Көмірсутек сұйықтарының төмен тығыздықты қоспасы

Кіріспе

Көмірсутекті сұйықтықтардың төмен тығыздықтағы қоспасы

Табиғи газ конденсаты, сондай-ақ табиғи газ сұйықтықтары деп аталады, көптеген табиғи газ кен орындарынан өндірілетін шикі табиғи газдың газ тәрізді компоненттері ретінде болатын көмірсутекті сұйықтықтардың төмен тығыздықтағы қоспасы. Шикі табиғи газдың кейбір газ түрлері, егер температура белгіленген қысымда көмірсутектің шөл нүктесінен төмен болса, сұйық күйге конденсацияланады. Табиғи газ конденсаты сондай-ақ конденсат, немесе газ конденсаты, немесе кейде табиғи бензин деп аталады, өйткені ол бензиннің қайнау диапазонындағы көмірсутектерді қамтиды, сондай-ақ газ қондырғыларындағы көптеген жұмысшылар оны қысқартылған “конди” атауымен атайды. Конденсатты жасау үшін пайдаланылатын шикі табиғи газ газдың кез келген түрінен алынуы мүмкін, мысалы:

Шикі мұнай ұңғымалары: Шикі мұнай ұңғымаларынан келетін табиғи газ әдетте серік газ деп аталады. Бұл газ жер асты резервуардағы шикі мұнайдың үстінде жеке газ қабаты ретінде немесе шикі мұнайға еріген күйде болуы мүмкін, өндіріс кезінде қысым төмендегенде ерітіндіден шығады. Мұнай ұңғымаларынан өндірілетін конденсат көбінесе ұңғымалық конденсат деп аталады. Құрғақ газ ұңғымалары: Бұл ұңғымалар әдетте тек шикі табиғи газды өндіреді, онда конденсат жоқ немесе аздаған мөлшерде шикі мұнай бар, және олар серіксіз газ деп аталады. Құрғақ газдан конденсат газ өңдеу зауыттарында бөліп алынады және көбінесе зауыттық конденсат деп аталады. Пропан, бутан және изобутан қалыпты температурада тек қысым астында ғана сұйық болады. Сонымен қатар, конденсатта мыналар болуы мүмкін:

7-ден 12 көміртек атомы бар тік тізбекті алкандар
Күкірттегіш сутек (H2S)
Тиолдар, дәстүрлі түрде меркаптандар деп аталады (RSH ретінде белгіленеді, мұнда R – метил, этил және т.б. сияқты органикалық топ)
Көмірқышқыл газы
Циклогексан және, мүмкін, басқа нафтендер
БТХ (химия) (бензол, толуол, ксилен және этилбензол сияқты ароматты заттар)

Конденсатты шикі табиғи газдан бөлу

Табиғи газ конденсатын шикі табиғи газдан бөлу үшін жүздеген түрлі жабдық конфигурациялары бар. Оң жақтағы схемалық ағын диаграммасы мүмкін конфигурациялардың тек біреуін көрсетеді. Газ ұңғымасынан немесе ұңғымалар тобынан алынған шикі табиғи газ шикізаты, шикізаттың қысымы кезінде оның көмірсутектердің шөл нүктесінен төмен түсіру үшін салқындатылады. Бұл газ конденсат көмірсутектерінің көп бөлігін конденсаттайды. Газ, сұйық конденсат және судан тұратын шикізат қоспасы жоғары қысымды сепаратор ыдысына жіберіледі, онда су мен шикі табиғи газ бөлініп алынады. Егер қысымды көтеру қажет болса, жоғары қысымды сепаратордан алынған шикі табиғи газ негізгі газ компрессорына жіберіледі, ол газдардың қысымын шикі табиғи газды өңдеу зауытына газ құбыры арқылы тасымалдау үшін қажетті қысымға дейін көтереді. Негізгі газ компрессордың шығару қысымы шикі табиғи газды өңдеу зауытының жұмыс қысымына және қашықтығына байланысты болады және көп сатылы компрессор қажет болуы мүмкін. Жоғары қысымды сепаратордан газ конденсаты газды басқару клапаны арқылы төмен қысымды сепараторға ағады. Басқару клапаны арқылы қысымның төмендеуі конденсаттың жартылай булануына әкеледі, бұл жарқын булану деп аталады. Төмен қысымды сепаратордан алынған шикі табиғи газ газ қысымын көтеретін "көтергіш" компрессорға жіберіледі және одан салқындатқыш арқылы, содан кейін негізгі газ компрессорына жіберіледі. Шикі табиғи газды өңдеу зауытында газ сусыздандырылады және қышқыл газдар мен басқа да қоспалар алынып тасталады. Содан кейін этан, пропан, бутан және пентан, сондай-ақ C5+ деп аталатын жоғары молекулалық салмақты көмірсутектер де алынып, қосалқы өнім ретінде қалпына келтіріледі. Жоғары және төмен қысымды сепараторлардан алынған суды сутек сульфидін (H2S) жою үшін өңдеу қажет болуы мүмкін, содан кейін суды жер астына тастауға немесе қандай да бір жолмен қайта пайдалануға болады. Шикі табиғи газдың бір бөлігі резервуардағы қысымды сақтау үшін немесе құбыр желісін кейін орнатуды күтіп сақтау үшін өндіруші қабатқа қайта жіберілуі мүмкін.

There are hundreds of different equipment configurations to separate natural gas condensate from raw natural gas. The schematic flow diagram to the right depicts just one of the possible configurations. The raw natural gas feedstock from a gas well or a group of wells is cooled to lower the gas temperature to below its hydrocarbon dew point at the feedstock pressure. This condenses a large part of the gas condensate hydrocarbons. The feedstock mixture of gas, liquid condensate and water is then routed to a high pressure separator vessel where the water and the raw natural gas are separated and removed. If a pressure boost is required, the raw natural gas from the high pressure separator is sent to the main gas compressor, which raises the pressure of the gases to whatever pressure is required for the pipeline transportation of the gas to the raw natural gas processing plant. The main gas compressor discharge pressure will depend upon the operating pressure of and the distance to the raw natural gas processing plant and may require a multi stage compressor. The gas condensate from the high pressure separator flows through a throttling control valve to a low pressure separator. The reduction in pressure across the control valve causes the condensate to undergo a partial vaporization referred to as flash vaporization. The raw natural gas from the low pressure separator is sent to a "booster" compressor that raises the gas pressure and sends it through a cooler, and then to the main gas compressor. At the raw natural gas processing plant, the gas will be dehydrated and acid gases and other impurities will be removed from the gas. Then, the ethane , propane , butanes , and pentanes —plus higher molecular weight hydrocarbons referred to as C5+—will also be removed and recovered as byproducts. The water removed from both the high and low pressure separators may need to be processed to remove hydrogen sulfide (H2S) before the water can be disposed of underground or reused in some fashion. Some of the raw natural gas may be re injected into the producing formation to help maintain the reservoir pressure, or for storage pending later installation of a pipeline.

Қауіптері

Табиғи газ конденсаты әдетте қара майдан гөрі өртке оңай тұтанады және жарылғыш. Конденсаттың шығып қалған жерлерінде жұмыс істеу экипаж үшін жарылыс қаупі, оттегінің ауысуы және бірнеше секундтың ішінде адамның тыныс алуын қиындату немесе есінен айыру қаупі бар.

Ауыр мұнай өндіруде сұйытқыш ретінде пайдалану

Конденсат әдетте бөлме температурасында сұйық күйде болады және оның тұтқырлығы өте төмен болғандықтан, құбырлар арқылы тиімді тасымалдау мүмкін болмайтын жоғары тұтқырлы ауыр майларды сұйыту үшін жиі қолданылады. Атап айтқанда, конденсат мұнай құмынан алынған битуммен араластырылып дильбит жасалады. 2013 жылы конденсатты сұйытқыш ретінде қолданудың өсуі белгілі бір аймақтарда оның бағасын күрт арттырды.

Сулы газ және оның қолданылуы

Газ құдықтарынан газ құбырларына орнатылған кішкентай камералардың (түйірлер деп аталады) төменгі бөлігінен алынатын газ, табиғи газ конденсатының тағы бір атауы болып табылады – табиғи газды өндірудің қосалқы өнімі ретінде алынатын бензиннің табиғи түрі. Ол сондай-ақ "конденсат", "табиғи бензин", "құбыр басы газ", "шикі газ", "ақ газ" және "сұйық алтын" деп те аталады. АҚШ Федералдық ережелер кодексіндегі анықтама бойынша, газ құрамында бутан, пентан және гексан көмірсутектері болады. Белгілі бір дистилляция диапазонында газ конденсатын бөліп алып, отын спиртінің құрамын өзгерту үшін қолдануға болады. Газ конденсаты тазартқыш және еріткіш ретінде, сондай-ақ шам мен пеш отыны ретінде де қолданылады.

Көлік құралдарында тарихи қолданылуы

Кейбір ертедегі ішкі жанатын қозғалтқыштар — Карл Бенц жасаған алғашқы түрлері және ертедегі Райт ағайындарының авиациялық қозғалтқыштары — табиғи бензин қолданды, ол тамшы газ немесе шикі мұнайдан дистилленген көмірсутектердің ұқсас диапазоны болуы мүмкін. Табиғи бензиннің октандық саны 30-дан 50-ге дейін, бұл 20-ғасырдың басындағы төмен қысымды қозғалтқыштар үшін жеткілікті болды. 1930 жылға қарай, жақсартылған қозғалтқыштар мен жоғары қысым коэффициенттері соққы немесе детонациясыз қуат өндіру үшін жоғары октанды, тазартылған бензин қажет етті. Ұлы депрессиядан бастап, мұнай өндіретін аймақтардағы адамдар коммерциялық бензиннің орнына тамшы газды пайдаланды. Оклахома тарихи қоғамының мәлімдемесінше, «автомобильдер мен ауыл шаруашылығы тракторларының қарапайым қозғалтқыштары болған кезде, конденсат құдығына қол жеткізген кез келген адам бакіне 'тамшы' құюға бейім еді». Кейде жақсы жұмыс істеді. «Ал кейде қатты кері соққылар мен жағымсыз иісті түтін шығаратын». Джон Дир сияқты кейбір өндірушілер ауыр, төмен октанды отынмен жұмыс істеуге арналған ауыл шаруашылығы тракторларын жасады, олар көбінесе «дистиллят» немесе «трактор отыны» деп аталды. Ауыр отынды ұшқыш тұтандыру қозғалтқышында жағудың ең маңызды факторы — отынның дұрыс булануы. Осы отынмен жұмыс істеуге арналған тракторларда әдетте «ыстық» ауа қабылдау коллекторы қолданылды, ол түтін газының жылуын коллектор мен карбюраторды булануға көмектесу үшін жылытуға мүмкіндік берді. Төмен температурада нашар булануды ескере отырып, барлық отын тракторлары бензинмен іске қосылды, содан кейін ауыр отынға ауыстырылды. Олар кішкентай бензин бакі мен үлкен отын бакімен жабдықталған, екеуі де карбюраторға отын беретін ортақ клапанға қосылған. Қозғалтқыш бензинмен іске қосылғаннан кейін, трактор қозғалтқыш жеткілікті түрде жылынып, ауыстыруға дейін жұмыс істеді. Осы сәтте отын клапаны отынды бензин бакінен отын бакіне ауыстырады және ауыр отын карбюраторға ағылады. Радиаторға ауа ағынын шектеу үшін әдетте жалюзилер немесе перделер қолданылды, бұл қозғалтқышты тиімді жұмыс істеу үшін жеткілікті ыстық ұстады. Салқындатқыш температурасы 200 градус Фаренгейт шамасында қалыпты болды. Джон Дирдің екі цилиндрлі, барлық отынды қолданатын тракторлары ауыр отынмен жақсы жұмыс істеді, өйткені олардың ұзын поршеньлік соққылары, қозғалтқыштың баяу жылдамдықтары және төмен қысым коэффициенттері отынды тиімді пайдалануға мүмкіндік берді. Олардың көпшілігі су сорғыларын қолданбайтын термосифондық салқындату жүйелерімен жабдықталған. Табиғи конвекция судың қозғалтқыш блогынан жоғары және радиатордың жоғарғы бөлігіне ағып шығуына мүмкіндік берді, онда ол суынып, циклді жалғастыру үшін төменге түсті. Вуди Гатридің автобиографиялық романы «Адамның тұқымдары» Вуди мен оның ағасы Джеффтің газ құбырынан тамшы газды сорып алуымен басталады. Газ Терренс Маликтің «Бадлендс» фильмінде де еске алынады. 1950 жылдардың басына дейін Солтүстік Америкада газ станциялары мен аппараттық дүкендерде тамшы газ сатылды. Бүгін сатылатын ақ газ ұқсас өнім, бірақ ол канцерогенді бензолды алып тастаған мұнай өңдеу зауыттарында өндіріледі. 1975 жылы Нью-Мексико штатының полициясының тамшы газ тобы — үш адам жүк көліктерінде — мұнай және газ өрістерін патрульдеуді бастады, ұрыларды ұстап, ұрланған газ баррельдерін қайтарып алды. Бұл топ 1987 жылы жұмысын тоқтатты.

Some early internal combustion engines—such as the first types made by Karl Benz, and early Wright brothers aircraft engines—used natural gasoline, which could be either drip gas or a similar range of hydrocarbons distilled from crude oil. Natural gasoline has an octane rating of about 30 to 50, sufficient for the low compression engines of the early 20th century. By 1930, improved engines and higher compression ratios required higher octane, refined gasolines to produce power without knocking or detonation. Beginning in the Great Depression, drip gas was used as a replacement for commercial gasoline by people in oil producing areas. "In the days of simple engines in automobiles and farm tractors it was not uncommon for anyone having access to a condensate well to fill his tank with 'drip,'" according to the Oklahoma Historical Society. Sometimes it worked fine. "At other times it might cause thundering backfires and clouds of foul smelling smoke." Certain manufacturers such as John Deere made farm tractors specifically designed to run on heavy, low octane fuels which were commonly called "distillate" or "tractor fuel". The most important factor in burning heavy fuels in a spark ignition engine is proper fuel vaporization. Tractors designed to run on those fuels usually used a "hot" intake air manifold that allowed exhaust heat to warm the manifold and carburetor to aid vaporization. Given the poor vaporization at low temperatures, all fuel tractors were started on gasoline, then switched to the heavy fuel. They were equipped with a small gasoline tank and a large fuel tank, both of which fed into a common valve supplying the fuel to the carburetor. The engine would be started on gasoline and the tractor would then be worked until the engine was sufficiently warm to change over. At that point, the fuel valve would be turned to switch the fuel supply from the gasoline tank to the fuel tank and the heavy fuel would flow to the carburetor. Shutters or curtains were typically used to restrict airflow to the radiator, keeping the engine sufficiently hot for efficient operation. Coolant temperatures in the 200 degree F range were normal. John Deere two cylinder all fuel tractors worked well on heavy fuel, as their long piston strokes, slow engine speeds and low compression ratios allowed for effective use of the fuel. Most were also equipped with thermosiphon cooling systems that used no water pumps. Natural convection allowed the water to flow up and out of the engine block and into the top of the radiator, where it cooled and dropped and fell to continue the cycle. Woody Guthrie's autobiographical novel Seeds of Man begins with Woody and his uncle Jeff tapping a natural gas pipeline for drip gas. The gas also has a mention in Terrence Malick's movie Badlands. Drip gas was sold commercially at gas stations and hardware stores in North America until the early 1950s. The white gas sold today is a similar product but is produced at refineries with the carcinogen benzene removed. In 1975, the New Mexico State Police's drip gas detail – three men in pickup trucks – began patrolling oil and gas fields, catching thieves and recovering barrels of stolen gas. The detail stopped its work in 1987.