ทั้งหมดเกี่ยวกับก๊าซธรรมชาติ: องค์ประกอบและคุณสมบัติการผลิตและการใช้ก๊าซธรรมชาติ

เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมก๊าซธรรมชาติและน้ำมันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง มันถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นเชื้อเพลิงและยังทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรมเคมี

และถึงแม้ว่าการใช้ก๊าซเป็นประจำทุกวันและเป็นนิสัย แต่ก็ยังคงเป็นเรื่องยากในการจัดองค์ประกอบและสารที่ค่อนข้างอันตราย - การเข้าไปในเครื่องเขียนของอุปกรณ์ก๊าซมันไปไกลและยาก

ในบทความเราจะวิเคราะห์ประเด็นหลักที่เกี่ยวข้องกับก๊าซธรรมชาติที่ติดไฟได้ - เราจะพูดถึงองค์ประกอบและคุณสมบัติของมันอธิบายขั้นตอนของการผลิตก๊าซการขนส่งและการแปรรูปขอบเขตของการใช้งาน พิจารณาแนวคิดที่ทันสมัยเกี่ยวกับที่มาของแหล่งสำรองไฮโดรคาร์บอนข้อเท็จจริงและสมมติฐานที่น่าสนใจ

ก๊าซธรรมชาติที่ติดไฟได้คืออะไร?

มีความเห็นว่าก๊าซอยู่ใต้ดินในช่องว่างและถูกดึงออกมาได้ง่ายจากที่นั่นซึ่งก็เพียงพอที่จะเจาะบ่อน้ำ แต่ในความเป็นจริงทุกอย่างมีความซับซ้อนมากขึ้น: ก๊าซสามารถอยู่ภายในหินที่มีรูพรุนสามารถละลายในน้ำไฮโดรคาร์บอนเหลวและน้ำมัน

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้นเพียงจำไว้ว่าคำว่า "แก๊ส" มาจากภาษากรีก "ความสับสนวุ่นวาย"ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงหลักการของพฤติกรรมของสาร ในสถานะที่เป็นก๊าซโมเลกุลจะเคลื่อนที่แบบสุ่มพยายามเติมปริมาตรที่เป็นไปได้ทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้พวกเขาสามารถเจาะและละลายในสารอื่น ๆ รวมถึงของเหลวและแร่ธาตุที่หนาแน่นมากขึ้น แรงดันและอุณหภูมิสูงช่วยให้กระบวนการแพร่กระจายมากขึ้น บ่อยครั้งที่มันอยู่ในรูปของ“ ค็อกเทล” ที่มีก๊าซธรรมชาติอยู่ในลำไส้

ก่อนอื่นเรามาพูดถึงสิ่งที่ประกอบด้วยก๊าซและมันคืออะไร - พิจารณาองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซที่ติดไฟได้

คุณสมบัติทางเคมี

ก๊าซที่สกัดจากลำไส้ซึ่งเรียกว่า "ธรรมชาติ" เป็นส่วนผสมของก๊าซต่างๆ

ในการจัดองค์ประกอบมันแบ่งออกเป็นสามกลุ่มส่วนประกอบ:

• ไวไฟ- ไฮโดรคาร์บอน
• ไม่ติดไฟ (บัลลาสต์) - ไนโตรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, ออกซิเจน, ฮีเลียม, ไอน้ำ;
• เป็นอันตราย สิ่งที่ไม่บริสุทธิ์ - ไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารปรอท

กลุ่มแรกและกลุ่มหลักคือกลุ่มของมีเธนไฮโดรคาร์บอน (homologs) ที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนตั้งแต่ 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ที่ใหญ่ที่สุดในส่วนผสมคือมีเธน (70-98%) มีอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม เนื้อหาของก๊าซอื่น ๆ (อีเทนโพรเพนบิวเทนและเพนเทน) มีตั้งแต่หน่วยถึงสิบเปอร์เซ็นต์

ก๊าซที่ผลิตจากไร่นั้นมีลักษณะเป็นมีเธนเข้มข้นสูง ในส่วนที่สกัดจากน้ำมันสัดส่วนของมีเธนนั้นต่ำกว่ามาก: 30 - 60% และ homologues ที่สูงกว่า: 10 - 20%

นอกจากไฮโดรคาร์บอนแล้วสารที่ไม่ติดไฟในปริมาณเล็กน้อยอาจมีอยู่ในส่วนผสม: ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ไนโตรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์, ไฮโดรเจนและอื่น ๆ แต่ขึ้นอยู่กับสนามสัดส่วนของไฮโดรคาร์บอนเช่นเดียวกับองค์ประกอบของก๊าซอื่น ๆ สามารถผันผวนอย่างมีนัยสำคัญ

คุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซ

ตามคุณสมบัติทางกายภาพของมีเทน CH₄ ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นติดไฟได้มาก ที่ความเข้มข้นในอากาศมากกว่า 4.5% - ระเบิด. สถานที่ให้บริการนี้รวมกับการขาดกลิ่นทำให้เกิดภัยคุกคามและปัญหาที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเหมืองเนื่องจากมีเทนถูกดูดซับด้วยถ่านหิน

เราเขียนเกี่ยวกับสาเหตุของการระเบิดของแก๊สในสภาพภายในประเทศ สิ่งนี้.

เพื่อให้ก๊าซมีกลิ่นเพื่อตรวจสอบการรั่วไหลของสารพิเศษที่มีกลิ่นไม่พึงประสงค์กลิ่นจะถูกเพิ่มเข้าไปก่อนที่จะขนส่ง ส่วนใหญ่มักจะเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยกำมะถัน - ethanethiol หรือ ethyl mercaptan มีการเลือกส่วนที่ไม่บริสุทธิ์เพื่อให้สามารถสังเกตการรั่วได้ที่ความเข้มข้นของก๊าซ 1%

ข้อได้เปรียบหลักของเชื้อเพลิงสีน้ำเงินคือความร้อนสูงเฉพาะของการเผาไหม้ - 39 MJ / กิโลกรัม ในกรณีนี้สารอันตรายจะถูกปล่อยออกมา: น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ นี่ก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้การใช้มีเทนในชีวิตประจำวัน

แก๊สจากลำไส้ของโลกมาจากไหน?

แม้ว่าผู้คนจะเรียนรู้การใช้ก๊าซเมื่อกว่า 200 ปีที่แล้ว แต่ก็ยังไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ว่าก๊าซมาจากไหนในลำไส้ของโลก

ทฤษฎีแหล่งกำเนิดเบื้องต้น

มีสองทฤษฎีหลักของต้นกำเนิดของมัน:

• แร่อธิบายการก่อตัวของก๊าซโดยกระบวนการ degassing ของไฮโดรคาร์บอนจากชั้นลึกและหนาแน่นของโลกและยกพวกเขาไปยังพื้นที่ที่มีความดันต่ำ
• อินทรีย์ (biogenic)ตามที่ก๊าซเป็นผลิตภัณฑ์ของการสลายตัวของซากสิ่งมีชีวิตภายใต้เงื่อนไขของแรงดันสูงอุณหภูมิและการขาดอากาศ

ในสนามก๊าซสามารถอยู่ในรูปของกระจุกที่แยกต่างหากฝาปิดแก๊สสารละลายในน้ำมันหรือน้ำหรือแก๊สไฮเดรต ในกรณีหลังนั้นตะกอนจะอยู่ในหินที่มีรูพรุนระหว่างชั้นของก๊าซ ส่วนใหญ่มักจะหินดังกล่าวเป็นหินทรายอัด, คาร์บอเนต, หินปูน

ส่วนแบ่งของแหล่งก๊าซธรรมดาเพียง 0.8% เปอร์เซ็นต์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยจะตกอยู่ในความลึกถ่านหินและก๊าซจากชั้นหิน - จาก 1, 4 เป็น 1.9% เงินฝากประเภทที่พบมากที่สุดคือก๊าซและน้ำที่ละลายในน้ำ - ในสัดส่วนที่เท่ากัน (ประมาณ 46.9% ต่อครั้ง)

เนื่องจากก๊าซมีน้ำหนักเบากว่าน้ำมันและน้ำก็หนักกว่าตำแหน่งของซากดึกดำบรรพ์ในอ่างเก็บน้ำจึงเหมือนกันเสมอ: แก๊สอยู่ด้านบนของน้ำมันและน้ำรองรับทั้งแหล่งน้ำมันและก๊าซจากด้านล่าง

ก๊าซในอ่างเก็บน้ำอยู่ภายใต้ความกดดัน ยิ่งฝากมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมากเท่านั้น โดยเฉลี่ยทุกๆ 10 เมตรแรงดันเพิ่มขึ้นคือ 0.1 MPa มีการก่อตัวของความดันสูงผิดปกติ ตัวอย่างเช่นบนฝาก Achimov ของฝาก Urengoy มันถึง 600 บรรยากาศและสูงกว่าที่มีความลึก 3800 ถึง 4,500 เมตร

ข้อเท็จจริงและสมมติฐานที่น่าสนใจ

เมื่อไม่นานมานี้เชื่อกันว่าน้ำมันและก๊าซสำรองของโลกน่าจะหมดไปตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 21 ตัวอย่างเช่นนักธรณีฟิสิกส์ชาวอเมริกันผู้มีอำนาจ Hubbert เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในปี 1965

ในวันที่หลายประเทศยังคงเพิ่มการผลิตก๊าซ ไม่มีสัญญาณที่แท้จริงว่าสารไฮโดรคาร์บอนสำรองหมด

ตามที่แพทย์ของธรณีวิทยาและวิทยาแร่วิทยา V.V. โพลวาวาโนว่าความเข้าใจผิดดังกล่าวเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าทฤษฎีแหล่งกำเนิดของน้ำมันและก๊าซอินทรีย์ยังคงเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปและเป็นเจ้าของจิตใจของนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ แม้ว่าจะยังคง D.I Mendeleev ยืนยันทฤษฎีของแหล่งกำเนิดน้ำมันอนินทรีย์ที่ลึกและจากนั้นสิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์โดย Kudryavtsev และ V.R Larin

แต่ข้อเท็จจริงจำนวนมากพูดต่อต้านสารอินทรีย์ของไฮโดรคาร์บอน

นี่คือบางส่วนของพวกเขา:

• การค้นพบตะกอนที่ระดับความลึกสูงสุด 11 กม. ในฐานผลึกซึ่งการดำรงอยู่ของสารอินทรีย์ไม่สามารถทำได้ในทางทฤษฎี
• การใช้ทฤษฎีอินทรีย์สามารถอธิบายได้เพียง 10% ของปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนส่วนที่เหลืออีก 90% นั้นอธิบายไม่ได้
• ยานสำรวจอวกาศ Cassini ค้นพบในปี 2000 บนดาวเทียมของแหล่งไฮโดรคาร์บอนยักษ์ใหญ่ของดาวเสาร์ไททันในรูปแบบของทะเลสาบคำสั่งหลายขนาดที่สูงกว่าโลก

สมมติฐานที่หยิบยกขึ้นมาโดย Larin ของ hydride แรกเริ่มอธิบายถึงที่มาของไฮโดรคาร์บอนโดยปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับคาร์บอนในระดับความลึกของโลกและมีเทน degassing ภายหลัง

ตามที่เธอพูดไม่มีจูราสสิคฝากโบราณ น้ำมันและก๊าซทั้งหมดสามารถก่อตัวในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 15,000 ปีก่อน เมื่อมีการคัดเลือกเงินทุนหุ้นจะสามารถเติมเต็มได้ตามที่เห็นในแหล่งน้ำมันที่พัฒนามานานและร้าง

การขุดและการขนส่งเป็นอย่างไร

กระบวนการในการแยกก๊าซที่ติดไฟได้เริ่มต้นด้วยการก่อสร้างหลุม ขึ้นอยู่กับการเกิดของชั้นแบกก๊าซความลึกของพวกเขาสามารถเข้าถึง 7 กม. ในขณะที่การขุดเจาะคืบหน้าท่อ (ปลอก) จะลดลงในหลุม เพื่อป้องกันการหลบหนีของก๊าซผ่านช่องว่างระหว่างท่อและผนังของหลุมจะทำการอัดฉีด - เติมช่องว่างด้วยดินเหนียวหรือซีเมนต์

ในตอนท้ายของการก่อสร้างแท่นขุดเจาะจะถูกลบออกและติดตั้งอุปกรณ์น้ำพุบนหัวปลอก มันคือการออกแบบของวาล์วและวาล์วทำหน้าที่ในการเลือกก๊าซจากบ่อ

จำนวนหลุมอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่

ฟังก์ชั่นหลายอย่างได้รับการกำหนดให้กับอุปกรณ์น้ำพุ: มันถือท่อท่อแขวนอยู่ในหลุมควบคุมโหมดการทำงานวัดพารามิเตอร์ของชิ้นส่วนภายนอกและภายในของหลุม

วงจรการผลิตก๊าซธรรมชาติทั้งหมดเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1. การพัฒนาแหล่งก๊าซ. ผลของการเจาะทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดัน ด้วยเหตุนี้ก๊าซจึงเคลื่อนที่ผ่านอ่างเก็บน้ำไปยังบ่อ
2. การดำเนินงานของบ่อก๊าซ ในขั้นตอนนี้ก๊าซผ่านท่อ
3. การรวบรวมและการเตรียมพร้อมสำหรับการขนส่ง. ก๊าซจากอุปกรณ์น้ำพุทั้งหมดถูกส่งไปยังศูนย์เทคโนโลยีพิเศษของโรงบำบัดก๊าซ พวกเขาเป็นก๊าซแห้ง การทำความสะอาด จากสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย

แม้แต่ความเข้มข้นเล็กน้อยของไฮโดรเจนซัลไฟด์ไอน้ำหรือฝุ่นละอองทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วการเกิดไฮเดรตและความเสียหายเชิงกลต่อพื้นผิวภายในของท่อ

การเตรียมการขั้นสุดท้ายสำหรับการขนส่งจะเกิดขึ้นที่สำนักงานใหญ่ มันรวมถึงการบำบัดและกำจัดคอนเดนเสทของไฮโดรคาร์บอนหลังการทำให้เย็นลงเพื่อลดปริมาณ

การขนส่งก๊าซประเภทหลักในระยะทางไกลคือ ก๊าซหลัก. มันเป็นระบบของโครงสร้างทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนตั้งแต่ท่อไปจนถึง ที่เก็บใต้ดิน.

ที่จุดสุดท้ายของทางหลวงคือสถานีจ่ายก๊าซ (GDS) ที่นี่การทำความสะอาดครั้งสุดท้ายจากสิ่งสกปรกของฝุ่นและของเหลวที่เกิดขึ้นความดันจะลดลงถึงระดับที่ผู้บริโภคต้องการมันมีความเสถียรการใช้ก๊าซจะถูกนำมาพิจารณาและการเพิ่มกลิ่น

การขนส่งมีเทนอีกประเภทหนึ่งคือการขนส่งทางทะเลโดยเรือพิเศษ - เรือบรรทุกก๊าซ

ถังทรงกลมขนาดใหญ่จะไม่ยอมให้ผู้ให้บริการแก๊สสับสนกับเรือประเภทอื่น พวกเขาเป็นเทอร์โมที่รักษาอุณหภูมิคงที่ที่จำเป็นสำหรับมีเทนเหลว -163 °С

การแปลงของก๊าซให้อยู่ในสถานะของเหลวดำเนินการที่โรงงาน LNG พิเศษ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน: ขั้นแรกก๊าซมีเทนจะถูกทำให้เย็นลงที่ -50 ° C และจากนั้นถึง -163 ° C ในขณะเดียวกันปริมาณจะลดลง 600 ครั้ง

การประมวลผลและขอบเขต

ความสามารถในการลุกติดไฟของก๊าซธรรมชาติเป็นตัวกำหนดการใช้งานหลัก มันถูกใช้ในรูปแบบของเชื้อเพลิงในโรงงาน, โรงงาน, โรงไฟฟ้าพลังความร้อน, บอยเลอร์, สถาบัน, ในอาคารที่อยู่อาศัย, สิ่งอำนวยความสะดวกทางการเกษตรและอื่น ๆ อีกมากมาย เราแนะนำให้คุณอ่านกฎ การใช้ก๊าซในประเทศ.

การผลิตและการกลั่นน้ำมันจะมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้อง ในบางกรณีปริมาณของมันอาจจะน่าประทับใจและสูงถึง 300 ลูกบาศก์เมตรต่อลูกบาศก์เมตรของน้ำมันดิบ

แต่มีเขตข้อมูลจำนวนมากที่ไม่ได้ใช้ก๊าซธรรมชาติ แต่มีเปลวไฟ ตัวอย่างเช่นทั่วทั้งรัสเซียสูญเสียวัตถุดิบที่มีประโยชน์มากถึง 25%

ส่วนหนึ่งของก๊าซที่เกี่ยวข้องถูกส่งไปยังโรงงานแปรรูปก๊าซ จากนั้นจะได้ก๊าซแห้งที่บริสุทธิ์ซึ่งถูกใช้เพื่อให้ความร้อน องค์ประกอบที่มีค่าอีกอย่างหนึ่งคือส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนเบา ๆ

แผนภาพแสดงภาพทั่วไปของกระบวนการผลิตก๊าซที่ผลิตขึ้น บทบาทของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสำหรับอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่นั้นยากที่จะประเมินค่าสูงไป

จากนั้นมันจะแบ่งออกเป็นเศษส่วนในการติดตั้งแบบพิเศษ ผลที่ได้คือไฮโดรคาร์บอนเช่นโพรเพนบิวเทน isobutane เพนเทน เพื่อลดปริมาณความสะดวกในการขนส่งและการเก็บรักษา เหลว.

การแปลงรถยนต์เป็นแก๊สให้ผลตอบแทนรวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่ายเป็นรูปธรรม การขยายเครือข่ายสถานีบริการน้ำมันช่วยเพิ่มจำนวนรถยนต์ด้วย HBO ไม่เพียง แต่คนขับเท่านั้นที่ชนะ แต่ยังคนเดินถนนที่ไม่ต้องหายใจเอาไอเสียที่เป็นอันตราย

โพรเพนและบิวเทนถูกนำมาใช้สำหรับบ้านร้อน บรรจุขวดแก๊ส ทั้งสำหรับรถยนต์ แต่ส่วนใหญ่ไปสำหรับการประมวลผลเพิ่มเติมที่โรงงานปิโตรเคมี

โดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ไพโรไลซิส) วัตถุดิบหลักสำหรับวัสดุสังเคราะห์ทั้งหมดได้มาจากพวกมัน - โมโนเมอร์: เอทิลีน, โพรพิลีน, บิวทาไดอีน ภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาพวกเขาจะรวมกันเป็นโพลิเมอร์ ผลผลิตผลิตวัสดุที่มีค่าเช่นยางพีวีซีโพลีเอทิลีนและอื่น ๆ อีกมากมาย

ข้อสรุปและวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อ

ในภาพยนตร์สารคดีเกี่ยวกับก๊าซสามารถเข้าถึงได้และชัดเจน:

ภาพยนตร์การฝึกอบรมนี้มีจุดประสงค์เพื่อการขนส่งหีบก๊าซ:

เรายังไม่ทราบทุกสิ่งเกี่ยวกับก๊าซธรรมชาติ - ต้นกำเนิดของมันยังคงเต็มไปด้วยความลึกลับมากมาย หวังเป็นอย่างยิ่งว่าเชื้อเพลิงสีน้ำเงินนั้นเป็นของกำนัลที่ไม่มีวันหมดสิ้นซึ่งจะเพียงพอสำหรับเราและลูกหลานของเรา

คุณมีคำถามหลังจากอ่านเนื้อหาข้างต้นหรือไม่ หรือคุณต้องการเสริมบทความด้วยความเห็นที่เป็นประโยชน์ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจหรือรูปถ่าย? เขียนความคิดเห็นของคุณถามคำถามมีส่วนร่วมในการสนทนา - แบบฟอร์มข้อเสนอแนะอยู่ด้านล่าง