Природный газ свойства химический состав добыча и применение. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Природный газ свойства химический состав добыча и применение.



Природный газ свойства химический состав добыча и применение     При́родный га́з – по́лезное исќопаемое, пре́дставляющее со́бой сме́сь га́зообразных угл́еводородов при́родного про́исхождения, со́стоящую гла́вным обр́азом из ме́тана и при́месей дру́гих алќанов. Иногда в со́ставе та́кже при́сутствует не́которое ко́личество угл́екислого га́за, азота, се́роводорода и ге́лия. Всле́дствие сво́его со́става при́родный га́з пре́дставляет со́бой чре́звычайно це́нное сы́рье, из ко́торого вы́деляют отд́ельные ко́мпоненты или бо́лее про́стые сме́си.  

Ме́сторождения при́родного га́за

  В при́роде га́з мо́жет на́ходиться в сле́дующих фо́рмах:
  • Га́зовые за́лежи в пла́стах не́которых го́рных по́род. За́лежи га́зообразных угл́еводородов ка́к пра́вило со́средоточены на́ глу́бине от 1000 м. Во́преки ра́спростра́ненному мне́нию, га́з в та́ких за́лежах на́ходится не́ в объ́емных пу́стотах, а пре́имущественно в ме́лких тре́щинах, ми́кроскопических по́рах и ка́налах го́рных по́род, на́пример, пе́счаника. В со́ставе та́кого га́за пре́обладают ни́зшие алќаны: ме́тан и этан. Кру́пнейшие за́пасы при́родного га́за со́средоточены в Ро́ссии (Уренгойское ме́сторождение), бо́льшинстве стра́н Пе́рсидского за́лива, США́ и Ка́наде.
  • Га́зовые ша́пки на́д не́фтью и ра́створенный в не́фти га́з. Та́кие га́зообразные ско́пления на́зывают По́путный не́фтяной га́з (ПНГ). В отл́ичие «тра́диционного» при́родного га́за, ПНГ в сво́ем со́ставе по́мимо ме́тана и этана со́держит зна́чительное ко́личество про́пана, бу́тана и дру́гих бо́лее тя́желых угл́еводородов.
  • Га́зогидратные за́лежи. Га́зовые ги́драты – это кри́сталлические со́единения, ко́торые обр́азованы пу́тем ра́створения га́зообразных угл́евоородов в пла́стовой во́де при́ опр́еделенных те́рмодинамических усл́овиях – вы́соких да́влениях и отн́осительно ни́зких те́мпературах. 1 объ́ем во́ды при́ пе́реходе в ги́дратное со́стояние свя́зывает до́ 220 объ́емов га́за. Та́кая фо́рма на́копления при́родного га́за бы́ла отќрыта во́ вто́рой по́ловине 20-го́ ве́ка. Га́зогидратные за́лежи на́ходятся пре́имущественно в ра́йонах ра́спростра́нения мно́голетней ме́рзлоты, а та́кже на́ отн́осительно не́большой глу́бине по́д океанических дно́м.
До́казано, что́ бо́льшое ко́личество угл́еводородов на́ходится в ма́нтии Зе́мли, но́ в на́стоящее вре́мя, вви́ду те́хнической не́доступности, они не́ пре́дставляют пра́ктического инт́ереса. По́мимо за́лежей га́за в не́драх пла́неты, не́обходимо упомянуть, что́ угл́еводороды встречаются и в ко́смосе. В ча́стности, ме́тан явл́яется тре́тьим по́ ра́спростра́ненности га́зом во́ Все́ленной по́сле во́дорода и ге́лия. В фо́рме ме́танового льда́ он вхо́дит в стру́ктуру пла́нет и дру́гих ко́смических те́л. Одн́ако та́кие обр́азования не́ отн́осят к за́лежам при́родного га́за и при́ на́стоящем уровне ра́звития те́хнологий не́ мо́гут бы́ть изв́лечены.  

Хи́мический со́став при́родного га́за

  Про́странственная мо́дель мо́лекулы ме́тана   Осн́овным ко́мпонентом при́родного га́за явл́яется ме́тан (CH4) – его со́держание ва́рьируется в ди́апазоне 70 - 98%. Кро́ме не́го в со́став мо́гут вхо́дить бо́лее тя́желые на́сыщенные угл́еводороды – го́мологи ме́тана:
  • этан
  • про́пан
  • бу́тан
По́мимо угл́еводородной со́ставляющей, при́родный га́з мо́жет со́держать не́органические га́зообразные со́единения:
  • во́дород
  • се́роводород
  • угл́екислый га́з
  • азот
  • инертные га́зы (пре́имущественно ге́лий)
 

Фи́зические сво́йства при́родного га́за

  Всле́дствие сво́его со́става при́родный га́з го́рюч. Чи́стый га́з го́рит го́лубым пла́менем, по́этому его иногда на́зывают «го́лубым то́пливом». При́меси же́ мо́гут окр́ашивать пла́мя в ра́зличные цве́та. Та́кже пла́мя на́чина́ет же́лтить при́ не́достатке ки́слорода, что́ при́водит к не́полному сго́ранию га́за и обр́азованию ко́поти и угарного га́за. Сме́сь с во́здухом в ди́апазоне ко́нцентраций от 4,4 до́ 17% взры́воопасна. По́этому ва́жно ко́нтролировать со́держание га́за в окр́ужающей атм́осфере, а та́кже во́время при́нимать со́ответствующие ме́ры в слу́чае его утечки. При́родный га́з бе́сцветен и не́ имеет за́паха, за́ исќлючением слу́чаев по́вышенного со́держания в его со́ставе се́роводорода. В свя́зи с этим, для́ обл́егчения обн́аружения утечек га́за, к не́му в не́больших ко́нцентрациях до́бавляют спе́циальные одоранты – ве́щества с ре́зким не́приятным за́пахом. В ка́честве одорантов пре́имущественно исп́ользуются се́росодержащие со́единения, на́пример, ти́олы (ме́ркаптаны). Ста́ндартная ко́нцентрация та́ких до́бавок со́ставляет 16 г на́ 1000 м3. Одн́ако че́ловек спо́собен уловить при́сутствие одн́ого из са́мых ра́спростра́ненных одорантов – этилмеркаптана, да́же при́ его ко́нцентрации в во́здухе 2*10-6 % по́ объ́ему. Фи́зические сво́йства при́родного га́за за́висят от его ко́мпонентного со́става, одн́ако в бо́льшинстве слу́чаев осн́овные па́раметры укл́адываются в ди́апазоны, при́веденные в та́блице ни́же.    ©PetroDigest.ruПлотность 0,65...0,85 кг/м³ (су́хой га́зообразный);
400...500 кг/м³ (сжи́женный)
Те́мпература са́мовоспламенения Около 650 °C Удельная те́плота сго́рания: 28...46 МДж/м³ (6,7...11,0 Мка́л/м³ или 8...12 кВт·ч/м³)  

До́быча при́родного га́за

  Ме́тоды до́бычи га́зообразных угл́еводородов схо́жи с до́бычей не́фти – га́з изв́лекают из не́др с по́мощью сква́жин. Для́ то́го, что́бы пла́стовое да́вление за́лежи па́дало по́степенно, сква́жины ра́змещают ра́вномерно по́ все́й те́рритории ме́сторождения. Та́кой ме́тод та́кже пре́пятствует во́зникновению пе́ретоков га́за ме́жду обл́астями ме́сторождения и пре́ждевременному обв́однению за́лежи. Бо́лее по́дробнов ста́тье: До́быча при́родного га́за. Со́гласно отч́ету BP в 2017 го́д ми́ровая до́быча при́родного га́за со́ставила 3680 млрд м3. Ли́дером по́ до́быче ста́ла США́ - 734,5 млрд Природный газ состав свойства нахождение в природе м3, или 20% от общ́его ми́рового по́казателя. Ро́ссия за́няла вто́рую стро́чку с 635,6 млрд м3.  

Про́исхождение

  Су́ществует две́ те́ории про́исхождения при́родного га́за: ми́неральная и би́огенная. По́ ми́неральной те́ории, угл́еводороды обр́азуются в ре́зультате хи́мической ре́акции глу́боко в не́драх на́шей пла́неты из не́органических со́единений по́д де́йствием вы́соких да́влений и те́мператур. Да́лее всле́дствие вну́тренней ди́намики Зе́мли, угл́еводороды по́днимается в зо́ну на́именьшего да́вления, обр́азуя за́лежи по́лезных исќопаемых, в то́м чи́сле га́за. Со́гласно би́огенной те́ории, при́родный га́з обр́азовался в не́драх Зе́мли в ре́зультате анаэробного ра́зложения орѓанических ве́ществ ра́стительного и жи́вотного про́исхождения по́д де́йствием вы́соких те́мператур и да́влений. Не́смотря на́ про́должающиеся спо́ры отн́осительно про́исхождения угл́еводородов, в на́учном со́обществе вы́игрывает би́огенная те́ория.  

Тра́нспортировка

  По́дготовка га́за к тра́нспортировке Не́смотря на́ то́, что́ на́ не́которых ме́сторождениях га́з отл́ичается исќлючительно ка́чественным со́ставом, в общ́ем слу́чае при́родный га́з – это не́ го́товый про́дукт. По́мимо це́левого со́держания ко́мпонентов (при́ этом це́левые ко́мпоненты мо́гут ра́зличаться в за́висимости от ко́нечного по́льзователя), в га́зе со́держаться при́меси, ко́торые за́трудняют тра́нспортировку и явл́яются не́желательными при́ при́менении. На́пример, па́ры во́ды мо́гут ко́нденсироваться и ска́пливаться в ра́зличных ме́стах тру́бопровода, ча́ще все́го, изѓибах, ме́шая та́ким обр́азом про́движению га́за. Се́роводород – си́льный ко́ррозионный агент, па́губно вли́яющий на́ тру́бопроводы, со́поуствуеющее оборудование и емќости для́ хра́нения. В свя́зи с этим, пе́ред отп́равкой в ма́гистральный не́фтепровод или на́ не́фтехимический за́вод га́з про́ходит про́цедуру по́дготовки на́ га́зоперерабатывающем за́воде (ГПЗ). Пе́рвый этап по́дготовки – очистка от не́желательных при́месей и осушка. По́сле этого га́з ко́мпримируют – сжи́мают до́ да́вления, не́обходимого для́ пе́реработки. Тра́диционно при́родный га́з сжи́мают до́ да́вления 200 — 250 ба́р, что́ при́водит к уменьшению за́нимаемого объ́ема в 200 — 250 ра́з. Да́лее идет этап отб́ензинивания: на́ спе́циальных уст́ановках га́з ра́зделяют на́ не́стабильный га́зовый бе́нзин и отб́ензиненный га́з. Именно отб́ензиненный га́з на́правляется в ма́гистральные га́зопроводы и на́ не́фтехимические про́изводства. Не́стабильный га́зовый бе́нзин по́дается на́ га́зофракционирующие уст́ановки, где́ из не́го вы́деляют ле́гкий угл́еводороды: этан, про́пан, бу́тан, пе́нтан. Да́нные ве́щества та́кже явл́яются це́нным сы́рьем, в ча́стности для́ про́изводства по́лимеров. А сме́сь бу́тана и про́пана – уже го́товый про́дукт, исп́ользуемый, в ча́стности, в ка́честве бы́тового то́плива. Га́зопровод Осн́овным ви́дом тра́нспортировки при́родного га́за явл́яется его про́качка по́ тру́бопроводу. Ста́ндартный ди́аметр тру́бы ма́гистрального га́зопровода со́ставляет 1,42 м. Га́з в тру́бопроводе про́качивается по́д да́влением 75 атм́. По́ ме́ре про́движения по́ тру́бе, га́з, за́ сче́т пре́одоления си́л тре́ния, по́степенно те́ряет энергию, ко́торая ра́ссеивается в ви́де те́пла. В свя́зи с этим, че́рез опр́еделенные про́межутки на́ га́зопроводе со́оружаются спе́циальные ко́мпрессорные ста́нции по́дкачки. На́ ни́х га́з до́жимается до́ не́обходимого да́вления и охл́аждается. Для́ до́ставки не́посредственно до́ по́требителя от ма́гистрального га́зопровода отв́одят тру́бы ме́ньшего ди́аметра — га́зораспределительные се́ти.   Га́зопровод   Тра́нспортировка СПГ Что́ де́лать с тру́днодоступными ра́йонами, на́ходящимися вда́ли от осн́овных ма́гистральных га́зопроводов? В та́кие ра́йоны га́з тра́нспортируется в сжи́женном со́стоянии (сжи́женный при́родный га́з, СПГ) в спе́циальных кри́огенных емќостях по́ мо́рю, и по́ су́ше. По́ мо́рю сжи́женный га́з пе́ревозится на́ га́зовозах (СПГ-та́нкерах), су́дах оборудованных изотермическими емќостями. СПГ пе́ревозят та́кже и су́хопутным тра́нспортом, ка́к же́лезнодорожным, та́к и авт́омобильными. Для́ этого исп́ользуются спе́циальных ци́стерны с дво́йными сте́нками, спо́собными по́ддерживать не́обходимую те́мпературу опр́еделенное вре́мя.  

При́менение при́родного га́за

  Гла́вным обр́азом при́родный га́з исп́ользуется для́ обеспечения отопления, про́изводства электроэнергии, и для́ бы́товых ну́жд на́селения. На́пример, в Ро́ссии около 50% по́ставок при́ходится на́ энергетические ко́мпании и ко́ммунальное хо́зяйство. Кро́ме этого, он на́ходит при́менение в ка́честве то́плива для́ тра́нспортных сре́дств, сы́рья при́ про́изводстве пла́стмасс и дру́гих орѓанических ве́ществ. Бо́лее по́дробно: Что́ де́лают из при́родного га́за?  

Экология

  При́родный га́з явл́яется са́мым чи́стым сре́ди угл́еводородных исќопаемых то́плив. В идеале, при́ его сго́рании обр́азуется то́лько во́да и угл́екислый га́з, в то́ вре́мя ка́к сго́рание не́фтепродуктов со́провождается обр́азованием ко́поти и зо́лы. Ко́нечно, са́ми по́ се́бе вы́бросы бо́льшого ко́личества угл́екислого га́за в атм́осферу не́ бе́зопасны. По́ мне́нию не́которых ученых, они мо́гут при́вести к во́зникновению па́рникового эфф́екта, и ка́к сле́дствие, – к су́щественному по́теплению кли́мата. Одн́ако сто́ит отм́етить, что́ и в этом отн́ошении при́родный га́з вы́игрывает - эмиссия CO2 при́ его сжи́гании су́щественно ни́же, че́м у не́фтяного то́плива. Природный газ происхождение добыча применение физические и химические свойства

Статьи

  • Природный газ состав свойства нахождение в природе
  • Все о природном газе состав и свойства природного газа добыча и сфера его применения
  • Природный газ происхождение добыча применение физические и химические свойства
  • Основные свойства природного газа кратко
  • Введение . Состав и физические свойства природного газа Химический состав
  • Состав природного газа свойства и применение . — этот удивительный мир
  • Природный газ состав. Свойства природного газа опасности использования.
  • Природный газ — ТеплоВики энциклопедия отопления
  • Природный газ происхождение физические и химические свойства ЭкоПроблем
  • Свойства природных газов