Traitement du gaz naturel : méthodes et technologies

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le développement prospectif des plus grandes industries est impossible sans les matières premières les plus précieuses et le vecteur énergétique de haute qualité - le gaz naturel. Son utilisation automatise non seulement de nombreux processus technologiques, mais améliore également considérablement les conditions de vie de la population.

Qu'est-ce que le gaz naturel ?

Il n'y a pas de formule chimique unique pour le gaz naturel - dans chaque domaine, il a une composition avec un rapport différent de ses composants.

Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures, dont la majeure partie est du méthane. Les composants restants sont: le butane, le propane, l'éthane, l'hydrogène, le sulfure d'hydrogène, l'hélium, l'azote, le dioxyde de carbone.

Le gaz naturel est incolore et inodore, sa présence dans l'air ne peut être déterminée sans l'aide d'instruments spéciaux. L'odeur familière à chaque personne est donnée au gaz par des moyens artificiels (odorisation). Grâce à ce processus, il est possible de détecter la présence de gaz dans l'air et d'éviter des situations mettant la vie en danger.

Origine

Il n'y a pas de théorie unique concernant l'origine du gaz, les scientifiques adhèrent à deux versions:

• Il était une fois un océan à la place des continents. Des organismes vivants mourants se sont accumulés dans un espace où il n'y avait pas d'air et de bactéries qui ont déclenché le processus de décomposition. Grâce aux mouvements géologiques, les masses accumulées s'enfoncèrent de plus en plus profondément dans les entrailles de la Terre, où, sous l'influence de hautes pressions et températures, elles entrèrent en réactions chimiques avec l'hydrogène, formant des hydrocarbures.
• La dynamique de la Terre contribue à la remontée des hydrocarbures situés à de grandes profondeurs, où le niveau de pression est plus faible. En conséquence, des gisements de gaz ou de pétrole se forment.

Production

Contrairement à la croyance populaire, le gaz naturel peut être souterrain non seulement dans les vides, dont l'extraction ne nécessite pas de coûts matériels et énergétiques importants. Il est souvent concentré à l'intérieur de roches dont la structure poreuse est si fine qu'il est invisible à l'œil nu. La profondeur des dépôts peut être faible, mais atteint parfois plusieurs kilomètres.

Le processus de production de gaz comprend plusieurs étapes:

• Travaux géologiques, à la suite desquels l'emplacement exact des gisements est déterminé.
• Forage de puits de production. Il est effectué dans tout le champ, ce qui est important pour une diminution uniforme de la pression du gaz dans le réservoir. La profondeur maximale du puits est de 12 km.
• Fabrication. Le processus se déroule à différents niveauxpression dans le réservoir de gaz et la surface de la terre. À travers les puits, le gaz a tendance à sortir là où la pression est la plus basse, entrant immédiatement dans le système de collecte. De plus, du gaz associé est produit, qui est un sous-produit de la production de pétrole. Il est également utile à de nombreuses industries.
• Préparation du transport. Le gaz extrait contient de nombreuses impuretés. Si leur quantité est insignifiante, le gaz est transporté par des pétroliers ou des pipelines jusqu'à l'usine pour un traitement ultérieur. Le gaz naturel est purifié d'une quantité importante d'impuretés dans des installations de traitement intégré qui sont en cours de construction à proximité du champ.

Pourquoi nous avons besoin du traitement du gaz naturel

La formation de gaz naturel se produit lors de la formation de couches de roches poreuses contenant des veines de pétrole et de charbon. En plus des composants importants pour les besoins de l'industrie, il contient des impuretés qui le rendent difficile à transporter et à utiliser par les utilisateurs finaux.

Immédiatement après la production, le gaz est déshydraté dans des usines de traitement complexes, au cours desquelles la vapeur d'eau et le soufre en sont extraits. Le traitement ultérieur du gaz naturel et associé est effectué dans des usines de traitement de produits chimiques et de gaz.

Principe de base des usines de transformation

La tâche principale d'une entreprise engagée dans le traitement du gaz naturel est l'extraction maximale possible de tous les composants du fossile et de les amener à un état commercialisable. Il ne doit pas nuire à l'environnement.l'environnement et l'intérieur de la terre, et les coûts financiers doivent être minimisés.

En raison de la mise en œuvre de tous les aspects de cette règle, les produits traités au gaz naturel sont considérés comme de haute qualité et économiques.

Méthodes de recyclage

Il existe les méthodes de traitement de gaz suivantes:

• physique et énergique;
• catalytique chimique;
• thermochimique.

Les méthodes d'énergie physique sont utilisées pour comprimer le gaz et le séparer en composants à l'aide d'unités de refroidissement ou de chauffage. Cette technologie de traitement du gaz naturel est le plus souvent utilisée directement dans les champs.

Au départ, le processus de compression et de séparation était effectué à l'aide de compresseurs. À ce jour, des équipements moins coûteux financièrement - éjecteurs et pompes à huile - ont été utilisés avec succès.

La méthode chimico-catalytique de traitement du gaz naturel implique la conversion du méthane en gaz de synthèse pour son traitement ultérieur. Cela peut se faire de trois manières: reformage à la vapeur ou au dioxyde de carbone, oxydation partielle.

La méthode d'oxydation partielle du méthane est souvent utilisée. Cela est dû à la commodité de réaliser le procédé en mode autothermique (lorsque la matière première est chauffée en raison du dégagement de chaleur lors de l'oxydation incomplète des hydrocarbures), de la vitesse de réaction et de l'absence de nécessité d'utiliser un catalyseur (comme dans la vapeur et reformage du dioxyde de carbone).

Le gaz de synthèse résultant n'est pas traité ultérieurementdivision en composants.

Les méthodes thermochimiques impliquent une action thermique sur le gaz naturel, entraînant la formation d'hydrocarbures insaturés (par exemple, l'éthylène, le propylène). La mise en œuvre du procédé n'est possible qu'à des températures très élevées (environ 11 000 degrés Celsius) et une pression de plusieurs atmosphères.

Produits transformés

Beaucoup de gens associent le mot "gaz" au carburant et à une cuisinière à gaz. En fait, l'application de ses composants est plus étendue:

• l'hélium est une matière première précieuse utilisée dans la haute technologie, comme dans la fabrication d'équipements médicaux et d'oreillers magnétiques pour les longs trajets dans les transports publics, dans la construction de réacteurs nucléaires et de satellites spatiaux;
• le formaldéhyde, l'un des dérivés du méthane, est une matière première qui joue un rôle important dans la production de plastiques phénoliques (garnitures de freins, boules de billard) et de résines, qui sont un composant important des matériaux de construction (contreplaqué, panneaux de fibres), peintures et vernis et produits d'isolation thermique;
• ammoniac - utilisé dans les industries pharmaceutique (solution aqueuse), agricole (engrais) et alimentaire (exhausteur de goût);
• l'éthane est la matière première à partir de laquelle le polyéthylène est produit;
• acide acétique - largement utilisé dans l'industrie textile;
• le méthanol est un carburant pour les véhicules.

Extraction et traitement du gaz naturel - procédés,grâce à laquelle les branches les plus importantes de l'industrie se développent efficacement. Le gaz est livré au consommateur final après un traitement minutieux, son utilisation améliore considérablement les conditions de vie.