Těžba a těžba ropy a plynu

Těžba zemního plynu

Zemní plyn se vyskytuje ve vnější vrstvě zemské kůry, tedy v litosféře. Vznikl v důsledku přeměny organických látek za různých tlakových a teplotních podmínek, které probíhají již mnoho milionů let. Zemní plyn se skládá převážně z metanu (CH ₄ ) a jeho homologů (C ₃ -C ₄ ) . Jeho složení je silně závislé na typu ložiska, ze kterého se těží. Zemní plyn samozřejmě kromě metanu a jeho homologů obsahuje i řadu nežádoucích složek, jako je dusík, voda, sirovodík nebo oxid uhličitý. V přírodních podmínkách může plyn doprovázet ropu nebo se vyskytovat samostatně. Vyskytuje se především ve dvou formách: jako plyn volně rozpuštěný ve vodě nebo ropě, nebo ve formě absorbované v horninách či uhlí.

Plyn vyráběný průmyslovými metodami

Pomocí průmyslových metod lze získat několik typů plynů:

a) Kapalné plyny – lidově označované jako LPG (Liquefied Petroleum Gas). Jejich hlavními složkami jsou propan (C ₃ H ₈ ), butan a isobutan (C ₄ H ₁₀ ). Získávají se především stabilizací surového benzínu, ropy nebo zpracováním rafinérských plynů z reformovacích, krakovacích a pyrolýzních procesů. b) Svítiplyn – získává se v podmínkách nízko a středněteplotní karbonizace uhlí. c) Uhelný plyn – vzniká v procesu vysokoteplotního odplyňování uhlí. d) Plyn ze zplyňování uhlí – získává se působením na hnědé uhlí nebo černé uhlí se směsí vodní páry a kyslíku při teplotách nad 900°C. Jeho složení závisí na použité technologii zplyňování. Nejdůležitějším ekonomickým faktorem je produkce směsi CO a H ₂ (tzv. syngas).

Použití a výhody plynných paliv

Plynová paliva mají řadu výhod. Vyznačují se především vysokou energetickou účinností. Navíc zajišťují konstantní teplotu spalování, nevyžadují skladování pro uživatele a hoří bez kouře (bez popela a emisí oxidů síry). Zemní plyn je cenným nosičem energie a důležitou surovinou v průmyslu: chemickém (výroba syngasu), energetice (pístové spalovací motory, plynové turbíny, generátory), stavebnictví (výroba, sklářství, cement a stavební keramika) a hutnictví (topení). pece).

Těžba ropy

Výběr umístění nového ropného pole je velmi komplikovaný a nákladný proces. Začíná prováděním seismických průzkumů za účelem hledání vhodných geologických struktur, které mohou vytvářet ložiska ropy. K tomuto účelu se používají dvě výzkumné metody. První zahrnuje provádění podzemních výbuchů v blízkosti ložiska a pozorování seismických reakcí, které vám umožní získat informace o jeho poloze a velikosti. Druhou metodou je získat tato data z přirozeně se vyskytujících seismických vln.

První fází těžby ropy je vyvrtání hluboké díry do země. Dále se do vyvrtaného otvoru vloží plášť (ocelová trubka), zajišťující stabilitu celé konstrukce. V další fázi jsou vytvořeny další otvory, které umožňují zvýšený průtok extrahované ropy. K rozpuštění škodlivin ve vrtané studni se často používá kyselina chlorovodíková , která účinně okyseluje karbonátové a vápenné útvary a odstraňuje usazeniny vodního kamene, rzi a karbonitu. Kyselina chlorovodíková se také používá k odstranění zbytkového cementu zbývajícího po procesu vrtání. V další fázi je na vrcholu studny umístěna speciální instalace, někdy nazývaná "vánoční strom". Jedná se o sadu kombinovaných ventilů, potrubí a armatur, které jsou určeny k regulaci tlaku a průtoku ropy a plynu. Po připojení celé aparatury nastává fáze primární obnovy. K těžbě ropy v tomto procesu se používá mnoho přírodních mechanismů, například gravitační drenáž. Míra výtěžnosti v primární fázi obvykle nepřesahuje 15 %. S další těžbou podzemní tlak klesá a stává se nedostatečným k tomu, aby pokračovalo vytlačování ropy na povrch. V tomto okamžiku začíná sekundární krok obnovy. Existuje mnoho technik pro sekundární získávání ropy. Obvykle zahrnují dodávku externí energie do ložiska vstřikováním tekutin (např. vody) nebo plynů (např. vzduchu, oxidu uhličitého) ke zvýšení tlaku v podzemí. Průměrná míra výtěžnosti po primární a sekundární těžbě ropy obvykle nepřesahuje 45 %. Poslední fází procesu extrakce je tzv. obnova třetího řádu, kterou lze získat pomocí různých technik. První z nich snižuje viskozitu oleje tepelným ohřevem. Druhým je vstřikování plynu do ložiska (vstřikování oxidu uhličitého). Poslední metoda se nazývá chemické záplavy. Spočívají ve smíchání hustých nerozpustných polymerů s vodou a jejich vstřikování pod zem. Terciální těžba umožňuje dodatečných 15 %produkce ropy z ložiska. Kvůli končícím zásobám pevninských ropných ložisek začalo hledání jejích zdrojů pod mořským dnem. K tomuto účelu se budují vrtné plošiny, což je složitý, drahý a zdlouhavý proces – stavba těžební plošiny trvá obvykle 2 roky. Mohou být trvale připevněny ke dnu (hloubka až 90 m) nebo unášeny na speciálních plovácích, upevněných kotevním systémem. Pobřežní vrtné plošiny jsou obvykle napojeny na síť několika desítek vrtů, které těží ropu v porézních horninách. Kromě těžby ropy na vrtné plošině se také odděluje od plynu. Takto získaná surovina se dopravuje potrubním systémem do rafinerie nebo do těžebního a překládacího plavidla. Poté se ropa a plyn posílají do tankeru, který ji dopraví na břeh. Množství vytěžené ropy samozřejmě nezávisí pouze na použitých vrtných technikách. Klíčovými faktory jsou v tomto případě geologické aspekty, jako je propustnost hornin, síla přírodních pohonů, poréznost ložiska nebo viskozita samotné ropy.

Zpracování ropy

Vytěžená ropa se zpracovává v rafinériích na paliva, oleje, maziva, asfalty a další produkty. Nejčastěji se ropa dělí na frakce bez chemické změny jejích složek. Tímto způsobem se získávají rafinérské plyny těkavé při pokojové teplotě, petrolether s bodem varu 35-60°C, lehký a těžký benzín, petrolej, nafta s různými body varu a mazut (tj. zbytek s bodem varu nad 350°C). ) jsou získány. Surová ropa prochází různými procesy, jako např.

a) Krakování – spočívá v rozkladu dlouhých alifatických uhlovodíků nacházejících se v těžkých mazutových a ropných frakcích na sloučeniny s kratšími řetězci, které se nacházejí v benzínu a naftě. Kromě alifatických uhlovodíků s krátkým řetězcem v procesu vzniká také metan, LPG, nenasycené uhlovodíky a koks. Praskání může být iniciováno tepelnými, katalytickými nebo radiačními metodami. b) Reformování – jedná se o proces aplikovaný na lehké ropné frakce nebo produkty získané krakováním za účelem získání paliv s vysokým oktanovým číslem. Proces se provádí v přítomnosti vodíku za použití velmi drahých platinových katalyzátorů. Proces reformování produkuje vodík, rafinérský plyn, LPG a také isobutan a n-butan. c) Destilace – je zaměřena na dělení ropy na frakce vroucí v různých teplotních rozmezích. Díky tomuto procesu se získávají základní frakce, jako jsou: suchý a mokrý plyn, lehký a těžký benzín, petrolej, nafta, mazut a gudron. d) Alkylace – jedná se o reakci olefinů s isobutanem, při které vznikají isoparafiny s vyšší molekulovou hmotností a oktanovým číslem. V procesu alkylace může být jako katalyzátor použita kyselina sírová . e) Pyrolýza – degradační proces prováděný bez kyslíku při velmi vysokých teplotách. Používá se k rozkladu těžkých ropných frakcí na pyrolytický benzín, oleje a dehet.

Nabídka PCC Group pro těžební průmysl

Pro zlepšení těžby ropy a jejího zpracování je klíčové použití různých chemikálií. Natronový louh se používá při rafinaci ropy, minerálních olejů, smoly a bitumenu a těžbě břidlicového plynu. Hydroxid sodný ve skupině PCC se vyrábí procesem membránové elektrolýzy a dodává se ve formě roztoku o koncentraci cca. 50 %. Další aplikací hydroxidu sodného v těžebním průmyslu je úprava odpadních vod a kapalných koksárenských produktů.

Významnou skupinou produktů, které mají velké využití při těžbě a výrobě ropy a plynu, jsou povrchově aktivní látky. Povrchově aktivní látky snižují mezipovrchové napětí mezi ropou a horninou. Tím se sníží adhezní síly a z ropného pole se může uvolnit další olej. Povrchově aktivní látky se také používají jako prostředek ke snížení ekologických škod vyplývajících z vyluhování ropy a jiné ropy. Lze je také použít k čištění nádrží a nádob potřebných pro přepravu vytěžené suroviny.

Jednou z nejdůležitějších skupin povrchově aktivních látek používaných v čisticích přípravcích jsou alkylethersulfáty nabízené společností PCC Group v řadě SULFOROKAnol . Tyto produkty budou díky svému aniontovému charakteru dobře fungovat ve formulacích s jinými aniontovými, neiontovými a amfoterními povrchově aktivními látkami. Jejich mycí, emulgační a pěnící vlastnosti je činí užitečnými jako přísady do přípravků, které čistí různé povrchy. Obdobné použití má také kyselina alkylbenzensulfonová (ABS) a její soli, např. ABSNa .Kyselina ABS/1 patří do skupiny aniontových povrchově aktivních látek. Díky své rozpustnosti v ropě může být součástí pomocných látek používaných při těžbě a zpracování ropy. Kromě toho se kyselina ABS/1 díky svým detergentním vlastnostem používá k čištění a odmašťování např. nádrží a lodí. Čisticí prostředky používané v ropném průmyslu mohou také zahrnovat produkty řady ROKAmid . Vyznačují se schopností vytvářet hustou a stabilní pěnu i v malé koncentraci. Produkty ROKAmid díky své tekuté formě výrazně usnadňují veškeré operace spojené s jejich skladováním, přepravou a výdejem. Další skupinou produktů nezbytných v procesech těžby ropy a plynu jsou emulgátory. Používají se v průmyslových metodách odvodňování a odsolování ropy. Tyto procesy se spoléhají na ohřev oleje s přidáním emulgátorů v zařízení zvaném elektrodehydrátor. Takto zahřátá směs je protlačována prostorem systému koncentrických elektrod. Kapky vody se deformují, ztrácejí zátěž a snáze se vzájemně spojují, čímž se oddělují od oleje. Dehydratovaná a odsolená ropa může být podrobena dalšímu zpracování. Ideální jako emulgátory v průmyslových odvodňovacích a odsolovacích procesech jsou produkty ROKAnol . Jedná se o neiontové povrchově aktivní látky patřící do skupiny alkoxy mastných alkoholů. Produkty ROKAnol lze používat ve velmi širokém rozsahu teplot, stejně jako v kyselém, neutrálním a mírně alkalickém prostředí. Mohou být také součástí odmašťovacích čisticích prostředků používaných v ropném průmyslu. Velmi dobré emulgační vlastnosti vykazují také ethoxylované deriváty sorbitanesteru, jako je ROKwinol 60 a ROKwinol 80 . Tyto produkty mohou být součástí vrtných kapalin používaných při výrobě ropy. Na druhou stranu estery sorbitanu, jako je ROKwin 60 a ROKwin 80 , lze použít při úniku ropných látek do vod jako dispergační činidla.