Gewinnung von Erdgas

Erdgas entsteht in der äußeren Schicht der Erdkruste, der Lithosphäre. Es entstand durch die Umwandlung organischer Substanzen unter verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen, die seit vielen Millionen Jahren andauern. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (CH4) und seinen Homologen (C3-C4). Seine Zusammensetzung hängt stark von der Art der Lagerstätte ab, aus der es gewonnen wird. Natürlich enthält Erdgas neben Methan und seinen Homologen auch eine Reihe unerwünschter Komponenten wie Stickstoff, Wasser, Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid.

Unter natürlichen Bedingungen kann Gas Rohöl begleiten oder separat auftreten. Es kommt hauptsächlich in zwei Formen vor: als Gas, das frei in Wasser oder Öl gelöst ist, oder in Form von Gesteinen oder Kohle.

Gas, das mit industriellen Methoden hergestellt wird

Mit industriellen Methoden können verschiedene Arten von Gasen gewonnen werden:

a) Flüssiggase – im Volksmund als LPG (Liquefied Petroleum Gas) bezeichnet. Ihre Hauptkomponenten sind Propan (C3H8), Butan und Isobutan (C4H10). Sie werden hauptsächlich durch Stabilisierung von Rohbenzin, Rohöl oder durch Aufbereitung von Raffineriegasen aus Reformierungs-, Crack- und Pyrolyseprozessen gewonnen.
b) Stadtgas – erhalten unter den Bedingungen der Karbonisierung von Kohle bei niedriger und mittlerer Temperatur.
c) Kohlegas – hergestellt bei der Hochtemperatur-Kohleentgasung.
d) Gas aus der Kohlevergasung – es wird durch Einwirkung auf Braunkohle oder Steinkohle mit einem Gemisch aus Wasserdampf und Sauerstoff bei Temperaturen über 900 ° C erhalten. Seine Zusammensetzung hängt von der verwendeten Vergasungstechnologie ab. Der wichtigste Wirtschaftsfaktor ist die Herstellung eines Gemisches aus CO und H2 (sogenanntes Synthesegas).

Anwendung und Vorteile von Gaskraftstoffen

Gaskraftstoffe haben eine Reihe von Vorteilen. Sie zeichnen sich vor allem durch hohe Energieeffizienz aus. Darüber hinaus bieten sie eine konstante Verbrennungstemperatur, erfordern keine Lagerung für den Benutzer und brennen ohne Rauch (ohne Asche und Emissionen von Schwefeloxiden). Erdgas ist ein wertvoller Energieträger und ein wichtiger Rohstoff in der Industrie: chemie (Herstellung von Synthesegas), Energie (Kolbenverbrennungsmotoren, Gasturbinen, Generatoren), Bauwesen (Herstellung, Glas, Zement und Baukeramik) und Metallurgie (Heizöfen).

Ölförderung

Die Wahl des Standorts eines neuen Ölfeldes ist ein sehr komplizierter und teurer Prozess. Es beginnt mit der Durchführung von seismischen Untersuchungen, um nach geeigneten geologischen Strukturen zu suchen, die Ölvorkommen schaffen können. Zu diesem Zweck werden zwei Forschungsmethoden verwendet. Die erste besteht darin, unterirdische Explosionen in der Nähe der Lagerstätte durchzuführen und die seismischen Reaktionen zu beobachten, mit denen Sie Informationen über ihren Standort und ihre Größe erhalten können. Die zweite Methode besteht darin, diese Daten aus natürlich vorkommenden seismischen Wellen zu erhalten.

Die erste Stufe der Ölförderung besteht darin, ein tiefes Loch in den Boden zu bohren. Als nächstes wird ein Gehäuse (Stahlrohr) in das Bohrloch eingebracht, um die Stabilität der gesamten Struktur zu gewährleisten. In der weiteren Stufe werden mehr Löcher gemacht, um einen erhöhten Fluss des extrahierten Öls zu ermöglichen. Um Schadstoffe im Bohrloch aufzulösen, wird häufig Salzsäure verwendet, die die Carbonat- und Kalkformationen effektiv ansäuert und Ablagerungen von Zunder, Rost und Karbonit entfernt. Salzsäure wird auch verwendet, um Restzement zu entfernen, der nach dem Bohrvorgang verbleibt. In der nächsten Phase wird eine spezielle Installation oben auf dem Brunnen platziert, die manchmal als „Weihnachtsbaum“ bezeichnet wird. Es ist ein Satz von kombinierten Ventilen, Rohren und Armaturen, die entworfen sind, um den Druck und den Fluss von Öl und Gas zu regulieren.

Nach dem Anschließen der gesamten Vorrichtung findet die primäre Wiederherstellungsstufe statt. Um Öl in diesem Prozess zu extrahieren, werden viele natürliche Mechanismen verwendet, zum Beispiel Schwerkraftdrainage. Die Wiederfindungsrate im Primärstadium überschreitet normalerweise 15% nicht. Bei weiterer Extraktion fällt der unterirdische Druck ab und reicht nicht mehr aus, um das Öl weiter an die Oberfläche zu verdrängen. An diesem Punkt beginnt der sekundäre Wiederherstellungsschritt.

Es gibt viele Techniken zur sekundären Gewinnung von Erdöl. Sie beinhalten normalerweise die Zufuhr von externer Energie zur Lagerstätte durch Einspritzen von Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder Gasen (z. B. Luft, Kohlendioxid), um den Druck unter Tage zu erhöhen. Die durchschnittliche Rückgewinnungsrate nach primären und sekundären Ölrückgewinnungsvorgängen liegt normalerweise nicht über 45%. Die letzte Stufe des Extraktionsprozesses ist die sogenannte Wiederherstellung dritter Ordnung, die mit verschiedenen Techniken erhalten werden kann. Der erste von ihnen reduziert die Viskosität von Öl durch thermische Erwärmung. Die zweite ist die Injektion von Gas in die Lagerstätte (Injektion von Kohlendioxid). Die letzte Methode nennt man chemische Überschwemmungen. Sie bestehen darin, dichte, unlösliche Polymere mit Wasser zu mischen und unterirdisch zu injizieren. Die tertiäre Gewinnung ermöglicht zusätzliche 15% der Ölproduktion aus der Lagerstätte.

Aufgrund der endenden Reserven an Landölvorkommen hat die Suche nach seinen Ressourcen unter dem Meeresboden begonnen. Zu diesem Zweck werden Bohrplattformen gebaut, was ein komplizierter, teurer und zeitaufwändiger Prozess ist – der Bau der Bergbauplattform dauert in der Regel 2 Jahre. Sie können dauerhaft am Boden befestigt werden (Tiefe bis zu 90 m) oder auf speziellen Schwimmern treiben, die mit einem Ankersystem befestigt sind. Offshore-Bohrplattformen sind normalerweise mit einem Netzwerk von mehreren Dutzend Bohrlöchern verbunden, die Öl in porösen Gesteinen fördern. Neben der Ölförderung auf der Bohrplattform wird es auch vom Gas getrennt. Der so gewonnene Rohstoff wird über ein Rohrleitungssystem zu einer Raffinerie oder zu einem Bergbau- und Umschlagschiff transportiert. Dann werden Öl und Gas zum Tanker geschickt, der es an Land transportiert.

Natürlich hängt die Menge des gewonnenen Öls nicht nur von den verwendeten Bohrtechniken ab. Die Schlüsselfaktoren sind in diesem Fall geologische Aspekte wie die Gesteinsdurchlässigkeit, die Stärke der natürlichen Antriebe, die Porosität der Lagerstätte oder die Viskosität des Öls selbst.

Verarbeitung von Rohöl

Das gewonnene Rohöl wird in Raffinerien zu Kraftstoffen, Ölen, Schmierstoffen, Asphalten und anderen Produkten verarbeitet. Meistens wird Rohöl ohne chemische Veränderung seiner Bestandteile in Fraktionen getrennt. Auf diese Weise werden bei Raumtemperatur flüchtige Raffineriegase, Petrolether mit einem Siedepunkt von 35-60° C, leichtes und schweres Benzin, Kerosin, Diesel mit unterschiedlichen Siedepunkten und Mazut (d. H. Ein Rückstand mit einem Siedepunkt über 350° C) erhalten.

Rohöl durchläuft verschiedene Prozesse, wie zum Beispiel:

a) Cracken – besteht in der Zersetzung von langen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, die in schweren Mazut- und Ölfraktionen vorkommen, in Verbindungen mit kürzeren Ketten, die in Benzin und Dieselöl vorkommen. Dabei entstehen neben kurzkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen auch Methan, LPG, ungesättigte Kohlenwasserstoffe und Koks. Das Cracken kann durch thermische, katalytische oder Strahlungsmethoden initiiert werden.
b) Reformieren – Dies ist ein Verfahren, das auf Leichtölfraktionen oder Produkte angewendet wird, die durch Cracken gewonnen werden, um Kraftstoffe mit einer hohen Oktanzahl zu erhalten. Das Verfahren wird in Gegenwart von Wasserstoff unter Verwendung sehr teurer Platinkatalysatoren durchgeführt. Der Reformierungsprozess erzeugt Wasserstoff, Raffineriegas, LPG sowie Isobutan und n-Butan.
c) Destillation – zielt darauf ab, Rohöl in Fraktionen zu trennen, die in verschiedenen Temperaturbereichen kochen. Dank dieses Prozesses werden basische Fraktionen erhalten, wie: trockenes und nasses Gas, leichtes und schweres Benzin, Kerosin, Dieselöl, Mazut und Gudron.
d) Alkylierung – Dies ist die Reaktion von Olefinen mit Isobutan, was zur Bildung von Isoparaffinen mit höherem Molekulargewicht und höherer Oktanzahl führt. Im Alkylierungsprozess kann Schwefelsäure als Katalysator verwendet werden.
e) Pyrolyse – Abbauprozess, der ohne Sauerstoff bei sehr hohen Temperaturen durchgeführt wird. Es wird verwendet, um Schwerölfraktionen zu pyrolytischem Benzin, Ölen und Teer abzubauen.

Das Angebot der PCC-Gruppe für den Bergbau

Um die Ölförderung und deren Verarbeitung zu verbessern, ist der Einsatz verschiedener Chemikalien von zentraler Bedeutung. Natronlauge wird bei der Raffination von Rohöl, Mineralölen, Pech und Bitumen sowie bei der Schiefergasförderung eingesetzt. Natriumhydroxid in der PCC-Gruppe wird durch ein Membranelektrolyseverfahren hergestellt und in Form einer Lösung mit einer Konzentration von ca. 50%. Eine weitere Anwendung von Natriumhydroxid im Bergbau ist die Behandlung von Abwasser und flüssigen Koksprodukten.

Eine wichtige Gruppe von Produkten, die bei der Gewinnung und Produktion von Öl und Gas von großem Nutzen sind, sind Tenside. Tenside reduzieren die Grenzflächenspannung zwischen Rohöl und Gestein. Dies reduziert die Adhäsionskräfte und zusätzliches Öl kann aus dem Ölfeld freigesetzt werden. Tenside werden auch als Mittel verwendet, um ökologische Schäden durch Öl und andere Erdölauswaschungen zu reduzieren. Sie können auch zur Reinigung von Tanks und Behältern verwendet werden, die für den Transport des extrahierten Rohmaterials benötigt werden.

Eine der wichtigsten Gruppen von Tensiden, die in Reinigungsmitteln verwendet werden, sind die Alkylethersulfate, die von der PCC-Gruppe in der SULFOROKAnol-Reihe angeboten werden. Diese Produkte eignen sich aufgrund ihres anionischen Charakters gut für Formulierungen mit anderen anionischen, nichtionischen und amphoteren Tensiden. Ihre Wasch-, Emulgier- und Schaumeigenschaften machen sie nützlich als Inhaltsstoffe in Formeln, die verschiedene Oberflächen reinigen. Alkylbenzolsulfonsäure (ABS) und deren Salze, z.B. ABSNa, haben auch ähnliche verwendung. Die ABS/1-Säure gehört zur Gruppe der anionischen Tenside. Aufgrund seiner Löslichkeit in Rohöl kann es ein Element von Hilfsmitteln sein, die für die Ölförderung und -verarbeitung verwendet werden. Darüber hinaus wird ABS/1 acid dank seiner Detergenzeigenschaften für Reinigungs- und Entfettungsprozesse, z.B. von Tanks und Schiffen, eingesetzt. Reinigungsprodukte, die in der Ölindustrie verwendet werden, können auch Produkte der ROKAmid-Serie enthalten. Sie zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, auch in geringer Konzentration dichten und stabilen Schaum zu erzeugen. Dank ihrer flüssigen Form erleichtern ROKAmid-Produkte alle Vorgänge im Zusammenhang mit Lagerung, Transport und Abgabe erheblich.

Die nächste Gruppe von Produkten, die bei der Öl- und Gasförderung erforderlich sind, sind Emulgatoren. Sie werden in industriellen Methoden der Ölentwässerung und -entsalzung eingesetzt. Diese Prozesse beruhen auf Ölheizung mit der Zugabe von Emulgatoren in einem Gerät namens Elektro-Dehydrator. Das so erwärmte Gemisch wird durch den Raum des konzentrischen Elektrodensystems gedrückt. Wassertropfen verformen sich, verlieren ihre Ladung und lassen sich leichter miteinander kombinieren, wodurch sie sich vom Öl trennen. Dehydriertes und entsalztes Rohöl kann einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden. Ideal als Emulgatoren in industriellen Entwässerungs- und Entsalzungsprozessen sind ROKAnol-Produkte. Dies sind nichtionische Tenside, die zur Gruppe der Alkoxyfettalkohole gehören. ROKAnol-Produkte können in einem sehr breiten Temperaturbereich sowie in sauren, neutralen und leicht alkalischen Umgebungen eingesetzt werden. Sie können auch Teil entfettender Reinigungsmittel sein, die in der Ölindustrie verwendet werden.

Sehr gute Emulgiereigenschaften zeigen auch ethoxylierte Sorbitanesterderivate, wie ROKwinol 60 und ROKwinol 80. Diese Produkte können Bestandteile von Bohrflüssigkeiten sein, die in der Ölförderung verwendet werden. Andererseits können Sorbitanester, wie ROKwin 60 und ROKwin 80, beim Austreten von Erdölsubstanzen in Gewässer als Dispergiermittel verwendet werden.