Khớ tự nhiờn cú thành phần khớ chủ yếu là CH4 chiếm tỷ lệ từ 80 - 98% thể tớch khớ. Phần cũn lại bao gồm cỏc khớ khỏc như etan (C2H6), propan (C3H8) và butan (C4H10) ngồi ra cũn cú một số khớ như: N2, CO2, H2S, CO,
H2, O2 chiếm tỷ lệ rất nhỏ trong khớ thiờn nhiờn. Trong cỏc loại khớ khụng thuộc hydrocacbon kể trờn thỡ N2 chiếm phần lớn.
1. Khớ mỏ khớ.
Là loại khớ thu được từ cỏc mỏ khớ tự nhiờn, cỏc mỏ này là cỏc tỳi khớ nằm sõu dưới mặt đất, mỏ này khụng cú dầu ở dạng lỏng.
Thành phần mỏ khớ chủ yếu là cỏc loại khớ nhẹ từ C1 đến C5, mà trong đú chủ yếu là CH4 (90%) và cỏc đồng đẳng của metan (cỏc hydrocacbon no), khớ này cũn gọi là khớ nghốo vỡ ớt cỏc khớ nặng từ C2 - C5 do đú chỳng khụng cú ớch nhiều cho hoỏ dầu.
2. Khớ ngưng tụ.
Là khớ sau khi đĩ tỏch hết cỏc sản phẩm lỏng ngưng tụ (giống như xăng nhẹ). Khớ mỏ ngưng tụ cũng tồn tại thành một mỏ riờng và khụng cú dầu mỏ ở dạng lỏng. Thường thỡ cỏc mỏ này nằm sõu trong lũng đất, nhiệt độ và ỏp suất cú thể thay đổi, nhưng khớ thoỏt lờn khỏi mặt đất do giảm nhiệt độ và ỏp suất, cỏc khớ ở dạng C5 - C6 sẽ bị ngưng tụ lại. Trong thành phần khớ lỳc này chỉ cũn phần nhẹ C1 -C4, hàm lượng khớ metan là chủ yếu chiếm tới 90% thể tớch, cũn lại rất ớt đồng đẳng của metan và C2 - C4, lượng C5 - C6 cũn lại rất ớt (nhỏ hơn 0,7%).
3. Khớ đồng hành.
Khớ đồng hành được khai thỏc từ cỏc mỏ dầu đồng thời với cỏc quỏ trỡnh khai thỏc dầu mỏ ở thể lỏng. Trong khớ này khụng cú C5 và C6 nờn khụng cú hiện tượng ngưng tụ thành lỏng. Song loại khớ này cú khỏ nhiều C2, C3 và n-C4, izo-C4, là nguyờn liệu rất quan trọng cho cụng nghiệp hoỏ dầu, do vậy nú cũn cú tờn là khớ giàu. Hàm lượng khớ metan trong khớ này khoảng 30% đến 40%. Như vậy so với mỏ khớ tự nhiờn thỡ hàm lượng metan của khớ đồng hành là ớt hơn và hàm lượng C2 - C4 là nhiều hơn. Ngồi ra trong khớ đồng hành cũn cú cỏc khớ như: H2S, CO2, N2 và H2O.
Bảng: Thành phần khớ tự nhiờn và khớ đồng hành khai thỏc từ một mỏ của CHLB Nga (% thể tớch) [IV-14].
Cỏc cấu tử Tõy SiberiKhớ tự nhiờnUzbekistann QuibisepKhớ đồng hànhVolgagrad
CH4 99 87,2 39,91 76,25 C2H6 0,05 1,99 23,32 8,13 C3H8 0,01 0,32 17,72 8,96 C4H10 (n và izo) 0,003 0,13 5,78 3,54 C4H12 và cao hơn 0,001 0,15 1,1 3,33 CO2 0,05 3,6 0,46 0,83 H2S - 5,5 0,35 - N2 và khớ trơ 0,4 1,11 11,36 1,25
Bảng: Thành phần hoỏ học trung bỡnh của khớ tự nhiờn và khớ đồng hành ơ Việt Nam (% thể tớch).
Cỏc cấu tử Khớ đồng hành Khớ tự nhiờn
Bạch Hổ Đại Hựng Rồng Tiền Hải Rồng tự nhiờn
CH4 73 77 78 87,6 84 C2H6 13 10 3,0 3,1 6,0 C3H8 7,0 5,0 2,0 1,2 4,0 C4H10 2,9 3,3 1,0 1,0 2,0 C5H12 2,5 1,2 1,0 0,8 2,0 N2 0,5 0,5 13,0 3,3 10,0 CO2 0,7 3,0 2,0 3,0 4,0
Bảng: Hằng số vật lý của hydrocacbon C1 - C4 Cấu tử Khối lượng phõn tử Nhiệt độ tới hạn (0C) Áp suất tới hạn (Mpa) Nhiệt độ hoỏ lỏng ở ỏp suất khớ quyển (0C) C1 16,043 -82 4,60 -161,49 C2 30,07 32 4,88 -88,63 C3 44,097 97 4,25 -42,07 Izo-C4 58,124 135 3,65 -11,73 n-C4 58,124 152 3,80 -0,6
PHẦN IV
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ Lí KHÍ TRƯỚC KHI ĐỐT
Khớ sau khi khai thỏc nờn chưa được tinh khiết, chỳng cũn chứa cỏc tạp chất cơ học, hơi nước, khớ trơ và cỏc chất H2S, CO2… vỡ thế khi phun nhiờn liệu vào buồng đốt, cỏc tạp chất cơ học bỏm trờn thành buồng đốt làm giảm hệ số truyền nhiệt nờn lượng nhiệt mà nước trong dàn ống nhận được sẽ giảm xuống, do đú hiệu suất sinh hơi sẽ kộm. Mặt khỏc, cỏc hợp chất H2S, CO2
trong khớ tự nhiờn sẽ làm tăng thể tớch, làm giảm nhiệt chỏy của khớ, đồng thời H2S khi chỏy cũn tạo ra SO2 (khớ) làm ụ nhiễm mụi trường và ăn mũn thiết bị kim loại (ăn mũn axit). Qua đú khớ tự nhiờn trước khi đưa vào sử dụng cần phải qua cỏc cụng đoạn loại cỏc tạp chất kể trờn bằng cỏc quỏ trỡnh tỏch bụi, tỏch hơi nước và cỏc khớ axit.