مقاله جداسازی گاز طبیعی از نفت خام

مقدمه:
گاز طبیعی و نفت خام به عنوان منابع انرژی فسیلی، نقش کلیدی در تأمین انرژی جهانی و صنایع پتروشیمی ایفا می کنند. این منابع در اعماق زمین ذخیره می شوند و تحت فشار و دماهای بسیار بالا به صورت ترکیبات هیدروکربنی و گازهای محلول در نفت وجود دارند. گازهای طبیعی می توانند به تنهایی یا همراه با نفت تشکیل ذخایر زیرزمینی دهند که هر دو حالت از نظر اقتصادی و صنعتی اهمیت فراوانی دارند. گاز محلول در نفت و گازهای همراه، بخشی از انرژی ذخیره شده در مخازن هستند و نحوه استخراج و جداسازی آنها از نفت خام تأثیر مستقیم بر بهره وری، ایمنی و ارزش اقتصادی می گذارد.

متان به عنوان اصلی ترین جزء گاز طبیعی، در شرایط فشار و دمای مخازن به صورت گاز باقی می ماند، اما در مخازن با فشار بالا ممکن است در نفت حل شود و همراه آن استخراج گردد. سایر اجزای گاز طبیعی، مانند اتان، پروپان، بوتان و هیدروکربن های سنگین تر، بسته به شرایط مخزن و فشار و دما، می توانند در فاز گاز یا مایع یافت شوند. گاز محلول در نفت بخشی از پتانسیل تولید مخزن به حساب می آید و کنترل و مدیریت آن از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که هنگام استخراج، بخش قابل توجهی از این گاز همراه نفت خارج می شود.

در گذشته بخش زیادی از گازهای محلول در نفت به دلیل نبود فناوری مناسب سوزانده می شد و به هدر می رفت، اما با توسعه تکنولوژی های جداسازی و پالایش، این گازها اکنون به عنوان منابع ارزشمند مورد استفاده قرار می گیرند. گازهای حاصل از استخراج می توانند برای تزریق به مخازن نفتی، تولید محصولات پتروشیمی و تولید سوخت های پاک و ارزشمند استفاده شوند. این فرآیند نه تنها بهره وری انرژی را افزایش می دهد، بلکه اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد، زیرا سوختن مستقیم گازهای محلول می تواند تولید آلاینده های خطرناک را به همراه داشته باشد.

گاز طبیعی خام از دو نوع چاه استخراج می شود: چاه های مستقل گازی و چاه های نفتی. چاه های مستقل گازی مانند میادین پارس جنوبی، نار و کنگان، گاز غیر همراه یا NON-ASSOCIATED GAS تولید می کنند که عمدتاً شامل متان، اتان و مقادیر متنوعی از هیدروکربن های سنگین و مایعات گازی است. این گازها اغلب همراه با مقداری آب شور و ذرات معلق استخراج می شوند که قبل از ارسال به تاسیسات پالایشی باید جدا شوند. در مسیر خطوط لوله نیز دستگاه های گرم کننده از تشکیل هیدرات های گازی جلوگیری می کنند و جریان گاز را بدون انسداد حفظ می نمایند.

چاه های نفت نیز می توانند گاز محلول در نفت (SOLUTION GAS) یا گاز همراه (ASSOCIATED GAS) تولید کنند. گاز محلول بخشی از نفت است و در فشار و دمای مخزن در آن حل شده است، در حالی که گاز همراه به صورت فاز جدا از نفت یافت می شود. جداسازی این گازها از نفت نیازمند فرآیندهای کنترل فشار، دما و سطح مایع در جداکننده ها است تا همگام با شرایط عملیاتی، بیشترین بهره وری از منابع حاصل شود. هر تغییر در دما و فشار محیط، نحوه جداسازی گاز و نفت را تحت تأثیر قرار می دهد و طراحی مناسب تجهیزات تفکیک و سایز لوله ها و شیرها برای عملکرد بهینه ضروری است.

گاز طبیعی به دلیل ترکیب عمدتاً متان، ارزش حرارتی بالایی دارد و در مقایسه با دیگر سوخت های فسیلی تمیزتر و ایمن تر است. احتراق آن تولید آب و حداقل دی اکسیدکربن می کند و انتشار آلاینده های خطرناک مانند منواکسید کربن به حداقل می رسد. این ویژگی ها باعث شده است که گاز طبیعی سوختی مناسب برای مصارف خانگی، صنعتی و تجاری باشد. جداسازی مؤثر گاز از نفت خام نه تنها باعث افزایش کارایی انرژی می شود، بلکه امکان تولید محصولات با ارزش تر و کاهش هدررفت منابع را فراهم می آورد.

عملیات جداسازی گاز طبیعی از نفت خام، به کنترل دقیق فشار و سطح مایع در تجهیزات تفکیک بستگی دارد و تغییرات دما و جریان ورودی یا خروجی می تواند مستقیماً بر عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد. طراحی جداکننده ها به گونه ای انجام می شود که امکان جداسازی حداکثری گاز و نفت با حداقل اتلاف فراهم شود و تجهیزات بتوانند تغییرات محیطی و فشار عملیاتی را تحمل کنند. این فرآیند، حلقه اصلی بهره برداری بهینه از ذخایر نفت و گاز را تشکیل می دهد و نقش حیاتی در صنعت انرژی دارد.