2.1. Thành phần
Đặc trƣng chủ yếu của khí tự nhiên và khí dầu mỏ bao gồm hai phần: phần hydrocacbon và phi hydrocacbon.
2.1.1 Các hợp chất hydrocacbon
Trong thành phần khí hydrocacbon, mêtan chiếm hàm lƣợng lớn nhất (>90%), hàm lƣợng các hydrocacbon khác trong dãy đồng đẳng của nó nhƣ: êtan – C2H6, propan – C3H8, iso-butan, n-butan không cao (thƣờng không quá vài phần trăm). Hàm lƣợng hydrocacbon từ C5 trở lên không đáng kể.
Hàm lƣợng của các cấu tử trên thay đổi tuỳ theo nguồn gốc của khí. Ví dụ, trong khí tự nhiên chứa chủ yếu mêtan, các khí nặng hơn C3 C4 rất ít, còn trong khí đông hành, hàm lƣợng các khí C3 C4 cao hơn.
Bảng 4.1. Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác đƣợc ở một vài mỏ của Việt Nam.
Thành phần Khí đồng hành (% thể tích) Khí tự nhiên (% thể tích)
Bạch Hổ Đại Hùng Rồng Tiền Hải Rồng (mỏ khí)
Mêtan 71,59 77,25 76,54 87,64 84,77 Êtan 12,52 9,49 6,98 3,05 7,22 Propan 8,61 3,83 8,25 1,14 3,46 i-Butan 1,75 1,34 0,78 0,12 1,76 n-Butan 2,96 1,26 0,94 0,17 Pentan, C5+ 1,84 2,33 1,49 1,46 1,3 Nitơ, CO2 0,72 4,5 5,02 6,42 1,49 2.1.2 Các hợp chất phi hydrocacbon
Ngoài thành phần chính là hydrocacbon, trong khí tự nhiên và khí dầu mỏ còn chứa các hợp chất khác nhƣ: CO2, N2, H2S, H2, He, Ar, Ne,... Trong các loại khí trên, thƣờng Nitơ chiến phần lớn. Đặc biệt, có những mỏ khí chứa He với hàm lƣợng khá cao nhƣ các mỏ khí tự nhiên ở Mỹ: mỏ Kandas chứa 1,28% He, mỏ Texas chứa 0,9% He. Có những mỏ khí chứa nhiều H2S: mỏ Lag của Pháp chứa H2S với hàm lƣợng 5%.
Ngƣời ta có thể sử dụng các mỏ khí đó làm nguồn nguyên liệu để sản xuất các khí trơ, thu hồi H2S để phục vụ cho công nghiệp.
2.2. Phân loại
tự nhiên, khí ngƣng tụ, khí đồng hành trong quá trình khai thác dầu mỏ và các loại khí thứ cấp sinh ra trong quá trình chế biến dầu tại các nhà máy lọc dầu.
Khí hydrocacbon trong tự nhiên đƣợc phân loại theo nguồn gốc nhƣ dƣới đây:
Khí tự nhiên: là các khí chứa trong các mỏ khí riêng biệt. Trong khí này thành phần chủ yếu là khí mêtan – CH4 (từ 93 đến 99%), còn lại là các khí khác nhƣ êtan - C2H6, propan – C3H8 và rất ít butan – C4H10.
Khí đồng hành: là khí nằm lẫn trong dầu mỏ, đƣợc hình thành cùng với dầu, thành phần chủ yếu là các khí nặng nhƣ: propan, butan, pentan,... (còn gọi là khí dầu mỏ).
Khí ngƣng tụ (condensat): thực chất là dạng trung gian giữa dầu mỏ và khí (phần cuối của khí và phần đầu của dầu), bao gồm các hydrocacbon nhƣ: propan, butan và một số hydrocacbon lỏng khác nhƣ pentan, hexan, thậm chí hydrocacbon naphtenic và aromatic đơn giản. Ở điều kiện thƣờng, khí ngƣng tụ ở dạng lỏng. Khí ngƣng tụ là nguyên liệu quý để sản xuất khí dầu mỏ hoá lỏng và sử dụng trong công nghiệp tổng hợp hóa dầu.
Ngƣời ta còn phân loại khí theo hàm lƣợng hydrocacbon từ propan trở lên:
Khí ẩm: là khí giàu propan, butan và các hydrocacbon nặng (từ propan trở lên trên mức 150g/m3). Từ khí này ngƣời ta chế đƣợc xăng khí, khí hoá lỏng (LPG) và các hydrocacbon riêng biệt cho công nghệ tổng hợp hữu cơ.
Khí khô: là khí chứa ít hydrocacbon nặng (từ propan trở lên, dƣới mức 50 g/m3). Khí này đƣợc sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho nhà máy phân đạm, sản xuất ethylen, axetylen, êtanol,...