Войти
Завод по переработке природного газа Обработка природного газа - это ряд промышленных процессов, предназначенных для очистки неочищенный природный газ путем удаления примесей, загрязняющих веществ и углеводородов с более высокой молекулярной массой для производства так называемого сухого природного газа трубопроводного качества.
Природный -переработка газа начинается на устье скважины. Состав неочищенного природного газа, добываемого из добывающих скважин, зависит от типа, глубины и местоположения подземного месторождения, а также геологии местности. Нефть и природный газ часто встречаются вместе в одном пласте. Природный газ, добытый из нефтяных скважин, обычно классифицируется как попутный растворенный газ, что означает, что газ был связан с сырой нефтью или растворен в нем. Добыча природного газа, не связанная с сырой нефтью, классифицируется как «несвязанная». В 2009 году 89 процентов добычи природного газа на устье скважин в США не было сопутствующим.
Заводы по переработке природного газа очищают сырой природный газ путем удаления таких загрязняющих веществ, как твердые частицы, вода, двуокись углерода (CO2 ), сероводород (H2S), ртуть и углеводороды с более высокой молекулярной массой. Некоторые из веществ, загрязняющих природный газ, имеют экономическую ценность и подвергаются дальнейшей переработке или продаже. Действующий газовый завод поставляет сухой природный газ трубопроводного качества, который может использоваться в качестве топлива бытовыми, коммерческими и промышленными потребителями или в качестве сырья для химического синтеза.
Неочищенный природный газ поступает в основном из любого одного из трех типов скважин: нефтяных скважин, газовых скважин и.
Природный газ, добываемый из нефтяных скважин, обычно называют попутным газом. Этот газ мог существовать в виде газовой шапки над сырой нефтью в подземном резервуаре или мог растворяться в сырой нефти, выходя из раствора, когда давление снижалось во время добычи.
Природный газ, который поступает из газовых скважин и конденсатных скважин, в которых мало или совсем нет сырой нефти, называется непопутным газом. Газовые скважины обычно производят только сырой природный газ, в то время как конденсатные скважины добывают сырой природный газ вместе с другими низкомолекулярными углеводородами. Те, которые являются жидкими в условиях окружающей среды (т. Е. пентан и более тяжелые), называются конденсатом природного газа (иногда также называемым природным бензином или просто конденсатом).
Природный газ называется сладким газом, если он относительно не содержит сероводорода ; газ, который действительно содержит сероводород, называется кислым газом. Природный газ или любая другая газовая смесь, содержащая значительные количества сероводорода, диоксида углерода или подобных кислых газов, называется кислым газом.
Неочищенный природный газ также может поступать из метановых отложений в порах угольных пластов, часто существующий под землей в более концентрированном состоянии адсорбции на поверхности самого угля. Такой газ называется газом угольных пластов или метаном угольных пластов (газом угольных пластов в Австралии). Угольный газ стал важным источником энергии в последние десятилетия.
Неочищенный природный газ обычно состоит в основном из метана (CH 4) и этана (C2H6), самые короткие и легкие углеводородные молекулы. Он также часто содержит различные количества:
Неочищенный природный газ должен быть очищен, чтобы соответствовать стандартам качества, установленным основными трубопроводными транспортными и распределительными компаниями. Эти стандарты качества варьируются от трубопровода к трубопроводу и обычно зависят от конструкции трубопроводной системы и рынков, которые она обслуживает. В целом стандарты определяют, что природный газ:
| Точка росы по углеводородам | 30 ° F (–1,1 ° C) | 35 ° F (1,7 ° C) | 40 ° F (4,4 ° C) | 45 ° F (7,2 ° C) | 50 ° F (10 ° C) |
|---|---|---|---|---|---|
| месяцев | декабрь январь февраль март | апрель ноябрь | май октябрь | июнь сентябрь | Июль август |
Природный газ должен:
Существует множество способов конфигурирования различных единичных процессов, используемых при обработке сырого природного газа. Блок-схема ниже представляет собой обобщенную типичную конфигурацию для обработки сырого природного газа из скважин, не являющихся попутным газом. Он показывает, как сырой природный газ перерабатывается в товарный газ, поступающий на рынки конечных потребителей. Здесь также показано, как при переработке сырого природного газа образуются следующие побочные продукты:
Неочищенный природный газ обычно собирается из группы соседних скважин и сначала обрабатывается в емкости (ах) сепаратора в этой точке сбора для удаления свободной жидкой воды и конденсата природного газа. Затем конденсат обычно транспортируется на нефтеперерабатывающий завод, а вода обрабатывается и утилизируется как сточные воды.
Неочищенный газ затем подается по трубопроводу на газоперерабатывающий завод, где первоначальная очистка обычно заключается в удалении кислых газов (сероводорода и диоксида углерода). Для этой цели доступно несколько процессов, как показано на блок-схеме, но обработка амином - это исторически используемый процесс. Однако из-за ряда производственных и экологических ограничений аминного процесса более новая технология, основанная на использовании полимерных мембран для отделения диоксида углерода и сероводорода от потока природного газа, получила все большее распространение. Мембраны привлекательны тем, что не расходуются реагенты.
Кислые газы, если они присутствуют, удаляются с помощью мембранной или аминовой обработки, а затем могут быть направлены в установку для извлечения серы, которая преобразует сероводород в кислом газе в любой элементарная сера или серная кислота. Из процессов, доступных для этих преобразований, процесс Клауса, безусловно, является наиболее известным для извлечения элементарной серы, тогда как традиционный контактный процесс и WSA (влажная серная кислота процесс ) являются наиболее часто используемыми технологиями восстановления серной кислоты. Меньшие количества кислого газа можно утилизировать путем сжигания.
Остаточный газ из процесса Клауса обычно называют хвостовым газом, и этот газ затем обрабатывается в установке очистки хвостового газа (TGTU) для извлечения и рециркуляции остаточных серосодержащих соединений обратно в установку Клауса. Опять же, как показано на блок-схеме, существует ряд процессов, доступных для обработки хвостовых газов установки Клауса, и для этой цели процесс WSA также очень подходит, поскольку он может работать автотермически с хвостовыми газами.
Следующим этапом газоперерабатывающего завода является удаление водяного пара из газа с использованием регенерируемого абсорбционного жидкого триэтиленгликоля (ТЭГ), обычно называемого в качестве дегидратации гликоля, водоотталкивающих хлоридных осушителей и / или блока адсорбции при переменном давлении (PSA), который является регенерируемым адсорбцией с использованием твердого адсорбента. Также можно рассмотреть другие более новые процессы, такие как мембраны.
Затем удаляют ртуть с помощью процессов адсорбции (как показано на блок-схеме), таких как активированный уголь или регенерируемые молекулярные сита.
Хотя это не является обычным явлением, иногда удаляют азот. и отбраковываются с использованием одного из трех процессов, указанных на блок-схеме:
Следующим шагом является извлечение сжиженного природного газа (ШФЛУ), для которого наиболее крупная современная переработка газа на заводах используется другой процесс криогенной низкотемпературной дистилляции, включающий расширение газа через турбодетандер с последующей дистилляцией в деметанизирующей ректификационной колонне. На некоторых газоперерабатывающих заводах используется процесс абсорбции тощей нефти, а не процесс криогенного турбодетандера.
Поток регенерированного ШФЛУ иногда обрабатывается через линию фракционирования, состоящую из трех последовательно соединенных дистилляционных колонн: деэтанизатора, депропанизатора и дебутанизатора. По воздуховоду из деэтанизатора идет этан, а кубовый остаток подается в депропанизатор. Верхний погон из депропанизатора представляет собой пропан, а кубовый погон подают в дебутанизатор. Верхний погон из дебутанизатора представляет собой смесь нормального бутана и изобутана, а кубовый продукт представляет собой смесь C 18 5 151+. Извлеченные потоки пропана, бутанов и C 5 + могут быть «подслащены» в технологической установке Merox для превращения нежелательных меркаптанов в дисульфиды и, наряду с рекуперированный этан, являются конечными побочными продуктами ШФЛУ газоперерабатывающего завода. В настоящее время большинство криогенных установок не включают фракционирование по экономическим причинам, и поток СУГ вместо этого транспортируется в виде смешанного продукта в автономные комплексы фракционирования, расположенные рядом с нефтеперерабатывающими заводами или химическими заводами, которые используют компоненты для исходного сырья. В случае, если прокладка трубопровода невозможна по географическим причинам или расстояние между источником и потребителем превышает 3000 км, природный газ затем транспортируется по морю как СПГ (сжиженный природный газ) и снова переводится в газообразное состояние в близость к потребителю.
Остаточный газ из секции извлечения ШФЛУ является конечным очищенным товарным газом, который направляется на рынки конечных потребителей. Между покупателем и продавцом заключаются правила и договоренности относительно качества газа. Обычно в них указывается максимально допустимая концентрация CO 2, H 2 S и H 2 O, а также требуется, чтобы газ был коммерчески свободным от неприятных запахов и материалы, а также пыль или другие твердые или жидкие вещества, воски, камеди и компоненты, образующие смолу, которые могут повредить или отрицательно повлиять на работу оборудования покупателя. Когда на очистных сооружениях происходит сбой, покупатели обычно могут отказаться принимать газ, снизить скорость потока или изменить цену.
Если газ имеет значительное содержание гелия, гелий может быть извлечен с помощью фракционной перегонки. Природный газ может содержать до 7% гелия и является коммерческим источником благородного газа. Например, Газовое месторождение Хьюготон в Канзасе и Оклахоме в США содержит гелий в концентрации от 0,3% до 1,9%, который выделяется как ценный побочный продукт.
Структура потребления природного газа в разных странах различается в зависимости от доступа. Страны с большими запасами склонны более щедро обращаться с сырьевым природным газом, в то время как страны с дефицитом или отсутствием ресурсов обычно более экономичны. Несмотря на значительные результаты, прогнозируемая доступность запасов природного газа практически не изменилась.
