Επεξεργασία φυσικού αερίου
(Natural Gas Processing)

Επεξεργασία Φυσικού Αερίου

Το φυσικό αέριο είναι ένα φυσικό προϊόν που βρίσκεται παγιδευμένο σε υπόγειες κοιλότητες. Περιέχει ένα πλήθος συστατικών και η σύστασή του διαφοροποιείται από περιοχή σε περιοχή. Το πλεονάζον συστατικό είναι το μεθάνιο, αλλά περιέχει και άλλους ελαφρείς υδρογονάνθρακες, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και βαρύτερους σε μικρές ποσότητες. Περιέχει επίσης νερό, διοξείδιο του άνθρακα και υδρόθειο ή / και μερκαπτάνες όπως και άζωτο. Η συνηθέστερη εμπορική χρήση του φυσικού αερίου είναι η καύση του για παραγωγή θερμότητας/έργου. Το φυσικό αέριο ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο παραγωγής μέχρι το σημείο κατανάλωσης σε χαλύβδινους σωλήνες πιέσεως. Το φυσικό αέριο πριν εισέλθει στους αγωγούς διανομής επεξεργάζεται στην πηγή. Δίπλα στα πηγάδια φυσικού αερίου υπάρχουν σε γήπεδο οι μονάδες επεξεργασίας του. Σ΄ αυτές τροποποιούνται οι ιδιότητες (προδιαγραφές) του φυσικού αερίου. Η αποβολή αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα αυξάνει τη θερμογόνο δύναμη του φυσικού αερίου, ενώ η αφαίρεση υδροθείου και υγρασίας εμποδίζει τη διάβρωση του δικτύου λόγω σχηματισμού θειωδών αλάτων. Η αφαίρεση της υγρασίας εμποδίζει και την παγοποίηση του υδρατμού σε διάφορα τμήματα του εξοπλισμού επεξεργασίας, ιδίως όταν το φυσικό αέριο επανασυμπιέζεται  κατά τη διαδρομή του μέχρι την κατανάλωσή του. Επειδή οι περιεχόμενοι υδρογονάνθρακες έχουν από μόνοι τους εμπορική αξία, αφαιρούνται συνήθως από το φυσικό αέριο σε μια αλληλουχία αποστακτικών στηλών (distillation train). Η αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα, του υδροθείου και της κύριας ποσότητας του νερού γίνεται σε μονάδα επεξεργασίας αμίνης-γλυκόλης. Περαιτέρω αφαίρεση (trimming) νερού, οξυγονούχων και θειωδών ενώσεων γίνεται σε σταθερές κλίνες στερεών ροφητών, αλουμίνας και ζεολίθων (μοριακά κόσκινα) κυρίως.

Αρκετά πηγάδια όμως φυσικού αερίου, ιδίως στο τρίγωνο Τέξας-Οκλαχόμα-Νέο Μεξικό των ΗΠΑ, περιέχουν και σημαντικές ποσότητες του αδρανούς ευγενούς αερίου ηλίου He (έως και 3%). Ο διαχωρισμός του ηλίου από το φυσικό αέριο επιτυγχάνεται με την υγροποίηση όλου του φυσικού αερίου πλην του ηλίου. Έτσι το αέριο ήλιο διαχωρίζεται από το υγρό φυσικό αέριο. Ο διαχωρισμός αυτός επιτυγχάνεται σε δύο στάδια. Σε πρώτο στάδιο παράγεται αέριο ήλιο περιεκτικότητας 60-70% (αργό ήλιο -crude helium) και σε δεύτερο στάδιο παράγεται ήλιο καθαρότητας >99,995% (grade-A).