الغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي: عبارة عن مزيج من المواد الهيدروكربونية التي تتواجد في مكامن صخرية تحت سطح الأرض و غالباً ما يكون الغاز الطبيعي متواجداً مع النفط الخام إما مذاباً أو طافياً على سطحه و في هذه الحالة يسمى هذا النوع من الغاز " غاز مصاحب".
كما توجد كذلك حقول تحتوي فقط على الغاز الطبيعي و هو ما يسمى " الغاز الحر " و جميع المكونات الهيدروكربونية للغاز الطبيعي هي من نوع البرافينات الخفيفة القابلة للاشتعال بسهولة بوجود الهواء و يعتبر غاز الميتان أكثر مكونات الغاز الطبيعي توفراً إذ تزيد نسبته عن 80% في أغلب الأحيان يليه الإيتان فالبروبان فالبوتان، ويسمى الغاز الطبيعي " جافاً " عندما تكون كمية المكونات الهيدرو كربونية السائلة المستخلصة منه تحت الظروف القياسية من الحرارة و الضغط أقل من0,1 غالون لكل قدم مكعب من الغاز المعالج أما إذا تراوحت هذه الكمية بين 0,1 - 0,3 غالون لكل قدم مكعب فإن الغاز يعتبر " متوسط الرطوبة " أما إذا زادت كمية السوائل عن 0,3 غالون لكل قدم مكعب فإن الغاز يعتبر " رطباً " أي أنه يحتوي على كمية من السوائل الغازية التي يمكن فصلها والاستفادة منها في الحالات العديدة، و بالإضافة إلى الهيدروكربونات القابلة للاحتراق توجد كميات متفاوتة من الغازات الأخرى الغير القابلة للاحتراق إن بعض هذه الغازات غير القابلة للاحتراق يكون متواجداً بكميات عالية نسبياً كما هو الحال بالنسبة لغازات النيتروجين "N2" و كبريتيد الهدروجين "H2S" و ثاني أكسيد الكربون "CO2" في حين أن بعض الغازات الخاملة مثل الأرجون " Ar " و الهيليوم " He" عادةً ما تكون متوفرة و لكن بكميات قليلة جداً .

معلومات و حقائق عن الغاز الطبيعي المسال:
هناك طلب متزايد على الغاز الطبيعي كوقود حول العالم وهو وقود نظيف يوجد في مناطق معينة فقط ومنطقة الشرق الأوسط إحدى هذه المناطق ولكن أكبر المستهلكين للغاز الطبيعي - مثل أوروبا والشرق الأقصى - بعيدين جدا من مناطق الإنتاج ولذلك من المهم اقتصاديا نقل الغاز الطبيعي ، فالغاز الطبيعي في حالته الطبيعية يحتل مساحة كبيرة، ولكن يجب إرساله بكميات كبيرة لكي يكون مجديا اقتصاديا. ويمكن إرساله إلى الزبائن في شكله الطبيعي عبر خطوط الأنابيب ولكن مد خطوط أنابيب إلى الزبائن الذين يبعدون آلاف الكيلومترات من مواقع الإنتاج ليس بالأمر العملي أو الاقتصادي ولكن هناك طريقة أخرى ،فإذا تم تبريد الغاز الطبيعي إلى 160 درجة مئوية تحت الصفر فإنه يصبح سائلا وفي شكله السائل فإن حجمه ينقص بمقدار 600 مرة مما يجعل من الممكن تحميل كميات ضخمة من الغاز في ناقلات البترول وشحنه إلى الزبائن حول العالم.


ما هو الغاز الطبيعي؟
عند تبريد الغاز الطبيعي إلى درجة حرارة 160 درجة فهرنهايت تحت الصفر في ضغط جوي فإنه يتكثف في شكل سائل يسمى الغاز الطبيعي المسال ويعرف اختصار في اللغة الإنجليزية بـ (LNG) فمقدار واحد من هذا السائل يأخذ 600/1 من حجم الغاز الطبيعي في رأس شعلة الموقد. ويزن الغاز الطبيعي المسال أقل من واحد ونصف من حجم الماء وفي الحقيقة يبلغ 45% تقريبا، ومن خصاص الغاز الطبيعي المسال أنه عديم الرائحة واللون ولا يسبب التآكل وغير سام. وعند تبخيره فإنه يشتعل فقط في درجات تركيز من 5% - 15% عند مزجه بالهواء والغاز الطبيعي المسال أو بخاره لا ينفجران في بيئة مفتوحة.

التركيب:
يتكون الغاز الطبيعي أساسا من غاز الميثان (90% على الأقل من ناحية نموذجية) ولكنه أيضا قد يحتوي على غازات الأيثين والبروبين وغازات ثاني أكسيد الكربون الأثل. وقد توجد أيضا كميات صغيرة من النيتروجين والأوكسجين وثاني أكسيد الكربون ومركبات الكبريت والماء في خطوط أنابيب الغاز الطبيعي ويمكن تصميم عملية لتنقية الغاز الطبيعي المسال إلى ميثان بنسبة 100% تقريبا .

كيفية تخزين الغاز الطبيعي المسال:
تحتوي صهاريج نقل الغاز الطبيعي المسال على بناء ذو جدارين مع عزل فعّال بصورة كبيرة بين الجدران تمتاز صهاريج الناقلات الضخمة بتصميم اسطواني مع سقف في شكل قبة ودرجات الضغط للتخزين في هذه الناقلات منخفضة جدا، أقل من 5 درجات (psig) ، يمكن تخزين كميات صغيرة مثل 70.000جالون وأقل في صهاريج أفقية أو رأسية ذات فراغ جوي مضغوط، وقد تكون هذه الصهاريج تحت ضغط في أي مكان أقل من 5 درجات (psig) إلى أكثر من 250 درجة(psig)
ويجب المحافظة على برودة الغاز الطبيعي المسال (84 درجة فهرنهايت تحت الصفر على الأقل) لكي يبقى سائلا ومستقلا عن الضغط .

كيف تتم المحافظة على برودته؟
إن عملية العزل مهما كانت فعاليتها لا تستطيع بمفردها الحفاظ على درجة برودة الغاز الطبيعي المسال ويحفظ الغاز الطبيعي المسال كـ "مبرد في حالة غليان" وهو سائل بارد للغاية عند نقطة غليانه في الضغط المحفوظ فيه والغاز الطبيعي المسال المخزن يعد نظيرا للماء المغلي غير أن برودته تزيد بـ 260 درجة مئوية فقط إن درجة حرارة الماء المغلي التي تعادل 100 درجة مئوية لا تتغير بالرغم من الحرارة المتزايدة بسبب تبريدها بواسطة عملية التبخير (توليد البخار) وبنفس الطريقة سيبقى غاز الطبيعي المسال في درجة حرارة ثابتة تقريبا فيما إذا تم حفظه في ضغط ثابت وتسمى هذه الظاهرة بـ "التبريد الذاتي" وتظل درجة الحرارة ثابتة ما دام يسمح لبخار الغاز الطبيعي المسال بمغادرة الخزان وإذا لم يتم سحب البخار فإن ذلك سيؤدي إلى رفع درجة الحرارة داخل الوعاء. وحتى عند درجة ضغط 100 (psig) فإن درجة حرارة الغاز الطبيعي المسال ستكون 129 درجة فهرنهايت تحت السفر تقريبا. وحيث أن الغاز الطبيعي يحتل المركز الثاني من مصادر الطاقة تتمثل معظم احتياجات الغاز الطبيعي في الأقطار العربية في الغاز الحر الذي يمثل حوالي
ثلثي مجمل الاحتياطيات العربية إذ تتوفر احتياطيات همة منه في الجزائر وكذلك الغاز الجاف المتواجد في بعض دول الخليج العربي وأهمها حقل الشمال في قطر , أما الثلث الباقي فهو عبارة عن غاز مصاحب لإنتاج النفط و يمتاز الغاز الحر عادةً بارتفاع نسبة غاز الميتان به و انخفاض نسبة الشوائب و خاصةً نسبة كبريتيد الهدروجين و يتضح من التركيب الكيميائي أن الغاز غير المصاحب ( الحر ) يحتوي كما ذكرنا على كمية كبيرة من المتان مما يخفض القيمة الحرارية السعرية الكلية للغاز فعلى سبيل المثال يصل متوسط القيمة الحرارية للغاز الحر المنتج في دبي إلى حوالي 1104.5 و حدة حرارية بريطانية Btu لكل قدم مكعب بينما يصل متوسط القيمة الحرارية للغاز المصاحب المنتج في حقل أخر في نفس الإمارة إلى حوالي 1377.7 وحدة حرارية بريطانية لكل قدم مكعب .
هذا بالإضافة إلى أن السوائل الغازية ( غاز البترول المسال و الغازولين الطبيعي ) عادةً ما تكون نسبتها أعلى في الغاز المصاحب .

عملية فصل الغاز المصاحب عن النفط :
يتم فصل الغاز المصاحب عن النفط باستعمال أوعية فولاذية خاصة يتصل بعضها ببعض على التوالي وتسمى هذه الأوعية بأجهزة الفصل حيث يمر النفط الخام من وعاء إلى الذي يليه , وفي كل وعاء يخفض الضغط و ينفصل الغاز الذائب في النفط وينطلق .