Sau khi các tạp chất đã được loại bỏ trong các thiết bị tách lọc, khí thiên nhiên được vận chuyển đến các nhà máy chế biến nơi các hợp chất như êtan, butan và các chất khác được tách ra[r]
(1)Khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên, hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon hyđrô) Cùng với than đá, dầu mỏ khí khác, khí thiên nhiên nhiên liệu hóa thạch Khí thiên nhiên chứa đến 85% mêtan (CH4) khoảng 10% êtan (C2H6), có chứa số lượng nhỏ propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), alkan khác Khí thiên nhiên, thường tìm thấy với mỏ dầu vỏ Trái Đất, khai thác tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung lượng giới Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ tạp chất, bao gồm điơxít cacbon (CO2), hyđrơ sulfit (H2S), nitơ (N2) Do tạp chất làm giảm nhiệt trị đặc tính khí thiên nhiên, chúng thường tách khỏi khí thiên nhiên q trình tinh lọc khí sử dụng làm sản phẩm phụ
Sử dụng
Khí thiên nhiên sử dụng làm nhiên liệu nguyên liệu đầu vào cho ngành chế biến hóa chất Là nhiên liệu gia dụng, đốt bếp ga, lị ga để nấu nướng, sấy khô Là nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên đốt lị gạch, gốm lị cao sản xuất xi măng Khí thiên nhiên sử dụng để đốt lò đốt tua-bin nhiệt điện để phát điện lò nấu thủy tinh, lò luyện kim loại chế biến thực phẩm
Khí thiên nhiên sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho ngành hóa dầu để tạo chất hóa dầu Các chất hóa dầu sử dụng làm sản phẩm sở cho việc sản xuất phân đạm, bột giặt, dược phẩm, chất dẻo nhiều loại hàng hóa khác
Lịch sử
Con người sử dụng khí tự nhiên nhiều kỷ Các ghi chép lịch sử cho thấy khí thiên nhiên đốt Trung Quốc năm 250 Vào kỷ 17, khí thiên nhiên sử dụng để sưởi ấm chiếu sáng miền Bắc Ý Ở Hoa Kỳ, khí thiên nhiên lần đầu phát FredoniaNew York, năm 1821
Do khí thiên nhiên dạng khí khó vận chuyển phương tiện thông thường, lịch sử khí thiên nhiên sử dụng khu vực gần mỏ khí Khi ngành cơng nghiệp dầu khí phát triển vào kỷ 19 kỷ 20, khí thiên nhiên phát dầu mỏ (khí đồng hành) từ mỏ ngầm thường xử lý chất phụ phẩm phế thải thường đốt bỏ giàn khoan Ngày nay, khí thiên nhiên vận chuyển thông qua mạng lưới đường ống dẫn khí rộng lớn hóa lỏng chở tàu bồn
Sự hình thành khí thiên nhiên
(2)nhiệt lớp trầm tích chồng lên tạo nên xác loại sinh vật chuyển hóa hóa học chất hữu thành khí thiên nhiên
Do dầu mỏ khí thiên nhiên thường tạo trình tự nhiên tương tự nhau, hai loại hydrocarbon thường tìm thấy bể chứa ngầm tự nhiên Sau dần tạo nên lòng vỏ Trái Đất, dầu mỏ khí thiên nhiên dần chui vào lỗ nhỏ tầng đá xốp xung quanh, tầng đá xốp có vai trị bể chứa tự nhiên Do lớp đá xốp thường có nước chui vào, dầu mỏ khí tự nhiên, vốn nhẹ nước dày đặc tầng đá xung quanh nên chúng chuyển lên qua lớp vỏ, cách xa nơi chúng tạo Cuối cùng, số hydrocacbon bị bẫy lại lớp đá không thấm (đá không xốp), lớp gọi đá "mũ chụp" Khí thiên nhiên nhẹ dầu mỏ, tạo lớn nằm dầu mỏ Lớn khí gọi "mũ chụp khí"
Các lớp than đá có chứa lượng mêtan đáng kể, mêtan thành phần khí thiên nhiên Trong trữ lượng than đá, mêtan thường thường bị phân tán vào lỗ vết nứt tầng than Khí thiên nhiên thường gọi khí mêtan tầng than đá (coal-bed methane) Hiện diện
Bản đồ sản lượng khí thiên nhiên theo quốc gia (các quốc gia màu nâu màu đỏ những quốc gia có sản lượng lớn nhất)
Khí thiên nhiên phát khắc châu lục, ngoại trừ châu Nam Cực Trữ lượng khí thiên nhiên giới tổng cộng vào khoảng 150 tỷ tỷ m³ (150 × 1018) Trữ lượng khí thiên nhiên lớn nhất, tổng cộng 48 tỷ tỷ m³ nằm Nga Trữ lượng lớn thứ nhì giới, 50 tỷ tỷ m³, nằm Trung Đơng Các mỏ có trữ lượng khác nằm nơi khác châu Á, châu Phi Úc Trữ lượng khí thiên nhiên Hoa Kỳ tổng cộng tỷ tỷ m³ Theo xếp hạng trữ lượng khí thiên nhiên theo bang từ cao xuống thấp, mỏ khí thiên nhiên lớn phát ở: Texas, Vịnh Mexico khơi Louisiana, Oklahoma, New Mexico, Wyoming Vịnh Prudhoe Bắc Slope bang Alaska Ở Canada, tổng trữ lượng khí tự nhiên 1,7 tỷ tỷ m³ Phần lớn trữ lượng khí tự nhiên Canada nằm Alberta
Phân loại
(3)còn lại sau ankan rút khỏi khí ướt Khí chua khí chứa nồng độ hyđrơ sulfít cao (đây chất khí khơng màu, độc có mùi trứng thối) Khí khí có chứa chất hyđrơ sulfít
Các chất khơng phải hyđrơ cacbon khí thiên nhiên chất làm lỗng chất gây nhiễm Các chất làm lỗng bao gồm loại khí như: nitơ, điơxít cacbon nước Các chất gây nhiễm bao gồm hyđrơ sulfít hợp chất lưu huỳnh khác Các chất gây nhiễm phá hoại thiết bị sản xuất vận chuyển Nếu đốt, chất gây nhiễm gây vấn đề nhiễm khơng khí mưa axít Mưa axít tạo thành hợp chất lưu huỳnh khí thiên nhiên loại nhiên liệu hóa thạch khác than đá bị đốt phản ứng với ẩm khơng khí để tạo nên axít sulphuric (H2SO4) Hỗn hợp ẩm axít rơi xuống đất trời mưa gây hư hại cho mùa màng rừng, hồ, suối, sông
Khai thác
Để định vị mỏ khí, nhà địa chất học thăm dị khu vực có chứa thành phần cần thiết cho việc tạo khí thiên nhiên: đá nguồn giàu hữu cơ, điều kiện chôn vùi đủ cao để tạo khí tự nhiên từ chất hữu cơ, kiến tạo đá "bẫy" hyđrơcacbon Khi kiến tạo địa chất chứa khí tự nhiên xác định, thông thường bể trầm tích, người ta tiến hành khoan giếng kiến tạo đá Nếu giếng khoan vào lớp đá xốp có chứa trữ lượng đáng kể khí thiên nhiên, áp lực bên lớp đá xốp ép khí thiên nhiên lên bề mặt Nhìn chung, áp lực khí thường giảm sút dần sau thời gian khai thác người ta phải dùng bơm hút lên bề mặt
Chế biến khí thiên nhiên
Một nhà máy xử lý khí thiên nhiên
Khi khí thiên nhiên khai thác khỏi mặt đất, vận chuyển đường ống dẫn khí đến nhà máy tinh lọc xử lý, nơi chế biến
Khí thiên nhiên chế biến thiết bị tách lọc khí để loại bỏ hợp chất hyđrôcacbon, đặc biệt hyđrơ sulfít điơxít cacbon Hai q trình sử dụng cho mục đích hấp thụ hút bám (absorption and adsorption)
(4)chất lỏng hấp thụ Khí thiên nhiên sau khỏi chất hấp thụ chất hấp thụ tạp chất lại chất lỏng Các chất lỏng hấp thụ thường sử dụng nước, dung dịch amin nước (aqueous amine) cacbonat natri
Quá trình hút bám q trình cố đặc khí tự nhiên bề mặt chất rắn chất lỏng để loại bỏ tạp chất Một chất thường sử dụng cho mục đích cacbon (than), chất có diện tích bề mặt đơn vị trọng lượng rộng Ví dụ, hợp chất lưu huỳnh phí tự nhiên bề mặt hấp thụ cacbon giữ lấy Các hợp chất lưu huỳnh kết hợp với hyđrô ơxi để tạo thành axít sulphuric loại bỏ
Sau tạp chất loại bỏ thiết bị tách lọc, khí thiên nhiên vận chuyển đến nhà máy chế biến nơi hợp chất êtan, butan chất khác tách để sử dụng cho nhiều mục đích khác Các chất êtan, propan, butan sử dụng rộng rãi ngành hóa dầu
Vận chuyển tàng trữ
Sau chế biến, khí thiên nhiên vận chuyển đường ống dẫn khí đến hộ tiêu thụ khu dân cư hay khu cơng nghiệp Khi khí di chuyển lịng ống, ma sát khí lên thành ống làm giảm lưu lượng khí Do đó, trạm nén lắp đặt dọc theo tuyến ống để bổ sung áp lực cần thiết đủ giữ cho khí di chuyển đến nơi yêu cầu
Một khí đến nơi tiêu thụ, cơng ty khí đốt thường chứa vào bồn bể để cung cấp cho thị trường vào cao điểm Ví dụ thời tiết lạnh nhu cầu tiêu thụ khí tự nhiên thường vượt số lượng đường ống vận chuyển từ nhà máy chế biến khí thiên nhiên Do đó, cơng ty kinh doanh khí đốt thường chứa khí thiên nhiên vào bể chứa lớn chịu áp lực cao chứa vào tầng đá xốp Trong nhiều trường hợp, khu vực tàng trữ khí thiên nhiên sử dụng mỏ than giếng dầu bị bỏ hoang Khi cần, người ta lại bơm lên mặt đất Khí thiên nhiên chở tàu tàng trữ dạng khí hóa lỏng (LPG) Khí thiên nhiên hóa lỏng nhiệt độ -160° C (-256° F) Khí thiên nhiên chiếm thể tích lớn 600 lần lớn so với dạng lỏng Khí hóa lỏng vận chuyển tàu bồn xe bồn Các dự án khai thác khí lớn Việt Nam
Đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn
Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau
Dự án đường ống dẫn khí Bạch Hổ
Dự án đường ống dẫn khí Lơ B - Ô Môn