Processen att utvinna olja är extremt dyr och tidskrävande. Det krävs ett antal mätningar, tester, provtagning och slutligen borrhål för att bekräfta förekomsten av råvaran. Naturligtvis finns det ett antal svårigheter, såsom porositeten hos berget eller viskositeten hos själva substratet. Tidigare bröts endast 10 %av råmaterialet från den upptäckta fyndigheten, resten lämnades under jorden. Tack vare modern gruvteknik har utvinningsgraden av råolja och naturgas ökat till över 60 %.
Utvinning av naturgas
Naturgas förekommer i det yttre lagret av jordskorpan, alltså litosfären. Det skapades som ett resultat av omvandlingen av organiska ämnen under olika tryck- och temperaturförhållanden, som har pågått i många miljoner år. Naturgas består huvudsakligen av metan (CH 4 ) och dess homologer (C 3 – C 4 ) . Dess sammansättning är starkt beroende av vilken typ av fyndighet den utvinns ur. Naturgas innehåller naturligtvis förutom metan och dess homologer även ett antal oönskade komponenter, såsom kväve, vatten, vätesulfid eller koldioxid. Under naturliga förhållanden kan gas följa med råolja eller förekomma separat. Det förekommer huvudsakligen i två former: som en gas fritt löst i vatten eller olja, eller i form som absorberas i stenar eller kol.
Gas producerad med industriella metoder
Flera typer av gaser kan erhållas med industriella metoder:
a) Flytande gaser – populärt kallad LPG (Liquefied Petroleum Gas). Deras huvudkomponenter är propan (C 3 H 8 ), butan och isobutan (C 4 H 10 ). De erhålls huvudsakligen genom att stabilisera råbensin, råolja eller genom att bearbeta raffinaderigaser från reformerings-, kracknings- och pyrolysprocesser. b) Stadsgas – erhållen under förhållanden med låg- och medeltemperaturförkolning av kol. c) Kolgas – produceras i processen för högtemperaturavgasning av kol. d) Gas från kolförgasning – den erhålls genom att verka på brunkol eller svartkol med en blandning av vattenånga och syre vid temperaturer över 900°C. Dess sammansättning beror på vilken förgasningsteknik som används. Den viktigaste ekonomiska faktorn är produktionen av en blandning av CO och H 2 (så kallad syngas).
Användning och fördelar med gasbränslen
Gasbränslen har ett antal fördelar. De kännetecknas främst av hög energieffektivitet. Dessutom ger de en konstant förbränningstemperatur, kräver ingen förvaring för användaren och brinner utan rök (utan aska och utsläpp av svaveloxider). Naturgas är en värdefull energibärare och en viktig råvara i industrin: kemisk (produktion av syngas), energi (kolvförbränningsmotorer, gasturbiner, generatorer), konstruktion (produktion, glas, cement och byggnadskeramik) och metallurgi (uppvärmning). ugnar).
Utvinning av olja
Att välja platsen för ett nytt oljefält är en mycket komplicerad och dyr process. Det börjar med utförandet av seismiska undersökningar för att söka efter lämpliga geologiska strukturer som kan skapa oljefyndigheter. Två forskningsmetoder används för detta ändamål. Den första handlar om att göra underjordiska explosioner nära fyndigheten och observera de seismiska reaktionerna som gör att du kan få information om dess plats och storlek. Den andra metoden är att erhålla dessa data från naturligt förekommande seismiska vågor.
Det första steget av oljeutvinning är att borra ett djupt hål i marken. Därefter placeras ett hölje (stålrör) i det borrade hålet, vilket säkerställer stabiliteten i hela strukturen. I det ytterligare steget görs fler hål för att möjliggöra ökat flöde av den utvunna oljan. För att lösa upp föroreningar i den borrade brunnen används ofta saltsyra , som effektivt försurar karbonat- och kalkformationerna och tar bort avlagringar av glödskal, rost och karbonit. Saltsyra används också för att avlägsna cementrester som finns kvar efter borrningsprocessen. I nästa steg placeras en speciell installation högst upp i brunnen, ibland kallad "julgran". Det är en uppsättning kombinerade ventiler, rör och kopplingar som är designade för att reglera trycket och flödet av olja och gas. Efter anslutning av hela apparaten sker det primära återhämtningssteget. För att utvinna olja i denna process används många naturliga mekanismer, till exempel gravitationsdränering. Återvinningsgraden i det primära stadiet överstiger vanligtvis inte 15 %. Med ytterligare utvinning sjunker det underjordiska trycket och blir otillräckligt för att fortsätta att tränga undan oljan till ytan. Vid denna tidpunkt börjar det sekundära återställningssteget. Det finns många tekniker för sekundär utvinning av petroleum. De involverar vanligtvis tillförsel av extern energi till fyndigheten genom att injicera vätskor (t.ex. vatten) eller gaser (t.ex. luft, koldioxid) för att öka trycket under jorden. Den genomsnittliga utvinningsgraden efter primär och sekundär oljeutvinning överstiger vanligtvis inte 45 %. Det sista steget i extraktionsprocessen är den så kallade tredje ordningens återvinning, som kan erhållas med olika tekniker. Den första av dem minskar oljans viskositet genom termisk uppvärmning. Den andra är injiceringen av gas i fyndigheten (injektion av koldioxid). Den sista metoden kallas kemiska översvämningar. De består i att blanda täta, olösliga polymerer med vatten och injicera dem under jorden. Tertiär återvinning möjliggör ytterligare 15 %av oljeproduktionen från fyndigheten. På grund av upphörande reserver av landoljefyndigheter har sökandet efter dess resurser under havsbotten börjat. För detta ändamål byggs borrplattformar, vilket är en komplicerad, dyr och tidskrävande process – byggandet av gruvplattformen varar vanligtvis i 2 år. De kan fixeras permanent till botten (djup upp till 90 m) eller driva på speciella flottörer, fixerade med ett ankarsystem. Offshore-borrplattformar är vanligtvis anslutna till ett nätverk av flera dussintals brunnar som utvinner olja i porösa bergarter. Förutom att utvinna olja på borrplattformen separeras den också från gasen. Den sålunda erhållna råvaran transporteras genom ett rörledningssystem till ett raffinaderi eller till ett gruv- och omlastningsfartyg. Sedan skickas olja och gas till tankfartyget som transporterar den i land. Naturligtvis beror mängden olja som återvinns inte bara på den använda borrtekniken. Nyckelfaktorerna i detta fall är geologiska aspekter, såsom bergpermeabilitet, styrkan hos naturliga drivkrafter, avsättningens porositet eller oljans viskositet.
Bearbetning av råolja
Den utvunna råoljan bearbetas i raffinaderier för att erhålla bränslen, oljor, smörjmedel, asfalt och andra produkter. Oftast separeras råolja i fraktioner utan en kemisk förändring av dess komponenter. På detta sätt flyktiga raffinaderigaser vid rumstemperatur, petroleumeter med en kokpunkt på 35-60°C, lätt och tung bensin, fotogen, diesel med olika kokpunkter och mazut (dvs en rest med en kokpunkt över 350°C ) erhålls. Råolja genomgår olika processer, såsom:
a) Sprickbildning – består av nedbrytning av långa alifatiska kolväten som finns i tunga mazut- och oljefraktioner, till föreningar med kortare kedjor som finns i bensin och dieselolja. Förutom kortkedjiga alifatiska kolväten bildas även metan, gasol, omättade kolväten och koks i processen. Sprickbildning kan initieras genom termiska, katalytiska eller strålningsmetoder. b) Reformering – detta är en process som tillämpas på lätta petroleumfraktioner eller produkter erhållna från krackning för att erhålla bränslen med ett högt oktantal. Processen utförs i närvaro av väte med användning av mycket dyra platinakatalysatorer. Reformeringsprocessen producerar väte, raffinaderigas, gasol samt isobutan och n-butan. c) Destillation – syftar till att separera råolja i fraktioner som kokar i olika temperaturintervall. Tack vare denna process erhålls basfraktioner, såsom: torr och våt gas, lätt och tung bensin, fotogen, dieselolja, mazut och gudron. d) Alkylering – detta är reaktionen mellan olefiner och isobutan, vilket resulterar i bildning av isoparaffiner med högre molekylvikt och oktantal. I alkyleringsprocessen kan svavelsyra användas som katalysator. e) Pyrolys – nedbrytningsprocess utförd utan syre vid mycket höga temperaturer. Det används för att bryta ned tungoljefraktioner till pyrolytisk bensin, oljor och tjära.
PCC-koncernens erbjudande till gruvindustrin
För att förbättra oljeutvinningen och dess bearbetning är användningen av olika kemikalier av central betydelse. Sodalut används vid raffinering av råolja, mineraloljor, beck och bitumen samt utvinning av skiffergas. Natriumhydroxid i PCC-gruppen produceras genom en membranelektrolysprocess och tillförs i form av en lösning med en koncentration av ca. 50 %. En annan tillämpning av natriumhydroxid i gruvindustrin är behandlingen av avloppsvatten och flytande koksprodukter.
En viktig grupp av produkter som är till stor användning vid utvinning och produktion av olja och gas är ytaktiva ämnen. Ytaktiva ämnen minskar gränsytspänningen mellan råolja och sten. Detta minskar vidhäftningskrafterna och ytterligare olja kan släppas ut från oljefältet. Ytaktiva ämnen används också som ett medel för att minska ekologiska skador till följd av olja och annan petroleumläckage. De kan också användas för att rengöra tankar och kärl som behövs för att transportera den utvunna råvaran.
En av de viktigaste grupperna av ytaktiva ämnen som används i rengöringspreparat är alkyletersulfaterna som erbjuds av PCC Group i SULFOROKAnol -serien. Dessa produkter, på grund av sin anjoniska karaktär, kommer att fungera bra i formuleringar med andra anjoniska, nonjoniska och amfotära ytaktiva ämnen. Deras tvättande, emulgerande och skummande egenskaper gör dem användbara som ingredienser i formler som rengör olika ytor. Alkylbensensulfonsyra (ABS) och dess salter, t.ex. ABSNa , har också liknande användning.ABS/1-syran tillhör gruppen anjoniska ytaktiva ämnen. På grund av dess löslighet i råolja kan det vara ett inslag av hjälpmedel som används för oljeutvinning och bearbetning. Dessutom används ABS/1-syra , tack vare dess rengöringsmedelsegenskaper, för rengörings- och avfettningsprocesser, t.ex. av tankar och fartyg. Rengöringsprodukter som används inom oljeindustrin kan även innefatta produkter i ROKAmid serien. De kännetecknas av förmågan att skapa tätt och stabilt skum, även i en liten koncentration. Tack vare sin flytande form underlättar ROKAmid produkterna avsevärt alla operationer relaterade till deras förvaring, transport och dispensering. Nästa grupp av produkter som är nödvändiga i processerna för olje- och gasutvinning är emulgeringsmedel. De används i industriella metoder för oljeavvattning och avsaltning. Dessa processer är beroende av oljeuppvärmning med tillsats av emulgeringsmedel i en anordning som kallas elektro-dehydrator. Den sålunda uppvärmda blandningen tvingas genom det koncentriska elektrodsystemets utrymme. Vattendroppar deformeras, tappar sin belastning och är lättare att kombinera med varandra, så de separeras från olja. Dehydrerad och avsaltad råolja kan utsättas för ytterligare bearbetning. Idealiska som emulgeringsmedel i industriella avvattnings- och avsaltningsprocesser är ROKAnol produkter. Dessa är nonjoniska ytaktiva ämnen som tillhör gruppen alkoxifettalkoholer. ROKAnol produkter kan användas i ett mycket brett temperaturområde, såväl som i sura, neutrala och lätt alkaliska miljöer. De kan också ingå i avfettande rengöringsmedel som används inom oljeindustrin. Mycket goda emulgerande egenskaper uppvisas också av etoxylerade sorbitanesterderivat, såsom ROKwinol 60 och ROKwinol 80 . Dessa produkter kan vara komponenter i borrvätskor som används vid oljeproduktion. Å andra sidan kan sorbitanestrar, såsom ROKwin 60 och ROKwin 80 , användas vid läckage av petroleumämnen till vatten som dispergeringsmedel.
