wydobycie gazu ziemnego
gaz ziemny występuje w zewnętrznej warstwie skorupy ziemskiej, czyli litosferze. Powstał w wyniku przemian substancji organicznych w różnych warunkach ciśnieniowych i temperaturowych, które trwają od wielu milionów lat. Gaz ziemny składa się głównie z metanu (CH4) i jego homologów (C3-C4). Jego skład jest silnie uzależniony od rodzaju złoża, z którego jest wydobywany. Oczywiście, oprócz metanu i jego homologów, gaz ziemny zawiera również szereg niepożądanych składników, takich jak azot, woda, siarkowodór czy dwutlenek węgla.
w warunkach naturalnych gaz może towarzyszyć ropie naftowej lub występować oddzielnie. Występuje głównie w dwóch formach: jako gaz swobodnie rozpuszczony w wodzie lub oleju, lub w postaci wchłoniętej w skałach lub węglu.
gaz wytwarzany metodami przemysłowymi
metodami przemysłowymi można uzyskać kilka rodzajów gazów:
A) gazy ciekłe-popularnie określane jako LPG (skroplony gaz ropopochodny). Ich głównymi składnikami są propan (C3H8), Butan i izobutan (C4H10). Uzyskuje się je głównie przez stabilizację benzyny surowej, ropy naftowej lub przez przetwarzanie gazów rafineryjnych z procesów reformingu, krakingu i pirolizy.
B) gaz miejski-uzyskiwany w Warunkach niskotemperaturowej i średniotemperaturowej karbonizacji węgla.
c) gaz węglowy-produkowany w procesie wysokotemperaturowego odgazowywania węgla.
d) gaz z zgazowania węgla-otrzymuje się go poprzez działanie na węgiel brunatny lub węgiel kamienny z mieszaniną pary wodnej i tlenu w temperaturach powyżej 900°C. Jego skład zależy od zastosowanej technologii zgazowania. Najważniejszym czynnikiem ekonomicznym jest produkcja mieszaniny CO i H2 (tzw. gazu syntezowego).
zastosowanie i zalety paliw gazowych
paliwa gazowe mają wiele zalet. Charakteryzują się przede wszystkim wysoką sprawnością energetyczną. Ponadto zapewniają stałą temperaturę spalania, nie wymagają przechowywania dla użytkownika i spalają się bez dymu (bez popiołu i emisji tlenków siarki). Gaz ziemny jest cennym nośnikiem energii i ważnym surowcem w przemyśle: przemysł chemiczny (produkcja gazu syntezowego), energetyczny (silniki spalinowe tłokowe, turbiny gazowe, Generatory), budowlany (produkcja, szkło, cement i ceramika budowlana) i metalurgiczny (piece grzewcze).
Wydobycie ropy naftowej
wybór lokalizacji nowego pola naftowego jest bardzo skomplikowanym i kosztownym procesem. Rozpoczyna się od przeprowadzenia badań sejsmicznych w celu poszukiwania odpowiednich struktur geologicznych, które mogą tworzyć złoża ropy naftowej. W tym celu stosuje się dwie metody badawcze. Pierwszy polega na wykonywaniu podziemnych eksplozji w pobliżu złoża i obserwacji reakcji sejsmicznych, które pozwalają uzyskać informacje o jego lokalizacji i wielkości. Drugą metodą jest uzyskanie tych danych z naturalnie występujących fal sejsmicznych.
pierwszym etapem wydobycia ropy jest wywiercenie głębokiego otworu w ziemi. Następnie w wywierconym otworze umieszczana jest obudowa (stalowa rura), zapewniająca stabilność całej konstrukcji. W dalszym etapie wykonuje się więcej otworów, aby umożliwić zwiększony przepływ wydobytego oleju. W celu rozpuszczenia zanieczyszczeń w studni wiertniczej często stosuje się kwas solny, który skutecznie zakwasza formacje węglanowe i wapienne oraz usuwa osady kamienia, rdzy i karbonitu. Kwas solny stosuje się również do usuwania resztek cementu pozostałych po procesie wiercenia. W kolejnym etapie na szczycie studni umieszcza się specjalną instalację, zwaną czasem „choinką”. Jest to zestaw połączonych zaworów, rur i kształtek, które są przeznaczone do regulacji ciśnienia i przepływu ropy naftowej i gazu.
po podłączeniu całego urządzenia następuje podstawowy etap odzyskiwania. Aby wydobyć olej w tym procesie, stosuje się wiele naturalnych mechanizmów, na przykład odwadnianie grawitacyjne. Wskaźnik odzysku w fazie pierwotnej zwykle nie przekracza 15%. Przy dalszej ekstrakcji ciśnienie pod ziemią spada i staje się niewystarczające,aby nadal wypierać olej na powierzchnię. W tym momencie rozpoczyna się wtórny etap odzyskiwania.
istnieje wiele technik wtórnego odzyskiwania ropy naftowej. Zazwyczaj obejmują one dostarczanie energii zewnętrznej do złoża poprzez wstrzykiwanie płynów (np. wody) lub gazów (np. powietrza, dwutlenku węgla) w celu zwiększenia ciśnienia pod ziemią. Średni stopień odzysku po pierwotnych i wtórnych operacjach odzyskiwania ropy naftowej zwykle nie przekracza 45%. Ostatnim etapem procesu ekstrakcji jest tzw. odzyskiwanie trzeciego rzędu, które można uzyskać przy użyciu różnych technik. Pierwszy z nich zmniejsza lepkość oleju poprzez ogrzewanie termiczne. Drugi to wtrysk gazu do złoża (Wtrysk dwutlenku węgla). Ostatnia metoda nazywa się powodziami chemicznymi. Polegają one na mieszaniu gęstych, nierozpuszczalnych polimerów z wodą i wstrzykiwaniu ich pod ziemią. Odzysk trzeciorzędowy pozwala na dodatkowe 15% produkcji ropy ze złoża.
ze względu na kończące się zasoby lądowych złóż ropy naftowej rozpoczęły się poszukiwania jej zasobów pod dnem morskim. W tym celu budowane są platformy wiertnicze, co jest skomplikowanym, kosztownym i czasochłonnym procesem-budowa platformy Górniczej trwa zwykle 2 lata. Mogą być mocowane na stałe do dna (głębokość do 90 m) lub dryfować na specjalnych pływakach, mocowanych za pomocą systemu kotwicznego. Morskie platformy wiertnicze są zwykle połączone z siecią kilkudziesięciu odwiertów, które wydobywają ropę w porowatych skałach. Oprócz wydobywania ropy na platformie wiertniczej, jest ona również oddzielana od gazu. Otrzymany w ten sposób surowiec jest transportowany systemem rurociągów do rafinerii lub na statek wydobywczy i przeładunkowy. Następnie ropa i gaz są wysyłane do tankowca, który transportuje je na brzeg.
oczywiście ilość odzyskanego oleju nie zależy tylko od zastosowanych technik wiercenia. Kluczowymi czynnikami w tym przypadku są aspekty geologiczne, takie jak przepuszczalność skał, Siła napędów naturalnych, porowatość złoża lub lepkość samego oleju.
przetwarzanie ropy naftowej
wydobyta ropa naftowa jest przetwarzana w rafineriach w celu uzyskania paliw, olejów, smarów, asfaltów i innych produktów. Najczęściej ropa naftowa jest rozdzielana na frakcje bez chemicznej zmiany jej składników. W ten sposób uzyskuje się gazy rafineryjne Lotne W temperaturze pokojowej, eter naftowy o temperaturze wrzenia 35-60°c, lekką i ciężką benzynę, naftę, olej napędowy o różnych temperaturach wrzenia i mazut (tj. pozostałość o temperaturze wrzenia powyżej 350°C).
ropa naftowa podlega różnym procesom, takim jak:
A) krakowanie – polega na rozkładzie długich węglowodorów alifatycznych występujących w ciężkich mazutach i frakcjach olejowych, na związki o krótszych łańcuchach występujące w benzynie i oleju napędowym. Oprócz krótkołańcuchowych węglowodorów alifatycznych w procesie powstają również Metan, LPG, węglowodory nienasycone i koks. Kraking może być inicjowany metodami termicznymi, katalitycznymi lub radiacyjnymi.
B) Reforming-jest to proces stosowany do lekkich frakcji ropy naftowej lub produktów uzyskiwanych z krakingu w celu uzyskania paliw o wysokiej liczbie oktanowej. Proces odbywa się w obecności wodoru przy użyciu bardzo drogich katalizatorów platynowych. W procesie reformingu powstaje Wodór, Gaz rafineryjny, LPG, a także izobutan i N-Butan.
C) destylacja-ma na celu rozdzielenie ropy naftowej na frakcje wrzące w różnych zakresach temperatur. Dzięki temu procesowi uzyskuje się frakcje podstawowe, takie jak: gaz suchy i mokry, Benzyna lekka i ciężka, nafta, olej napędowy, mazut i gudron.
D) Alkilacja – jest to reakcja olefin z izobutanem, w wyniku której powstają izoparafiny o większej masie cząsteczkowej i liczbie oktanowej. W procesie alkilacji kwas siarkowy może być stosowany jako katalizator.
e) Piroliza – proces degradacji przeprowadzany bez tlenu w bardzo wysokich temperaturach. Służy do rozkładania ciężkich frakcji olejowych na pirolityczną benzynę, oleje i smołę.
oferta Grupy PCC dla górnictwa
w celu usprawnienia wydobycia i przetwarzania ropy naftowej kluczowe znaczenie ma stosowanie różnych chemikaliów. Ług sodowy jest wykorzystywany do rafinacji ropy naftowej, olejów mineralnych, wydobycia Paku i bitumu oraz gazu łupkowego. Wodorotlenek sodu z Grupy PCC jest wytwarzany w procesie elektrolizy membranowej i dostarczany w postaci roztworu o stężeniu ok. 50%. Innym zastosowaniem wodorotlenku sodu w górnictwie jest oczyszczanie ścieków i płynnych produktów koksowniczych.
ważną grupą produktów, które są bardzo przydatne w ekstrakcji i produkcji ropy naftowej i gazu są środki powierzchniowo czynne. Środki powierzchniowo czynne zmniejszają napięcie międzyfazowe między ropą naftową a skałą. Zmniejsza to siły przyczepności i dodatkowy olej może zostać uwolniony z pola naftowego. Środki powierzchniowo czynne są również stosowane jako środek do zmniejszania szkód ekologicznych wynikających z ługowania ropy naftowej i innych ropopochodnych. Mogą być również używane do czyszczenia zbiorników i zbiorników potrzebnych do transportu wydobytego surowca.
jedną z najważniejszych grup środków powierzchniowo czynnych stosowanych w preparatach czyszczących są siarczany eteru alkilowego oferowane przez grupę PCC W serii SULFOROKAnol. Produkty te, ze względu na swój anionowy charakter, sprawdzą się w preparatach z innymi anionowymi, niejonowymi i amfoterycznymi środkami powierzchniowo czynnymi. Ich właściwości myjące, emulgujące i pieniące sprawiają, że są przydatne jako składniki w formułach, które czyszczą różne powierzchnie. Kwas alkilobenzenosulfonowy (ABS) i jego sole, np. ABSNa, mają również podobne zastosowanie. Kwas ABS / 1 należy do grupy anionowych środków powierzchniowo czynnych. Ze względu na rozpuszczalność w ropie naftowej może być elementem środków pomocniczych stosowanych do ekstrakcji i przetwarzania ropy naftowej. Ponadto kwas ABS / 1, dzięki swoim właściwościom detergentowym, jest stosowany do procesów czyszczenia i odtłuszczania, np. zbiorników i statków. Produkty czyszczące stosowane w przemyśle naftowym mogą również obejmować serię produktów ROKAmid. Charakteryzują się one zdolnością do tworzenia gęstej i stabilnej piany, nawet w małym stężeniu. Dzięki płynnej formie produkty ROKAmid znacznie ułatwiają wszystkie operacje związane z ich przechowywaniem, transportem i wydawaniem.
kolejną grupą produktów niezbędnych w procesach wydobycia ropy naftowej i gazu są emulgatory. Stosowane są w przemysłowych metodach odwadniania i odsalania oleju. Procesy te polegają na ogrzewaniu olejowym z dodatkiem emulgatorów w urządzeniu zwanym elektro-odwadniaczem. Tak podgrzana mieszanina jest przepychana przez przestrzeń koncentrycznego układu elektrod. Krople wody są zdeformowane, tracą swój ładunek i łatwiej się ze sobą łączą, dzięki czemu oddzielają się od oleju. Odwodniona i odsalona ropa naftowa może być poddawana dalszemu przetwarzaniu. Idealne jako emulgatory w przemysłowych procesach odwadniania i odsalania są produkty Rokanolu. Są to niejonowe środki powierzchniowo czynne należące do grupy alkoksylowych alkoholi tłuszczowych. Produkty ROKAnol mogą być stosowane w bardzo szerokim zakresie temperatur, a także w środowiskach kwaśnych, obojętnych i lekko zasadowych. Mogą być również częścią odtłuszczających środków czyszczących stosowanych w przemyśle naftowym.
bardzo dobre właściwości emulgujące wykazują również etoksylowane pochodne estru sorbitanu, takie jak ROKwinol 60 i ROKwinol 80. Produkty te mogą być składnikami płynów wiertniczych stosowanych w produkcji ropy naftowej. Z drugiej strony estry sorbitanu, takie jak ROKwin 60 i ROKwin 80, mogą być stosowane w wycieku substancji ropopochodnych do wód jako środki dyspergujące.