Naturgasbehandling

En sammenligning af billederne 12.2 og 12.3 illustrerer betydningen af naturgasbehandling til rensning af den rå naturgas for at opnå gas af rørledningskvalitet. Generelt omfatter naturgasbehandling følgende trin:

• Fjernelse af kondensat og vand
• Fjernelse af syregas
• Dehydrering – fjernelse af fugt
• Fjernelse af kviksølv
• Fjernelse af kvælstof
• Fjernelse af kvælstof
• NGL-genvinding, Separation, fraktionering og behandling af flydende naturgas

Foruden disse processer er det ofte nødvendigt at installere scrubbere og varmeapparater ved eller i nærheden af brøndhovedet. Skrubberne fjerner sand og andre urenheder med store partikler. Varmelegeme sikrer, at naturgassens temperatur ikke falder for lavt og danner et hydrat med vandet i gasstrømmen. Naturgashydrater er krystallinske islignende faste stoffer eller halvfaste stoffer, som kan hindre naturgassens passage gennem ventiler og rør.

Et generaliseret naturgasflowdiagram er vist i figur 12.2 . Efter den indledende skrubning for at fjerne partikler er det første trin i naturgasbehandlingen fjernelse af kondensat (olie) og vand, som opnås ved at kontrollere temperaturen og trykket i indløbsstrømmen fra brønden, som vist i figur 12.4. Den gas, der separeres i denne enhed, sendes til syregasindvinding; kondensatet eller den indvundne olie sendes normalt til et raffinaderi til forarbejdning, mens vandet bortskaffes eller behandles som spildevand.

Figur 12.2. Et generaliseret flowdiagram for behandling af naturgas .

Figur 12.3. Kondensat- og vandfjernelse .

Syre gasser (H2S og CO2) adskilles normalt ved absorption i en aminopløsning, som det er beskrevet for H2S-udvinding i et olieraffinaderi i lektion 10. Det genvundne H2S sendes til en kombineret Claus-SCOT-enhed (Tail Gas Treating) for at blive omdannet til elementært svovl, som det også blev behandlet i lektion 10. Efter fjernelse af de sure gasser sendes naturgasstrømmen til en dehydreringsenhed for at fjerne vand, typisk ved absorption i en glycol-enhed, efterfulgt af kviksølvfjernelse (ved adsorption på aktivt kul eller andre sorbenter) og kvælstofudskillelse enten kryogent eller ved adsorption eller absorption, afhængigt af kvælstofkoncentrationen. Det sidste trin i behandlingssekvensen er ekstraktion, fraktionering og behandling af naturgasvæsker (NGL), som beskrevet i figur 12.4.

Figur 12.4: Separation og fraktionering af naturgasvæsker

Naturgasvæsker (NGL) har en højere værdi som separate produkter.

To grundlæggende trin: 1) Ekstraktion, 2) Fraktionering

1. NGL-ekstraktion
   Absorptionsmetode
   • Som ligner anvendelse af absorption til dehydrering, idet der anvendes en anden absorberende olie til kulbrinter.

   Kryogen ekspansionsproces

   • Sænkning af gasstrømmens temperatur til ca. -120°F ved hjælp af ekspansion og ekstern køling
2. Natural Gas Liquid Fractionation – fungerer som Light Ends Unit
   • Deethanizer – adskiller ethan fra NGL-strømmen
   • Depropanizer – adskiller propan.
   • Debutanizer – koger butanerne af
   • Butane Splitter eller Deisobutanizer – adskiller iso- og n-butaner.

NGL-ekstraktion kan udføres ved absorption i olie, der selektivt absorberer tungere kulbrinter end metan, eller ved en kryogen ekspansion og ekstern køling for at kondensere NGL.

Efter NGL-ekstraktionen sendes den behandlede naturgasstrøm, der nu hovedsagelig består af metan eller en gas, der opfylder naturgasspecifikationerne, til rørledningen med henblik på transmission til anvendelsesstedet. Den ekstraherede NGL sendes derimod til en fraktioneringsenhed, der fungerer som Light Ends Unit i et raffinaderi, som beskrevet i lektion 5, og som adskiller ethan, propan, butan og naphtha (>C5, naturlig benzin). Bemærk, at fraktioneringsenheden også kan omfatte en butanopdeler eller deisobutanizer til adskillelse af n-butan og isobutan. Du husker måske fra lektion 8, at iso-butan er et råmateriale til alkylering for at fremstille benzin med høj oktan, når det reagerer med C3- og C4-olefiner. NGL fra meget sure gasser kan kræve yderligere behandling for at fjerne mercaptaner og andre svovlarter, før NGL forlader behandlingsanlægget.