ما هي مراحل معالجة الغاز الطبيعي بعد استخراجه؟
يُعد الغاز الطبيعي من أهم مصادر الطاقة في العالم، ويستخدم في العديد من التطبيقات الحيوية. ولكن، الغاز الطبيعي الذي يتم استخراجه من باطن الأرض غالبًا ما يكون غير نقي، ويحتوي على العديد من الشوائب والمكونات غير المرغوب فيها. لذلك، يخضع الغاز الطبيعي بعد استخراجه لعملية معالجة دقيقة ومتعددة المراحل، بهدف تنقيته وتحضيره للاستخدام النهائي. في هذا المقال، سنتناول بالتفصيل مراحل معالجة الغاز الطبيعي بعد استخراجه، بدءًا من الفصل الأولي وصولًا إلى تحضيره للاستهلاك أو التصدير.
تهدف عملية معالجة الغاز الطبيعي إلى إزالة الشوائب والمكونات غير المرغوب فيها، مثل الماء، وثاني أكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، والغازات الحمضية الأخرى، والمواد السائلة مثل المكثفات. كما تهدف أيضًا إلى فصل المكونات القيمة، مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان، التي يمكن استخدامها في تطبيقات أخرى.
المراحل الرئيسية لمعالجة الغاز الطبيعي
- الفصل الأولي:
- .. يتم في هذه المرحلة فصل الغاز الطبيعي عن السوائل المصاحبة له، مثل الماء والمكثفات، باستخدام فواصل تعمل على مبدأ الجاذبية أو الطرد المركزي.
- إزالة الماء:
- .. يتم إزالة بخار الماء من الغاز الطبيعي لمنع تكون الهيدرات وتآكل الأنابيب، وذلك باستخدام مجففات كيميائية أو امتصاصية.
- إزالة الغازات الحمضية:
- .. يتم إزالة الغازات الحمضية، مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، باستخدام وحدات معالجة خاصة تعتمد على تقنيات الامتصاص أو الامتزاز.
- استخلاص سوائل الغاز الطبيعي (NGL):
- .. يتم في هذه المرحلة استخلاص المكونات القيمة من الغاز الطبيعي، مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان، باستخدام عمليات التبريد والتكثيف.
- تثبيت الغاز الطبيعي:
- .. يتم في هذه المرحلة تعديل تركيب الغاز الطبيعي ليصبح مطابقًا للمواصفات المطلوبة للاستهلاك أو التصدير.
تختلف التفاصيل الدقيقة لكل مرحلة من هذه المراحل باختلاف تركيب الغاز الطبيعي وظروف المعالجة، ولكن هذه المراحل الرئيسية هي الأساس في أي عملية لمعالجة الغاز الطبيعي.
الفصل الأولي
تُعتبر مرحلة الفصل الأولي الخطوة الأولى في معالجة الغاز الطبيعي، حيث يتم فيها فصل الغاز عن السوائل المصاحبة له، مثل الماء والمكثفات. يتم هذا الفصل باستخدام فواصل تعمل على مبدأ الجاذبية أو الطرد المركزي.
- الفواصل العمودية:
- .. يتم في هذه الفواصل فصل الغاز عن السوائل بفعل الجاذبية، حيث تترسب السوائل في الأسفل، بينما يتصاعد الغاز إلى الأعلى.
- الفواصل الأفقية:
- .. تعمل هذه الفواصل بنفس مبدأ الفواصل العمودية، ولكنها مصممة بشكل أفقي، مما يتيح فصل كميات أكبر من الغاز والسوائل.
- الفواصل الحلزونية:
- .. تستخدم هذه الفواصل قوة الطرد المركزي لفصل الغاز عن السوائل، حيث يتم تدوير الغاز والسوائل بسرعة عالية، مما يؤدي إلى فصلهما.
بعد الفصل الأولي، يتم توجيه الغاز إلى المراحل التالية من المعالجة، بينما يتم توجيه السوائل إلى وحدات معالجة أخرى.
إزالة الماء
تعتبر إزالة الماء من الغاز الطبيعي من الخطوات الضرورية، لمنع تكون الهيدرات وتآكل الأنابيب. يتم إزالة الماء باستخدام مجففات كيميائية أو امتصاصية.
- المجففات الكيميائية:
- .. تستخدم مواد كيميائية، مثل جليكول الإيثيلين، لامتصاص بخار الماء من الغاز الطبيعي.
- المجففات الامتصاصية:
- .. تستخدم مواد صلبة مسامية، مثل جل السيليكا، لامتصاص بخار الماء من الغاز الطبيعي.
بعد إزالة الماء، يصبح الغاز الطبيعي جافًا، وجاهزًا للمراحل التالية من المعالجة.
إزالة الغازات الحمضية
تعتبر إزالة الغازات الحمضية، مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، من الخطوات الأساسية في معالجة الغاز الطبيعي، وذلك لمنع تآكل الأنابيب والمعدات، ولحماية البيئة.
- الامتصاص الكيميائي:
- .. يتم في هذه الطريقة استخدام محاليل كيميائية، مثل الأمينات، لامتصاص الغازات الحمضية من الغاز الطبيعي.
- الامتزاز الفيزيائي:
- .. يتم في هذه الطريقة استخدام مواد صلبة مسامية، مثل الكربون المنشط، لامتزاز الغازات الحمضية من الغاز الطبيعي.
بعد إزالة الغازات الحمضية، يصبح الغاز الطبيعي أكثر نقاءً، وأقل تسببًا للتآكل والتلوث.
استخلاص سوائل الغاز الطبيعي (NGL)
تعتبر مرحلة استخلاص سوائل الغاز الطبيعي من المراحل الهامة، حيث يتم فيها فصل المكونات القيمة من الغاز الطبيعي، مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان. يتم هذا الفصل باستخدام عمليات التبريد والتكثيف.
- التبريد والتكثيف:
- .. يتم تبريد الغاز الطبيعي إلى درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تكثف سوائل الغاز الطبيعي وفصلها عن الغاز.
- عمليات التجزئة:
- .. يتم في هذه العمليات فصل سوائل الغاز الطبيعي إلى مكوناتها الأساسية، مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان.
يتم استخدام سوائل الغاز الطبيعي في العديد من التطبيقات، مثل صناعة البتروكيماويات، والتدفئة، والوقود.
تثبيت الغاز الطبيعي
في المرحلة النهائية من معالجة الغاز الطبيعي، يتم تثبيت الغاز، وذلك بتعديل تركيبه ليصبح مطابقًا للمواصفات المطلوبة للاستهلاك أو التصدير.
- تعديل التركيب:
- .. يتم تعديل نسبة الميثان والمكونات الأخرى في الغاز الطبيعي، لضمان جودته وكفاءته في الاستخدام.
- الضغط والتعبئة:
- .. يتم ضغط الغاز الطبيعي وتعبئته في الأنابيب أو الناقلات، لنقله إلى المستهلكين أو للتصدير.
بعد تثبيت الغاز الطبيعي، يصبح جاهزًا للاستخدام النهائي في توليد الكهرباء، والتدفئة، والصناعة، والوقود، وغيرها من التطبيقات.
جداول توضيحية
لتوضيح مراحل معالجة الغاز الطبيعي، نعرض فيما يلي بعض الجداول التوضيحية:
| المرحلة | الهدف | التقنيات المستخدمة |
|---|---|---|
| الفصل الأولي | فصل الغاز عن السوائل | فواصل جاذبية، فواصل طرد مركزي |
| إزالة الماء | إزالة بخار الماء | مجففات كيميائية، مجففات امتصاصية |
| إزالة الغازات الحمضية | إزالة ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين | امتصاص كيميائي، امتزاز فيزيائي |
| استخلاص سوائل الغاز الطبيعي (NGL) | فصل الإيثان، والبروبان، والبيوتان | تبريد وتكثيف، عمليات تجزئة |
| تثبيت الغاز الطبيعي | تعديل تركيب الغاز، تجهيزه للنقل | تعديل التركيب، الضغط والتعبئة |
| المكون | سبب الإزالة |
|---|---|
| الماء | منع تكون الهيدرات وتآكل الأنابيب |
| ثاني أكسيد الكربون | منع تآكل الأنابيب، حماية البيئة |
| كبريتيد الهيدروجين | منع تآكل الأنابيب، حماية البيئة |
| سوائل الغاز الطبيعي (NGL) | استخدامها في تطبيقات أخرى، مثل صناعة البتروكيماويات |
في الختام، تعتبر معالجة الغاز الطبيعي عملية معقدة ومتعددة المراحل، تهدف إلى تنقية الغاز وتحضيره للاستخدام النهائي. فهمنا لهذه المراحل والتقنيات المستخدمة يساعدنا على تقدير الجهد المبذول في توفير هذه الطاقة الحيوية، وأهمية المحافظة عليها واستخدامها بكفاءة.