석유 및 가스 추출 및 생산

천연가스 추출

천연가스는 지각의 바깥층, 즉 암석권에서 발생합니다. 그것은 수백만 년 동안 계속되어 온 다양한 압력과 온도 조건에서 유기 물질의 변형의 결과로 생성되었습니다. 천연가스는 주로 메탄(CH ₄ )과 그 동족체(C ₃ -C ₄ )로 구성됩니다 . 그 구성은 추출되는 퇴적물의 유형에 따라 크게 달라집니다. 물론 메탄과 그 동족체 외에도 천연 가스에는 질소, 물, 황화수소 또는 이산화탄소와 같은 바람직하지 않은 여러 성분이 포함되어 있습니다. 자연 조건에서 가스는 원유와 함께 발생할 수도 있고 별도로 발생할 수도 있습니다. 이는 주로 두 가지 형태, 즉 물이나 기름에 자유롭게 용해된 가스 형태 또는 암석이나 석탄에 흡수된 형태로 발생합니다.

산업적 방법으로 생산된 가스

산업적 방법을 사용하여 여러 유형의 가스를 얻을 수 있습니다.

a) 액체 가스 – 일반적으로 LPG(액화 석유 가스)라고 합니다. 주요 성분은 프로판(C ₃ H ₈ ), 부탄 및 이소부탄(C ₄ H ₁₀ )입니다. 이는 주로 휘발유, 원유를 안정화하거나 개질, 분해 및 열분해 공정에서 나오는 정유 가스를 처리하여 얻습니다. b) 도시 가스 – 석탄의 중저온 탄화 조건에서 얻어집니다. c) 석탄 가스 – 고온 석탄 탈기 과정에서 생성됩니다. d) 석탄 가스화에서 발생하는 가스 – 900°C 이상의 온도에서 수증기와 산소의 혼합물로 갈탄이나 흑탄에 작용하여 얻습니다. 그 구성은 사용된 가스화 기술에 따라 달라집니다. 가장 중요한 경제적 요인은 CO와 H ₂ 혼합물(소위 합성가스)의 생산입니다.

가스 연료의 응용 및 장점

가스 연료에는 여러 가지 장점이 있습니다. 그들은 주로 높은 에너지 효율을 특징으로 합니다. 또한 일정한 연소 온도를 제공하고 사용자가 보관할 필요가 없으며 연기 없이 연소됩니다(재 및 황산화물 배출 없음). 천연가스는 화학(합성가스 생산), 에너지(피스톤 연소 엔진, 가스 터빈, 발전기), 건설(생산, 유리, 시멘트 및 건축 세라믹) 및 야금(가열) 등 귀중한 에너지 운반체이자 산업의 중요한 원자재입니다. 용광로).

오일 추출

새로운 유전의 위치를 ​​선택하는 것은 매우 복잡하고 비용이 많이 드는 과정입니다. 석유 매장지를 생성할 수 있는 적절한 지질 구조를 찾기 위한 지진 조사 수행부터 시작됩니다. 이를 위해 두 가지 연구 방법이 사용됩니다. 첫 번째는 퇴적물 근처에서 지하 폭발을 일으키고 지진 반응을 관찰하여 그 위치와 크기에 대한 정보를 얻는 것입니다. 두 번째 방법은 자연적으로 발생하는 지진파로부터 이 데이터를 얻는 것입니다.

오일 추출의 첫 번째 단계는 땅에 깊은 구멍을 뚫는 것입니다. 다음으로, 천공된 구멍에 케이싱(강관)을 넣어 전체 구조의 안정성을 보장합니다. 다음 단계에서는 추출된 오일의 흐름을 증가시키기 위해 더 많은 구멍이 만들어집니다. 천공된 우물의 오염 물질을 용해시키기 위해 종종 염산이 사용되는데, 이는 탄산염과 석회 형성을 효과적으로 산성화하고 스케일, 녹 및 탄산염 침전물을 제거합니다. 염산은 드릴링 공정 후 남은 잔여 시멘트를 제거하는 데에도 사용됩니다. 다음 단계에서는 "크리스마스 트리"라고도 불리는 특별한 설치물이 우물 꼭대기에 설치됩니다. 오일과 가스의 압력과 흐름을 조절하도록 설계된 밸브, 파이프 및 피팅이 결합된 세트입니다. 전체 장치를 연결한 후 1차 복구 단계가 진행됩니다. 이 과정에서 오일을 추출하기 위해 중력 배수와 같은 다양한 자연 메커니즘이 사용됩니다. 1차 단계의 회수율은 일반적으로 15%를 초과하지 않습니다. 추가로 추출하면 지하 압력이 떨어지고 오일을 계속 표면으로 이동시키기에는 불충분해집니다. 이 시점에서 2차 복구 단계가 시작됩니다. 석유를 2차 회수하는 기술에는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로 지하 압력을 높이기 위해 유체(예: 물) 또는 가스(예: 공기, 이산화탄소)를 주입하여 광상에 외부 에너지를 공급하는 작업이 포함됩니다. 1차 및 2차 석유 회수 작업 후 평균 회수율은 일반적으로 45%를 초과하지 않습니다. 추출 공정의 마지막 단계는 다양한 기술을 사용하여 얻을 수 있는 소위 3차 회수입니다. 첫 번째는 열 가열을 통해 오일의 점도를 감소시키는 것입니다. 두 번째는 광상에 가스를 주입하는 것(이산화탄소 주입)이다. 마지막 방법은 화학적 홍수라고 합니다. 이는 밀도가 높고 불용성인 폴리머를 물과 혼합하여 지하에 주입하는 것으로 구성됩니다. 3차 회수를 통해 매장지에서 석유 생산량의 15%를 추가로 얻을 수 있습니다. 육상 석유 매장량이 고갈됨에 따라 해저 지하 자원 탐색이 시작되었습니다. 이를 위해 시추 플랫폼이 건설되고 있으며 이는 복잡하고 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 프로세스입니다. 채굴 플랫폼의 건설은 일반적으로 2년 동안 지속됩니다. 바닥(최대 깊이 90m)에 영구적으로 고정하거나 앵커 시스템으로 고정된 특수 플로트에서 표류할 수 있습니다. 해양 시추 플랫폼은 일반적으로 다공성 암석에서 석유를 추출하는 수십 개의 유정 네트워크에 연결됩니다. 시추 플랫폼에서 석유를 추출하는 것 외에도 가스에서도 분리됩니다. 이렇게 얻은 원료는 파이프라인 시스템을 통해 정유소 또는 채광 및 환적 선박으로 운송됩니다. 그런 다음 석유와 가스는 유조선으로 보내져 해변으로 운반됩니다. 물론, 회수된 석유의 양은 사용된 시추 기술에만 의존하지 않습니다. 이 경우 핵심 요소는 암석 투과성, 자연 추진력의 강도, 퇴적물의 다공성 또는 오일 자체의 점도와 같은 지질학적 측면입니다.

원유 가공

추출된 원유는 정유소에서 가공되어 연료, 오일, 윤활유, 아스팔트 및 기타 제품을 얻습니다. 대부분의 경우 원유는 성분의 화학적 변화 없이 여러 부분으로 분리됩니다. 이러한 방식으로 실온에서 휘발성이 있는 정유 가스, 끓는점이 35~60°C인 석유 에테르, 끓는점이 서로 다른 경질 및 중질 휘발유, 등유, 디젤 및 마주트(즉, 끓는점이 350°C 이상인 잔류물) )을 얻었습니다. 원유는 다음과 같은 다양한 공정을 거칩니다.

a) 크래킹 – 무거운 마주트 및 오일 유분에서 발견되는 긴 지방족 탄화수소를 휘발유 및 디젤유에서 발견되는 더 짧은 사슬을 갖는 화합물로 분해하는 것으로 구성됩니다. 단쇄 지방족 탄화수소 외에도 메탄, LPG, 불포화 탄화수소 및 코크스도 공정에서 형성됩니다. 균열은 열, 촉매 또는 방사선 방법에 의해 시작될 수 있습니다. b) 개질 – 이는 옥탄가가 높은 연료를 얻기 위해 경질 석유 유분이나 분해로 얻은 제품에 적용되는 공정입니다. 이 공정은 매우 값비싼 백금 촉매를 사용하여 수소 존재 하에서 수행됩니다. 개질 공정에서는 수소, 정제가스, LPG는 물론 이소부탄, 노르말부탄도 생산됩니다. c) 증류 – 원유를 다양한 온도 범위에서 끓는 부분으로 분리하는 것을 목표로 합니다. 이 공정 덕분에 건식 및 습식 가스, 경질 및 중질 휘발유, 등유, 디젤유, 마주트(mazut) 및 구드론(gudron)과 같은 기본 분획이 얻어집니다. d) 알킬화 – 이는 올레핀과 이소부탄의 반응으로, 더 높은 분자량과 옥탄가를 갖는 이소파라핀이 형성됩니다. 알킬화 공정에서는 황산을 촉매로 사용할 수 있습니다. e) 열분해 – 매우 높은 온도에서 산소 없이 수행되는 분해 과정입니다. 중유 분획을 열분해 가솔린, 오일 및 타르로 분해하는 데 사용됩니다.

광산업을 위한 PCC 그룹의 제안

오일 추출 및 가공을 개선하려면 다양한 화학 물질을 사용하는 것이 매우 중요합니다. 소다 잿물은 원유, 광유, 피치, 역청의 정제 및 셰일 가스 추출에 사용됩니다. PCC 그룹의 수산화나트륨은 막 전기분해 공정을 통해 생산되며 농도가 약 100%인 용액 형태로 공급됩니다. 50%. 광산업에서 수산화나트륨을 적용하는 또 다른 분야는 하수 및 액체 코크스 제품의 처리입니다.

석유와 가스의 추출과 생산에 널리 사용되는 중요한 제품 그룹은 계면활성제입니다. 계면활성제는 원유와 암석 사이의 계면 장력을 감소시킵니다. 이렇게 하면 접착력이 줄어들고 유전에서 추가 오일이 방출될 수 있습니다. 계면활성제는 석유 및 기타 석유 침출로 인한 생태학적 피해를 줄이기 위한 수단으로도 사용됩니다. 또한 추출된 원료를 운반하는 데 필요한 탱크와 용기를 청소하는 데에도 사용할 수 있습니다.

세정제에 사용되는 가장 중요한 계면활성제 그룹 중 하나는 PCC 그룹에서 제공하는 SULFOROKAnol 시리즈의 알킬 에테르 황산염입니다. 이들 제품은 음이온성 특성으로 인해 다른 음이온성, 비이온성 및 양쪽성 계면활성제와의 제제에 잘 작용합니다. 세척, 유화 및 거품 형성 특성으로 인해 다양한 표면을 청소하는 포뮬러의 성분으로 유용합니다. 알킬벤젠술폰산(ABS) 과 그 염(예: ABSNa )도 비슷한 용도로 사용됩니다.ABS/1 산은 음이온성 계면활성제 그룹에 속합니다. 원유에 대한 용해성으로 인해 오일 추출 및 가공에 사용되는 보조제의 요소일 수 있습니다. 또한 ABS/1 산은 세제 특성으로 인해 탱크 및 선박 등의 세척 및 탈지 공정에 사용됩니다. 석유 산업에서 사용되는 청소 제품에는 ROKAmid 시리즈 제품도 포함될 수 있습니다. 적은 농도에서도 조밀하고 안정적인 거품을 생성하는 능력이 특징입니다. 액체 형태 덕분에 ROKAmid 제품은 보관, 운송 및 분배와 관련된 모든 작업을 크게 용이하게 합니다. 석유 및 가스 추출 과정에 필요한 다음 제품 그룹은 유화제입니다. 이는 석유 탈수 및 담수화의 산업적 방법에 사용됩니다. 이러한 공정은 전기 탈수기라는 장치에 유화제를 추가하여 오일을 가열하는 방식에 의존합니다. 이렇게 가열된 혼합물은 동심 전극 시스템의 공간을 통과하게 됩니다. 물방울은 변형되고 하중이 느슨해지며 서로 결합하기가 더 쉬워지므로 기름과 분리됩니다. 탈수 및 탈염된 원유는 추가 가공을 거칠 수 있습니다. ROKAnol 제품은 산업용 탈수 및 담수화 공정에서 유화제로 ​​이상적입니다. 이들은 알콕시 지방 알코올 그룹에 속하는 비이온성 계면활성제입니다. ROKAnol 제품은 산성, 중성, 약알칼리성 환경뿐만 아니라 매우 광범위한 온도 범위에서 사용할 수 있습니다. 또한 석유 산업에서 사용되는 탈지 세정제의 일부일 수도 있습니다. ROKwinol 60 및 ROKwinol 80 과 같은 에톡실화된 소르비탄 에스테르 유도체도 매우 우수한 유화 특성을 나타냅니다. 이러한 제품은 석유 생산에 사용되는 굴착 유체의 구성 요소일 수 있습니다. 반면, ROKwin 60 및 ROKwin 80 과 같은 소르비탄 에스테르는 석유 물질이 물에 누출되는 경우 분산제로 사용할 수 있습니다.