maakaasun louhinta

maakaasu tapahtuu maankuoren uloimmassa kerroksessa eli litosfäärissä. Se syntyi orgaanisten aineiden muuntumisen seurauksena erilaisissa paine-ja lämpötilaolosuhteissa, jotka ovat jatkuneet useita miljoonia vuosia. Maakaasu koostuu pääasiassa metaanista (CH4) ja sen homologeista (C3-C4). Sen koostumus riippuu voimakkaasti siitä, millaisesta esiintymästä se uutetaan. Metaanin ja sen homologien lisäksi maakaasussa on luonnollisesti myös joitakin ei-toivottuja ainesosia, kuten typpeä, vettä, rikkivetyä tai hiilidioksidia.

luonnonoloissa kaasu voi seurata raakaöljyn mukana tai esiintyä erikseen. Se esiintyy pääasiassa kahdessa muodossa: kaasuna, joka on vapaasti liuennut veteen tai öljyyn, tai kiviin tai kivihiileen imeytyneessä muodossa.

teollisin menetelmin tuotettua kaasua

Useita kaasutyyppejä voidaan valmistaa teollisin menetelmin:

A) nestemäisiä kaasuja, joista käytetään yleisesti nimitystä nestekaasu (Nestekaasu). Niiden pääkomponentit ovat propaani (C3H8), butaani ja isobutaani (C4H10). Niitä saadaan pääasiassa stabiloimalla raakaa bensiiniä, raakaöljyä tai käsittelemällä jalostamokaasuja reformointi -, krakkaus-ja pyrolyysiprosesseista.
b) kaupunkikaasu – saatu hiilen matalan ja keskilämpötilan karbonatisoitumisolosuhteissa.
C) Kivihiilikaasu, jota tuotetaan korkean lämpötilan kivihiilen kaasunpoistoprosessissa.
d) kivihiilen kaasutuksessa syntyvä Kaasu – sitä saadaan vaikuttamalla ruskohiileen tai mustaan kivihiileen vesihöyryn ja hapen seoksella yli 900°C: n lämpötilassa. Sen koostumus riippuu käytetystä kaasutustekniikasta. Tärkein taloudellinen tekijä on CO: n ja H2: n seoksen (ns.syngas) tuotanto.

Kaasupolttoaineiden käyttö ja edut

Kaasupolttoaineilla on useita etuja. Niille on ominaista ensisijaisesti korkea energiatehokkuus. Lisäksi ne tarjoavat jatkuvan palamislämpötilan, eivät vaadi käyttäjän varastointia ja polttaa ilman savua (ilman tuhkaa ja rikkioksidipäästöjä). Maakaasu on arvokas energianlähde ja tärkeä raaka-aine teollisuudessa: kemikaali (synteesikaasujen tuotanto), energia (mäntäpolttomoottorit, kaasuturbiinit, generaattorit), rakentaminen (tuotanto, lasi, sementti ja rakennuskeramiikka) ja metallurgia (lämmitysuunit).

öljynporaus

uuden öljykentän sijainnin valitseminen on hyvin monimutkainen ja kallis prosessi. Se alkaa seismisten tutkimusten suorittamisesta sopivien geologisten rakenteiden löytämiseksi, jotka voivat luoda öljyesiintymiä. Tähän tarkoitukseen käytetään kahta tutkimusmenetelmää. Ensimmäinen liittyy tehdä maanalaisia räjähdyksiä lähellä esiintymän ja tarkkailemalla seismisiä reaktioita, joiden avulla voit saada tietoa sen sijainnista ja koosta. Toinen tapa on saada tämä tieto luonnossa esiintyvistä seismisistä aalloista.

öljynporauksen ensimmäinen vaihe on syvän reiän poraaminen maahan. Seuraavaksi porattuun reikään sijoitetaan kotelo (teräsputki), joka takaa koko rakenteen vakauden. Jatkovaiheessa tehdään lisää reikiä, jotta louhitun öljyn virtaus lisääntyisi. Epäpuhtauksien liuottamiseksi porauskaivoon käytetään usein suolahappoa, joka happamoittaa tehokkaasti karbonaatti-ja kalkkimuodostumia sekä poistaa suomu -, ruoste-ja karboniittikerrostumia. Suolahappoa käytetään myös porauksen jälkeen jäljelle jääneen sementin poistamiseen. Seuraavassa vaiheessa kaivon yläosaan sijoitetaan erityinen installaatio, jota kutsutaan joskus ”joulukuuseksi”. Se on joukko yhdistettyjä venttiilejä, putkia ja liitososia, jotka on suunniteltu säätelemään öljyn ja kaasun painetta ja virtausta.

koko laitteen kytkemisen jälkeen tapahtuu ensisijainen toipumisvaihe. Öljyn uuttamiseksi tässä prosessissa käytetään monia luonnollisia mekanismeja, esimerkiksi painovoimaojitusta. Ensimmäisen vaiheen saantoaste on yleensä enintään 15%. Edelleen louhinta, maanalainen paine laskee ja tulee riittämätön edelleen syrjäyttää öljyn pintaan. Tässä vaiheessa alkaa toissijainen toipumisvaihe.

maaöljyn sekundaariseen talteenottoon on monia tekniikoita. Ne liittyvät yleensä tarjonnan ulkoista energiaa talletuksen ruiskuttamalla nesteitä (esim., vesi) tai kaasuja (esim., ilma, hiilidioksidi) lisätä painetta maan alla. Primaaristen ja sekundaaristen öljyntorjuntatoimien jälkeinen keskimääräinen talteenottoaste ei yleensä ylitä 45: tä prosenttia. Uuttoprosessin viimeinen vaihe on niin sanottu kolmannen kertaluvun talteenotto, joka voidaan saada eri tekniikoilla. Ensimmäinen niistä vähentää öljyn viskositeettia lämpölämmityksellä. Toinen on kaasun ruiskutus talletukseen (hiilidioksidin ruiskutus). Viimeinen menetelmä on nimeltään kemialliset tulvat. Ne koostuvat tiheiden, liukenemattomien polymeerien sekoittamisesta veteen ja injektoinnista maan alle. Tertiäärinen talteenotto mahdollistaa sen, että esiintymästä saadaan vielä 15 prosenttia öljyntuotannosta.

maaöljyesiintymien loppuvien varantojen vuoksi sen luonnonvarojen etsintä merenpohjan alta on alkanut. Tätä tarkoitusta varten rakennetaan porauslauttoja, mikä on monimutkainen, kallis ja aikaa vievä prosessi-kaivosalustan rakentaminen kestää yleensä 2 vuotta. Ne voidaan kiinnittää pysyvästi pohjaan (syvyys enintään 90 m) tai ajelehtia erikoisissa kellukkeissa, jotka on kiinnitetty ankkurijärjestelmällä. Offshore-porauslautat on yleensä liitetty useiden kymmenien porakaivojen verkostoon, josta öljyä saadaan huokoisiin kiviin. Sen lisäksi, että porauslautalla otetaan talteen öljyä, se myös erotetaan kaasusta. Näin saatu raaka-aine kuljetetaan putkijärjestelmän kautta jalostamoon tai kaivos-ja jälleenlaivausalukseen. Sen jälkeen säiliöalukselle lähetetään öljyä ja kaasua, joka kuljettaa sen maihin.

talteen otetun öljyn määrä ei tietenkään riipu vain käytetyistä poraustekniikoista. Avaintekijöitä tässä tapauksessa ovat Geologiset näkökohdat, kuten kiven läpäisevyys, luonnollisten käyttövoimien lujuus, esiintymän huokoisuus tai itse öljyn viskositeetti.

Raakaöljyn jalostus

uutettu raakaöljy käsitellään jalostamoissa polttoaineiden, öljyjen, voiteluaineiden, asfalttien ja muiden tuotteiden saamiseksi. Useimmiten raakaöljy erotetaan jakeiksi ilman, että sen komponentit muuttuvat kemiallisesti. Näin saadaan huoneenlämmössä haihtuvia jalostuskaasuja, petrolieetteriä, jonka kiehumispiste on 35-60°C, kevyttä ja raskasta bensiiniä, petrolia, dieseliä, jolla on eri kiehumispisteet ja mazut (eli jäännös, jonka kiehumispiste on yli 350°C).

raakaöljy käy läpi erilaisia prosesseja, kuten:

A) krakkaus – koostuu pitkien alifaattisten hiilivetyjen hajoamisesta raskaissa masuutti-ja öljyjakeissa yhdisteiksi, joiden ketjut ovat lyhyempiä bensiinissä ja dieselöljyssä. Prosessissa muodostuu lyhytketjuisten alifaattisten hiilivetyjen lisäksi myös metaania, nestekaasua, tyydyttymättömiä hiilivetyjä ja koksia. Krakkaus voidaan aloittaa lämpö -, katalyytti-tai säteilymenetelmillä.
b) reformointi – tämä on prosessi, jota sovelletaan kevytöljyfraktioihin tai krakkauksessa saatuihin tuotteisiin, jotta saadaan polttoaineita, joiden oktaaniluku on suuri. Prosessi suoritetaan vedyn läsnä ollessa käyttäen erittäin kalliita platinakatalyyttejä. Reformointiprosessissa tuotetaan vetyä, jalostamokaasua, nestekaasua sekä isobutaania ja n-butaania.
C) tislaus-pyritään erottamaan raakaöljy eri lämpötila-alueilla kiehuviksi jakeiksi. Tämän prosessin ansiosta saadaan perusfraktioita, kuten: kuiva ja märkä kaasu, kevyt ja raskas bensiini, kerosiini, dieselöljy, Masut ja gudron.
d) alkylointi – tämä on olefiinien reaktio isobutaanin kanssa, jolloin muodostuu isoparafiineja, joilla on suurempi molekyylipaino ja oktaaniluku. Alkylointiprosessissa katalyyttinä voidaan käyttää rikkihappoa.
e) pyrolyysi – hajoamisprosessi ilman happea erittäin korkeissa lämpötiloissa. Sitä käytetään hajottamaan raskasöljyjakeet pyrolyyttiseen bensiiniin, öljyihin ja tervaan.

PCC Groupin tarjous kaivosteollisuudelle

öljynporauksen ja sen käsittelyn parantamiseksi erilaisten kemikaalien käyttö on avainasemassa. Soodalipeää käytetään raakaöljyn, mineraaliöljyjen, pien ja bitumin sekä liuskekaasun jalostuksessa. PCC-ryhmän natriumhydroksidia valmistetaan kalvoelektrolyysimenetelmällä ja toimitetaan liuoksena, jonka pitoisuus on n. 50%. Toinen natriumhydroksidin käyttökohde kaivosteollisuudessa on jäteveden ja nestemäisten koksaustuotteiden käsittely.

tärkeä ryhmä tuotteita, joista on paljon hyötyä öljyn ja kaasun porauksessa ja tuotannossa, ovat pinta-aktiiviset aineet. Pinta-aktiiviset aineet vähentävät raakaöljyn ja kiven välistä jännitettä. Tämä vähentää tarttumisvoimia ja öljykentästä voidaan vapauttaa lisää öljyä. Pinta-aktiivisia aineita käytetään myös keinona vähentää öljyn ja muun öljyn huuhtoutumisen aiheuttamia ekologisia vahinkoja. Niitä voidaan käyttää myös louhitun raaka-aineen kuljetukseen tarvittavien säiliöiden ja alusten puhdistamiseen.

yksi tärkeimmistä puhdistusvalmisteissa käytettävistä pinta-aktiivisten aineiden ryhmistä ovat Sulforokanolisarjaan kuuluvat PCC-ryhmän tarjoamat alkyylieetterisulfaatit. Nämä tuotteet toimivat anionisen luonteensa vuoksi hyvin muiden anionisten, ei-ionisten ja amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden kanssa. Niiden pesu -, emulgointi-ja vaahtoamisominaisuudet tekevät niistä hyödyllisiä ainesosia kaavoissa, jotka puhdistavat erilaisia pintoja. Alkyylibentseenisulfonihappo (ABS) ja sen suolat esim. ABSNa, on myös samanlainen käyttö. ABS / 1-happo kuuluu anionisten pinta-aktiivisten aineiden ryhmään. Koska se on liukoinen raakaöljyyn, se voi olla öljynporauksessa ja-käsittelyssä käytettävien apuaineiden alkuaine. Lisäksi ABS / 1-happoa käytetään pesuaineominaisuuksiensa ansiosta esimerkiksi säiliöiden ja laivojen puhdistamiseen ja rasvanpoistoon. Öljyteollisuudessa käytettäviin puhdistusaineisiin voi kuulua myös rokamid-tuotesarjoja. Niille on ominaista kyky luoda tiheä ja vakaa vaahto, jopa pieni pitoisuus. Nestemäisen muotonsa ansiosta rokamid-tuotteet helpottavat merkittävästi kaikkea varastointiin, kuljetukseen ja jakeluun liittyvää toimintaa.

seuraava öljyn ja kaasun uuttoprosessissa tarvittava tuoteryhmä ovat emulgaattorit. Niitä käytetään teollisissa öljynpoistomenetelmissä ja suolanpoistossa. Nämä prosessit perustuvat öljylämmitykseen lisäämällä emulgointiaineita sähködehydraattoriksi kutsutussa laitteessa. Näin kuumennettu seos pakotetaan samankeskisen elektrodijärjestelmän tilan läpi. Vesipisarat ovat epämuodostuneita, irrottavat kuormansa ja niitä on helpompi yhdistää toisiinsa, jolloin ne eroavat öljystä. Dehydratoitua ja suolatonta raakaöljyä voidaan käsitellä edelleen. Rokanolituotteet ovat ihanteellisia emulgointiaineiksi teollisissa vedenpoisto-ja suolanpoistoprosesseissa. Nämä ovat ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita, jotka kuuluvat alkoksirasvaalkoholien ryhmään. Rokanolivalmisteita voidaan käyttää hyvin monenlaisissa lämpötiloissa sekä happamissa, neutraaleissa ja hieman emäksisissä ympäristöissä. Ne voivat olla myös osa öljyteollisuudessa käytettäviä rasvanpuhdistusaineita.

erittäin hyviä emulgointiominaisuuksia ovat myös etoksyloidut sorbitaaniesterijohdannaiset, kuten Rokwinoli 60 ja rokwinoli 80. Nämä tuotteet voivat olla öljyn tuotannossa käytettävien porausnesteiden komponentteja. Toisaalta sorbitaaniestereitä, kuten ROKwin 60: tä ja ROKwin 80: tä, voidaan käyttää maaöljyaineiden vuotamisessa vesistöihin hajotusaineina.