Lavorazione del gas naturale: metodi e tecnologia

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Lo sviluppo futuro delle industrie più grandi è impossibile senza le materie prime più preziose e un vettore energetico di alta qualità: il gas naturale. Il suo utilizzo non solo automatizza molti processi tecnologici, ma migliora anche notevolmente le condizioni di vita della popolazione.

Cos'è il gas naturale?

Non esiste un'unica formula chimica per il gas naturale: in ogni campo ha una composizione con un rapporto diverso dei suoi componenti.

Il gas naturale è una miscela di idrocarburi, la maggior parte dei quali è metano. I restanti componenti sono: butano, propano, etano, idrogeno, acido solfidrico, elio, azoto, anidride carbonica.

Il gas naturale è incolore e inodore, la sua presenza nell'aria non può essere determinata senza l'ausilio di appositi strumenti. L'odore familiare a ogni persona viene dato al gas con mezzi artificiali (odorizzazione). Attraverso questo processo, è possibile percepire la presenza del gas nell'aria e prevenire situazioni pericolose per la vita.

Origine

Non esiste un'unica teoria sull'origine del gas, gli scienziati aderiscono a due versioni:

• C'era una volta un oceano al posto dei continenti. Morendo, gli organismi viventi si sono accumulati in uno spazio in cui non c'erano aria e batteri che hanno innescato il processo di decomposizione. Grazie ai movimenti geologici, le masse accumulate affondarono sempre più nelle viscere della Terra, dove, sotto l'influenza dell' alta pressione e della temperatura, entrarono in reazioni chimiche con l'idrogeno, formando idrocarburi.
• La dinamica terrestre contribuisce all'aumento degli idrocarburi situati a grandi profondità, dove c'è un livello di pressione inferiore. Di conseguenza, si formano depositi di gas o petrolio.

Produzione

Contrariamente alla credenza popolare, il gas naturale può essere sotterraneo non solo nei vuoti, la cui estrazione non richiede significativi costi di materiale ed energia. Spesso è concentrato all'interno di rocce con una struttura così fine e porosa da non essere visibile all'occhio umano. La profondità dei depositi può essere piccola, ma a volte raggiunge diversi chilometri.

Il processo di produzione del gas comprende diverse fasi:

• Lavoro geologico, a seguito del quale viene determinata l'esatta posizione dei depositi.
• Perforazione di pozzi di produzione. Viene eseguito in tutto il campo, il che è importante per una diminuzione uniforme della pressione del gas nel giacimento. La profondità massima del pozzo è di 12 km.
• Produzione. Il processo si svolge a diversi livellipressione nel giacimento gassoso e nella superficie terrestre. Attraverso i pozzi, il gas tende ad uscire dove la pressione è più bassa, entrando immediatamente nel sistema di raccolta. Inoltre, viene prodotto il gas associato, che è un sottoprodotto della produzione di petrolio. È anche utile per molti settori.
• Preparazione per il trasporto. Il gas estratto contiene numerose impurità. Se la loro quantità è insignificante, il gas viene trasportato tramite autocisterne o condotte all'impianto per l'ulteriore lavorazione. Il gas naturale viene purificato da una quantità significativa di impurità negli impianti di trattamento integrati in costruzione vicino al campo.

Perché abbiamo bisogno del trattamento del gas naturale

La formazione di gas naturale avviene durante la formazione di strati di rocce porose contenenti giacimenti di petrolio e carbone. Oltre a componenti importanti per le esigenze del settore, contiene impurità che ne rendono difficile il trasporto e l'utilizzo da parte degli utenti finali.

Subito dopo la produzione, il gas viene disidratato nei complessi impianti di trattamento, durante i quali vengono estratti vapore acqueo e zolfo. L'ulteriore trattamento del gas naturale e associato viene effettuato negli impianti di trattamento dei prodotti chimici e del gas.

Principio base degli impianti di lavorazione

Il compito principale di un'impresa impegnata nella lavorazione del gas naturale è la massima estrazione possibile di tutti i componenti del fossile e portarli a condizioni commerciabili. Non deve danneggiare l'ambiente.l'ambiente e l'interno della terra, e i costi finanziari devono essere ridotti al minimo.

A causa dell'attuazione di tutti gli aspetti di questa regola, i prodotti trasformati con gas naturale sono considerati di alta qualità ed economici.

Metodi di riciclaggio

Ci sono i seguenti metodi di trattamento del gas:

• fisica ed energetica;
• catalitico chimico;
• termochimico.

I metodi di energia fisica vengono utilizzati per comprimere il gas e separarlo in componenti utilizzando unità di raffreddamento o riscaldamento. Questa tecnologia di trattamento del gas naturale viene spesso utilizzata direttamente nei campi.

Inizialmente, il processo di compressione e separazione è stato effettuato utilizzando dei compressori. Ad oggi, sono state utilizzate con successo apparecchiature finanziariamente meno costose - eiettori e pompe dell'olio.

Il metodo chimico-catalitico di lavorazione del gas naturale prevede la conversione del metano in gas di sintesi per il suo successivo trattamento. Questo può essere fatto in tre modi: reforming con vapore o anidride carbonica, ossidazione parziale.

Si usa spesso il metodo dell'ossidazione parziale del metano. Ciò è dovuto alla comodità di eseguire il processo in modalità autotermica (quando la materia prima viene riscaldata a causa del rilascio di calore durante l'ossidazione incompleta degli idrocarburi), alla velocità di reazione e all'assenza della necessità di utilizzare un catalizzatore (come nel vapore e reforming dell'anidride carbonica).

Il gas di sintesi risultante non viene ulteriormente elaboratodivisione in componenti.

I metodi termochimici implicano un'azione termica sul gas naturale, con conseguente formazione di idrocarburi insaturi (es. etilene, propilene). L'attuazione del processo è possibile solo a temperature molto elevate (circa 11 mila gradi Celsius) e una pressione di diverse atmosfere.

Prodotti elaborati

Molte persone associano la parola "gas" al carburante e ai fornelli a gas. Più estesa, infatti, l'applicazione dei suoi componenti:

• l'elio è una preziosa materia prima utilizzata nell' alta tecnologia, come nella produzione di apparecchiature mediche e cuscini magnetici per lunghi viaggi nei trasporti pubblici, nella costruzione di reattori nucleari e satelliti spaziali;
• La formaldeide, uno dei derivati del metano, è una materia prima che svolge un ruolo importante nella produzione di plastiche fenoliche (pastiglie dei freni, palle da biliardo) e resine, che sono un componente importante dei materiali strutturali da costruzione (compensato, pannelli di fibra), pitture e vernici e prodotti per l'isolamento termico;
• ammoniaca - utilizzata nell'industria farmaceutica (soluzione acquosa), agricola (fertilizzante) e alimentare (es altatore di sapidità);
• etano è la materia prima da cui viene prodotto il polietilene;
• acido acetico - ampiamente utilizzato nell'industria tessile;
• Il metanolo è un carburante per veicoli.

Estrazione e lavorazione del gas naturale - processi,grazie al quale si stanno effettivamente sviluppando i più importanti rami dell'industria. Il gas viene consegnato al consumatore finale dopo un'attenta lavorazione, il suo utilizzo migliora notevolmente le condizioni di vita.