Semua mengenai gas asli: komposisi dan sifat, pengeluaran dan penggunaan gas asli

Oleh kerana kecekapan tenaga yang tinggi dan ramah lingkungan, gas asli, bersama dengan minyak, sangat penting. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan bakar, dan juga berfungsi sebagai bahan mentah yang berharga untuk industri kimia.

Walaupun penggunaan gas telah menjadi perkara biasa dan biasa, ia tetap sukar dalam komposisi dan bahan yang agak berbahaya - untuk masuk ke dalam pembakar peranti gas, ia memerlukan banyak cara dan sukar.

Dalam artikel itu, kami akan menganalisis isu-isu utama yang berkaitan dengan gas mudah terbakar - kita akan membincangkan komposisi dan sifatnya, menerangkan tahap pengeluaran, pengangkutan dan pemprosesan gas, ruang lingkupnya. Pertimbangkan idea moden mengenai asal usul rizab hidrokarbon, fakta menarik dan hipotesis.

Apa itu gas mudah terbakar semula jadi?

Terdapat pendapat bahawa gas terletak di bawah tanah dalam lompang dan mudah diekstrak dari sana, yang cukup untuk menggerudi telaga. Tetapi pada hakikatnya, semuanya jauh lebih rumit: gas boleh berada di dalam batu berpori, dapat dilarutkan dalam air, hidrokarbon cair, dan minyak.

Untuk memahami mengapa ini berlaku, ingatlah bahawa perkataan "gas" berasal dari bahasa Yunani "kekacauan", Yang mencerminkan prinsip tingkah laku bahan. Dalam keadaan gas, molekul bergerak secara rawak, cuba mengisi keseluruhan isipadu yang mungkin. Oleh kerana itu, mereka dapat menembusi dan melarutkan bahan lain, termasuk cecair dan mineral yang lebih padat. Tekanan dan suhu tinggi sangat meningkatkan proses penyebaran. Seringkali dalam bentuk "koktail" gas alam yang terkandung di dalam usus.

Tetapi pertama-tama, mari kita bincangkan tentang apa itu gas dan apa itu - pertimbangkan komposisi kimia dan sifat fizikal gas mudah terbakar.

Ciri Kimia

Gas yang diekstrak dari usus, yang disebut "semula jadi", adalah campuran pelbagai gas.

Dalam komposisi, ia dibahagikan kepada tiga kumpulan komponen:

• mudah terbakar- hidrokarbon;
• tidak mudah terbakar (pemberat- nitrogen, karbon dioksida, oksigen, helium, wap air;
• memudaratkan kekotoran - hidrogen sulfida dan merkaptan.

Kumpulan pertama dan utama adalah satu set hidrokarbon metana (homolog) dengan bilangan atom karbon dari 1 hingga 5. Peratusan terbesar dalam campuran adalah metana (dari 70 hingga 98%) yang mempunyai satu atom karbon. Kandungan gas lain (etana, propana, butana, pentana) berkisar dari unit hingga sepersepuluh peratus.

Gas yang dihasilkan dari ladang dicirikan oleh kepekatan metana yang tinggi. Dalam yang berkaitan, diekstrak dari minyak, bahagian metana jauh lebih rendah: 30 - 60%, dan homolog lebih tinggi: 10 - 20%

Sebagai tambahan kepada hidrokarbon, bahan yang tidak mudah terbakar dalam jumlah kecil mungkin terdapat dalam campuran: hidrogen sulfida, nitrogen, karbon dioksida, karbon monoksida, hidrogen dan lain-lain. Tetapi, bergantung pada medan, bahagian hidrokarbon, serta komposisi gas lain, boleh turun naik dengan ketara.

Sifat fizikal gas

Mengikut sifat fizikal metana CH₄ tidak berwarna dan tidak berbausangat mudah terbakar. Pada kepekatan di udara lebih daripada 4.5% - letupan. Properti ini, digabungkan dengan kekurangan bau, menimbulkan ancaman dan masalah besar. Terutama di lombong, kerana metana diserap oleh arang batu.

Kami menulis mengenai punca letupan gas dalam keadaan domestik di barang ini.

Untuk memberi bau pada gas, untuk mengesan kebocorannya, bahan khas dengan bau yang tidak menyenangkan, bau, ditambahkan ke dalamnya sebelum pengangkutan. Selalunya, ini adalah sebatian yang mengandungi sulfur - ethanethiol atau ethyl mercaptan. Pecahan kotoran dipilih sehingga kebocoran dapat dilihat pada kepekatan gas 1%.

Kelebihan utama bahan api biru adalah haba pembakaran khusus yang tinggi - 39 MJ / kg. Dalam kes ini, bahan tidak berbahaya dilepaskan: air dan karbon dioksida. Ini juga merupakan faktor penting yang memungkinkan penggunaan metana dalam kehidupan seharian.

Dari mana asalnya gas dari usus bumi?

Walaupun orang belajar menggunakan gas lebih dari 200 tahun yang lalu, sejauh ini tidak ada kesepakatan mengenai dari mana gas berasal dari usus bumi.

Teori Asal Asas

Terdapat dua teori utama asal usulnya:

• mineral, menjelaskan pembentukan gas dengan proses pembuangan gas hidrokarbon dari lapisan bumi yang lebih dalam dan padat dan menaikkannya ke kawasan dengan tekanan yang lebih rendah;
• organik (biogenik), menurut gas mana produk penguraian sisa-sisa organisma hidup dalam keadaan tekanan tinggi, suhu dan kekurangan udara.

Di lapangan, gas dapat berupa kelompok terpisah, penutup gas, larutan dalam minyak atau air, atau hidrat gas. Dalam kes terakhir, deposit terletak di batu berpori di antara lapisan tanah liat yang ketat. Selalunya, batuan seperti batu pasir, karbonat, batu kapur yang dipadatkan.

Bahagian medan gas konvensional hanya 0.8%. Peratusan yang sedikit lebih besar jatuh pada gas dalam, arang batu dan serpih - dari 1, 4 hingga 1.9%. Jenis deposit yang paling biasa adalah gas dan hidrat terlarut air - dalam perkadaran yang hampir sama (masing-masing 46.9%)

Oleh kerana gas lebih ringan daripada minyak, dan air lebih berat, kedudukan fosil di takungan selalu sama: gas berada di atas minyak, dan air menyokong seluruh medan minyak dan gas dari bawah.

Gas di takungan berada di bawah tekanan. Semakin dalam simpanan, semakin tinggi. Rata-rata, untuk setiap 10 meter, kenaikan tekanan adalah 0.1 MPa. Terdapat formasi tekanan tinggi yang tidak normal. Sebagai contoh, pada deposit Achimov dari deposit Urengoy, ia mencapai 600 atmosfera dan lebih tinggi dengan kedalaman 3800 hingga 4500 m.

Fakta dan hipotesis yang menarik

Tidak lama dahulu, dipercayai bahawa cadangan minyak dan gas dunia sudah habis pada awal abad XXI. Sebagai contoh, ahli geofizik Amerika yang berwibawa Hubbert menulis mengenai perkara ini pada tahun 1965.

Sehingga kini, banyak negara terus meningkatkan pengeluaran gas. Tidak ada tanda-tanda nyata bahawa simpanan hidrokarbon hampir habis.

Menurut doktor sains geologi dan mineralogi V.V. Polevanova, kesalahpahaman seperti itu disebabkan oleh fakta bahawa teori asal organik minyak dan gas masih diterima secara umum dan memiliki pemikiran kebanyakan saintis. Walaupun masih D.I. Mendeleev membuktikan teori asal minyak dalam bukan organik, dan kemudian ini dibuktikan oleh Kudryavtsev dan V.R. Larin.

Tetapi banyak fakta yang bertentangan dengan asal hidrokarbon organik.

Berikut adalah beberapa daripadanya:

• deposit ditemui pada kedalaman hingga 11 km, di pondasi kristal, di mana kewujudan bahan organik bahkan tidak dapat dilihat secara teori;
• dengan menggunakan teori organik, hanya 10% cadangan hidrokarbon yang dapat dijelaskan, 90% selebihnya tidak dapat dijelaskan;
• penyelidikan ruang angkasa Cassini ditemui pada tahun 2000 di satelit sumber hidrokarbon gergasi Saturn Titan dalam bentuk tasik, beberapa urutan magnitud lebih tinggi daripada bumi.

Hipotesis yang dikemukakan oleh Larin dari Bumi hidrida awalnya menjelaskan asal hidrokarbon oleh tindak balas hidrogen dengan karbon di kedalaman bumi dan pelepasan metana berikutnya.

Menurutnya, tidak ada simpanan Jurassic kuno. Semua minyak dan gas dapat terbentuk dalam lingkungan antara 1 hingga 15 ribu tahun yang lalu. Ketika pemilihan berjalan, stok secara beransur-ansur dapat diisi kembali, seperti yang terlihat di ladang minyak yang telah lama dikembangkan dan terbengkalai.

Bagaimana perlombongan dan pengangkutan?

Proses pengekstrakan gas mudah terbakar bermula dengan pembinaan telaga. Bergantung pada kejadian lapisan gas, kedalamannya dapat mencapai 7 km. Ketika penggerudian berlangsung, paip (selongsong) diturunkan ke dalam sumur. Untuk mengelakkan keluarnya gas melalui ruang antara paip dan dinding telaga, penyambungan dilakukan - mengisi jurang dengan tanah liat atau simen.

Pada akhir pembinaan, pelantar penggerudian dikeluarkan dan kelengkapan pancutan dipasang di kepala selongsong. Ini adalah reka bentuk injap dan injap, berfungsi untuk memilih gas dari telaga.

Bilangan telaga boleh cukup besar.

Beberapa fungsi ditugaskan pada alat kelengkapan air pancut: ia menahan tiub dalam penggantungan di telaga, mengendalikan mod operasi, mengukur parameter bahagian luaran dan dalaman telaga

Keseluruhan kitaran pengeluaran gas asli berlaku dalam tiga peringkat:

1. Pembangunan ladang gas. Sebagai hasil penggerudian, perbezaan tekanan dibuat. Oleh kerana itu, gas bergerak melalui takungan ke telaga.
2. Pengoperasian telaga gas. Pada tahap ini, gas melewati selongsong.
3. Pengumpulan dan penyediaan untuk pengangkutan. Gas dari semua alat kelengkapan air pancut dibekalkan ke kompleks teknologi khas loji rawatan gas. Mereka adalah gas kering pembersihan dari kekotoran berbahaya.

Bahkan kepekatan hidrogen sulfida, wap air atau zarah kecil yang kecil menyebabkan kakisan yang cepat, pembentukan hidrat dan kerosakan mekanikal pada permukaan dalaman saluran paip.

Persiapan akhir untuk pengangkutan berlaku di ibu pejabat. Ini termasuk pasca rawatan dan penyingkiran kondensat hidrokarbon, menyejukkan gas untuk mengurangkan isipadu.

Jenis pengangkutan gas utama dari jarak jauh adalah gas utama. Ini adalah sistem struktur kejuruteraan yang kompleks dari saluran paip mereka sendiri hingga simpanan bawah tanah.

Di titik akhir lebuh raya terdapat stesen pengedaran gas (GDS). Di sini, pembersihan terakhir dari kekotoran debu dan cecair berlaku, tekanan dikurangkan ke tahap yang diperlukan oleh pengguna, ia stabil, penggunaan gas diambil kira dan bau ditambah.

Jenis pengangkutan metana yang lain adalah pengangkutan laut dengan kapal khas - pembawa gas.

Tangki sfera yang besar tidak akan membiarkan pembawa gas terkeliru dengan jenis kapal lain. Mereka adalah termos yang mengekalkan suhu yang diperlukan berterusan untuk metana cair -163 ° С

Penukaran gas menjadi keadaan cair dilakukan di loji LNG khas. Prosesnya berlaku dalam dua peringkat: pertama, metana disejukkan hingga -50 ° C, dan kemudian hingga -163 ° C. Pada masa yang sama, volumnya menurun sebanyak 600 kali.

Pemprosesan dan skop

Kebolehbakaran gas asli yang tinggi menentukan penggunaan utamanya. Ia digunakan dalam bentuk bahan bakar di kilang, kilang, loji janakuasa termal, rumah dandang, institusi, di bangunan kediaman, kemudahan pertanian dan banyak lagi. Kami mengesyorkan agar anda membaca peraturan penggunaan gas domestik.

Pengeluaran dan penapisan minyak selalu disertai dengan pembebasan gas yang berkaitan. Dalam beberapa kes, jumlahnya boleh mengagumkan dan hingga 300 meter padu per meter padu minyak mentah.

Tetapi terdapat sebilangan besar ladang di mana gas berkaitan semula jadi tidak digunakan, tetapi menyala. Sebagai contoh, di seluruh Rusia, sehingga 25% bahan mentah berguna hilang.

Sebilangan gas yang berkaitan dibekalkan ke kilang pemprosesan gas. Daripadanya, gas kering yang disucikan diperoleh, yang digunakan untuk pemanasan. Komponen lain yang berharga ialah campuran hidrokarbon ringan.

Rajah menunjukkan gambaran umum proses memproses gas yang dihasilkan. Peranan produk akhir untuk industri kimia moden sukar dinilai secara berlebihan

Kemudian dibahagikan kepada pecahan dalam pemasangan khas. Hasilnya adalah hidrokarbon seperti propana, butana, isobutana, pentana. Untuk mengurangkan jumlah, kemudahan pengangkutan dan penyimpanan cair.

Menukar kereta menjadi gas cepat membuahkan hasil dan memberikan penjimatan kos yang nyata. Perluasan jaringan stesen minyak menyumbang kepada peningkatan armada kereta dengan HBO. Bukan hanya pemandu yang menang, tetapi juga pejalan kaki yang tidak perlu menghirup ekzos berbahaya

Propana dan butana digunakan untuk memanaskan rumah. gas botol sama ada untuk kereta. Tetapi sebahagian besarnya untuk pemprosesan lebih lanjut di kilang petrokimia.

Dengan pemanasan suhu tinggi (pirolisis), bahan mentah utama untuk semua bahan sintetik diperoleh darinya - monomer: etilena, propilena, butadiena. Di bawah tindakan pemangkin, mereka digabungkan menjadi polimer. Hasilnya menghasilkan bahan berharga seperti getah, PVC, polietilena dan banyak lagi.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Dalam filem dokumentari mengenai gas dapat diakses dan jelas:

Filem latihan ini dikhaskan untuk pengangkutan batang gas:

Kami masih belum mengetahui segala-galanya mengenai gas asli - asal usulnya masih penuh dengan banyak misteri. Diharapkan bahan bakar biru sememangnya hadiah yang tidak habis-habisnya yang cukup untuk kita dan keturunan kita.

Adakah anda mempunyai soalan setelah membaca bahan di atas? Atau adakah anda ingin menambah artikel dengan komen berguna, fakta menarik atau gambar? Tulis komen anda, ajukan soalan, sertai perbincangan - borang maklum balas terdapat di bawah.