الغرض من المعالجة المسبقة لمحطة الغاز الطبيعي المسال

إزالة الشوائب الضارة في غاز التغذية والمواد التي قد تتصلب أثناء عملية التبريد العميق، مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والماء والهيدروكربونات الثقيلة والزئبق. يختلف غاز التغذية المعالج في أنواع محطات الغاز الطبيعي المسال المختلفة، وبالتالي تختلف طرق وعمليات المعالجة.
يتكون الغاز الحمضي عمومًا من كبريتيد الهيدروجين (H2S) وثاني أكسيد الكربون (CO2) وكبريتيد الكربون (CO2) والكبريتات (RSH) وشوائب أخرى في الطور الغازي. تُعرف عملية إزالة الغاز الحمضي عادةً بإزالة الكبريت وإزالة الكربون، أو تقليديًا بإزالة الكبريت. عند تنقية الغاز الطبيعي، يمكن إزالة كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون معًا، إذ يمكن إزالة هذين المكونين معًا باستخدام طريقة الكحول الأميني وطريقة الامتزاز على المنخل الجزيئي.
2.3.2 اختيار طريقة إزالة الكبريت
في وحدة تسييل الغاز الطبيعي، توجد ثلاث طرق تنقية شائعة، وهي طريقة الأمين الكحولي، وطريقة البوتاس الساخن (المفيدة)، وطريقة الأمين السلفونول.
الزئبق: يُمكن أن يُؤدي وجود الزئبق إلى تآكل معدات الألومنيوم بشكلٍ خطير. فعند وجود الزئبق (بما في ذلك الزئبق العنصري، وأيونات الزئبق، ومركبات الزئبق العضوية)، يتفاعل الألومنيوم مع الماء مُنتجًا مساحيق بيضاء تُسبب التآكل، مما يُلحق ضررًا بالغًا بخصائص الألومنيوم. حتى كمية ضئيلة جدًا من الزئبق كافية لإحداث أضرار جسيمة بمعدات الألومنيوم، كما يُسبب الزئبق تلوثًا بيئيًا ويُعرّض العاملين للخطر أثناء الصيانة. لذلك، يجب الحدّ من محتوى الزئبق بشكلٍ صارم. وتعتمد إزالة الزئبق على تفاعل الزئبق مع الكبريت في مفاعل تحفيزي.
الهيدروكربونات الثقيلة: تشير إلى الهيدروكربونات التي يزيد عدد ذرات الكربون فيها عن خمس ذرات كربون (C5+). في الهيدروكربونات، عندما يتغير الوزن الجزيئي من صغير إلى كبير، تتغير درجة غليانها من منخفضة إلى عالية. لذلك، في دورة تكثيف الغاز الطبيعي، تُكثّف الهيدروكربونات الثقيلة أولاً. إذا لم تُفصل الهيدروكربونات الثقيلة أولاً، أو فُصلت بعد التكثيف، فقد تتجمد وتُسبب انسداد المعدات. تُزال الهيدروكربونات الثقيلة جزئياً باستخدام المناخل الجزيئية وغيرها من المواد الماصة أثناء عملية التجفيف، ويُفصل الباقي بالفصل المبرد.
غاز ثاني أكسيد الكربون: يمكن ترطيبه بكمية ضئيلة جدًا من الماء لتكوين كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون، مما يُسبب تآكل المعدات. يسهل مزجه مع البروبان المُستعاد. وعادةً ما يُزال مع كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون أثناء عملية إزالة الحموضة.
الهيليوم: يُعد الغاز الطبيعي المصدر الرئيسي للهيليوم، ويجب فصله واستخدامه. ويتمتع بقيمة استخدام عالية من خلال الجمع بين الفصل الغشائي والفصل المبرد.
النيتروجين: زيادة نسبته ستزيد من صعوبة تسييل الغاز الطبيعي. تُستخدم طريقة التبخير النهائي عادةً لإزالته بشكل انتقائي من الغاز الطبيعي المسال.
المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو الميثان (CH4)، ونقطة غليانه القياسية هي 111 كلفن (-162 درجة مئوية).
تبلغ كثافة الميثان السائل عند درجة الغليان القياسية 426 كجم/م³، بينما تبلغ كثافة الميثان الغازي في الحالة القياسية 0.717 كجم/م³، أي بفارق يقارب 600 ضعف. ويُعدّ هذا الفارق الكبير في الحجم السبب الرئيسي لتخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال.