تصفیه و انتقال گاز طبیعی فرآیندهایی حیاتی برای اطمینان از کیفیت و کارایی این منبع انرژی است. گاز طبیعی پس از استخراج از منابع مختلف، باید تصفیه و سپس به مقاصد مختلف مانند مصارف خانگی، صنعتی یا نیروگاه‌ها منتقل شود. در اینجا فرآیندهای تصفیه و انتقال گاز طبیعی به‌طور کامل توضیح داده شده است.
1. تصفیه گاز طبیعی
گاز طبیعی پس از استخراج از لایه‌های زیرزمینی اغلب شامل ناخالصی‌هایی است که باید از آن جدا شوند تا کیفیت و ایمنی آن برای استفاده تضمین گردد. تصفیه گاز طبیعی شامل مراحل مختلفی است که به‌طور کلی عبارتند از:
الف) حذف ناخالصی‌ها
گاز طبیعی که از مخازن استخراج می‌شود، معمولاً شامل ناخالصی‌هایی مانند:
-
آب: وجود آب در گاز طبیعی می‌تواند به تجهیزات آسیب برساند و همچنین در زمان فشرده‌سازی مشکلاتی ایجاد کند.
-
سولفیدهای هیدروژن (H?S): این ترکیب سمی است و باید از گاز طبیعی حذف شود.
-
دی‌اکسیدکربن (CO?): دی‌اکسیدکربن معمولاً به عنوان ناخالصی در گاز طبیعی حضور دارد که باید جدا شود.
-
گازهای سنگین مانند هیدروکربن‌های مایع (C? و بالاتر): این گازها باید از جریان گاز طبیعی حذف شوند تا انتقال و ذخیره‌سازی آن به‌راحتی انجام شود.
ب) فرآیندهای تصفیه
-
خشک‌سازی (Dehydration): گاز طبیعی باید از رطوبت و آب اضافی پاک شود تا از تشکیل یخ در خطوط لوله جلوگیری گردد. این کار معمولاً با استفاده از مواد خشک‌کننده یا سیستم‌های جذبی انجام می‌شود.
-
حذف گازهای اسیدی: از جمله حذف سولفید هیدروژن و دی‌اکسیدکربن که معمولاً به‌وسیله جذب شیمیایی یا فیزیکی صورت می‌گیرد.
-
حذف مایعات هیدروکربنی: این گازها ممکن است شامل روغن‌ها و مایعات سنگین باشند که برای جلوگیری از ایجاد رسوبات و مشکلات در خطوط لوله، باید جدا شوند. این کار به‌وسیله مبدل‌های حرارتی یا جداکننده‌ها انجام می‌شود.
ج) تقویت و پردازش بیشتر
در برخی موارد، گاز طبیعی باید برای مصارف خاص پردازش بیشتری انجام دهد. مثلاً در تولید گاز طبیعی مایع (LNG) یا گاز طبیعی فشرده (CNG)، گاز باید بیشتر تصفیه و فشرده یا مایع شود.
2. انتقال گاز طبیعی
پس از تصفیه، گاز طبیعی باید به‌طور ایمن و کارآمد به مصرف‌کنندگان مختلف منتقل شود. این فرآیند می‌تواند از طریق شبکه‌های لوله‌کشی زمینی، خطوط لوله زیر دریا، یا به صورت گاز طبیعی مایع (LNG) یا گاز طبیعی فشرده (CNG) انجام گیرد.
الف) انتقال از طریق خطوط لوله
یکی از رایج‌ترین و کارآمدترین روش‌های انتقال گاز طبیعی از طریق شبکه‌های وسیع خطوط لوله است. این خطوط لوله ممکن است در زمین یا زیر دریا قرار داشته باشند و به‌طور مستقیم به مناطق مختلفی که نیاز به گاز دارند، متصل شوند. مراحل انتقال شامل موارد زیر است:
-
لوله‌های انتقال اصلی: خطوط لوله‌ای که از چاه‌های استخراج گاز به مراکز تصفیه و سپس به مقاصد مختلف می‌روند. این خطوط معمولاً بسیار بزرگ و تحت فشار بالا هستند.
-
ایستگاه‌های کمپرسور: به‌منظور انتقال گاز در مسافت‌های طولانی، ایستگاه‌های کمپرسور در طول مسیر نصب می‌شوند تا فشار گاز را حفظ کرده و آن را به مقصد منتقل کنند.
-
ایستگاه‌های شیر کنترل: این ایستگاه‌ها برای کنترل جریان و فشار گاز در طول مسیر مورد استفاده قرار می‌گیرند و همچنین امنیت سیستم را افزایش می‌دهند.
ب) انتقال از طریق LNG (گاز طبیعی مایع)
در برخی موارد، به‌ویژه در مسافت‌های طولانی یا در مناطقی که شبکه‌های لوله‌کشی وجود ندارد، گاز طبیعی به‌صورت مایع (LNG) تبدیل می‌شود تا به‌راحتی حمل و نقل شود. برای این‌که گاز طبیعی به LNG تبدیل شود، گاز باید به دمای بسیار پایین (حدود -162 درجه سلسیوس) سرد شود تا به حالت مایع درآید. گاز طبیعی مایع در کشتی‌ها، تانکرها و دیگر حمل‌ونقل‌ها جابجا می‌شود و در ایستگاه‌های مخصوص به گاز طبیعی تبدیل می‌شود.
ج) انتقال از طریق CNG (گاز طبیعی فشرده)
گاز طبیعی همچنین می‌تواند به‌صورت فشرده (CNG) ذخیره و حمل شود. در این روش، گاز طبیعی تحت فشار بالا (حدود 3000-3600 پوند بر اینچ مربع) فشرده می‌شود تا حجم آن کاهش یابد و امکان انتقال آن از طریق تانکرهای ویژه فراهم گردد. گاز طبیعی فشرده بیشتر در مناطق داخلی و به‌ویژه برای مصرف خودروها و حمل‌ونقل عمومی استفاده می‌شود.
د) انتقال از طریق خطوط لوله زیر دریا (Subsea Pipelines)
گاز طبیعی همچنین می‌تواند از طریق خطوط لوله زیر دریا به مکان‌های دورافتاده یا از میدان‌های گازی زیر دریا استخراج شود. این خطوط لوله به‌ویژه در مناطق دریایی مانند دریای شمال یا خلیج مکزیک استفاده می‌شوند. انتقال گاز از طریق خطوط لوله زیر دریا مستلزم فناوری‌های پیچیده و مقاوم به شرایط خاص دریا است.
3. چالش‌ها و مسائل زیست‌محیطی
-
آلودگی و نشت متان: نشت متان در طول فرآیند استخراج، تصفیه و انتقال می‌تواند تأثیرات زیست‌محیطی قابل توجهی داشته باشد، زیرا متان یکی از گازهای گلخانه‌ای قدرتمند است.
-
تأثیرات زیست‌محیطی حفاری و انتقال: حفاری چاه‌ها و ساخت خطوط لوله می‌تواند بر اکوسیستم‌های محلی تأثیر بگذارد، به‌ویژه در مناطق بکر یا مناطق دریایی.
-
هزینه‌های انتقال: انتقال گاز طبیعی از طریق LNG و CNG به‌ویژه در مسافت‌های طولانی هزینه‌های بالایی دارد. این هزینه‌ها شامل هزینه‌های سردسازی، فشرده‌سازی، ساخت تانکرها و زیرساخت‌ها می‌شود.
نتیجه‌گیری
تصفیه و انتقال گاز طبیعی فرآیندهای پیچیده و حیاتی هستند که برای تأمین انرژی به‌طور ایمن و کارآمد ضروری‌اند. گاز طبیعی باید پس از استخراج، تصفیه شده و از طریق روش‌های مختلف مانند خطوط لوله، LNG یا CNG به مقصد منتقل شود. این فرآیندها نه تنها نیاز به تکنولوژی پیشرفته دارند، بلکه به‌دلیل مسائل زیست‌محیطی و هزینه‌های بالا باید با دقت مدیریت شوند تا از تأثیرات منفی آن‌ها بر محیط زیست و اقتصاد جلوگیری شود.
