الغاز الطبيعى, الصور المتواجد عليها وطرق الحصول عليه Natural Gas, it's Forms and Processing

 الغاز الطبيعى, الصور المتواجد عليها وطرق الحصول عليه

Natural Gas, it's forms&  Processing

يرتبط الغاز الطبيعى نوعا ما بالتراكمات البترولية الموجودة فى 

باطن الأرض

والغازات البترولية Petroleum Gases تنقسم إلى قسمين:

1)        غاز طبيعى Natural Gas

2)    غازات ناتجة من عمليات التكرير Refinery Gases

1) الغاز الطبيعى Natural Gas:

يوجد الغاز الطبيعى فى ثلاث صور

أ‌)        غاز مصاحب Associated Gas

   توجد الغازات المصاحبة فى الزيت الخام Crude Oil إما ذائبة فيه أو تكون مختلطة برواسبه Crude Oil Deposits

ب‌)    غاز غير مصاحب Non-Associated Gas

الغازات الغير مصاحبة تنفصل عن الزيت الخام وتسمى حينئذ بغاز البئر Well Gas أو الغاز الجاف Dry Gas

ج) غازات متكثفة Gas Condensate

مكونات الغاز الطبيعى Natural Gas Compositions:

يحتوى الغاز الطبيعى على العديد من الغازات ويعتبر خليط طبيعى من الغازات الهيدروكربونية المحترقة Combustible Hydrocarbon Gases حيث يحتوى على نسبة كبيرة من غازى الميثان والإيثان methane& ethane  مع نسب ضئيلة من غازي البروبان والبيوتان propane& butane

 أيضاً الغاز الطبيعى الذى نحصل عليه من حقول
الإنتاج أو تانكات التخزين Storage Reservoirs ربما يحتوى على نسب ضئيلة من الماء كما يحتوى على بعض الشوائب وهى عبارة عن غازات لا هيدروكربونية Non-Hydrocarbon Gases مثل كبريتيد الهيدروجين Hydrogen Sulphide و غاز ثانى أكسيد الكربون Carbon Dioxide

المخزون العالمي للغاز الطبيعي World Gas Reserves :

يوجد الغاز الطبيعي في أكثر من 80 دولة في العالم ويقدر الاحتياطي العالمي ب13000مليار متر مكعب حيث أن 75% من هذا الاحتياطي هو عبارة عن غازات غير مصاحبة Non-Associated Gases ,وأكثر من 35% من الاحتياطي العالمي يوجد في الاتحاد السوفيتي كما تحتل منطقة الشرق الأوسط المرتبة الثانية فى نسبة الاحتياطي العالمي حيث يوجد فيه 1750 تريليون قدم مكعب, أما بالنسبة لمصر فمن المتوقع أن يصل فيها الاحتياطي إلى 120 تريليون قدم مكعب.

استخدامات الغاز الطبيعى:

أ‌)        كوقود (في الصناعة أو في الحياة العامة)

ب) يدخل في انتاج الهيدروجين Hydrogen وبالتالى انتاج الأمونيا Ammonia

ج)  من خلال عملية التكسير Cracking  ينتج هيدروكربونات غير مشبعة Unsaturated Hydrocarbons  والتي تستخدم كمواد خام في العديد من الصناعات البتروكيماوية

المصطلحات العلمية للغاز الطبيعى Natural Gas Terminology:

أ‌)   غاز طبيعى مسال    Liquified Natural Gas (LNG) والمكون الأساسى له هو غاز الميثان methane

ب‌)  سوائل الغاز الطبيعى  Natural Gas Liquids (NGL) وتتكون من غازات الإيثان ethane والبروبان propane  والبيوتان butane والجازولين gasoline

ج‌)    غاز بترولى مسال  Liquified Petroleum Gas (LPG) وتتكون من البروبان propane والبيوتان butane

د‌)     غاز طبيعى مضغوط   Compressed Natural Gas (CNG)

ه)  وقود الغاز المتحول إلى سائل Converted Gas to Liquid Fuels (GTL)

 2) الغازات الناتجة من عملية التكرير Refinery Gases: 

وهذه الغازات تختلف طبقاً لطريقة انتاجها

أ) غازات التقطير Distillation Gases :

وهى غازات تنتج من وحدة التقطير وتتشابه إلى حد كبير مع الغاز الطبيعى إلا إنها  تحتوى على كمية أكبر من LPG , وغازات التقطير تستخدم فى نفس الأغراض التى يستخدم فيها الغاز الطبيعى

ب) الغازات المتكسرة Cracking Gases :

وهى الغازات الناتجة من وحدة التكسير Cracking Unit وتتميز بأنها تحتوى على كميات كبيرة من الهيدروكربونات الغير مشبعة Unsaturated Hydrocarbons مثل الإيثيلين ethylene والبروبلين propylene والبيوتيلين butylene وهذه الغازات تكون أساسية فى الصناعات البترولية

ج) الغازات الناتجة من عمليات إعادة التكوين Reforming Gases:

وهذه الغازات تنتج من وحدات الجازولين Gasoline Reforming Unit وهى متشابهة إلى حد كبير مع ال Cracking Gases وتستخدم بنفس طريقة هذه الغازات بالإضافة إلى إنها تدخل فى عملية إنتاج الهيدروجين

خطوات إنتاج  الغاز الطبيعى Natural Gas Processing: 

أ) إزالة الماء (Dehydration) :

وجود الماء فى الغاز الطبيعى يسبب العديد من المشكلات خاصة مشكلة تكون كريستالات شبيهة بالثلج وهذه الكريستالات عبارة عن جزئ واحد من الميثان والإيثان والبروبان و6:7 جزيئات من الماء وهذه الهيدرات تؤدى إلى تآكل المعدات equipment corrosion. وتتم إزالة الماء باستخدام مادة ثنائى الإيثيلين جليكول diethylene glycol أو ثلاثى الإيثيلين جليكول Triethylene glycol...وهذه الطريقة تتم كالتالى: يدخل الغاز فى الdrum حيث تتم إزالة جزيئات الماء الحرة والهيدروكربونات المتكثفة ثم يدخل بعد ذلك فى الabsorber tower من الأسفل (تيار عكسى) حيث يدخل ثنائى الإيثيلين جليكول من أعلى, ثم يخرج الغاز الجاف من الأعلى بينما يخرج الجليكول من الأسفل ثم يدخل بعد ذلك فى heat exchanger ويعاد تسخينه ثم يبرد جزئياً قبل أن يدخل مرة أخرى من أعلى الabsorber tower.

Simplified Diagram of Glycol Dehydration

ب) إزالة كبريتيد الهيدروجين والكبريتيدات الأخرى Amine Sweetening: 

إزالة الهيدروجين والكبريتيدات ضرورى جداً فى منع وإزالة أكاسيد الكبريت المتكونة أثناء عملية الإحتراق, والأمينات المستخدمة فى هذه الطريقة هى أحادى ميثيل الأمين monoethyle amine أو ثنائى ميثيل الأمين diethyle amine ...وهذه الطريقة تتم كالآتى: 

يدخل الغاز من أسفل الabsorber tower ويتجه إلى أعلى فى تيار عكسى مع محلول الأمين الذى يدخل من أعلى فيزيل التكوينات الحامضية. يخرج محلول الأمين من أسفل ليدخل على الheat exchanger ويسخن لدرجة 220-180 فهرنهايت ثم يدخل بعد ذلك إلى الamine regenerator      

من أعلى من حيث يتجه الهيدروجين إلى أسفل ماراً بأبخرة ساخنة من الغلاية reboiler عند درجة حرارة 240-220 فهرنهايت وهذه الدرجة كافية جداً لإزالة كل جزيئات كبريتيد الهيدروجين وثانى أكسيد الكربون.  

Simplified Diagram of Amine Sweetening Unit