struktuur, et inimsilm seda ei näe. Maardlate sügavus võib olla väike, kuid mõnikord ulatub see mitme kilomeetrini.

Gaasi tootmisprotsess koosneb mitmest etapist:

• Geoloogiline töö, mille tulemusena määratakse maardlate täpne asukoht.
• Tootmiskaevude puurimine. Seda viiakse läbi kogu väljal, mis on oluline gaasirõhu ühtlaseks languseks reservuaaris. Kaevu maksimaalne sügavus on 12 km.
• Tootmine. Protsess viiakse läbi erinevatel tasanditelrõhk gaasikandvas reservuaaris ja maapinnal. Kaevude kaudu kipub gaas välja minema sinna, kus rõhk on madalam, sisenedes kohe kogumissüsteemi. Lisaks toodetakse sellega seotud gaasi, mis on naftatootmise kõrvalsaadus. See on väärtuslik ka paljudele tööstusharudele.
• Transpordiks valmistumine. Ekstraheeritud gaas sisaldab arvuk alt lisandeid. Kui nende kogus on ebaoluline, transporditakse gaas tankerite või torustikuga tehasesse edasiseks töötlemiseks. Maagaas puhastatakse suurest hulgast lisanditest põllu lähedale ehitatavates integreeritud puhastusseadmetes.

Miks me vajame maagaasi töötlemist

Maagaas tekib nafta- ja söekihte sisaldavate poorsete kivimite kihtide moodustumisel. Lisaks tööstuse vajaduste jaoks olulistele komponentidele sisaldab see lisandeid, mis raskendavad selle transportimist ja lõppkasutajate poolt kasutamist.

Kohe pärast tootmist dehüdreeritakse gaas komplekspuhastites, mille käigus eraldatakse sellest veeaur ja väävel. Maagaasi ja sellega seotud gaasi edasine töötlemine toimub keemia- ja gaasitöötlemistehastes.

Töötlemisettevõtete põhiprintsiip

Maagaasi töötlemisega tegeleva ettevõtte põhiülesanne on fossiili kõigi komponentide maksimaalne võimalik eraldamine ja turustamiskõlblikku seisukorda viimine. See ei tohi kahjustada keskkonda.keskkonda ja maa sisemust ning finantskulusid tuleb minimeerida.

Selle reegli kõigi aspektide rakendamise tõttu peetakse maagaasiga töödeldud tooteid kvaliteetseteks ja säästlikeks.

Taaskasutusmeetodid

Gaasi töötlemise meetodid on järgmised:

• füüsiline ja energiline;
• keemiline katalüütiline;
• termokeemia.

Gaasi kokkusurumiseks ja jahutus- või kütteseadmete abil komponentideks eraldamiseks kasutatakse füüsikalis-energia meetodeid. Seda maagaasi töötlemise tehnoloogiat kasutatakse kõige sagedamini otse põldudel.

Esialgu viidi kokkusurumine ja eraldamine läbi kompressorite abil. Praeguseks on eduk alt kasutatud rahaliselt odavamaid seadmeid – ejektoreid ja õlipumpasid.

Maagaasi töötlemise keemilis-katalüütiline meetod hõlmab metaani muundamist sünteesgaasiks selle järgnevaks töötlemiseks. Seda saab teha kolmel viisil: auru või süsinikdioksiidi reformimine, osaline oksüdatsioon.

Tihti kasutatakse metaani osalise oksüdeerimise meetodit. Selle põhjuseks on protsessi autotermilises režiimis läbiviimise mugavus (kui toorainet kuumutatakse soojuse eraldumise tõttu süsivesinike mittetäieliku oksüdatsiooni ajal), reaktsioonikiirus ja katalüsaatori kasutamise vajaduse puudumine (nagu auru puhul). ja süsinikdioksiidi reformimine).

Saadud sünteesgaasi edasi ei töödeldajagamine komponentideks.

Termokeemilised meetodid hõlmavad maagaasi termilist toimet, mille tulemuseks on küllastumata süsivesinike (nt etüleen, propüleen) moodustumine. Protsessi rakendamine on võimalik ainult väga kõrgel temperatuuril (umbes 11 tuhat kraadi Celsiuse järgi) ja mitme atmosfääri rõhul.

Töödeldud tooted

Paljud inimesed seostavad sõna "gaas" kütuse ja gaasipliidiga. Tegelikult on selle komponentide kasutamine ulatuslikum:

• heelium on väärtuslik tooraine, mida kasutatakse kõrgtehnoloogias, näiteks meditsiiniseadmete ja ühistranspordis pikkadeks reisideks mõeldud magnetpatjade valmistamisel, tuumareaktorite ja kosmosesatelliitide ehitamisel;
• formaldehüüd, üks metaani derivaatidest, on tooraine, mis mängib olulist rolli fenoolplastide (piduri hõõrdkatted, piljardipallid) ja vaikude tootmisel, mis on ehituskonstruktsioonimaterjalide (vineer, puitkiudplaat) olulised komponendid.), värvid ja lakid ning soojusisolatsioonitooted;
• ammoniaak – kasutatakse farmaatsia- (vesilahus), põllumajandus- (väetised) ja toiduainetööstuses (maitsetugevdajad);
• etaan on tooraine, millest polüetüleeni toodetakse;
• äädikhape – kasutatakse laialdaselt tekstiilitööstuses;
• metanool on sõidukite kütus.

Maagaasi kaevandamine ja töötlemine – protsessid,tänu millele arenevad tõhus alt olulisemad tööstusharud. Gaas jõuab lõpptarbijani pärast hoolikat töötlemist, selle kasutamine parandab oluliselt elutingimusi.