Doğal gaz hakkında her şey: doğal gazın bileşimi ve özellikleri, üretimi ve kullanımı

Yüksek enerji verimliliği ve çevre dostu olmasından dolayı, doğal gazın yanı sıra petrol de büyük önem taşımaktadır. Yakıt olarak yaygın olarak kullanılır ve aynı zamanda kimya endüstrisi için değerli bir hammadde görevi görür.

Her ne kadar gaz kullanımı günlük ve alışılmış bir hale gelse de, kompozisyonda ve oldukça tehlikeli bir maddede hala zor olmaya devam ediyor - bir gaz cihazının brülörüne girmek için uzun ve zor bir yol kat ediyor.

Makalede doğal yanıcı gazla ilgili ana konuları analiz edeceğiz - bileşimi ve özellikleri hakkında konuşacağız, gaz üretimi, nakliyesi ve işlenmesi aşamalarını, kapsamını açıklayacağız. Hidrokarbon rezervlerinin kökeni, ilginç gerçekler ve hipotezler hakkında modern fikirleri düşünün.

Doğal yanıcı gaz nedir?

Gazın yeraltında boşluklarda bulunduğu ve oradan kolayca çıkarıldığı, bunun için bir kuyu delmenin yeterli olduğu yönünde bir görüş vardır. Ancak gerçekte, her şey çok daha karmaşıktır: gaz, gözenekli bir kayanın içine yerleştirilebilir, su, sıvı hidrokarbonlar ve yağda çözülebilir.

Bunun neden olduğunu anlamak için, "gaz" kelimesinin Yunanca "kaos", Hangi maddenin davranış ilkesini yansıtır. Gaz halinde, moleküller rastgele hareket eder ve tüm olası hacmi eşit olarak doldurmaya çalışır. Bu nedenle, daha yoğun sıvılar ve mineraller dahil olmak üzere diğer maddelere nüfuz edebilir ve çözülebilirler. Yüksek basınç ve sıcaklık difüzyon sürecini büyük ölçüde artırır. Genellikle bağırsaklarda doğal gaz bulunan böyle bir “kokteyl” şeklindedir.

Ama önce, gazın ne olduğu ve ne olduğu hakkında konuşalım - doğal yanıcı gazın kimyasal bileşimini ve fiziksel özelliklerini düşünün.

Kimyasal Özellikleri

"Doğal" olarak adlandırılan bağırsaklardan çıkarılan gaz, çeşitli gazların bir karışımıdır.

Kompozisyonda, üç bileşen grubuna ayrılır:

• yanıcı- hidrokarbonlar;
• yanmaz (balastlar) - azot, karbon dioksit, oksijen, helyum, su buharı;
• zararlı kirlilik - hidrojen sülfür ve merkaptanlar.

Birinci ve ana grup, 1'den 5'e kadar karbon atomu sayısına sahip bir dizi metan hidrokarbonudur (homologlar). Karışımdaki en büyük yüzde, bir karbon atomuna sahip metandır (% 70 ila 98). Diğer gazların içeriği (etan, propan, bütan, pentan) birimden yüzde onda birine kadar değişmektedir.

Tarlalardan üretilen gaz, yüksek bir metan konsantrasyonu ile karakterize edilir. İlişkili, yağdan ekstrakte edilen metan oranı çok daha düşüktür:% 30 - 60 ve homologlar daha yüksek:% 10 - 20

Hidrokarbonlara ek olarak, karışımda az miktarda yanıcı olmayan maddeler bulunabilir: hidrojen sülfür, azot, karbon dioksit, karbon monoksit, hidrojen ve diğerleri. Ancak, alana bağlı olarak, hidrokarbonların oranları ve diğer gazların bileşimi önemli ölçüde dalgalanabilir.

Gazın fiziksel özellikleri

Metan CH'nin fiziksel özelliklerine göre₄ renksiz ve kokusuzçok yanıcı. Havadaki konsantrasyonlarda% 4,5'ten fazla - patlayıcı. Bu özellik, koku eksikliğiyle birleştiğinde büyük bir tehdit ve sorun oluşturmaktadır. Özellikle madenlerde, metan kömür tarafından emildiğinden.

İç mekanlarda gaz patlamasının nedenlerini bu şeyler.

Gaza bir koku vermek için, sızıntılarını tespit etmek için, hoş olmayan bir kokuya sahip özel maddeler, koku verici maddeler, taşınmadan önce buna eklenir. Çoğu zaman, bunlar kükürt içeren bileşikler - etandiyol veya etil merkaptan. Kirlilik fraksiyonu,% 1'lik bir gaz konsantrasyonunda sızıntı farkedilebilecek şekilde seçilir.

Mavi yakıtın ana avantajı, yüksek özgül yanma ısısıdır - 39 MJ / kg. Bu durumda, zararsız maddeler açığa çıkar: su ve karbondioksit. Bu aynı zamanda günlük hayatta metan kullanımına izin veren önemli bir faktördür.

Dünyanın bağırsaklarından gelen gaz nereden geliyor?

İnsanlar 200 yıldan daha uzun bir süre önce gaz kullanmayı öğrendikleri halde, şimdiye kadar dünyanın bağırsaklarında gazın nereden geldiği konusunda bir fikir birliği yoktur.

Temel Menşe Teorileri

Kökeni iki ana teori vardır:

• madendünyanın daha derin ve yoğun katmanlarından hidrokarbonların gazdan arındırma işlemleriyle gaz oluşumunun açıklanması ve daha düşük basınçlı alanlara yükseltilmesi;
• organik (biyojenik)buna göre, gaz, yüksek basınç, sıcaklık ve hava eksikliği koşulları altında canlı organizma kalıntılarının ayrışmasının bir ürünüdür.

Sahada gaz, ayrı bir küme, gaz başlığı, yağ veya sudaki çözelti veya gaz hidratları şeklinde olabilir. İkinci durumda, tortular gaz geçirmez kil tabakaları arasındaki gözenekli kayaların içine yerleştirilir. Çoğu zaman, bu tür kayalar sıkıştırılmış kumtaşı, karbonatlar, kalkerlerdir.

Geleneksel gaz sahalarının payı sadece% 0.8'dir. Biraz daha büyük bir yüzde derin, kömür ve şeyl gazına düşer - 1, 4 ila% 1,9. En yaygın tortu türleri, suda çözünmüş gazlar ve hidratlardır - yaklaşık olarak eşit oranlarda (her biri% 46.9)

Gaz petrolden daha hafif olduğu ve su daha ağır olduğu için, rezervuardaki fosillerin konumu her zaman aynıdır: gaz, petrolün üstündedir ve su, tüm petrol ve gaz alanını aşağıdan destekler.

Rezervuardaki gaz basınç altındadır. Mevduat ne kadar derin olursa, o kadar yüksek olur. Ortalama olarak, her 10 metrede bir basınç artışı 0.1 MPa'dır. Anormal derecede yüksek basınç oluşumları vardır. Örneğin, Urengoy yatağının Achimov yataklarında, 600 atmosfere ve daha yüksek 3800 ila 4500 m derinliğe ulaşır.

İlginç gerçekler ve hipotezler

Çok uzun zaman önce, dünya petrol ve gaz rezervlerinin XXI yüzyılın başında tükenmesi gerektiğine inanılıyordu. Örneğin, yetkili Amerikan jeofizikçi Hubbert bunu 1965'te yazdı.

Bugüne kadar birçok ülke gaz üretimini artırmaya devam ediyor. Hidrokarbon rezervlerinin tükendiğine dair gerçek bir işaret yoktur.

Jeolojik ve mineralojik bilimler doktoruna göre V.V. Polevanova, bu tür yanılgıların, petrol ve gazın organik kökeni teorisinin hala genel olarak kabul edilmesinden ve çoğu bilim insanının zihnine sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Yine de D.I. Mendeleev, inorganik petrolün kökeni teorisini doğruladı ve sonra bu Kudryavtsev ve V.R tarafından kanıtlandı. Larin.

Ancak birçok gerçek, hidrokarbonların organik kökenine karşı konuşuyor.

İşte bunlardan bazıları:

• birikintiler, organik maddenin varlığının teorik olarak bile olamayacağı kristal temellerde 11 km'ye kadar derinliklerde keşfedilir;
• organik teori kullanılarak hidrokarbon rezervlerinin sadece% 10'u açıklanabilir, geri kalan% 90'ı açıklanamaz;
• Cassini uzay sondası, 2000 yılında Satürn Titan dev hidrokarbon kaynaklarının uydularında, göl şeklinde, dünyadan birkaç büyüklükte daha büyük boyutlarda keşfedildi.

Başlangıçta hidrit olan Dünya'nın Larin tarafından ileri sürülen hipotez, hidrokarbonların, dünyanın derinliklerinde hidrojenin karbon ile reaksiyonu ve daha sonra metanın gazının giderilmesi ile kökenini açıklar.

Ona göre, eski Jurassic yatakları yoktur. Tüm petrol ve gaz 1 ila 15 bin yıl önce oluşabiliyordu. Seçim ilerledikçe, stoklar uzun süredir gelişmiş ve terk edilmiş petrol alanlarında görüldüğü gibi yavaş yavaş yenilenebilir.

Madencilik ve ulaşım nasıl?

Doğal yanıcı gazların çıkarılması işlemi kuyuların inşası ile başlar. Gaz taşıyan tabakanın oluşumuna bağlı olarak, derinlikleri 7 km'ye ulaşabilir. Sondaj ilerledikçe kuyuya bir boru (kasa) indirilir. Gazın boru ile kuyu duvarları arasındaki boşluktan kaçmasını önlemek için derz dolgu yapılır - boşluğu kil veya çimento ile doldurmak.

İnşaatın sonunda, sondaj kulesi kaldırılır ve gövde kafasına çeşme bağlantı parçaları monte edilir. Valflerin ve valflerin bir tasarımıdır, kuyudan gaz seçmeye hizmet eder.

Kuyu sayısı oldukça fazla olabilir.

Fıskiye bağlantı parçalarına çeşitli fonksiyonlar atanır: kuyuda asılı boru borularını tutar, çalışma modlarını kontrol eder, kuyu dış ve iç kısımlarının parametrelerini ölçer

Tüm doğal gaz üretim döngüsü üç aşamada gerçekleşir:

1. Gaz sahası geliştirme. Delme sonucunda bir basınç farkı yaratılır. Bu nedenle, gaz rezervuardan kuyulara hareket eder.
2. Gaz kuyularının işletilmesi. Bu aşamada gaz gövdeden geçer.
3. Nakliye için toplama ve hazırlama. Tüm çeşme bağlantılarından gelen gaz, gaz arıtma tesislerinin özel teknolojik komplekslerine verilir. Kuru gazdırlar temizlik zararlı kirliliklerden.

Küçük hidrojen sülfür, su buharı veya partikül madde konsantrasyonları bile hızlı korozyona, hidrat oluşumuna ve boru hattının içinde mekanik hasara yol açar.

Taşıma için son hazırlık merkezde yapılır. İşlem sonrası ve hidrokarbon kondensatının çıkarılmasını, hacmini azaltmak için gazı soğutmayı içerir.

Uzun mesafelerde ana gaz taşıma türü ana gaz. Boru hatlarından kendilerine kadar karmaşık mühendislik yapıları sistemidir. yeraltı depolama.

Karayolunun son noktasında gaz dağıtım istasyonları (GDS) bulunmaktadır. Burada, toz ve sıvıların safsızlıklarından son temizlik gerçekleşir, basınç tüketicilerin ihtiyaç duyduğu seviyeye düşürülür, stabilize edilir, gaz tüketimi dikkate alınır ve koku eklenir.

Bir diğer yaygın metan taşımacılığı türü ise özel gemilerle deniz taşımacılığıdır - gaz taşıyıcıları.

Büyük küresel tanklar gaz taşıyıcısının diğer gemilerle karıştırılmasına izin vermez. Sıvı metan için sabit bir sıcaklığı koruyan termoslardır -163 ° С

Gazın sıvı hale dönüştürülmesi özel LNG tesislerinde gerçekleştirilir. İşlem iki aşamada gerçekleşir: ilk olarak, metan -50 ° C'ye ve daha sonra -163 ° C'ye kadar soğutulur. Aynı zamanda hacmi 600 kat azalır.

İşleme ve kapsam

Doğal gazın yüksek yanıcılığı ana uygulamasını belirler. Fabrikalarda, fabrikalarda, termik santrallerde, kazan dairelerinde, kurumlarda, konutlarda, tarım tesislerinde ve daha birçok yerde yakıt şeklinde kullanılır. Kuralları okumanızı öneririz evsel gaz kullanımı.

Petrol üretimi ve rafine edilmesine her zaman ilişkili gazın salınması eşlik eder. Bazı durumlarda, hacimleri etkileyici olabilir ve metreküp ham petrol başına 300 metreküp'e kadar olabilir.

Ancak doğal ilişkili gazın kullanılmadığı, alevlendiği çok sayıda alan vardır. Örneğin, Rusya genelinde, yararlı hammaddelerin% 25 kadarı kaybolur.

İlgili gazın bir kısmı gaz işleme tesislerine tedarik edilir. Ondan, ısıtma için kullanılan saflaştırılmış kuru gaz elde edilir. Bir başka değerli bileşen, hafif hidrokarbonların bir karışımıdır.

Şema üretilen gazın işlenmesi sürecinin genel bir resmini göstermektedir. Modern kimya endüstrisi için son ürünlerin rolünü abartmak zordur

Daha sonra özel kurulumlarda fraksiyonlara ayrılır. Sonuç propan, bütan, izobütan, pentan gibi hidrokarbonlardır. Hacmi, nakliye ve depolama kolaylığını azaltmak sıvılaştırılmış.

Otomobilleri gaza dönüştürmek hızlı bir şekilde sonuç verir ve maddi maliyet tasarrufu sağlar. Benzin istasyonları ağının genişletilmesi, HBO'lu araç filosunda bir artışa katkıda bulunur. Sadece sürücüler kazanmakla kalmaz, aynı zamanda zararlı egzozları solumak zorunda olmayan yayalar da

Propan ve bütan evleri ısıtmak için kullanılır. şişelenmiş gaz ya arabalar için. Fakat çoğu petrokimya tesislerinde daha ileri işlemlere gidiyor.

Yüksek sıcaklıkta ısıtma (piroliz) ile, tüm sentetik malzemeler için ana hammaddeler onlardan elde edilir - monomerler: etilen, propilen, bütadien. Katalizörlerin etkisi altında, polimerler halinde birleştirilirler. Çıktı kauçuk, PVC, polietilen ve diğerleri gibi değerli malzemeler üretir.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Gaz hakkındaki belgesel filmde erişilebilir ve açık:

Bu eğitim filmi gaz trunk taşımacılığına adanmıştır:

Doğal gaz hakkında hala her şeyi bilmiyoruz - kaynağı hala birçok gizemle doludur. Mavi yakıtın gerçekten bizim ve torunlarımız için yeterli olacak tükenmez bir hediye olması umulmaktadır.

Yukarıdaki materyali okuduktan sonra sorularınız mı var? Ya da makaleye faydalı yorumlar, ilginç gerçekler veya fotoğraflar eklemek ister misiniz? Yorumlarınızı yazın, sorular sorun, tartışmaya katılın - geri bildirim formu aşağıda yer almaktadır.