ستون تقطیر نفت خام
۲۵
تیر

گاز طبیعی چیست و چگونه استخراج می شود؟

میادین نفتی ایران

میادین نفتی ایران مشتمل بر مخازن، حوضه‌ها و میدان‌های نفتی واقع در قلمرو خاکی و آبی کشور ایران است. برخی از این میدان‌ها در حال حاضر فعال و تعدادی نیز غیرفعال یا در حال توسعه می‌باشند. مالکیت کلیه میدان‌های نفت و گاز ایران، در اختیار شرکت ملی نفت ایران است، که هم‌اکنون عملیات تولید از این میدان‌ها توسط چهار شرکت تابعه آن؛ به‌نام‌های: شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، شرکت نفت فلات قاره ایران، شرکت نفت مناطق مرکزی ایران و شرکت نفت و گاز اروندان انجام می‌گیرد. بر اساس آمار رسمی منتشر شده وزارت نفت ایران مجموع ذخایر استحصال شدنی نفت خام و میعانات گازی ایران بیش از ۱۵۴ میلیارد بشکه برآورد می‌شود. که این میزان، معادل ۱۰ درصد از مجموع کل ذخایر نفت خام موجود در جهان محسوب می‌شود. بنابر اظهارات کارشناسان شرکت ملی نفت ایران، مخازن نفتی ایران تا سال ۱۴۵۳ می‌توانند قابل بهره‌برداری باشند.

منشا گاز طبیعی

بقایای گیاهان و جانورانی که اجساد آنها طی میلیونهاسال به قسمت های زیرین دریاچه ها و اقیانوسهای قدیمی رانده شده بتدریج تجزیه و به صورت عناصر آلی درآمده وبراثرفشارو گرمای درونی زمین به نفت وگاز تبدیل و در مخازن زیرزمینی و در عمق سه تا چهار هزار متری و با فشار حدود چند صد اتمسفر ذخیره گردیده است .

استخراج گاز طبیعی:

گاز طبیعی مخلوطی از گازهای هیدروکربنی قابل اشتعال میباشد که به طور طبیعی در مخازن زیر زمینـی یافت میشوند. این گاز ممکن است به صورت محلول در نفت خام (PG )یا در زیر کلاهکهـای بـالای لایـه هـای نفت خام یا به شکل مستقل وجود داشته باشد. گاز طبیعی عمدتاً مخلوطی است از گازهای متـان، اتـان و انـدکی گازهای سنگین تر از جمله پروپان و بوتان. گاز طبیعی اسـتخراج شـده از مخـازن معمـولاً ناخالصـی هـایی ماننـد سولفید هیدروژن، دی اکسیدکربن و ترکیبات گوگرد نیز به همراه دارد. لازم به ذکر است میزان ترکیبات یاد شده به میدانی بستگی دارد که گاز طبیعی از آن استخراج شده است؛ بـه همـین دلیـل میـزان متـان موجـود در گـاز طبیعی با توجه به میدان گازی بین ۸۴ تا ۹۷ درصد متغیر اسـت.

 گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي‌شود:

۱-چاه‌هاي نفت

۲-چاه‌هاي گاز

۳-چاه‌هاي متراكم

گازطبيعي كه از چاه‌هاي نفت استخراج مي‌شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي‌شود. اين گاز مي‌تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول). گازطبيعي كه از چاه‌هاي گاز و متراكم مي‌آيد، كه در آن هيچ نفت خامي وجود ندارد يا اگر وجود دارد بسيار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته مي‌شود. چاه‌هاي گاز عموما گازطبيعي خام توليد مي‌كنند، در حالي كه چاه‌هاي متراكم گازطبيعي آزاد به همراه يك هيدروكربن نيمه مايع متراكم توليد مي‌كنند.

جدا کننده گاز طبیعی

پالایش گاز طبیعی:

به دلیل وجود شن ریزه، گل رس، هیدروکربن های مایع، CO2 ،H2S ،و سایر ناخالصیها، گـاز طبیعـی در پالایشگاه تصفیه میگردد و بدین طریق از ورود این مواد به سیستم انتقال جلوگیری به عمل مـیآیـد. ورود ایـن مواد در خطوط لوله و ایستگاههای تقلیل فشار باعث بروز مشکلاتی میگردد که از آن جمله میتـوان بـه انسـداد خطوط لوله گاز، تخریب رگلاتورها و کنتورهای توربینی، خرابـی زودرس سیسـتم فیلتراسـیون و فیلترهـا، ایجـاد خوردگی، و بروز خاصیت سمی در گاز اشاره کرد. عمل واقعي پردازش گازطبيعي به گازطبيعي خشك، كيفيت خط لوله مي‌تواند بسيار پيچيده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلي است تا ناخالصي‌هاي مختلف از آن جدا بشود:

  1. عبور گاز از اسکرابرها به منظور جدا سازی ذرات جامد
  2. از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
  3. از ميان برداشتن آب
  4. جداسازي مايعات گازطبيعي
  5. عبور گاز از واحد نمزدایی به منظور گرفتن رطوبت موجود در آن
  6. از ميان برداشتن دي اكسيد كربن و سولفور

 علاوه بر مراحل پردازش بالا، هيترها و ساينده‌هايي معمولا در سرچشمه يا در نزديكي آن نصب مي‌شوند. ساينده‌ها در درجه اول براي برداشتن شن و ديگر ناخالصی‌هاي بزرگ به كار مي‌روند. هيترها تضمين مي‌كنند كه درجه حرارت گاز زياد پايين نيفتد. گازطبيعي كه حاوي حتي مقادير بسيار كمي از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هيدرات هاي گازطبيعي در آن شكل مي‌گيرند. اين هيدارت‌ها داراي تركيبات جامد يا نيمه جامدي مي‌باشند كه شبيه كريستال‌هاي يخ هستند. با شكل گيري اين هيدارت‌ها در گازطبيعي مانعي در راه، عبور گازطبيعي از ميان دريچه‌ها و سيستم‌هاي گردآوري ايجاد مي‌شود. براي كاهش تشكيل هيدرات‌ها، واحدهاي گرمايي با سوخت گازطبيعي عموما در امتداد خط لوله جمع آوري نصب مي‌شوند جايي كه به نظر مي‌رسد هيدارت‌ها ممكن است تشكيل شوند. 

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي‌شود، كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبيعي در بسياري از جنبه‌ها ساده‌تر از پردازش و پالايش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است. گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي‌شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي‌شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.

خطوط انتقال و ایستگاه های تقویت فشار:

گاز خروجی از پالایشگاه توسط خطوط لوله جهت مصرف در شهرها، صنایع، نیروگاهها، و صادرات به تمـام نقاط کشور انتقال مییابد. بر حسب نیاز و طراحی، قطر خطـوط انتقـال از ۱۲ تـا ۵۶ ایـنچ متغیـر مـیباشـد. در فواصل معین از خطوط انتقال ایستگاههای شیر وجود دارد که عموماً از یک شیر قطع کنندة خط بـر سـر مسـیر اصلی، شیرهای کنار گذر ، و شیر تخلیه تشکیل شده است. وظیفۀ شیر قطع کنندة خط یا به اصـطلاح V.B.L این است که در زمان احساس افت فشار ناگهانی در یکی از دو سمت شیر بسته شود. به لحـاظ مسـایل ایمنـی و امنیتی، وجود این شیرها در فواصل معین باعث میشود در زمان بروز انفجار یا شکستگی لوله، هر دو شیر موجود در دو سمت محل حادثه بسته شوند و بدین ترتیب فقط گاز بین دو ایستگاه میسوزد یا تخلیه میشود. با توجه به این که پس از طی مسافت های طولانی، به دلیل وجود اصطکاک، فشار گاز درون لوله افـت پیـدا مـی کند لذا جهت افزایش فشار گاز به فشار مطلوب، در مسیر خطوط انتقال از ایسـتگاه هـای تقویـت فشـار اسـتفاده مـی شود. این ایستگاه ها شامل توربین ها و کمپرسورها می باشند که فشار گاز ورودی را بالا می برند. برای مثـال در مسـیر خط لولۀ سراسری اول ایران تعداد هشت ایستگاه تقویت فشار موجود است. دستور کـارکرد  کمپرسورها توسط مرکز ارسال و کنترل گاز صادر می شود.

ایستگاه های تقلیل فشار:

خطوط تغذیه و شبکه های شهری ، خطوط انتقال نهایتاً به ایستگاه تقلیل فشار واقـع در دروازة شـهر بـه نـام S.G.C مـیرسـند. در ایسـتگاههـای S.G.C فشار ورودی از psi 1000 به psi 250 کاهش پیدا میکند. لازم به ذکر است فشار ورودی بـه ایسـتگاه هـای تقلیل فشار در شرایط عادی عموماً بین 700 تا 1000 psi متغیر است. ایـن کـاهش فشـار توسـط رگولاتورهـا انجـام میشود. گاز خروجی از ایستگاههای S.G.C با فشاری معادل psi 250 وارد خطوط تغذیه میشود. فشارگاز موجود در خطوط تغذیه جهت ورود به شبکه شهر میبایست در یک مرحلـۀ دیگـر کـاهش داده شـود؛ برای این منظور گاز به سمت ایستگاههایی به نام S.B.T  هدایت میشود. فشار گـاز ورودی بـه S.B.T برابـر psi 250 و فشارگاز خروجی از آن برابر psi 60 است. گاز داخل شبکۀ شـهری بـا فشـار psi 60 در کـل سـطح شهر (کوچه ها و خیابان ها در گردش) بین مشترکین توزیع میشود. جهت انشعاب گیری به منازل از وسیلهای بـه نام Service.T استفاده میشود. قبل از ورود به محل مصرف، فشار گاز شبکۀ شهری مجدداً توسط رگولاتور تا( psi 25/0) نسبی شکسته میشود و گاز با این فشار توسط وسایل گازسوز مورد مصرف قرار میگیرد. در تمامی عملیات فوق پیشبینیها و لوازمی جهت تأمین ایمنی کارکنان و مصرف کننـدگان تعبیـه شـده است. در صورت عدم رعایت موازین ایمنی، هر یک از عملیات فوق میتواند بسیار خطرناک باشد اما اگر فرایند طراحی، نصب، نگهداری، و بهره برداری به طور صحیح انجام شود و مقررات در همه مراحـل اخیـر رعایـت گـردد خطرات احتمالی بسیار کاهش خواهد یافت.گاز طبیعی نقش موثری در تامین انرژی مصارف خانگی و تجاری، صنایع، و نیروگاهها ایفاء می کند.

انتقال و توزیع گاز توسط شبکه خط لوله:

حمل گاز طبیعی از واحدهای تولید در هر حوزه به عهده صنعت خط لوله است. خط لوله انتقال گاز طبیعی از لوله های قوی و قطوری ساخته شده که قادرند فشار زیادی را تحمل نمایند. در مرحله انتقال، گاز بطور تقریب از ارتفاع 300 متر (بید بلند) به ارتفاع 3000 متر از سطح دریا (کوههای زاگرس) بالا مـیرود و همچنـین بـدلیل طی مسیر زیاد، در لولهها و اتصالات افت فشار پیدا میکند، لذا لازم است فشار آن ثابت نگه داشته شود.

واحدهای تقویت فشار:

فشار گاز طبیعی در مسیر انتقال تقویت میشود تا هزینه و اندازه لوله موردنیاز بـرای حمـل آن بـه حـداقل ممکن کاهش یابد. با جریان یافتن گاز در خط لوله، اصطکاک سبب کاهش نرخ فشار و جریان آن میگردد. لذا بـا استفاده از واحدهای تقویت فشار نصب شده در فواصل معین، فشار گاز در مسیر خط لوله تقویت میشود و فشـار مسیر خط لوله نصب شده تأمین و حفظ میگردد. بمنظور دستیابی به اهداف فوق فشار خط انتقال گاز را باید بین 1000-700 پوند بر اینچ مربـع ثابـت نگـه دارند. به این منظور در محلهایی که فشار گاز به حدود 520 پوند بر اینچ مربـع مـیرسـد توسـط کمپرسـورهایی بزرگ، فشار آن را تا حدود 1000 پوند بر اینچ مربع بالا میبرند. بالا نگه داشتن فشار گاز در این حد سبب: الف) کم شدن قطر لوله و نهایتاً کاهش هزینه انتقال شده و درضـمن باعـث ذخیـره سـازی گـاز در مـوارد اضطراری میشود. ب) از رسیدن گاز به نقطه شبنم جلوگیری میکند، زیرا رسیدن گاز به نقطه شبنم علاوه بر ایجاد خوردگی شدید در سیستم باعث اختلال در سیستمهای کنترل فشار گاز میگردد.

ایستگاه های تقلیل فشار گاز  برای استفاده مصرف کننده گان:

یک ایستگاه تقلیل فشار گاز متناسب با ظرفیت فشار ورودی و خروجی , نوع مصرف کننده تعداد و مراحـل شکست فشار و خطوط آن به شکل های مختلفی طراحی و ساخته می شود، ولی با وجود این تنوع به طـور کلـی تجهیزات به کار رفته در ساختمان آن ها به شرح زیر است که ممکن است کاربرد برخـی از آن هـا ضـروری و یـا تعداد آن ها تغییر نماید:

۱-فیلترها

 ۲-گرمکن ها

 ۳ -رگولاتورها

 ۴ -کنتورها

 ۵ -شیرهای اطمینان

 ۶ -شیرهای قطـع فشـار (فشـار شکن)

 ۷ -فشارسنج ها و ترمومترها و عایقهای الکتریکی

 ۸ -شیرها و فلنچ ها

۹ -بودارکننده ها

اگر با توجه به نوع مصرف کننده بخواهیم یک تقسیم بندی ارائه دهیم داریم:

الف ) ایستگاه هایی که شبکه های توزیع گاز را تغذیه می نمایند ( ایستگاه های شهری).

 ب) ایستگاه هایی که شبکه داخلی صنایع و واحـد هـای تجـاری و مسـکونی بـزرگ را تغذیـه مـی نماینـد (ایستگاه های تجاری صنعتی).

 این ایستگاهها توسط امور مهندسی طراحی و سفارش می گردند. در ایستگاه هائی که ظرفیت آنها بیش از پنج هزار متر مکعب در ساعت بـوده و تـداوم گـاز رسـانی حیـاتی میباشد تعداد خطوط ایستگاه بیش از یک خط خواهد بود که معمولا در این گونه موارد ظرفیت هر خط درصدی از ظرفیت کل ایستگاه میباشد.

ایمنی و حریم خطوط انتقال:

سیستم کنترل ایستگاهها بگونـه ای اسـت کـه در صـورت بـروز حادثـــــه شـیر هـای ورودی و خروجـی اتوماتیک بسته می شود. همچنین در فواصل مشخص روی خطوط ، شیر اتوماتیک حسـاس بـه اخـتلاف فشـار و اخیرا به زلزله نیز نصب شده است. هر خط لوله گاز متناسب با فشارگاز ، شرایط محیط و شرایط جمعـــیتی دارای ضخامت و حریم می باشد.

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 1 میانگین: 5]