ความสำคัญของก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่ก่อกำเนิดและสะสมตัวอยู่ใต้ผิวโลกนั้นมีหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของสารไฮโดรคาร์บอนที่เป็นองค์ประกอบ บางแหล่งประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนจำพวกมีเทนอย่างเดียว บางแหล่งประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนผสมกันหลายชนิด อันได้แก่ มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เพนเทน เฮกซ์เซน และอื่น ๆ สัดส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมของก๊าซแต่ละแหล่งที่พบ ก๊าซธรรมชาติบางแหล่งมีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบถึง 70 % และอาจมีสารอื่น ๆ ปนอยู่บ้าง เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (ก๊าซไข่เน่า) ก๊าซไนโตรเจน และน้ำ ถ้าก๊าซธรรมชาตินั้นมีสารไฮโดรคาร์บอนที่เป็นมีเทนเกือบทั้งหมดเราเรียกว่า "ก๊าซแห้ง" แต่ถ้ามีสารไฮโดรคาร์บอนจำพวกก๊าซโพรเพน ก๊าซบิวเทน หรือไฮโดรคาร์บอนเหลว เช่น เพนเทน เฮ็กซ์เซน หรือ ก๊าซโซลีนธรรมชาติ ประกอบอยู่ในปริมาณพอสมควร เราเรียกก๊าซนี้ว่า "ก๊าซชื้น" ซึ่งถ้าจะเปรียบกับอากาศก็คืออากาศแห้งซึ่งจะมีไอน้ำน้อยมาก และอากาศชื้นซึ่งมีไอน้ำปนอยู่สูงนั่นเอ

เนื่องจากก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด ดังนั้นกระบวนการแยกจึงมิได้เพียงเพื่อใช้ประโยชน์เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่ยังมีวัตถุประสงค์เพื่อการใช้ประโยชน์อย่างอื่นอีก ก๊าซมีเทนใช้ประโยชน์เป็นเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรม เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตปุ๋ย และอัดใส่ถังใช้เป็นเชื้อเพลิงรถโดยสาร เอ็นจีวี ( Natural gas for vehicles - NGV) อีเทนและโพรเพนใช้เป็นวัตถุดิบในโรงงานอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied petroleum gas - LPG) ซึ่งประกอบด้วยโพรเพนและบิวเทน ใช้เป็นเชื้อเพลิงหุงต้ม เชื้อเพลิงสำหรับรถและอุตสาหกรรม แก๊สโซลีนธรรมชาติ (Natural gas liquid - NGL) ส่งเข้าโรงกลั่นเพื่อกลั่นเป็นน้ำมันเบนซิน ก๊าซธรรมชาติ ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นจะใช้สำหรับเตาเผา หม้อต้มน้ำ และเครื่องจักรไอน้ำ ส่วนก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมีก็เพื่อผลิตปุ๋ย พลาสติก เส้นใยสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ และยากำจัดวัชพืช โรงแยกก๊าซธรรมชาติของ ปตท. ที่ จ. ระยอง จะแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วย ซึ่ง ปตท. ได้ร่วมกับบริษัท ลิควิด คาร์บอนิก (ประเทศไทย) สร้างโรงงานเพื่อส่งเสริมการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมหล่อโลหะ เชื่อมโลหะ น้ำยาดับเพลิง น้ำอัดลม เบียร์ ถนอมอาหาร และทำฝนเทียม
ปตท. ได้เล็งเห็นการพัฒนาอุตสาหกรรมใหม่จากก๊าซธรรมชาติ จึงได้สร้างโรงแยกก๊าซธรรมชาติโรงแรกขึ้นเมื่อปี 2525 ที่มาบตาพุด ชายฝั่งทะเลภาคตะวันออกเพื่อแยกอีเทนและโพรเพนสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เพื่อผลิตเอททีลีนและโพรพิลีน และโพรเพนและบิวเทนสำหรับผลิตก๊าซปิโตรเลียมเหลว ซึ่งมีความต้องการในอุตสาหกรรมทั้งสองนี้สูง ปัจจุบัน ปตท. มีโรงแยกก๊าซทั้งหมด 4 โรง

โรงแยกก๊าซทำงานอย่างไร ?

โรงแยกก๊าซทำงานโดยอาศัยหลักการขยายตัวของก๊าซ ก๊าซธรรมชาติจากแหล่งผลิตถูกส่งผ่านมาทางท่อ เมื่อถึงโรงแยกก๊าซธรรมชาติ ก็จะผ่านกระบวนการลดความดันและอุณหภูมิและส่งต่อไปยังหอแยก ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ถูกแยกออกมาตามแต่จุดเดือดของมัน โรงแยกก๊าซประกอบด้วยกระบวนการหลักและหน่วยต่าง ๆ ดังนี้

หน่วยกำจัดสารปรอท เนื่องจากก๊าซธรรมชาติในอ่าวไทยมีสารปรอทปนเปื้อนอยู่ด้วย ดังนั้นโรงแยกก๊าซจึงต้องมีหน่วยนี้เพื่อกำจัดสารปรอทออกจากก๊าซ

หน่วยกำจัดความชื้น การขจัดความชื้นออกจากก๊าซธรรมชาติเป็นสิ่งจำเป็น เพราะความชื้นหรือไอน้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งเมื่อเข้ากระบวนการลดอุณหภูมิลงต่ำ ๆ ซึ่งจะทำให้ท่ออุดตัน ไอน้ำถูกกำจัดด้วยวิธีทางเคมีที่เรียกว่ากระบวนการกรองโมเลกุล (molecular sieve)

หน่วยแยกมีเทน อีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซธรรมชาติที่ผ่านกระบวนการลดความดันและอุณหภูมิลงแล้วจะผ่านหอแยกนี้ ก๊าซส่วนบนสุดของหอกลั่นคือก๊าซเชื้อเพลิง ได้แก่ มีเทน และอีเทน ซึ่งเมื่อแยกออกมาแล้วจะส่งเข้าท่อต่อไปให้กับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. ก๊าซในหอแยกส่วนที่ต่ำลงมาจะถูกส่งผ่านต่อไปยังหอแยกอีเทน เพื่อแยกก๊าซอื่น ๆ ออกจากก๊าซมีเทนและก๊าซอีเทน ก๊าซส่วนบนหอแยกนี้จะถูกส่งกลับไปยังหอแยกแรกอีกครั้ง สำหรับก๊าซส่วนล่างจะเพิ่มอุณหภูมิและส่งไปยังหอแยกก๊าซปิโตรเลียมเหลว หรือ แอลพีจี

หอแยกแอลพีจี และเอ็นจีแอล ภายในหอนี้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวหรือแอลพีจี ถูกแยกออกมาจากส่วนบน ในขณะที่ของเหลวคือ แก๊สโซลีนธรรมชาติหรือเอ็นจีแอล (Natural Gas Liquids - NGL) จะอยู่ก้นหอและถูกส่งไปลงถังเก็บเพื่อรอการขนส่งต่อไป

หน่วยกำจัดก๊าซไข่เน่า กระบวนการนี้เป็นกระบวนการทำความสะอาดเพื่อแยกกำมะถันออกจากก๊าซแอลพีจี เพื่อให้มีคุณสมบัติเป็นไปตามที่ผู้ใช้ต้องการ หลังจากผ่านการทดสอบในห้องปฎิบัติการ ก๊าซแอลพีจี จะถูกส่งไปยังถังเก็บเพื่อรอการขนส่งทางรถและทางเรือ

การขนส่งก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซแห้งเช่น มีเทนและอีเทนมีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศ ดังนั้นการขนส่งจึงมักใช้วิธีการขนส่งทางท่อ ก๊าซปริมาณมาก ๆ สามารถทำให้เย็นถึง 160 oC กลายสภาพเป็นของเหลว เรียก ก๊าซธรรมชาติเหลวหรือแอลเอ็นจี (Liquefied natural gas - LNG) และขนส่งทางเรือ โดยการเก็บในถังอลูมิเนียมเย็นจัด แต่วิธีการนี้เป็นวิธีที่ต้องใช้เงินลงทุนสูงและแพง ส่วนก๊าซชื้นซึ่งประกอบด้วยโพรเพนและบิวเทนประมาณ 4-8 % สามารถทำเป็นของเหลวได้เช่นกัน ด้วยวิธีการใช้ความดันประมาณ 120 ปอนด์ต่อตารางนิ้วที่อุณหภูมิปกติ การแยกก๊าซแอลพีจีเป็นสิ่งทำได้ง่ายและอาจจะแยกได้ที่แหล่งผลิตบนบกเลย เช่น ที่ลานกระบือ แหล่งน้ำมันดิบสิริกิติ์เป็นต้น เมื่อแยกออกมาแล้วก๊าซแอลพีจีจะถูกเก็บไว้ในถังรอการขนส่งที่ทำได้ทั้งทางรถและทางเรือ ในการผลิตก๊าซธรรมชาติจะได้ส่วนที่เป็นของเหลว ณ อุณหภูมิและความดันบรรยากาศ ซึ่งเรียกว่า ก๊าซธรรมชาติเหลวเหมือนกัน หรือ เรียกอีกชื่อว่า คอนเดทเสท (condensate) โดยจะถูกแยกออกมาที่ปากหลุมและใช้วิธีการขนส่งทางเรือ หลังจากที่บริษัทยูโนแคลได้ค้นพบก๊าซธรรมชาติในพื้นที่สัมปทานในอ่าวไทย และพิสูจน์ว่ามีปริมาณมากพอในเชิงพาณิชย์แล้ว จึงเป็นหน้าที่ของ ปตท. ที่จะพัฒนานำก๊าซมาใช้ประโยชน์ต่อไป ปตท. ได้วางท่อก๊าซจากแหล่งต่าง ๆ ได้แก่ แหล่งเอราวัณ กะพง ปลาทอง ปลาแดง สตูล และบรรพต เป็นระยะทางยาว 454 กิโลเมตร มาขึ้นฝั่งที่จังหวัดระยอง ท่อก๊าซนี้มีขนาด 34 นิ้ว ในปี 2539 ปตท. ได้สร้างท่อคู่ขนานจากแหล่งเอราวัณมาขึ้นฝั่งที่เดียวกัน ทำให้สามารถรับก๊าซธรรมชาติเพิ่มขึ้นจากเดิมอีกหนึ่งเท่าตัว ปัจจุบันประเทศไทยได้ผลิตก๊าซธรรมชาติขึ้นมาใช้ คิดเป็นประมาณ 17 % ของพลังงานที่ใช้ทั้งหมด จากมาบตาพุด จ.ระยอง ก๊าซได้ถูกส่งผ่านท่อไปยังลูกค้าเพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ กัน ท่อบกท่อแรกเป็นท่อตรงไปยังโรงไฟฟ้าของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ที่บางปะกงและที่โรงจักรพระนครใต้ ท่อนี้มีระยะทางยาว 167 กิโลเมตร ท่อย่อยในทะเลที่สร้างเสร็จเมื่อไม่นานมานี้คือ ท่อจากแหล่งก๊าซบงกชไปยังแท่นผลิตเอราวัณ และท่อจากเอราวัณไปยังขนอม จ. นครศรีธรรมราช เมื่อท่อส่วนนี้เสร็จ ปตท. ก็สามารถส่งก๊าซไปยังโรงไฟฟ้าที่ขนอมได้ด้วย ปตท. ยังได้ต่อท่อจากแหล่งก๊าซน้ำพอง จ.ขอนแก่น ไปยังโรงไฟฟ้าน้ำพองใกล้ ๆ กันนั้น ก๊าซธรรมชาติใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนเชื้อเพลิงอื่น ๆ ได้ด้วย จึงมีการต่อท่อจากบางปะกง ไปยังโรงงานปูนซีเมนต์ที่แก่งคอยและท่าหลวง จ.สระบุรี ท่อนี้ยาวเป็นระยะทาง 180 กิโลเมตร นอกจากนี้ยังมีการต่อท่อไปยังโรงงานเซรามิคซ์ โรงงานสุขภัณฑ์ โรงงานเหล็ก โรงงานทองแดง และโรงงานปิโตรเคมี และรัฐบาลมีนโยบายชัดเจนที่จะสนับสนุนการนำก๊าซธรรมชาติมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าอีกที่มา : ความสำคัญของก๊าซธรรมชาติ, รอบรู้เรื่องปิโตรเลียม, สถาบันปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย