天然ガスコンデンセート

天然ガス凝縮液は天然ガス液体とも呼ばれ、多くの天然ガス田から生産される原料天然ガス中に気体成分として存在する炭化水素液体の低密度混合物です。 原料天然ガス内の一部のガス種は、設定された圧力で炭化水素の露点温度以下に温度が下がると、液体状態に凝縮します。

天然ガスコンデンセートは、ガソリンの沸点範囲内の炭化水素を含むため、コンデンセート、ガスコンデンセート、または天然ガソリンとも呼ばれ、ガス設備の多くの作業員からは短縮形のコンディとも呼ばれています。コンデンセートの製造に使用される天然ガスは、次のようなあらゆる種類のガス井から採取できます。^{[1] [2]}

• 原油井: 原油井から得られる天然ガスは、通常随伴ガスと呼ばれます。このガスは、地下貯留層内の原油の上に別のガスキャップとして存在する場合もあれば、原油に溶解して、生産中に圧力が低下すると最終的に溶液から出てくる場合もあります。油井から生産されるコンデンセートは、リースコンデンセートと呼ばれることがよくあります。^[3]
• 乾式ガス井：これらの井は通常、原油をほとんど含まないコンデンセートを含まない生の天然ガスのみを生産し、非随伴ガスと呼ばれます。乾式ガスからのコンデンセートはガス処理プラントで抽出され、プラントコンデンセートと呼ばれることがよくあります。^[3]
• 凝縮井: これらの井では通常、原油をほとんど含まない天然ガス液とともに生の天然ガスが生産され、非随伴ガスと呼ばれます。このような生の天然ガスは、しばしば湿性ガスと呼ばれます。

凝縮液の発生源は数多くあり、それぞれガス凝縮液の組成が異なります。一般に、ガス凝縮液の比重は0.5～0.8で、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの炭化水素で構成されています。炭素原子を2個以上含む天然ガス化合物は、常温常圧で液体として存在します。^[4] プロパン、ブタン、イソブタンは、加圧下でのみ常温で液体です。さらに、凝縮液には以下の成分が含まれることがあります。^{[5] [6] [7]}

• 7～12個の炭素原子を持つ重鎖アルカン（C
  ₇Cに
  ₁₂）
• 硫化水素（H
  ₂S )
• チオールは伝統的にメルカプタンとも呼ばれます (RSH と表記され、R はメチル、エチルなどの有機基です)。
• 二酸化炭素（CO ₂）
• シクロヘキサンおよびおそらく他のナフテン
• BTX（化学）（ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族化合物）

天然ガス凝縮液を天然ガスから分離するための装置構成は数百種類あります。右の概略フロー図は、考えられる構成の1つを示しています。 ^[8]

ガス井または一群の井からの未処理天然ガス原料は、ガス温度を原料圧力での炭化水素露点未満まで下げるために冷却されます。これにより、ガス凝縮炭化水素の大部分が凝縮されます。次に、ガス、液体凝縮物、水の原料混合物は高圧分離器容器に送られ、そこで水と未処理天然ガスが分離されて除去されます。圧力ブーストが必要な場合、高圧分離器からの未処理天然ガスはメインガスコンプレッサーに送られ、そこでガスの圧力が未処理天然ガス処理プラントへのパイプライン輸送に必要な圧力まで上げられます。メインガスコンプレッサーの吐出圧力は、の動作圧力と未処理天然ガス処理プラントまでの距離によって決まり、多段コンプレッサーが必要になる場合があります。

高圧分離器からのガス凝縮液は、絞り制御弁を通って低圧分離器に流れます。制御弁の圧力が低下すると、凝縮液はフラッシュ蒸発と呼ばれる部分蒸発を起こします。低圧分離器からの生の天然ガスは「ブースター」コンプレッサーに送られ、そこでガス圧力が上昇してクーラーに送られ、その後メインのガスコンプレッサーに送られます。

天然ガス処理プラントでは、ガスを脱水し、酸性ガスやその他の不純物をガスから除去します。その後、エタン（C
₂）、プロパン（C
₃）、ブタン（C
₄）、ペンタン（C
₅）に加え、 C ₅₊と呼ばれる高分子量の炭化水素も除去され、副産物として回収されます。

高圧および低圧分離器から除去された水は、硫化水素（H
₂S ) を経た後、水は地下に廃棄されるか、何らかの形で再利用されます。

未処理の天然ガスの一部は、貯留層圧力の維持を助けるために、または後でパイプラインを設置するまでの貯蔵のために、生産層に再注入されることがあります。

天然ガス凝縮液は、一般的に通常の原油よりも可燃性、爆発性が高い。凝縮液が漏れた場所での作業は、爆発、酸素置換、そして数回の呼吸で起こりうる窒息や麻酔の危険があるため、乗組員にとって危険である。^[9]

コンデンセートは常温で液体であることも多く、粘度も非常に低いため、パイプラインで効率的に輸送できない高粘度の重質油を希釈するためによく使用されます。特に、コンデンセートはオイルサンドのビチューメンと混合してディルビットを作ることがよくあります。2013年には、希釈剤としてのコンデンセートの使用が増えたため、一部の地域ではその価格が大幅に上昇しました。^[10]

ドリップガスは、ガス井からのパイプラインに時々設置される小さなチャンバー（ドリップと呼ばれる）の底から汲み上げられることからその名が付けられており、天然ガス抽出の副産物として得られるガソリンの天然形態である天然ガスコンデンセートの別名です。「コンデンセート」、「天然ガソリン」、「ケーシングヘッドガス」、「生ガス」、「ホワイトガス」、「液体の金」とも呼ばれています。^{[11] [12]} ドリップガスは、米国連邦規則集でブタン、ペンタン、ヘキサンの 炭化水素で構成されると定義されています。設定された蒸留範囲内で、ドリップガスを抽出し、燃料アルコールを変性させるために使用できます。 ^[13]ドリップガスは、ランタンやストーブの燃料としてだけでなく、 クリーナーや溶剤としても使用されます。

初期の内燃機関の中には、カール・ベンツが最初に作ったタイプやライト兄弟の初期の航空機エンジンなど、天然ガソリンを使用していたものもあった。天然ガソリンは、ドリップガスか、原油から蒸留した同様の炭化水素のいずれかであった。天然ガソリンのオクタン価は約 30 ～ 50 で、20 世紀初頭の低圧縮エンジンには十分であった。1930 年までに、エンジンの改良と圧縮比の上昇により、ノッキングやデトネーションを起こさずに動力を生み出すために、オクタン価の高い精製ガソリンが必要となった。

大恐慌の頃から、石油生産地域の人々によって、ドリップガスは市販のガソリンの代替品として使われてきました。「自動車や農業用トラクターに単純なエンジンが搭載されていた時代には、凝縮井戸にアクセスできる人がタンクに「ドリップ」ガスを充填することは珍しくありませんでした」とオクラホマ歴史協会は述べています。うまく機能することもありましたが、「時には、轟音を立てて逆火を起こし、悪臭のする煙を巻き起こすこともありました。」^[14]

ジョンディアなどのメーカーは、一般的に「蒸留燃料」または「トラクター燃料」と呼ばれていた重質低オクタン燃料で動くように特別に設計された農業用トラクターを製造しました。^[15]別名はトラクター気化油（イギリス）や「動力灯油」（オーストラリア）でした。トラクターはしばしば「オールフューエル」と呼ばれました。^[16]重質燃料を火花点火エンジンで燃焼させる上で最も重要な要素は、適切な燃料の気化です。これらの燃料で動くように設計されたトラクターは、通常「ホット」吸気マニホールドを使用し、排気熱でマニホールドとキャブレターを温めて気化を促進します。低温での気化が悪いため、オールフューエルトラクターはガソリンで始動し、その後重質燃料に切り替えられました。これらには小さなガソリンタンクと大きな燃料タンクが装備されており、どちらも共通のバルブに供給され、キャブレターに燃料を供給していました。

エンジンはガソリンで始動し、トラクターはエンジンが切り替えられるくらい十分に温まるまで稼働します。その時点で、燃料バルブを回して燃料供給をガソリンタンクから燃料タンクに切り替え、重質燃料がキャブレターに流れます。通常、シャッターまたはカーテンを使用してラジエーターへの空気の流れを制限し、エンジンを効率的に稼働できるほど高温に保ちます。冷却液の温度は 200 度 F 程度が正常でした。ジョンディアの2 気筒全燃料トラクターは、ピストン ストロークが長く、エンジン速度が遅く、圧縮比が低いため燃料を効率的に使用できるため、重質燃料で良好に機能しました。また、ほとんどのトラクターには、水ポンプを使用しないサーモサイフォン冷却システムも装備されていました。自然対流により、水はエンジン ブロックからラジエーターの上部に流れ込み、そこで冷却されて落下し、サイクルが継続しました。

ウディ・ガスリーの自伝的小説『人間の種』は、ウディと叔父のジェフが天然ガスパイプラインからガスを採取するところから始まります。このガスはテレンス・マリックの映画『バッドランド』にも登場します。^[17]

ドリップガスは1950年代初頭まで北米のガソリンスタンドや金物店で商業的に販売されていました。今日販売されているホワイトガスは同様の製品ですが、発がん性物質である ベンゼンを取り除いた状態で製油所で生産されています。^[18]

1975年、ニューメキシコ州警察のガス点滴部隊（ピックアップトラックに乗った3人の男たち）が石油・ガス田のパトロールを開始し、窃盗犯を捕まえ、盗まれたガスの樽を回収した。この部隊は1987年に活動を中止した。^[12]

現在、多くの州で自動車やトラックでのドリップガスの使用は違法となっている。また、ドリップガスはオクタン価が低く、ガソリンよりも燃焼温度がはるかに高く、添加剤がないため、現代のエンジンにも有害である。燃料として使用すると独特の臭いがするため、警察はドリップガスを違法に使用している人を捕まえることもあった。^{[19] [15]}

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• 販売用の原料天然ガスの準備
• 天然ガス処理（米国 EPA の AP-42 出版物の一部であり、概略図が含まれています）