เทคโนโลยี นวัตกรรม สิ่งประดิษฐ์ วิศวกรรม เกษตรศาสตร์ >>

ก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซธรรมชาติ คือ ส่วนผสมของก๊าซไฮโดรคาร์บอน และสิ่งเจือปนต่างๆในสภาวะก๊าซสารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนที่พบในธรรมชาติได้แก่ มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เพนเทน เป็นต้น สิ่งเจือปนอื่นๆที่พบใน ก๊าซธรรมชาติ ได้แก่คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนไดซัลไฟด์ เป็นต้น ก๊าซธรรมชาติเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีสารสำคัญ 2 ชนิด คือ ไฮโดรเจน(H)กับคาร์บอน(C) รวมตัวกันในสัดส่วนของอะตอมที่ต่างๆกัน โดยเริ่มตั้งแต่สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอันดับแรกที่มีคาร์บอน เพียง 1 อะตอม กับ ไฮโดรเจน 4 อะตอม มีชื่อเรียกโดยเฉพาะว่า "ก๊าซมีเทน" จนกระทั่งมีคาร์บอนเพิ่มมาก ขึ้นถึง 8 อะตอม กับไฮโดรเจน 18 อะตอม มีชื่อเรียกว่า "อ๊อกเทน"

การเกิดก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเกิดจาก การสะสมและทับถมกันของซากพืชซากสัตว์ สะสมเป็นเวลานาน จนเกิดการรวม ตัวกันเป็นก๊าซธรรมชาติ ซึ่งประกอบด้วย สารประกอบไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ได้แก่ มีเทน อีเทน โพรเพน เพนเทน เฮกเซน เฮปเซน และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอื่นๆอีก นอกจากนี้มีสิ่งเจือปนอื่นๆอีก เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฮีเลียม ไนโตรเจนและไอน้ำ เป็นต้น ก๊าซธรรมชาติที่ได้จากแหล่งอาจประกอบด้วยก๊าซมีเทนล้วนๆ หรืออาจจะมีก๊าซไฮโดรคาร์บอนชนิด อื่นๆปนอยู่บ้าง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของแหล่งธรรมชาติแต่ละแห่งเป็นสำคัญ แต่โดยทั่วไปแล้ว

ก๊าซธรรมชาติจะประกอบด้วย ก๊าซมีเทนตั้งแต่ 70 เปอร์เซนต์ขึ้นไป และมีก๊าซไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่นปนอยู่ ก๊าซธรรมชาติที่ประกอบด้วยมีเทนเกือบทั้งหมด เรียกว่า " ก๊าซแห้ง (dry gas)" แต่ถ้าก๊าซธรรมชาติใด มีพวกโพรเพน บิวเทน และพวกไฮโดรคาร์บอนเหลวหรือก๊าซโซลีนธรรมชาติ เช่น เพนเทน เฮกเทน ฯลฯ ปนอยู่ในอัตราที่ค่อนข้างสูง เรียกก๊าซธรรมชาตินี้ว่า "ก๊าซชื้น (wet gas)"

ก๊าซธรรมชาติที่ประกอบด้วยมีเทนหรืออีเทนหรือที่เรียกว่าก๊าซแห้งนั้นจะมีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิ และความดันบรรยากาศ ดังนั้น การขนส่งจึงจำเป็นต้องวางท่อส่งก๊าซ ส่วนก๊าซชื้นที่มีโพรเพนและบิวเทน ซึ่งทั่วไปมีปนอยู่ประมาณ 4 – 8 เปอร์เซ็นต์ จะมีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศเช่นกัน เราสามารถแยกโพรเพนและบิวเทนออกจากก๊าซธรรมชาติได้แล้วบรรจุลงในถัง ก๊าซ เรียกก๊าซนี้ว่า ก๊าซปิโตรเลียมเหลวหรือ LPG(Liquefied Petroleum Gas) ส่วนก๊าซธรรมชาติเหลวหรือก๊าซโซลีนธรรมชาติ ซึ่งเรียกกันว่า "คอนเดนเซท" (Condensate) คือ พวกไฮโดรคาร์บอนเหลว ได้แก่ เพนเทน เฮกเซน เฮปเทน และอ๊อกเทน ซึ่งมีสภาพเป็นของเหลวเมื่อผลิตขึ้นมาถึงปากบ่อบนแท่นผลิตสามารถแยกออกจาก ก๊าซธรรมชาติ ได้บนแท่นผลิต การขนส่งอาจลำเลียงทางเรือหรือส่งไปตามท่อได้

พัฒนาการของก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งครั้งหนึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ต้องการ เนื่องจากมีการใช้พลังงานน้อย และมีน้ำมันดิบอยู่เหลือเฟือเกินความต้องการ แต่ในปัจจุบันนี้ ก๊าซธรรมชาติถูกนำมาใช้ทดแทนน้ำมันมากขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากน้ำมัน เหลือน้อยลงนั่นเอง และราคาน้ำมันของโลกก็สูงขึ้นประกอบกับก๊าซธรรมชาติจัดเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาด ดังนั้นด้วยเหตุนี้จึงได้มีการพัฒนาในการนำก๊าซธรรมชาติมาใช้เป็นพลังงานทดแทนมากขึ้นในขณะนี้ ประเทศไทยได้ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงแล้ว โดยได้ทดลองใช้กับรถประจำทางของขนส่งมวลชนและ รถแท๊กซี่จำนวนหนึ่ง ซึ่งต่อไปจะพัฒนาระบบและอำนวยความสะดวกเกี่ยวกับสถานีบริการที่รองรับ สำหรับผู้ใช้ก๊าซธรรมชาติและทางภาคอุตสาหกรรมได้นำก๊าซธรรมชาติไปใช้ทดแทนน้ำมันและก๊าซปิโตรเลียม เหลวแล้ว ซึ่งในอนาคตก๊าซธรรมชาติจะมีบทบาทมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันและก๊าซ ปิโตรเลียมเหลว ทั้งนี้เนื่องจากราคาของน้ำมันและก๊าซปิโตรเลียมเหลวจะสูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเทียบกับราคาก๊าซธรรมชาติ จึงนับว่าก๊าซธรรมชาติเป็นทรัพยากรที่สำคัญยิ่งและควรจะสนับสนุน และอีกประการหนึ่งเพื่อลดการนำเข้าน้ำมันได้อีกด้วย

การสำรวจหาแหล่งก๊าซธรรมชาติและการขุดเจาะ

ก๊าซธรรมชาติ มักมีการค้นพบในแหล่งเดียวกันกับน้ำมันดิบและจะถูกนำขึ้นมาพร้อมๆกัน ก๊าซจะถูกแยกออกจากน้ำมัน การสำรวจเริ่มจากการศึกษาสภาพภูมิประเทศและสภาพทางธรณี วิทยาอย่างไรก็ตามการสำรวจภาคพื้นดินจะได้ข้อมูลคร่าวๆซึ่งจะนำมาใช้ในการคาดคะเนว่ามีน้ำมันดิบหรือก๊าซธรรมชาติสะสมตัวอยู่หรือไม่ แต่จะไม่ทราบแน่ชัด จะต้องทำการขุดเจาะสำรวจเสียก่อน การศึกษาสภาพภูมิประเทศได้จากการศึกษาแผนที่ทางธรณีวิทยาตัวอย่างหิน ภาพถ่ายจากดาวเทียม

การสำรวจโครงสร้างทางธรณีวิทยาของชั้นหินใต้พื้นดิน ใช้วิธีการทางธรณีฟิสิกส์ เช่น การวัดค่า สนามแม่เหล็กการวัดแรงดึงดูดของโลกการวัดความไหวสะเทือนของชั้นหินซึ่งแต่ละชั้นหินจะให้ค่าออก มาต่างกัน ในการสำรวจสภาพทางธรณีวิทยา การสำรวจความไหวสะเทือนโดยระบบ Seismic มีความสำคัญมากผลความไหวสะเทือนที่ได้ออกมาจะทำให้ทราบลักษณะ โครงสร้างของชั้นหินซึ่งจาก ข้อมูลเก่าๆทางด้านธรณีวิทยาจะแสดงให้เห็นว่าบริเวณนั้นๆจะเป็น แหล่งสะสมของน้ำมันหรือไม่จะทำให้สามารถวาดภาพลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาจากการศึกษาสภาพภูมิประเทศและโครงสร้างทางธรณีวิทยาจะทำให้ทราบเพียงว่าอาจจะมีน้ำมันดิบหรือก๊าซธรรมชาติอยู่เท่านั้น ถ้าให้แน่ชัดต้องทำการเจาะสำรวจอีกครั้ง ซึ่งในการเจาะสำรวจจะมีการศึกษาเพิ่มเติมจากตัวอย่างหินและ เครื่องมือที่ติดไปกับแท่นขุดเจาะ การขุดเจาะเพื่อสำรวจให้แน่ชัดว่ามีน้ำมันดิบหรือก๊าซธรรมชาติสะสมตัวหรือไม่นับเป็นขั้นตอนที่ สำคัญมาก เครื่องมือขุดเจาะมีลักษณะเป็นแบบสว่านหมุน ส่วนประกอบที่สำคัญประกอบด้วย หัวเจาะ ท่อเจาะ แท่นยึดและเครื่องยนต์ ซึ่งทำหน้าที่หมุนและดันหัวเจาะลงไปใต้พื้นดิน เนื่องจากท่อเจาะแต่ละท่อน ยาวประมาณ 10 เมตรดังนั้น การขุดเจาะจะต้องหยุดเพื่อทำการต่อท่อทุกระยะ 10 เมตร และหัวเจาะที่ใช้ก็อาจทื่อและจำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ การที่จะเปลี่ยนหัวเจาะจะต้องถอนท่อเจาะที่เจาะไปแล้วทั้งหมดออกมา แล้วเริ่มขุดเจาะใหม่ ซึ่งระหว่างการขุดเจาะก็อาจมีปัญหาเกิดขึ้นมากมาย ได้แก่ ดินถล่ม หินพังทลายในระหว่างการถอนท่อเจาะออกเพื่อเปลี่ยนหัวเจาะจึงจำเป็นต้องใส่ปลอกกันบ่อพังเสียก่อนที่จะทำการ ถอนท่อและบางครั้งท่อเจาะเมื่อเจาะลงลึกๆ ก็อาจมีการหักได้ การแก้ไขต้องนำท่อเจาะขึ้นมาก่อนทำการเจาะต่อ

แหล่งก๊าซธรรมชาติ คืออะไร

แหล่ง ก๊าซธรรมชาติ ได้มาจากแหล่งต่าง ๆ ทั้งในทะเลและบนบก รวมทั้งการนำเข้าจากประเทศเมียนมาร์ จากแหล่งยาคานา และแหล่งเยตากุน ส่วนแหล่งในประเทศได้จากแหล่งเอราวัณ บงกช ยูโนแคล 2 และ 3 ทานตะวันไพลิน การแยกก๊าซธรรมชาติ คือ การแยกสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ซึ่งปะปนกันหลายชนิดตามธรรมชาติออกจากก๊าซธรรมชาติ มาเป็นก๊าซชนิดต่าง ๆ เพื่อนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ตามคุณสมบัติ และคุณค่าของก๊าซนั้น ๆโรงแยกก๊าซธรรมชาติในประเทศไทย เกิดขึ้นหลังจากที่มีการนำก๊าซธรรมชาติซึ่งค้นพบในอ่าวไทยมาใช้ประโยชน์ เพื่อทดแทนการใช้น้ำมันดิบที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนที่เป็นประโยชน์ สามารถแยกออกมาใช้ประโยชน์ได้มากกว่าการนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพียงอย่างเดียว ก๊าซธรรมชาติใช้ประโยชน์ได้โดยตรง ด้วยการใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า หรือในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมการทำกระจก อุตสาหกรรมเซรามิค อุตสาหกรรมสุขภัณฑ์ ฯลฯ และเมื่อนำไปอัดใส่ถังด้วยความดันสูงก็นำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ ได้ เรียกว่าก๊าซธรรมชาติสำหรับรถยนต์ (Natural Gas for Vehicles : NGV)

ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ หลังกระบวนการแยกของโรงแยกก๊าซ

ก๊าซธรรมชาติมีสารประกอบที่เป็นประโยชน์ เมื่อผ่านกระบวนการแยกที่โรงแยกก๊าซแล้ว จะได้ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้

1. ก๊าซมีเทน (C1) : ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม และนำไปอัดใส่ถังด้วยความดันสูง เรียกว่าก๊าซธรรมชาติ อัด สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ รู้จักกันในชื่อว่า “ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์” (Natural Gas for Vehicles : NGV)
2. ก๊าซ อีเทน (C2) : ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้น สามารถนำไปใช้ผลิตเม็ดพลาสติก เส้นใยพลาสติกชนิดต่าง ๆ เพื่อนำไปใช้แปรรูปต่อไป
3. ก๊าซโพรเพน (C3) และก๊าซบิวเทน (C4) : ก๊าซโพรเพนใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้นได้เช่นเดียวกัน และหากนำเอาก๊าซโพรเพนกับก๊าซบิวเทนมาผสมกัน อัดใส่ถังเป็นก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) หรือที่เรียกว่าก๊าซหุงต้ม สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ และใช้ในการเชื่อมโลหะได้รวมทั้งยังนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทได้อีกด้วย
4. ไฮโดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon) : อยู่ในสถานะที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดัน บรรยากาศ เมื่อผลิตขึ้นมาถึงปากบ่อบนแท่นผลิต สามารถแยกจากไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซบนแท่นผลิต เรียกว่า คอนเดนเสท (Condensate) สามารถลำเลียงขนส่งโดยทางเรือหรือทางท่อ นำไปกลั่นเป็นน้ำมันสำเร็จรูปต่อไป
5. ก๊าซ โซลีนธรรมชาติ : แม้ว่าจะมีการแยกคอนเดนเสทออกเมื่อทำการผลิตขึ้นมาถึงปากบ่อบนแท่นผลิตแล้ว แต่ก็ยังมีไฮโดรคาร์บอนเหลวบางส่วนหลุดไปกับไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซ เมื่อผ่านกระบวนการแยกจากโรงแยก ก๊าซธรรมชาติแล้ว ไฮโดรคาร์บอนเหลวนี้ก็จะถูกแยกออก เรียกว่า ก๊าซโซลีนธรรมชาติ หรือ NGL (natural gasoline) และส่งเข้าไปยังโรงกลั่นน้ำมัน เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์น้ำมันสำเร็จรูปได้เช่นเดียวกับคอนเดนเสท และยังเป็นตัวทำละลาย ซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภทได้เช่นกัน
6. ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ : เมื่อผ่านกระบวนการแยกแล้ว จะถูกนำไปทำให้อยู่ในสภาพของแข็ง เรียกว่า น้ำแข็งแห้ง นำไปใช้ในอุตสาหกรรมถนอมอาหาร อุตสาหกรรมน้ำอัดลมและเบียร์ ใช้ในการถนอมอาหารระหว่างการขนส่ง นำไปเป็นวัตถุดิบสำคัญในการทำฝนเทียม และนำไปใช้สร้างควันในอุตสาหกรรมบันเทิง อาทิ การแสดงคอนเสิร์ต หรือการถ่ายทำภาพยนต์

ก๊าซธรรมชาติ อยู่ในสภาพสถานะต่าง ๆ ดังนี้

1. Pipe Natural Gas เป็นการขนส่งก๊าซธรรมชาติทางท่อ ซึ่งเป็นก๊าซมีเทนเป็นส่วนใหญ่ การขนส่งด้วย ระบบท่อ จะนำไปเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในโรงงานอุตสาหกรรม
2. NGV หรือ Natural Gas for Vehicles เป็นการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน การขนส่งก๊าซธรรมชาติมาทางท่อและขนส่งทางรถยนต์ เข้าสู่สถานีบริการ และเข้าสู่ระบบขบวนการในการบรรจุลงในถังเก็บก๊าซของรถยนต์ต่อไป
3. LNG หรือ Liquefied Natural Gas เป็นการขนส่งด้วยเรือที่ออกแบบไว้เฉพาะ โดยการทำก๊าซธรรมชาติให้กลายเป็นของเหลว เพื่อให้ปริมาตรลดลงประมาณ 600 เท่า โดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิ -160 องศาเซลเซียส

NGV คืออะไร

NGV ย่อมาจาก Natural Gas for Vehicles เป็นก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ มีส่วนประกอบหลัก คือก๊าซมีเทน ซึ่งมีคุณสมบัติเบากว่าอากาศ ส่วนใหญ่จะใช้งานอยู่ในสภาพเป็นก๊าซที่ถูกอัดจนมีความดัน 3,000 ปอนด์ ต่อตารางนิ้ว บางครั้งเรียกก๊าซนี้ว่า CNG ซึ่งย่อมาจาก Compressed Natural Gas หรือก๊าซธรรมชาติอัด