Naturgasförädling

En jämförelse mellan bilderna 12.2 och 12.3 illustrerar betydelsen av naturgasförädling för rening av den råa naturgasen för att erhålla en gas av rörledningskvalitet. I allmänhet omfattar behandling av naturgas följande steg:

• Kondensat- och vattenavskiljning
• Avskiljning av sura gaser
• Dehydrering – avskiljning av fukt
• Kvicksilveravskiljning
• Avskiljning av kväve
• NGL-återvinning, Separation, fraktionering och behandling av flytande naturgas

Inom dessa processer är det ofta nödvändigt att installera skrubber och värmare vid eller nära brunnshuvudet. Skrubberna avlägsnar sand och andra föroreningar med stora partiklar. Värmarna ser till att naturgasens temperatur inte sjunker för lågt och bildar en hydrat med vattnet i gasströmmen. Naturgashydrater är kristallina isliknande fasta eller halvfasta ämnen som kan hindra naturgasens passage genom ventiler och rör.

Ett generaliserat flödesdiagram för naturgas visas i figur 12.2 . Efter en inledande skrubbning för att avlägsna partiklar är det första steget i naturgasbehandlingen avlägsnandet av kondensat (olja) och vatten, vilket uppnås genom att kontrollera temperatur och tryck i inloppsströmmen från brunnen, vilket visas i figur 12.4. Gas som avskiljs i denna enhet skickas till syragasåtervinning; kondensatet eller den olja som återvinns skickas vanligen till ett raffinaderi för bearbetning, medan vatten bortskaffas eller behandlas som avloppsvatten.

Figur 12.2. Ett generaliserat flödesdiagram för behandling av naturgas .

Figur 12.3. Avskiljning av kondensat och vatten .

Syra gaser (H2S och CO2) avskiljs vanligen genom absorption i en aminlösning, vilket diskuteras för H2S-återvinning i ett oljeraffinaderi i lektion 10. Det återvunna H2S skickas till en kombinerad Claus-SCOT-enhet (Tail Gas Treating) för att omvandlas till elementärt svavel, vilket också diskuterades i lektion 10. Efter avlägsnande av sura gaser skickas naturgasströmmen till en dehydreringsenhet för att avlägsna vatten, vanligen genom absorption i en glykolenhet, följt av kvicksilveravskiljning (genom adsorption på aktivt kol eller andra sorbenter) och kväveavskiljning antingen kryogent eller genom adsorption eller absorption beroende på kvävekoncentrationen. Det sista steget i behandlingssekvensen är extraktion, fraktionering och behandling av naturgasvätskor (NGL), vilket beskrivs i figur 12.4.

Figur 12.4: Separering och fraktionering av naturgasvätskor

Naturgasvätskor (NGL) har ett högre värde som separata produkter.

Två grundläggande steg: 1) Extraktion, 2) Fraktionering

1. NGL-extraktion
   Absorptionsmetod
   • Samma som att använda absorption för uttorkning, men med en annan absorberande olja för kolväten.

   Kryogen expansionsprocess

   • Sänker gasflödets temperatur till cirka -120°F genom expansion och extern kylning
2. Natural Gas Liquid Fractionation – fungerar som Light Ends Unit
   • Deethanizer – avskiljer etan från NGL-flödet
   • Depropanizer – avskiljer propan.
   • Debutanizer – kokar bort butaner
   • Butane Splitter eller Deisobutanizer – separerar iso- och n-butaner.

NGL-extraktion kan utföras genom absorption i olja som selektivt absorberar kolväten som är tyngre än metan, eller genom en kryogen expansion och extern kylning för att kondensera NGL.

Efter NGL-extraktionen skickas den behandlade naturgasströmmen, som nu till största delen består av metan eller av en gas som uppfyller naturgasspecifikationerna, till en rörledning för överföring till användningsområdet. Den utvunna NGL:n skickas däremot till en fraktioneringsenhet som fungerar som Light Ends Unit i ett raffinaderi, vilket diskuteras i lektion 5, och som separerar etan, propan, butan och nafta (>C5, naturbensin). Observera att fraktioneringsenheten också kan innehålla en butansplitter eller deisobutanizer för att separera n-butan och isobutan. Du minns kanske från lektion 8 att isobutan är en råvara för alkylering för att producera bensin med hög oktanhalt när den reagerar med C3- och C4-olefiner. NGL från mycket sura gaser kan behöva ytterligare behandling för att avlägsna merkaptaner och andra svavelarter innan NGL lämnar bearbetningsanläggningen.