Конденсат природного газа , также называемый сжиженным природным газом , представляет собой смесь жидких углеводородов низкой плотности , которые присутствуют в качестве газообразных компонентов в сыром природном газе , добываемом на многих месторождениях природного газа . Некоторые виды газа в сыром природном газе будут конденсироваться в жидкое состояние, если температура снизится до уровня ниже температуры точки росы углеводорода при заданном давлении.
Конденсат природного газа также называют конденсатом , или газовым конденсатом , или иногда природным бензином , поскольку он содержит углеводороды в пределах диапазона кипения бензина, и многие рабочие на газовых установках также называют его сокращенным названием condy . Сырой природный газ, используемый для создания конденсата, может добываться из газовых скважин любого типа, таких как: [1] [2]
Источников конденсата много, и каждый имеет свой уникальный состав газоконденсата. Обычно газовый конденсат имеет удельный вес от 0,5 до 0,8 и состоит из углеводородов, таких как пропан , бутан , пентан и гексан . Соединения природного газа с более чем двумя атомами углерода существуют в виде жидкостей при температуре и давлении окружающей среды. [4] Пропан , бутан и изобутан являются жидкими при нормальной температуре только под давлением. Дополнительно конденсат может содержать: [5] [6] [7]
Существуют сотни различных конфигураций оборудования для отделения конденсата природного газа от сырого природного газа. Принципиальная блок-схема справа изображает только одну из возможных конфигураций. [8]
Неочищенный природный газ из газовой скважины или группы скважин охлаждается для снижения температуры газа до уровня ниже точки росы углеводородов при давлении сырья. При этом конденсируется большая часть углеводородов газового конденсата. Сырьевая смесь газа, жидкого конденсата и воды затем направляется в сепаратор высокого давления, где вода и сырой природный газ разделяются и удаляются. Если требуется повышение давления, сырой природный газ из сепаратора высокого давления направляется в главный газовый компрессор , который повышает давление газов до давления, необходимого для транспортировки газа по трубопроводу на завод по переработке сырого природного газа. . Давление нагнетания главного газового компрессора будет зависеть от рабочего давления и расстояния до завода по переработке сырого природного газа, и может потребоваться многоступенчатый компрессор.
Газовый конденсат из сепаратора высокого давления поступает через дросселирующий клапан в сепаратор низкого давления. Снижение давления на регулирующем клапане приводит к частичному испарению конденсата, называемому мгновенным испарением . Неочищенный природный газ из сепаратора низкого давления направляется в «дожимной» компрессор, который повышает давление газа и пропускает его через охладитель, а затем в основной газовый компрессор.
На заводе по переработке сырого природного газа газ будет осушаться , из него будут удаляться кислые газы и другие примеси. Тогда этан ( C
2), пропан ( C
3), бутаны ( C
4) и пентаны ( C
5) – плюс углеводороды с более высокой молекулярной массой , называемые C 5+ – также будут удалены и извлечены в качестве побочных продуктов.
Воду, удаленную из сепараторов высокого и низкого давления, возможно, придется обработать для удаления сероводорода ( H
2S ) до того, как воду можно будет сбросить под землю или каким-либо образом повторно использовать.
Некоторая часть сырого природного газа может быть повторно закачана в продуктивный пласт для поддержания пластового давления или для хранения до последующей установки трубопровода.
Конденсат природного газа обычно более огнеопасен и взрывоопасен, чем обычная сырая нефть. Работа в зонах выхода конденсата опасна для экипажа из-за опасности взрыва, вытеснения кислорода и угрозы удушья и обезболивания, которые могут возникнуть за несколько вдохов человека. [9]
Поскольку конденсат обычно является жидким в условиях окружающей среды, а также имеет очень низкую вязкость, конденсат часто используется для разбавления высоковязких более тяжелых нефтей , которые иначе невозможно эффективно транспортировать по трубопроводам . В частности, конденсат часто смешивают с битумом нефтеносных песков для получения дилбита . В 2013 году рост использования конденсата в качестве разбавителя значительно увеличил его стоимость в некоторых регионах. [10]
Капельный газ , названный так потому, что его можно отбирать со дна небольших камер (так называемых капель ), иногда установленных в трубопроводах из газовых скважин, — это другое название конденсата природного газа, природной формы бензина , получаемой как побочный продукт добычи природного газа. добыча. Он также известен как «конденсат», «природный бензин», «попутный газ», «сырой газ», «белый газ» и «жидкое золото». [11] [12] Согласно определению Свода федеральных правил США, капельный газ состоит из углеводородов бутана , пентана и гексана . В установленных диапазонах дистилляции капельный газ может быть извлечен и использован для денатурации топливного спирта. [13] Капельный газ также используется в качестве очистителя и растворителя , а также в качестве топлива для фонарей и печей.
Некоторые ранние двигатели внутреннего сгорания , такие как первые типы, созданные Карлом Бенцем , и ранние авиационные двигатели братьев Райт , использовали природный бензин , который мог быть либо капельным газом, либо аналогичным диапазоном углеводородов, дистиллированных из сырой нефти. Природный бензин имеет октановое число от 30 до 50, что достаточно для двигателей с низкой степенью сжатия начала 20 века. К 1930 году улучшенные двигатели и более высокие степени сжатия потребовали более высокооктанового очищенного бензина для выработки мощности без детонации и детонации.
Начиная с Великой депрессии , капельный газ использовался в качестве замены товарного бензина жителями нефтедобывающих районов. «Во времена простых двигателей в автомобилях и сельскохозяйственных тракторах нередки случаи, когда любой, имевший доступ к конденсатному колодцу, мог наполнить свой бак «капельной водой», — сообщает Историческое общество Оклахомы. Иногда это работало нормально. «В других случаях это может привести к оглушительным обратным вспышкам и облакам дурно пахнущего дыма». [14]
Некоторые производители, такие как John Deere, производили сельскохозяйственные тракторы, специально предназначенные для работы на тяжелом низкооктановом топливе, которое обычно называли « дистиллятным » или «тракторным топливом». [15] Другими названиями были тракторное испаряющееся масло (Великобритания) и «энергетический керосин» (Австралия). Часто тракторы называли «цельнотопливными». [16] Наиболее важным фактором при сжигании тяжелого топлива в двигателе с искровым зажиганием является правильное испарение топлива. Тракторы, предназначенные для работы на этом топливе, обычно использовали «горячий» впускной воздушный коллектор, который позволял теплу выхлопных газов нагревать коллектор и карбюратор, чтобы способствовать испарению. Учитывая плохое испарение при низких температурах, полностьютопливные тракторы запускались на бензине, затем переходили на тяжелое топливо. Они были оснащены небольшим бензобаком и большим топливным баком, оба из которых подключались к общему клапану, подающему топливо в карбюратор.
Двигатель запускался на бензине, а затем трактор работал до тех пор, пока двигатель не прогрелся достаточно для переключения передач. В этот момент топливный клапан поворачивался, чтобы переключить подачу топлива из бензобака в топливный бак, и тяжелое топливо поступало в карбюратор. Жалюзи или шторы обычно использовались для ограничения потока воздуха в радиатор, сохраняя двигатель достаточно горячим для эффективной работы. Температура охлаждающей жидкости в диапазоне 200 градусов по Фаренгейту была нормальной. Двухцилиндровые полностью топливные тракторы John Deere хорошо работали на тяжелом топливе, поскольку их длинный ход поршня, низкие обороты двигателя и низкая степень сжатия позволяли эффективно использовать топливо. Большинство из них также были оснащены термосифонными системами охлаждения, в которых не использовались водяные насосы. Естественная конвекция позволяла воде течь вверх и из блока двигателя в верхнюю часть радиатора, где она охлаждалась, падала и падала, продолжая цикл.
Автобиографический роман Вуди Гатри « Семена человека» начинается с того, что Вуди и его дядя Джефф подключают трубопровод природного газа для получения капельного газа. Газ также упоминается в фильме Терренса Малика « Пустоши » . [17]
Капельный газ продавался на коммерческой основе на заправочных станциях и в хозяйственных магазинах Северной Америки до начала 1950-х годов. Продаваемый сегодня белый газ представляет собой аналогичный продукт, но производится на нефтеперерабатывающих заводах с удалением канцерогенного бензола . [18]
В 1975 году подразделение капельной газовой полиции штата Нью-Мексико – трое мужчин в пикапах – начало патрулировать нефтяные и газовые месторождения, ловить воров и возвращать бочки с украденным газом. Деталь прекратила свою работу в 1987 году. [12]
Использование капельного газа в легковых и грузовых автомобилях сейчас запрещено во многих штатах. Он также вреден для современных двигателей из-за низкого октанового числа, гораздо более высокой температуры сгорания, чем у бензина, и отсутствия присадок. При использовании в качестве топлива он имеет характерный запах, что позволяло полиции иногда ловить людей, незаконно использующих капельный газ. [19] [15]
Последний момент, который следует учитывать, касается различия между очень легкими сортами арендованного конденсата (которые включены в данные по добыче нефти EIA) и жидкими углеводородными газами (HGL), которые добываются из устья скважины в виде газа, но при разделении превращаются в жидкости. из метана на заводе по переработке природного газа. Эти углеводороды включают этан, пропан, бутаны и углеводороды с пятью или более атомами углерода, называемые пентанами плюс, нафтой или растительным конденсатом. Заводской конденсат также может быть смешан с сырой нефтью, что изменит как распределение, так и общий объем нефти, поступающей на нефтеперерабатывающие заводы.
