Све о природном гасу: састав и својства, производња и употреба природног гаса

Због високе енергетске ефикасности и еколошке добробити, природни гас је заједно са нафтом од највеће важности. Широко се користи као гориво, а уједно служи и као драгоцена сировина за хемијску индустрију.

И иако је употреба гаса постала свакодневна и уобичајена, она и даље остаје тешка у саставу и прилично опасна супстанца - да би ушли у горионик гасног уређаја иде дуг и тежак пут.

У чланку ћемо анализирати главна питања повезана са природним запаљивим гасом - говорит ћемо о његовом саставу и својствима, описати фазе производње, транспорта и прераде гаса, његов обим. Размотрите модерне идеје о пореклу резерви угљоводоника, занимљиве чињенице и хипотезе.

Шта је природни запаљиви гас?

Постоји мишљење да гас лежи под земљом у празнинама и одатле се лако извлачи, за што је довољно бушити бунар. Али у стварности је све много сложеније: гас се може налазити унутар порозне стене, може бити растворен у води, течним угљоводоницима и нафти.

Да бисте разумели зашто се то дешава, само запамтите да реч "гас" долази од грчког "хаос", Који одражава принцип понашања супстанце. У гасовитом стању, молекули се крећу насумично, покушавајући да равномерно попуне читав могући волумен. Због тога су у стању да продре и растварају се у другим супстанцама, укључујући густе течности и минерале. Висок притисак и температура увелико побољшавају процес дифузије. Често се у облику таквог „коктела“ природни гас налази у цревима.

Али прво, разговарајмо о томе од чега се састоји гас и шта је то - размотримо хемијски састав и физикална својства природно запаљивог гаса.

Хемијске карактеристике

Гас извучен из црева, који се назива „природним“, је мешавина различитих гасова.

По саставу је подељен у три групе компоненти:

• запаљив- угљоводоници;
• незапаљив (баласти) - азот, угљен диоксид, кисеоник, хелијум, водена пара;
• штетно нечистоће - водоник сулфид и меркаптани.

Прва и главна група је скуп метанских угљоводоника (хомолога) са бројем угљених атома од 1 до 5. Највећи проценат у мешавини је метан (од 70 до 98%) који има један атом угљеника. Садржај осталих гасова (етан, пропан, бутан, пентан) креће се од јединица до десетине процента.

За гас који настаје из поља карактерише висока концентрација метана. У повезаним, издвојеним из нафте, удео метана је знатно нижи: 30 - 60%, а хомолози већи: 10 - 20%

Поред угљоводоника, у мешавини могу бити и незапаљиве материје: водоник сулфид, азот, угљен диоксид, угљен моноксид, водоник и друге. Али, у зависности од поља, пропорције угљоводоника, као и састав других гасова, могу значајно да варирају.

Физичка својства гаса

Према физичким својствима метана ЦХ₄ без боја и мирисаврло запаљив. При концентрацији у ваздуху већој од 4,5% - експлозивно. Ова некретнина, у комбинацији са недостатком мириса, представља велику опасност и проблем. Нарочито у рудницима, јер метан апсорбује угаљ.

Писали смо о узроцима експлозије гаса у домаћим условима у Русији ове ствари.

Да би гас имао мирис, да би открио његово цурење, посебне твари са непријатним мирисом, мирисима, додају се пре транспорта. Најчешће су то једињења која садрже сумпор - етанетиол или етил меркаптан. Фракција нечистоће је изабрана тако да се цурење примети при концентрацији гаса од 1%.

Главна предност плавог горива је његова висока специфична топлота сагоревања - 39 МЈ / кг. У том случају се ослобађају безопасне супстанце: вода и угљен диоксид. Ово је такође важан фактор који омогућава употребу метана у свакодневном животу.

Одакле долази гас из црева земље?

Иако су људи научили да користе гас пре више од 200 година, до сада нема консензуса одакле гас долази у цревима земље.

Основне теорије порекла

Постоје две главне теорије о његовом настанку:

• минерал, објашњавање стварања гаса процесима отплињавања угљоводоника из дубљих и гушћих слојева земље и њиховог подизања на подручја са нижим притиском;
• органски (биогени), према коме је гас продукт распадања остатака живих организама у условима високог притиска, температуре и недостатка ваздуха.

На терену гас може бити у облику засебног скупа, гасног поклопца, раствора у нафти или води или гасних хидрата. У последњем случају, лежишта су смештена у порозним стијенама између непропусних слојева глине. Најчешће су такве стене збијени пешчењак, карбонати, кречњаци.

Учешће конвенционалних гасних поља износи свега 0,8%. Нешто већи проценат пада на гас дубоког угља и шкриљца - од 1,4 до 1,9%. Најчешће врсте лежишта су гасови и хидрати растворени у води - у приближно једнаким пропорцијама (46,9% сваки)

Пошто је гас лакши од нафте, а вода је тежа, положај фосила у резервоару је увек исти: гас је изнад нафте, а вода одоздо подржава целокупно налазиште нафте и гаса.

Гас у резервоару је под притиском. Што су дубље наслаге, то су веће. У просеку, на сваких 10 метара пораст притиска износи 0,1 МПа. Постоје ненормално високе притиске. На пример, на ахимовим лежиштима лежишта Уренгои достиже 600 атмосфера и више са дубином од 3800 до 4500 м.

Занимљиве чињенице и хипотезе

Не тако давно веровало се да би светске залихе нафте и гаса требале бити исцрпљене већ на почетку КСКСИ века. На пример, ауторитативни амерички геофизичар Хубберт је о томе писао 1965. године.

До данас, многе земље настављају да повећавају производњу гаса. Нема стварних знакова да се залихе угљоводоника троше.

Према доктору геолошких и минералошких наука В.В. Полеванова, такве заблуде су изазване чињеницом да је теорија о органском пореклу нафте и гаса још увек опште прихваћена и поседује умове већине научника. Иако је још увек Д.И. Менделеев је поткријепио теорију о неорганском дубоком поријеклу нафте и тада су то доказали Кудриавцев и В.Р. Ларин.

Али многе чињенице говоре против органског порекла угљоводоника.

Ево неких од њих:

• наслаге су откривене на дубинама до 11 км, у кристалним темељима, где постојање органске материје не може бити ни теоретски;
• користећи се органском теоријом, може се објаснити само 10% резерви угљоводоника, преосталих 90% је необјашњиво;
• свемирска сонда Цассини откривена 2000. године на сателиту огромних угљоводоничних ресурса Сатурн Титан у облику језера, неколико реда веће од земаљске.

Хипотеза коју је Ларин изнео са првобитно хидридне Земље објашњава порекло угљоводоника реакцијом водоника са угљеником у дубинама земље и накнадном расплињавањем метана.

Према њеним речима, нема древних јурских лежишта. Сва нафта и гас могли би да се формирају у распону од пре 1 до 15 хиљада година. Како се селекција наставља, залихе се могу постепено надопуњавати, што се види и на дуго развијеним и напуштеним нафтним пољима.

Како је рударство и транспорт?

Процес вађења природног запаљивог гаса започиње изградњом бунара. Њихова дубина може зависити од појаве слоја гаса до 7 км. Како бушење напредује, у бунар се спушта цев (кућиште). Да би се спречило испуштање гаса кроз простор између цеви и зидова бушотине, врши се фугирање - попуњавање празнине глином или цементом.

На крају конструкције скида се опрема за бушење и постављају се фонтане за фонтане на главу кућишта. Дизајн је вентила и вентила, служи за избор гаса из бунара.

Број бунара може бити прилично велик.

Окову фонтане додељено је неколико функција: држи цеви укошене у бунар, контролише начине рада, мери параметре спољног и унутрашњег дела бунара

Цео циклус производње природног гаса одвија се у три фазе:

1. Развој гасног поља. Као резултат бушења ствара се разлика у притиску. Због тога се гас креће кроз резервоар до бунара.
2. Рад гасних бунара. У овој фази гас пролази кроз кућиште.
3. Прикупљање и припрема за транспорт. Плин из свих арматура за фонтане испоручује се у посебне технолошке комплексе постројења за пречишћавање гаса. Суви су гас чишћење од штетних нечистоћа.

Чак и мале концентрације водоник сулфида, водене паре или честица доводе до брзе корозије, стварања хидрата и механичких оштећења на унутрашњој површини цевовода.

Завршна припрема за транспорт одвија се у седишту. То укључује накнадну обраду и уклањање угљоводоничног кондензата, хлађење гаса да би се смањила његова запремина.

Главна врста транспорта гаса на велике удаљености је гасовод. То је систем сложених инжењерских структура од самих цевовода до подземно складиште.

На крајњој тачки аутопута налазе се станице за дистрибуцију гаса (ГДС). Овде се врши последње чишћење од нечистоће прашине и течности, притисак се смањује на ниво који захтевају потрошачи, стабилише се, узима се у обзир потрошња гаса и додаје се мирис.

Друга уобичајена врста превоза метана је поморски превоз специјалним бродовима - превозницима за гас.

Огромни сферни резервоари неће дозволити да се носач гаса меша са другим врстама посуда. То су термозе које одржавају константну потребну температуру за течни метан -163 ° Ц

Претварање гаса у течно стање врши се у специјалним постројењима за УПП. Процес се одвија у две фазе: прво се метан хлади на -50 ° Ц, а затим на -163 ° Ц. У исто време, његова запремина се смањује за 600 пута.

Обрада и обим

Велика запаљивост природног гаса одређује његову главну примену. Користи се у облику горива у фабрикама, фабрикама, термоелектранама, котларницама, установама, у стамбеним зградама, пољопривредним објектима и многим другима. Препоручујемо вам да прочитате правила домаћа употреба гаса.

Производња и рафинирање нафте увек је праћено испуштањем припадајућег гаса. У неким случајевима, његове количине могу бити импресивне и до 300 кубних метара по кубном метру сирове нафте.

Али постоји велики број поља на којима се природни гас не користи, већ разгорева. На пример, широм Русије се тако губи до 25% корисних сировина.

Део припадајућег гаса испоручује се постројењима за прераду гаса. Из њега се добија пречишћени суви гас који се користи за грејање. Друга вредна компонента је мешавина лаких угљоводоника.

Дијаграм приказује општу слику процеса прераде произведеног гаса. Улогу крајњих производа у савременој хемијској индустрији тешко је преценити

Затим се дели у фракције у посебним инсталацијама. Резултат су угљоводоници као што су пропан, бутан, изобутан, пентан. Да бисте смањили запремину, лакоћу транспорта и складиштења течни.

Претварање аутомобила у плин брзо се исплати и омогућава опипљиве уштеде трошкова. Ширење мреже бензинских станица доприноси повећању возног парка аутомобила са ХБО. Побеђују не само возачи, већ и пешаци који не морају да удишу штетне издувне гасове

Пропан и бутан користе се за грејање домова. флаширани гас било за аутомобиле. Али највећи део иде на даљу прераду у петрохемијска постројења.

Гријањем на високој температури (пиролизом) из њих се добијају главне сировине за све синтетичке материјале - мономери: етилен, пропилен, бутадиен. Под дејством катализатора комбинују се у полимере. Из производње се добијају тако вредни материјали као што су гума, ПВЦ, полиетилен и многи други.

Закључци и корисни видео о овој теми

У документарном филму о гасу доступан је и јасан:

Овај тренинг филм посвећен је транспортовању гаса:

Још увек не знамо све о природном гасу - његово порекло је још увек препун многих мистерија. Нада се да је плаво гориво заиста неисцрпан дар који ће бити довољан нама и нашим потомцима.

Имате ли питања након што сте прочитали горњи материјал? Или желите допунити чланак корисним коментарима, занимљивим чињеницама или фотографијама? Напишите своје коментаре, поставите питања, учествујте у расправи - образац за повратне информације налази се испод.