مصنع الغاز الطبيعي

أنواع مصانع الغاز الطبيعي

تقوم مصانع الغاز الطبيعي بمعالجة وتكرير الغاز الطبيعي الخام وتحويله إلى منتجات نهائية قابلة للبيع. تُستخدم الأنواع التالية من مصانع الغاز الطبيعي بشكل شائع:

• مصانع الفصل

  تُعدّ مصانع الفصل أبسط مرافق معالجة الغاز الطبيعي. يمكنها فصل الغاز الطبيعي الخام إلى مكونات قابلة للاستخدام، مثل الميثان (الغاز الطبيعي)، والإيثان، والبروبان، والبوتان، وغيرها من الهيدروكربونات ذات السلسلة الأطول. عادةً ما تستخدم مصانع الفصل طرق فصل الطور والتجزئة لفصل المكونات المختلفة وفقًا لدرجة غليانها وخصائصها الفيزيائية. الغرض الرئيسي لمصنع الفصل هو استخراج وتنقية الغاز الطبيعي وغيره من المنتجات الثانوية القيمة لتوفير طاقة نظيفة للمنازل والشركات. في الوقت نفسه، يمكن معالجة هذه المنتجات الثانوية وتكريرها بشكل أكبر إلى مواد خام كيميائية واستخدامها في مختلف التطبيقات الصناعية.

• مصانع معالجة الغاز

  تهدف مصانع معالجة الغاز إلى إزالة الملوثات من الغاز، مثل H2S وCO2 وبخار الماء وغيرها من الشوائب، لتحسين جودة الغاز وجعله مناسبًا للاستخدام أو النقل. تستخدم هذه المرافق بشكل عام امتصاصًا كيميائيًا، وغسيل الأمين، وجفافًا، وغير ذلك لتحضير الغاز الطبيعي. هذا يضمن مطابقة الغاز للمواصفات المطلوبة لنقل خطوط الأنابيب أو للمستخدمين النهائيين. تلعب مصانع معالجة الغاز دورًا محوريًا في ضمان جودة الغاز الطبيعي وتقليل التلوث البيئي عن طريق معالجة الغازات الضارة. علاوةً على ذلك، يمكن تزويد الغاز المعالج للعملاء المحليين والصناعيين كمصدر للطاقة.

• مصانع تحويل الغاز إلى سائل (GTL)

  مصنع تحويل الغاز إلى سائل (GTL) هو مصنع يحول الغاز الطبيعي إلى هيدروكربونات سائلة من خلال تقنيات وعمليات محددة. عادةً ما تكون المنتجات السائلة هي الديزل، أو النفط، أو الزيوت الأساسية للمواد المُزلقة. تستخدم مصانع GTL طرقًا عالية التقنية مثل تقنية تخليق فيشر تروبش لتحويل الغاز الطبيعي إلى وقود سائل أو مواد خام كيميائية، مما يوفر مصادر طاقة بديلة ومواد خام لصناعة الكيماويات. يمكن أن تحلّ مواد التغذية لمصانع GTL محل النفط الخام وغيره من الوقود الأحفوري، مما يمكن أن يخفف بشكل فعال من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية. علاوةً على ذلك، تتمتع منتجات مصانع GTL بنقاء عالٍ وتلوث منخفض، وبالتالي تلعب دورًا مهمًا في تقليل انبعاثات الكربون ومكافحة تغير المناخ.

مواصفات وصيانة مصنع الغاز الطبيعي

تعتمد مواصفات مصنع الغاز الطبيعي على نوعه وسعته. فيما يلي بعض المواصفات الشائعة:

• قدرة الإنتاج: يُطلق عليها أيضًا قدرة المعالجة. وحدة القياس هي مليون قدم مكعب قياسي يوميًا (MMscfd). تشير قدرة الإنتاج إلى حجم الغاز الطبيعي الذي يمكن لمصنع الغاز معالجته في يوم واحد.
• تقنيات الفصل: تستخدم العديد من مصانع الغاز تقنيات الفصل لفصل المكثفات والشوائب والسوائل من الغاز الطبيعي. قد تكون تقنيات الفصل هي الغسالات، أو الأعاصير، أو خزانات الترسيب.
• طرق التنقية: تستخدم مصانع الغاز الطبيعي طرق تنقية مختلفة لمعالجة الغاز. تشمل هذه الأساليب امتصاصًا، وامتصاصًا، و فصل غشائي.
• مرافق التخزين: تحتوي مصانع الغاز الطبيعي على مرافق وخزانات تخزين للمنتجات السائلة مثل LPG وNGL. تحتوي المرافق أيضًا على خطوط أنابيب وخزانات تخزين للمنتجات من معالجة الغاز إلى الصناعات المصب.
• الامتثال البيئي: تتوافق أنظمة التحكم في الانبعاثات مع اللوائح البيئية. قد تحتوي هذه الأنظمة على غسالات غاز، ومرشحات، وفواصل. أيضًا، تراقب الأجهزة الانبعاثات لضمان بقائها ضمن الحدود المطلوبة.

الصيانة

تضمن الصيانة الدورية عمل مصانع معالجة الغاز بكفاءة. إليك بعض نصائح صيانة مصنع الغاز الطبيعي.

• الفحص الدوري: تساعد الفحوصات الدورية لكامل المرافق والمعدات على اكتشاف المشكلات المحتملة قبل تفاقمها. يمكن للشركات توظيف متخصصين لفحص المكونات الحيوية مثل خطوط أنابيب الغاز، والفواصل، وخزانات المكثفات، ووحدات التنقية. سيحدد خبراء الصيانة التسريبات، أو التآكل، أو البلى.
• تنظيف النظام: أثناء معالجة الغاز الطبيعي، تتراكم بعض الشوائب في المرافق والمعدات. قد تشمل هذه الشوائب الغبار، أو بقايا الزيت، أو المكثفات. يمكن أن تؤثر هذه الشوائب على أداء المعدات عن طريق إجراء تنظيف شامل لوحدات المعالجة، وخطوط الأنابيب، وخزانات التخزين.
• التزييت: يُستخدم زيت التشحيم في الأجزاء المتحركة لمصنع معالجة الغاز، مثل الصمامات والمضخات، لتقليل البلى وضمان التشغيل السلس.
• استبدال الأجزاء البالية: قد تتآكل بعض الأجزاء في مصنع الغاز الطبيعي مع مرور الوقت بسبب الاستخدام المستمر. قد تشمل هذه الأجزاء الحشوات، والأختام، والصمامات، والمضخات. يجب على الشركات إصلاح أو استبدال أي أجزاء بالية بسرعة لتعزيز كفاءة مصنع الغاز وأمانه.
• مراقبة الانبعاثات: قد تواجه مصانع معالجة الغاز مشكلات يمكن أن تؤدي إلى انبعاثات عالية. يمكن أن تؤثر هذه المشكلات على إنتاجية المصنع والامتثال البيئي. من المهم مراقبة الانبعاثات بشكل منتظم. تساعد المراقبة على ضمان بقاء مصانع معالجة الغاز ضمن المعايير البيئية المطلوبة.

سيناريوهات استخدام مصنع الغاز الطبيعي

يلعب الغاز الطبيعي العديد من الأدوار المهمة في الاقتصاد العالمي، سواء على المستوى المحلي أو على نطاق صناعي.

• كمصدر للطاقة: الغاز الطبيعي هو قوة طاقة تسخن المنازل، وتشغل الأجهزة، وتُزوّد المركبات بالوقود. ترجع شعبيته إلى حقيقة أنه نظيف الاحتراق، وينتج كمية أقل من CO2 لكل وحدة حرارة مقارنةً بالوقود الأحفوري الأخرى، ووفرته. تُعدّ تغذية مولدات الطاقة التي تعمل بالغاز طريقة أخرى لتوفير الطاقة للمنزل من خلال الغاز الطبيعي. في الولايات المتحدة، يستخدم حوالي ثلث المنازل الغاز الطبيعي للتدفئة، والفرن، وتسخين المياه. يشكل الغاز الطبيعي حوالي 24٪ من إجمالي استهلاك الطاقة في جميع أنحاء البلاد، وفقًا لبيانات إدارة معلومات الطاقة.
• الصناعات التحويلية: الغاز الطبيعي هو مادة خام لإنتاج مختلف الأسمدة الكيميائية، وهي نيتروجينية. يتم إنتاج الأمونيا باستخدام الغاز الطبيعي، الذي يعمل كمصدر للهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الغاز الطبيعي كمصدر للطاقة لإنتاج الأسمدة النيتروجينية من خلال عملية هابر. يُستخدم الغاز الطبيعي أيضًا في مجال البتروكيماويات لتصنيع مواد كيميائية مثل الإيثيلين والبروبلين، التي تعمل كسلائف للبلاستيك والمذيبات والمطاط الصناعي.
• توليد الطاقة: يلعب الغاز الطبيعي دورًا كبيرًا في توليد الطاقة. يُستخدم في توربينات الغاز ومحطات الطاقة ذات الدورة المركبة لتوليد الكهرباء. عندما تزداد طلبات الطاقة، يكون الغاز الطبيعي عادةً هو مصدر الوقود المفضل. تستخدمه المرافق لتوليد الكهرباء خلال فترات الذروة. نظرًا لأنه يمكن زيادة إنتاجه بسرعة مع ازدياد الطلب، غالبًا ما يُشار إلى الغاز الطبيعي باسم "طاقة الذروة".
• تجفيف التفاح في الغاز ومعالجة الفاكهة: يتم إدخال الغاز الطبيعي إلى مجفف حراري غير مباشر في هذا المرفق. يُسخن الغاز الطبيعي الأنابيب الفولاذية التي تُسمى مبادلات حرارية في المجفف. تقع مبادلات الحرارة في المجفف. تخرج الفاكهة المجففة من المجفف بنحو 15٪ من الرطوبة، وتُسخن مبادلة الغاز الطبيعي حوالي 185 درجة فهرنهايت.

كيفية اختيار مصنع الغاز الطبيعي

• أمن إمدادات الغاز

  يعتمد مصنع الغاز الطبيعي على إمدادات ثابتة من الغاز لعملياته. يجب على مشتري الأعمال تقييم أمن إمدادات الغاز عن طريق مراجعة العقود، وبنية خطوط الأنابيب، والتغيرات السوقية المحتملة. يشمل ذلك أيضًا تقييم موثوقية شبكة توزيع الغاز، مع التركيز على عوامل مثل صيانة خطوط الأنابيب واحتمالية انقطاع الإمداد.

• المرونة وقابلية التوسع

  يمكن أن يتقلب طلب الغاز الطبيعي بسبب الظروف السوقية وتفضيلات العملاء. يجب على مشتري الأعمال تقييم قابلية توسع مرافق الإنتاج ومرونتها لضبط مستويات الإنتاج وبدائل الوقود. يجب عليهم أيضًا مراعاة ما إذا كان بإمكان المرفق التكيف بسرعة مع متطلبات السوق المتغيرة عن طريق تقييم قدرته على زيادة أو تقليل الإنتاج بسرعة والتبديل بين أنواع الوقود المختلفة عند الحاجة. يساعد هذا على ضمان قدرة مرفق الإنتاج على تلبية متطلبات الأعمال المتطورة بكفاءة.

• الامتثال البيئي

  يجب على مشتري الأعمال التأكد من أن مصنع الغاز الطبيعي يمتثل للوائح البيئية. يجب عليهم فحص أنظمة التحكم في انبعاثات المصنع، وممارسات إدارة النفايات، وتقييمات التأثير البيئي. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليهم إعطاء الأولوية للمصانع التي لديها تقنيات فعالة للتحكم في الانبعاثات لتخفيف انبعاثات غازات الدفيئة وتقليل بصمة الكربون للمصنع.

• التقدم التكنولوجي

  خذ بعين الاعتبار دور الابتكارات التكنولوجية في تعزيز الكفاءة والاستدامة داخل عملية إنتاج الغاز الطبيعي. على سبيل المثال، يمكن أن تُحسّن أساليب الاستخراج المتقدمة من معدلات استعادة الغاز وتقلل من التأثير البيئي. علاوةً على ذلك، يمكن أن يؤدي تفضيل المعدات الموفرة للطاقة، مثل أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHP) وأنظمة المراقبة والتحكم الذكية، إلى تحسين استخدام الطاقة بشكل كبير وتقليل الهدر.

أسئلة وأجوبة حول مصنع الغاز الطبيعي

س1: ما هي خطوات معالجة الغاز الطبيعي في مصنع معالجة الغاز الطبيعي؟

ج1: تشمل الخطوات:

• فصل الغاز الطبيعي عن النفط الخام
• التنقية
• التجزئة
• فصل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين

س2: ما هي المعدات الرئيسية المستخدمة في مصنع معالجة الغاز الطبيعي؟

ج2: تشمل المعدات:

• الفواصل
• الضاغطات
• أجهزة التحكم في نقطة الندى
• الماصات

س3: ما هي اتجاهات تقنية معالجة الغاز الطبيعي؟

ج3: بعض الاتجاهات هي تطوير مصانع المعالجة على نطاق صغير، واستخدام أنظمة المراقبة عبر الإنترنت، واستعادة المنتجات الثانوية.