Przetwarzanie gazu ziemnego

Porównanie obrazów 12.2 i 12.3 ilustruje znaczenie przetwarzania gazu ziemnego dla oczyszczania surowego gazu ziemnego w celu uzyskania gazu o jakości rurociągu. Ogólnie rzecz biorąc, przetwarzanie gazu ziemnego obejmuje następujące etapy:

• Usuwanie kondensatu i wody
• Usuwanie gazów kwaśnych
• Odwodnienie – usuwanie wilgoci
• Usuwanie rtęci
• Odrzucanie azotu
• Odzyskiwanie NGL, Rozdzielanie, frakcjonowanie i obróbka cieczy gazu ziemnego

Oprócz tych procesów często konieczne jest zainstalowanie skruberów i podgrzewaczy na głowicy odwiertu lub w jej pobliżu. Skrubery usuwają piasek i inne zanieczyszczenia wielkocząsteczkowe. Podgrzewacze zapewniają, że temperatura gazu ziemnego nie spadnie zbyt nisko i nie utworzy hydratów z wodą zawartą w strumieniu gazu. Hydraty gazu ziemnego to krystaliczne ciała stałe lub półstałe przypominające lód, które mogą utrudniać przepływ gazu ziemnego przez zawory i rury.

Uogólniony schemat przepływu gazu ziemnego przedstawiono na rysunku 12.2 . Po wstępnym oczyszczeniu w celu usunięcia cząstek stałych, pierwszym etapem przetwarzania gazu ziemnego jest usunięcie kondensatu (oleju) i wody, co uzyskuje się poprzez kontrolowanie temperatury i ciśnienia strumienia wlotowego z odwiertu, jak pokazano na Rysunku 12.4. Gaz oddzielony w tym urządzeniu jest przesyłany do odzysku gazu kwaśnego; odzyskany kondensat lub ropa naftowa są zwykle przesyłane do rafinerii w celu przetworzenia, natomiast woda jest usuwana lub traktowana jako ścieki.

Figura 12.2. Uogólniony schemat przepływu przetwarzania gazu ziemnego .

Rysunek 12.3. Usuwanie kondensatu i wody .

Gazy kwaśne (H2S i CO2) są oddzielane zwykle przez absorpcję w roztworze aminy, jak to omówiono w przypadku odzyskiwania H2S w rafinerii ropy naftowej w lekcji 10. Odzyskany H2S jest przesyłany do połączonej jednostki Claus-SCOT (Tail Gas Treating) w celu przekształcenia go w siarkę elementarną, co również omówiono w Lekcji 10. Po usunięciu kwaśnych gazów strumień gazu ziemnego jest przesyłany do jednostki odwadniania w celu usunięcia wody, zazwyczaj poprzez absorpcję w jednostce glikolowej, a następnie usunięcia rtęci (poprzez adsorpcję na węglu aktywnym lub innych sorbentach) oraz odrzucenia azotu w sposób kriogeniczny, poprzez adsorpcję lub absorpcję, w zależności od stężenia azotu. Ostatnim etapem w sekwencji przetwarzania jest ekstrakcja, frakcjonowanie i obróbka cieczy gazu ziemnego (NGL), jak opisano na Rysunku 12.4.

Rysunek 12.4: Separacja i frakcjonowanie cieczy gazu ziemnego

Ciecze gazu ziemnego (NGL) mają większą wartość jako oddzielne produkty.

Dwa podstawowe etapy: 1) Ekstrakcja, 2) Frakcjonowanie

1. Ekstrakcja NGL
   Metoda absorpcyjna
   • Podobna do użycia absorpcji do odwodnienia, z użyciem innego oleju absorpcyjnego dla węglowodorów.

   Proces rozprężania kriogenicznego

   • Obniżanie temperatury strumienia gazu do około -120°F poprzez rozprężanie i zewnętrzne chłodzenie
2. Frakcjonowanie ciekłego gazu ziemnego – działa jak jednostka lekkich końcówek
   • Deetanizator – oddziela etan od strumienia NGL
   • Depropanizator – oddziela propan.
   • Debutanizator – gotuje butany
   • Rozdzielacz butanu lub deizobutanizator – oddziela izo i n-butany.

Eksploatacja NGL może być przeprowadzona przez absorpcję w oleju, który selektywnie absorbuje węglowodory cięższe od metanu, lub przez rozprężanie kriogeniczne i zewnętrzne chłodzenie w celu skroplenia NGL.

Po ekstrakcji NGL, uzdatniony strumień gazu ziemnego, który jest teraz w większości metanem lub gazem zgodnym ze specyfikacją gazu ziemnego, jest przesyłany do rurociągu w celu przesłania go do punktu użycia. Wyekstrahowany NGL, z drugiej strony, jest wysyłany do jednostki frakcjonującej, która działa jak jednostka lekkich końcówek w rafinerii, jak omówiono w lekcji 5, oddzielając etan, propan, butan i naftę (>C5, naturalna benzyna). Zauważ, że jednostka frakcjonowania może również zawierać rozdzielacz butanu lub deizobutanizator do oddzielenia n-butanu i izo-butanu. Być może pamiętasz z lekcji 8, że izo-butan w reakcji z olefinami C3 i C4 jest surowcem do alkilacji, w wyniku której powstaje wysokooktanowa benzyna. NGL z bardzo kwaśnych gazów może wymagać dodatkowej obróbki w celu usunięcia merkaptanów i innych gatunków siarki, zanim NGL opuści zakład przetwórczy.

.