En blandning av gaser som bildas i jordens tarmar vid anaerob nedbrytning av organiskt material.
Naturgas syftar på mineraler. Det är ofta associerad gas i oljeproduktion. Naturgas i reservoarförhållanden (förhållanden för förekomst i jordens inre) är i gasformigt tillstånd i form av separata ansamlingar (gasavlagringar) eller i form av ett gaslock av olje- och gasfält - det är en fri gas, eller i löst tillstånd i olja eller vatten (i reservoarförhållanden) och under standardförhållanden (0,101325 MPa och 20 °C) - endast i gasformigt tillstånd. Naturgas kan också vara i form av gashydrater.
Kemisk sammansättning
Huvuddelen av naturgas är metan (CH4) - upp till 98%. Naturgas kan också innehålla tyngre kolväten: etan (C2H6),
propan (C3H8),
butan (C4H10)
Metanhomologer, såväl som andra icke-kolväteämnen: väte (H2),
vätesulfid (H2S),
koldioxid (CO2),
kväve (N2),
helium (He).
Naturgas är färglös och luktfri. För att kunna upptäcka ett läckage genom lukt tillsätts en liten mängd merkaptaner, som har en stark obehaglig lukt, till gasen.
Fysikaliska egenskaper
Ungefärliga fysiska egenskaper:
Densitet: = 0,7 kg/m (torr gasformig) eller 400 kg/m (vätska).
Tändtemperatur: t = 650 °C.
Värmevärde: 16 – 35 MJ/m (för gasformiga).
Oktantal vid användning på förbränningsmotorer: 120 - 130.
Naturgasfält
Metan och vissa andra kolväten är utbredda i rymden. Metan är den tredje vanligaste gasen i universum, efter väte och helium. I form av metanis är den involverad i strukturen hos många planeter och asteroider på avstånd från solen, men sådana ansamlingar klassas vanligtvis inte som naturgasfyndigheter, och de har ännu inte hittats. praktisk applikation. En betydande mängd kolväten finns i jordens mantel, men de är inte heller av intresse.
Enorma avlagringar av naturgas är koncentrerade i det sedimentära skalet på jordskorpan. Enligt teorin om oljans biogena ursprung bildas de som ett resultat av nedbrytningen av resterna av levande organismer. Man tror att naturgas produceras av höga temperaturer och tryck än olja. I överensstämmelse med detta är det faktum att gasfält ofta är djupare än oljefält.
Enorma reserver av naturgas finns i Ryssland (Urengoyskoye-fältet), USA, Kanada. Av andra europeiska länder är Norge värt att notera, men dess reserver är små. Bland de forna republikerna Sovjetunionen Turkmenistan äger stora gasreserver, såväl som Kazakstan (Karachaganakfältet)
Under andra hälften av 1900-talet vid universitetet i I. M. Gubkin upptäckte naturgashydrater (eller metanhydrater). Senare visade det sig att reserverna av naturgas i detta tillstånd är enorma. De ligger både under jord och i en liten sänka under havsbotten.
Utvinning och transport
Naturgas finns i marken på djup från 1 000 meter till flera kilometer. Superdjup brunn nära staden Ny Urengoy tagit emot gasinflöde från ett djup av mer än 6000 meter. I tarmarna av gasen finns i mikroskopiska hålrum som kallas porer. Porerna är sammankopplade med mikroskopiska kanaler - sprickor, genom dessa kanaler kommer gasen från porerna med högt tryck i porer med lägre tryck tills den är i brunnen. Rörelsen av gas i reservoaren följer vissa lagar. Gas utvinns från jordens tarmar med hjälp av brunnar. Brunnar försöker placera jämnt över hela fältet. Detta görs för ett jämnt fall i reservoartrycket i reservoaren. Annars är gasflöden mellan områden av fältet möjliga, liksom för tidig översvämning av fyndigheten.
Gasen kommer ut ur tarmarna på grund av att den i behållaren är under tryck många gånger högre än atmosfärstrycket. Drivkraften är alltså tryckskillnaden mellan behållaren och uppsamlingssystemet.
2005 uppgick Rysslands naturgasproduktion till 548 miljarder m3. Inhemska konsumenter försågs med 307 miljarder m3 genom 220 regionala gasdistributionsorganisationer. Det finns 24 naturgaslagringsanläggningar i Ryssland. Längden på Rysslands huvudsakliga gasledningar är 155 000 km.
Beredning av naturgas för transport
Gasen som kommer från brunnarna måste förberedas för transport till slutanvändaren - en kemisk anläggning, ett pannhus, stadsgasnät. Behovet av gasberedning orsakas av närvaron i den, förutom målkomponenterna (olika komponenter är riktade till olika konsumenter), föroreningar som orsakar svårigheter under transport eller användning. Sålunda kan vattenångor som finns i gas, under vissa förhållanden, bilda hydrater eller, kondenserande, ackumuleras på olika ställen (till exempel en krök i en rörledning), vilket stör gasens rörelse; vätesulfid är mycket frätande gasutrustning(rör, värmeväxlartankar etc.).
Gas framställs enligt olika scheman. Enligt en av dem byggs en komplex gasbehandlingsenhet (CGTP) i omedelbar närhet av fältet, där gas renas och torkas. Ett sådant system har implementerats på Urengoyskoyefältet.
Om gasen innehåller en stor mängd helium eller svavelväte, behandlas gasen i en gasbearbetningsanläggning, där helium och svavel isoleras. Detta system har implementerats till exempel på Astrakhanfältet.
Naturgastransport
För närvarande är det huvudsakliga transportsättet rörledning. Gas under ett tryck på 75 atmosfärer rör sig genom rör med en diameter på upp till 1,4 meter. När gasen rör sig genom rörledningen förlorar den energi och övervinner friktionskrafter både mellan gasen och rörväggen och mellan gaslagren. Därför är det med vissa intervaller nödvändigt att bygga kompressorstationer (CS), där gasen komprimeras till 75 atm. Byggandet och underhållet av rörledningen är mycket dyrt, men det är ändå det mest billigt sätt transport av gas och olja.
Förutom rörledningstransport används speciella tankfartyg - gasbärare. Dessa är speciella fartyg på vilka gas transporteras i flytande tillstånd under vissa termobariska förhållanden. För att transportera gas på detta sätt är det alltså nödvändigt att sträcka en gasledning till stranden, bygga en anläggning för flytande gas, en hamn för tankfartyg och själva tankfartygen vid kusten. Denna typ av transport anses ekonomiskt motiverad när avståndet för konsumenten av flytande gas är mer än 3000 km.
2004 uppgick internationella gasleveranser genom rörledningar till 502 miljarder m3, flytande gas - 178 miljarder m3.
Det finns även andra projekt för gastransport, till exempel med luftskepp eller i gashydrattillstånd, men dessa projekt har inte använts i stor utsträckning av olika anledningar.
Ansökan
Naturgas används ofta i den kemiska industrin som råvara. Det används också som bränsle, för uppvärmning av bostadshus, bränsle till bilar, kraftverk m.m.
Topp tio gasproducerande länder
I början av 2007 inledde Ryssland processen att skapa en gaskartell efter OPEC:s exempel. Denna fråga var ett nyckelämne vid samtalen mellan Vladimir Putin och kungen av Saudiarabien och emiren av Qatar.
se även
Olja
Marsh gas
Naturgas hydrater
Anteckningar
Naturgas är en mineraltillgång. Gas, som olja och kol,
bildas i jordens djup av organiskt material av animaliskt ursprung
(det vill säga avlagringar av långlivade organismer) under påverkan av höga tryck och
temperaturer.
Levande organismer som dog och sjönk till havsbotten föll i sådana
förhållanden där de inte kunde sönderfalla som ett resultat av oxidation (trots allt på havet
det finns ingen luft och syre på botten) och inte heller förstöras av mikrober (de var helt enkelt inte där).
Avlagringarna av dessa organismer har bildat siltiga sediment. Som ett resultat
geologiska rörelser, trängde dessa sediment ner till stora djup. Där under
påverkan av tryck och hög temperatur i miljontals år
den process genom vilken kol som finns i sediment omvandlas till föreningar,
kallas kolväten. De fick sitt namn för att de
molekyler är uppbyggda av kol och väte. Kolväten med stora molekyler
(hög molekylvikt) - dessa är flytande ämnen, olja bildades från dem. A
lågmolekylära kolväten (som har små molekyler) är gaser. De-
och bildade naturgas. Men bara gas bildades under påverkan av fler
högre temperaturer och tryck än olja.
Det är därför oljefält alltid innehåller naturgas.
Med tiden gick dessa avlagringar djupt ner - de var täckta med lager av sedimentära bergarter.
Naturgas är inte ett homogent ämne. Den består av en blandning av gaser.
Huvuddelen av naturgasen (98 %) är metangas. Förutom metan,
naturgas innehåller etan, propan, butan och en del
icke-kolväteämnen - väte, kväve, koldioxid, vätesulfid.
Naturgas finns i marken på ett djup av 1 till flera kilometer. I
I jordens tarmar finns gas i mikroskopiska tomrum - porer. porer
sammankopplade av mikroskopiska kanaler - sprickor. Enligt dessa
kanaler, gas strömmar från porer med högt tryck till porer med lägre
tryck.
Gas utvinns från jordens tarmar med hjälp av brunnar. Gasen kommer ut ur undergrunden genom
brunnar utåt på grund av att reservoaren är under tryck, upprepade gånger
överstigande atmosfärisk. Alltså drivkraften bakom gasproduktion från
djup är tryckskillnaden mellan behållaren och uppsamlingssystemet.
För närvarande används naturgas i stor utsträckning inom bränsle- och energi- och kemisk industri.
Naturgas används i stor utsträckning som ett billigt bränsle i bostäder och kommersiella verksamheter lägenhetsbyggnader för uppvärmning, vattenuppvärmning och matlagning. Det används som bränsle för bilar, pannhus, värmekraftverk. Detta är en av de bästa vyerna bränsle för hushålls- och industribehov. Värdet av naturgas som
bränsle ligger också i att det är ett miljövänligt mineralbränsle. När det förbränns produceras mycket mindre skadliga ämnen jämfört med andra typer av bränsle. Därför är naturgas en av de viktigaste energikällorna i mänsklig verksamhet.
Inom den kemiska industrin används naturgas som råvara för framställning av olika organiska ämnen, såsom plast, gummi, alkohol och organiska syror. Det var användningen av naturgas som hjälpte till att syntetisera många kemiska substanser som inte finns i naturen, såsom polyeten.
Till en början var folk omedvetna om användbara egenskaper gas. Vid oljeproduktion är det ofta associerad gas. Sådan tillhörande gas brukade helt enkelt brännas direkt på produktionsplatsen. På den tiden var det olönsamt att transportera och sälja naturgas, men med tiden effektiva metoder transport av naturgas till konsumenten, vars huvudsakliga är rörledning. Med denna metod kommer gas från brunnar, tidigare renad, in i rören under enormt tryck - 75 atmosfärer. Dessutom används en metod för att transportera flytande gas i speciella tankfartyg - gasbärare. Flytande gas är säkrare att transportera och lagra än komprimerad gas.
Och förbränning av naturgas i ett antal stater är förbjudet enligt lag, men i vissa länder praktiseras det fortfarande idag ...
Och visste du att...
Ren naturgas är färglös och luktfri. För att kunna bestämma läckaget av hushållsgas genom lukt tillsätts en liten mängd ämnen med en stark obehaglig lukt. Oftast används etylmerkaptan för detta ändamål.
Mänskligheten har känt till förekomsten av naturgas under lång tid. Enligt de mest försiktiga uppskattningarna användes naturgas i Kina för uppvärmning och belysning redan på 400-talet f.Kr. För att få det borrades brunnar och rörledningar gjordes av bambu. Dessutom var en ljus låga som inte lämnar aska under lång tid föremål för en mystisk och religiös kult för vissa folk. Till exempel, på Absheron-halvön (Azerbajdzjans moderna territorium) på 700-talet byggdes ett tempel för elddyrkare Ateshgah, där tjänster ägde rum fram till 1800-talet.
Själva ordet "gas" myntades i början av 1600-talet av den flamländska naturforskaren Jan Baptist van Helmont för att hänvisa till den "döda luften" (koldioxid) han fick. Helmont skrev: "Jag kallade sådan ånggas, eftersom den nästan inte skiljer sig från de gamlas kaos." Men i det här fallet har vi att göra med en av formerna för materiens existens.
Det finns fortfarande ingen konsensus bland forskarna om naturgasens ursprung. Två huvudbegrepp - biogena och mineraliska - anger olika orsaker till bildandet av kolvätemineraler i jordens tarmar.
- mineralteori. Bildandet av mineraler i bergskikt är en del av jordens avgasningsprocess. På grund av jordens inre dynamik stiger kolväten som ligger på stora djup till zonen med minsta tryck och bildar gasavlagringar som ett resultat.
- Biogen teori. Levande organismer som dog och sjönk till botten av vattenförekomster bröts ner i ett luftlöst utrymme. Sjunkande djupare och djupare på grund av geologiska rörelser, förvandlades resterna av nedbrutet organiskt material under inverkan av termobariska faktorer (temperatur och tryck) till kolvätemineraler, inklusive naturgas.
Relativt nyligen utvecklade en grupp forskare från Institutet för olje- och gasproblem vid den ryska vetenskapsakademin, ledd av doktor i geologiska och mineralogiska vetenskaper Azariy Barenbaum, ett nytt koncept för oljans och gasens ursprung. Enligt denna teori kan stora fyndigheter av kolväten uppstå inte under miljontals år, som man tidigare trott, utan bara under decennier.
Naturgas kan existera i form av gasavlagringar som ligger i lagren av vissa bergarter, i form av gaslock (ovanför olja), såväl som i löst eller kristallin form. Naturgas kan också vara i form av gashydrater (naturgashydrater är gashydrater eller klatrater - kristallina föreningar som bildas under vissa termobariska förhållanden från vatten och gas).
Naturgas har ett antal fördelar jämfört med andra bränslen och råvaror:
- kostnaden för att utvinna naturgas är mycket lägre än andra typer av bränsle; arbetsproduktiviteten vid dess utvinning är högre än vid utvinningen av olja och kol;
- frånvaron av kolmonoxid i naturgaser förhindrar möjligheten att förgifta människor med gasläckor;
- på gasuppvärmning städer och städer är mycket mindre förorenade luftbassänger;
- när man arbetar med naturgas är det möjligt att automatisera förbränningsprocesser, hög effektivitet uppnås;
- höga temperaturer under förbränning (mer än 2000°C) och specifik förbränningsvärme gör det möjligt att effektivt använda naturgas som energi- och processbränsle.
Gas är ett yngre bränsle än olja. Naturgasens era började faktiskt med upptäckten 1959 av Groningenfältet i Nederländerna och den efterföljande upptäckten av gasreserver av Storbritannien i södra Nordsjöbassängen i mitten av 1960-talet.
Enligt IEA, sedan tidigt 70-tal. andelen gas i den globala energibalansen ökade från 16% till 21% 2008. Enligt BP Statistical Review of World Energy, denna andel under 2008-2010. i världen var energiförbrukningen ännu högre - cirka 24%. BP:s Global Energy Outlook 2030-studie slår fast att naturgas kommer att vara det snabbast växande bränslet under de kommande 25 åren. Samtidigt tror experter från Internationella energibyrån att andelen gas i den globala energibalansen kommer att öka från 21% till 25% till 2035, gas kommer att bli den andra energibäraren efter olja och tränga undan kol till tredje plats.
Kemisk sammansättning
Den kemiska sammansättningen av naturgas är ganska enkel. Huvuddelen av denna typ av gas är metan (CH4) - det enklaste kolvätet (en organisk förening som består av kol- och väteatomer), dess andel överstiger 92%.
Beroende på innehållet av metan särskiljs två huvudgrupper av naturgas:
- Naturgasgrupp H(H-gas, d.v.s. högkalorigas) på grund av det höga innehållet av metan (från 87% till 99%) är den högsta kvaliteten. Rysk naturgas tillhör H-gruppen och har ett högt värmevärde. På grund av sitt höga innehåll av metan (~98%) är det den högsta kvalitet naturgasen i världen.
- Naturgasgrupp L(L-gas, d.v.s. lågkalorigas) är naturgas med lägre metanhalt - från 80% till 87%. Om kvalitetskraven inte uppfylls (11,1 kWh/m3) kan gasen ofta inte levereras direkt till slutanvändaren utan ytterligare bearbetning.
Förutom metan kan naturgas innehålla tyngre kolväten, metanhomologer: etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) och vissa icke-kolväteföroreningar. Samtidigt är det viktigt att naturgasens sammansättning inte är konstant och varierar från fält till fält.
Fysikaliska egenskaper
Ungefärliga fysiska egenskaper (beroende på sammansättningen):
- Densitet: från 0,7 till 1,0 kg/m3 (torr gasformig, under normala förhållanden) eller 400 kg/m3 (vätska).
- Tändtemperatur: t = 650°C.
- Förbränningsvärmen av en m3 naturgas i gasformigt tillstånd vid n.c.: 28-46 MJ, eller 6,7-11,0 Mcal.
- Oktantal vid användning i förbränningsmotorer: 120-130.
- Det är 1,8 gånger lättare än luft, därför, när det läcker, samlas det inte i låglandet, utan stiger upp.
Ansökan
Med sådana fördelar gentemot andra energibärare som till exempel effektivitet och miljövänlighet förvärvar naturgas alla större värde inom industri och hushåll.
Naturgas som fossil energibärare används främst för uppvärmning av bostäder och industrier, matlagning, elproduktion och i industrisektorn för värmegenerering.
Naturgas används i liten utsträckning som motorbränsle. På grund av de stigande bensinpriserna för senaste åren och i månader har antalet privata fordon som konverterats till gasmotorer ökat. Dessutom rustas lastbilar och bussar om för att köras på naturgas. Tillsammans med kostnadsfaktorn är ett viktigt argument för naturgas de lägre utsläppen av skadliga ämnen till atmosfären.
De 20 bästa länderna i världen när det gäller bevisade gasreserver (enligt resultaten från 2010)
| Ett land | Lager (biljoner kubikmeter) | Andel av globala (%) | |
| 1 | RF | 44,76 | 23,9 |
| 2 | Iran | 29,61 | 15,8 |
| 3 | Qatar | 25,32 | 13,5 |
| 4 | Turkmenistan | 8,03 | 4,3 |
| 5 | Saudiarabien | 8,01 | 4,3 |
| 6 | USA | 7,71 | 4,1 |
| 7 | UAE | 6,43 | 3,4 |
| 8 | Venezuela | 5,45 | 2,9 |
| 9 | Nigeria | 5,29 | 2,8 |
| 10 | Algeriet | 4,50 | 2,4 |
| 11 | Irak | 3,16 | 1,7 |
| 12 | Indonesien | 3,06 | 1,6 |
| 13 | Australien | 2,92 | 1,6 |
| 14 | Kina | 2,80 | 1,5 |
| 15 | Malaysia | 2,39 | 1,3 |
| 16 | Egypten | 2,21 | 1,2 |
| 17 | Norge | 2,04 | 1,1 |
| 18 | Kazakstan | 1,84 | 1 |
| 19 | Kuwait | 1,78 | 1 |
| 20 | Kanada | 1,72 | 0,9 |
Källa
Topp 20 länder i världen när det gäller gasförbrukning (enligt resultaten från 2010)
| Ett land | Förbrukning (miljarder kubikmeter) | Andel av globala (%) | |
| 1 | USA | 683,4 | 21,7 |
| 2 | RF | 414,1 | 13 |
| 3 | Iran | 136,9 | 4,3 |
| 4 | Kina | 109,0 | 3,4 |
| 5 | Japan | 94,5 | 3 |
| 6 | Storbritannien | 93,8 | 3 |
| 7 | Kanada | 93,8 | 3 |
| 8 | Saudiarabien | 83,9 | 2,6 |
| 9 | Tyskland | 81,3 | 2,6 |
| 10 | Italien | 76,1 | 2,4 |
| 11 | Mexiko | 68,9 | 2,2 |
| 12 | Indien | 61,9 | 1,9 |
| 13 | UAE | 60,5 | 1,9 |
| 14 | Ukraina | 52,1 | 1,6 |
| 15 | Frankrike | 46,9 | 1,5 |
| 16 | Uzbekistan | 45,5 | 1,4 |
| 17 | Egypten | 45,1 | 1,4 |
| 18 | Thailand | 45,1 | 1,4 |
| 19 | Nederländerna | 43,6 | 1,4 |
| 20 | Argentina | 43,3 | 1,4 |
Källa: BP Statistical Review of World Energy 2011
20 ledande länder i världen när det gäller gasproduktion (enligt resultaten från 2010)
| Ett land | Brytning (miljarder kubikmeter) | Andel av globala (%) | |
| 1 | USA | 611 | 19,3 |
| 2 | Ryssland | 588,9 | 18,4 |
| 3 | Kanada | 159,8 | 5 |
| 4 | Iran | 138,5 | 4,3 |
| 5 | Qatar | 116,7 | 3,6 |
| 6 | Norge | 106,4 | 3,3 |
| 7 | Kina | 96,8 | 3 |
| 8 | Saudiarabien | 83,9 | 2,6 |
| 9 | Indonesien | 82 | 2,6 |
| 10 | Algeriet | 80,4 | 2,5 |
| 11 | Nederländerna | 70,5 | 2,2 |
| 12 | Malaysia | 66,5 | 2,1 |
| 13 | Egypten | 61,3 | 1,9 |
| 14 | Uzbekistan | 59,1 | 1,8 |
| 15 | Storbritannien | 57,1 | 1,8 |
| 16 | Mexiko | 55,3 | 1,7 |
| 17 | UAE | 51 | 1,6 |
| 18 | Indien | 50,9 | 1,6 |
| 19 | Australien | 50,4 | 1,6 |
| 20 | Trinidad och Tobago | 42,4 | 1,3 |
Källa: BP Statistical Review of World Energy 2011
Flytande och gasformig. Nästan vilken vätska som helst kan få var och en av de återstående två. Många fasta ämnen, när de smälts, förångas eller förbränns, kan fylla på innehållet i luften. Men inte varje gas kan bli en del av fasta material eller vätskor. känd olika typer gaser som skiljer sig från varandra i egenskaper, ursprung och användningsegenskaper.
Definition och egenskaper
En gas är ett ämne som kännetecknas av frånvaron eller minimivärdet av intermolekylära bindningar, såväl som partiklars aktiva rörlighet. De viktigaste egenskaperna som alla typer av gaser har:
- Fluiditet, deformerbarhet, flyktighet, strävan efter maximal volym, reaktionen av atomer och molekyler till en minskning eller ökning av temperaturen, vilket manifesteras av en förändring i intensiteten av deras rörelse.
- De existerar vid en temperatur vid vilken en ökning av trycket inte leder till en övergång till ett flytande tillstånd.
- Lätt komprimerad, minskar i volym. Detta förenklar transport och användning.
- De flesta kondenseras genom kompression inom vissa gränser för tryck och kritiska värmevärden.
På grund av forskningsotillgängligheten beskrivs de med hjälp av följande grundläggande parametrar: temperatur, tryck, volym, molmassa.
Fältklassificering
I naturlig miljö alla typer av gaser finns i luft, land och vatten.
- Luftkomponenter: syre, kväve, koldioxid, argon, kväveoxid med inblandningar av neon, krypton, väte, metan.
- I jordskorpan kväve, väte, metan och andra kolväten, koldioxid, svaveloxid och andra är i gasformigt och flytande tillstånd. Det finns även gasavlagringar i den fasta fraktionen blandad med vattenskikt vid tryck på cirka 250 atm. vid relativt låga temperaturer (upp till 20˚С).
- Reservoarer innehåller lösliga gaser - väteklorid, ammoniak och dåligt lösliga gaser - syre, kväve, väte, koldioxid, etc.
Naturreservat överstiger vida det möjliga antalet artificiellt skapade.
Brandfarlighetsklassificering
Alla typer av gaser, beroende på beteendeegenskaperna i antändnings- och förbränningsprocesserna, är indelade i oxidationsmedel, inerta och brännbara.
- Oxidationsmedel främjar förbränningen och stödjer förbränningen, men bränner sig inte: luft, syre, fluor, klor, kväveoxid och dioxid.
- Inerta deltar inte i förbränningen, men de tenderar att tränga undan syre och påverka minskningen av intensiteten av processen: helium, neon, xenon, kväve, argon,
- Brännbara ämnen antänds eller exploderar när de kombineras med syre: metan, ammoniak, väte, acetylen, propan, butan, etan, etylen. De flesta av dem kännetecknas av förbränning endast under förhållanden med en viss sammansättning av gasblandningen. På grund av denna egenskap är gas den typ av bränsle, den i särklass vanligaste. I denna egenskap används metan, propan, butan.
Koldioxid och dess roll
Det är en av de vanligaste gaserna i atmosfären (0,04%). På normal temperatur och atmosfärstryck har en densitet av 1,98 kg/m 3 . Kan vara i fast eller flytande tillstånd. Den fasta fasen inträffar kl negativa indikatorer värme och konstant atmosfärstryck kallas det "torris". Den flytande fasen av CO 2 är möjlig med ökande tryck. Denna fastighet används för lagring, transport och tekniska tillämpningar. Sublimering (övergång till ett gasformigt tillstånd från ett fast ämne, utan en mellanliggande flytande fas) är möjlig vid -77 - -79˚С. Löslighet i vatten i förhållandet 1:1 uppnås vid t=14-16˚С.
Typer av koldioxid särskiljs beroende på ursprung:
- Avfallsprodukter från växter och djur, utsläpp från vulkaner, gasutsläpp från jordens tarmar, avdunstning från ytan av vattenförekomster.
- Resultaten av mänskliga aktiviteter, inklusive utsläpp från förbränning av alla typer av bränsle.
Som ett användbart ämne används det:
- i koldioxidbrandsläckare.
- I cylindrar för bågsvetsning i lämplig CO 2 -miljö.
- Inom livsmedelsindustrin som konserveringsmedel och för kolsyra av vatten.
- Som köldmedium för tillfällig kylning.
- inom den kemiska industrin.
- inom metallurgi.
Eftersom det är en oumbärlig komponent i planetens, människans, driften av maskiner och hela fabriker, samlas den i de nedre och övre skikten av atmosfären, försenar frigörandet av värme och skapar en "växthuseffekt".
och hans roll
Bland ämnena av naturligt ursprung och tekniska ändamål finns de som har en hög grad av brännbarhet och värmevärde. Följande typer av flytande gas används för lagring, transport och användning: metan, propan, butan samt propan-butanblandningar.
Butan (C 4 H 10) och propan är komponenter oljegaser. Den första flyter vid -1 - -0,5˚С. Transport och användning i frostigt väder av ren butan utförs inte på grund av att den fryser. Kondenseringstemperatur för propan (C 3 H 8) -41 - -42˚C, kritiskt tryck - 4,27 MPa.
Metan (CH 4) - huvudkomponenten Typer av gaskälla - oljefyndigheter, produkter från biogena processer. Förvätskning sker genom gradvis kompression och värmereduktion till -160 - -161˚С. I varje steg komprimeras den 5-10 gånger.
Konditionering utförs i speciella anläggningar. Propan, butan, såväl som deras blandning för hushålls- och industribruk produceras separat. Metan används inom industrin och som bränsle för transporter. Den senare kan också ges ut i komprimerad form.
Komprimerad gas och dess roll
I Nyligen komprimerad naturgas blev populär. Om endast kondensering används för propan och butan, kan metan produceras både i flytande och i komprimerat tillstånd. Gas i flaskor under högt tryck på 20 MPa har ett antal fördelar jämfört med den välkända flytande gasen.
- Hög avdunstningshastighet, inklusive vid negativa lufttemperaturer, frånvaro av negativa ackumuleringsfenomen.
- Lägre nivå av toxicitet.
- Fullständig förbränning, hög effektivitet, ingen negativ påverkan på utrustning och atmosfär.
Allt oftare används det inte bara för lastbilar, utan också för bilar, samt för pannutrustning.
Gas är en oansenlig, men oumbärlig substans för människors liv. Det höga värmevärdet hos några av dem motiverar den utbredda användningen av olika komponenter av naturgas som bränsle för industri och transport.
Naturgas, som vi alla är så vana vid i våra kök, är en nära släkting till olja. Den består till största delen av metan med föroreningar av tyngre kolväten (etan, propan, butan). Under naturliga förhållanden innehåller den också ofta föroreningar av andra gaser (helium, kväve, vätesulfid, koldioxid).
Typisk sammansättning av naturgas:
kolväten:
- Metan - 70-98 %
- Etan - 1-10 %
- Propan - upp till 5%
- Butan - upp till 2%
- Pentan - upp till 1%
- Hexan - upp till 0,5 %
föroreningar:
- Kväve - upp till 15 %
- Helium - upp till 5 %
- Koldioxid - upp till 1%
- Svavelväte - mindre än 0,1 %
Naturgas är extremt utbredd i jordens tarmar. Det kan hittas i tjockleken av jordskorpan på ett djup av flera centimeter till 8 kilometer. Precis som olja faller naturgas, under migrationsprocessen i jordskorpan, i fällor (permeabla skikt begränsade av en ogenomtränglig bergmassa), som ett resultat av vilka gasfält bildas.
Fem största gasfält i Ryssland:
- Urengoy (gas)
- Yamburgskoye (olja och gaskondensat)
- Bovanenkovo (olja och gaskondensat)
- Shtokmanovskoye (gaskondensat)
- Leningrad (gas)
Naturgas (kolväte) är en frekvent följeslagare till oljefält. Det finns vanligtvis i olja i löst form, och i vissa fall ackumuleras i den övre delen av avlagringarna och bildar det så kallade gaslocket. Gasen som frigjordes vid oljeproduktion, kallad tillhörande gas, var länge en oönskad komponent i utvinningsprocessen. Oftast brändes det helt enkelt i facklor.
Först under de senaste decennierna har mänskligheten lärt sig att fullt ut använda alla fördelarna med naturgas. En sådan försening i utvecklingen av denna extremt värdefulla typ av bränsle beror till stor del på det faktum att transport av gas och dess användning i industrin och vardagen kräver en ganska hög teknisk och teknisk utvecklingsnivå. Dessutom bildar naturgas, när den blandas med luft, en explosiv blandning, vilket kräver ökade säkerhetsåtgärder vid användning.
Gasapplikation
Vissa försök att använda gas gjordes redan på 1800-talet. Ljusgas, som det kallades då, fungerade som en källa till belysning. Utbyggnaden av gasfält vid den tiden var ännu inte genomförd, och gas som producerades tillsammans med olja användes för belysning. Därför kallas sådan gas ofta olja. Sådan oljegas har till exempel länge upplyst Kazan. Den användes också för att belysa S:t Petersburg och Moskva.
Nuförtiden spelar gas en allt viktigare roll i världens energisektor. Användningsområdet är mycket brett. Det används i industrin, hemma, i pannhus, värmekraftverk, som motorbränsle för bilar och som råvara i den kemiska industrin.
Gas anses vara ett relativt rent bränsle. När gas förbränns produceras bara koldioxid och vatten. Samtidigt är koldioxidutsläppen nästan två gånger mindre än vid eldning av kol och 1,3 gånger mindre än vid eldning av olja. För att inte tala om det faktum att när olja och kol förbränns finns sot och aska kvar. På grund av det faktum att av alla fossila bränslen är gas den mest miljövänliga typen, den intar en dominerande ställning inom energin i moderna megastäder.
Hur gas produceras
Precis som olja utvinns naturgas med hjälp av brunnar som är jämnt fördelade över hela gasfältets yta. Produktionen sker på grund av tryckskillnaden i den gasförande behållaren och på ytan. Under inverkan av reservoartrycket trycks gasen genom brunnarna till ytan, där den kommer in i uppsamlingssystemet. Vidare matas gasen till den komplexa gasbehandlingsanläggningen, där den renas från föroreningar. Om det finns en liten mängd föroreningar i den producerade gasen kan den omedelbart skickas till gasbearbetningsanläggningen och kringgå den komplexa behandlingsenheten.
Hur gas transporteras
Gas transporteras huvudsakligen genom rörledningar. Huvudvolymerna gas transporteras av huvudgasledningar, där gastrycket kan nå 118 atm. Konsumenter får gas genom distribution och gasledningar inom huset. Först passerar gasen genom gasdistributionsstationen, där dess tryck reduceras till 12 atm. Sedan, genom gasdistributionsrörledningar, tillförs den till gaskontrollpunkter, där dess tryck återigen sänks, denna gång till 0,3 atm. Efter det kommer gasen in i vårt kök genom de interna gasledningarna.
All denna enorma infrastruktur för gasdistribution är en verkligt storskalig bild. Hundra och hundratusentals kilometer av gasledningar som har intrasslat nästan hela Rysslands territorium. Om hela denna väv av gasledningar sträcks i en linje, kommer dess längd att vara tillräckligt för att ta sig från jorden till månen och tillbaka. Och detta är bara Rysslands gastransportsystem. Om vi pratar om hela den globala gastransportinfrastrukturen, då kommer vi att prata om miljontals kilometer av rörledningar.
Eftersom naturgas varken har lukt eller färg, för att snabbt kunna upptäcka gasläckor, ges den på konstgjord väg en obehaglig lukt. Denna process kallas odorisering och sker vid gasdistributionsstationer. Svavelhaltiga föreningar, såsom etantiol (EtSH), används ofta som luktämnen, det vill säga ämnen som luktar obehagligt.
Gasförbrukningen är säsongsbetonad. På vintern ökar dess konsumtion och på sommaren minskar den. För att jämna ut säsongsmässiga fluktuationer i gasförbrukningen byggs underjordiska gaslagringsanläggningar (UGS) nära stora industricentra. Dessa kan vara utarmade gasfält anpassade för gaslagring eller konstgjorda underjordiska saltgrottor. På sommaren skickas överskottet av transporterad gas till underjordiska lagringsanläggningar och på vintern tvärtom en eventuell kapacitetsbrist rörledningssystem kompenseras genom att ta gas från lageranläggningar.
I världspraxis, förutom gasledningar, transporteras naturgas ofta i flytande form med hjälp av speciella fartyg - gasbärare (metanbärare). I flytande form reduceras volymen naturgas med 600 gånger, vilket är bekvämt inte bara för transport utan också för lagring. För kondensering kyls gasen till kondensationstemperaturen (-161,5 ° C), vilket resulterar i att den förvandlas till en vätska. I en sådan kyld form transporteras den. De största producenterna av flytande naturgas är Qatar, Indonesien, Malaysia, Australien och Nigeria.
Utsikter och trender
På grund av dess miljövänlighet och den ständiga förbättringen av teknik och teknik, både vid produktion och användning av gas, blir denna typ av bränsle allt mer populärt. BP, till exempel, förutspår efterfrågan på gas att överträffa andra fossila bränslen.
Den växande efterfrågan på gas leder till sökandet efter nya, ofta okonventionella, gaskällor. Dessa källor kan vara:
- Kolbäddsgas
- Skiffergas
- Gas hydraterar
♦ Kolbäddsgas gruvdrift började först i slutet av 1980-talet. Detta gjordes först i USA, där den kommersiella genomförbarheten av denna typ av gruvdrift har bevisats. I Ryssland började Gazprom testa denna metod 2003, när man började provproduktion av kolbäddsmetan i Kuzbass. Gasproduktion från kollag utförs också i andra länder - Australien, Kanada och Kina.
♦ Skiffergas. Skifferrevolutionen inom gasproduktion som har ägt rum i USA under det senaste decenniet har varit på tidningarnas förstasidor. Utvecklingen av horisontell borrteknik har gjort det möjligt att utvinna gas från lågpermeabilitet skiffer i volymer som betalar tillbaka kostnaderna för dess utvinning. Fenomenet med den snabba utvecklingen av skiffergasproduktionen i USA sporrar andra länder att utveckla denna riktning. Utöver USA pågår ett aktivt arbete med utvinning av skiffergas i Kanada. Kina har också betydande potential för utveckling av storskalig skiffergasproduktion.
♦ Gas hydraterar. En betydande del av naturgasen är i kristallint tillstånd i form av så kallade gashydrater (metanhydrater). Stora reserver av gashydrater finns i haven och i kontinenternas permafrostzoner. Beräknade gashydratreserver överstiger för närvarande de kombinerade reserverna av olja, kol och konventionell gas. Utvecklingen av ekonomiskt lönsamma teknologier för utvinning av gashydrater drivs intensivt i Japan, USA och några andra länder. Japan ägnar särskild uppmärksamhet åt detta ämne, berövad traditionella gasreserver och tvingas köpa denna typ av resurs till extremt höga priser.
Naturgas som bränsle och källa till kemiska element har en stor framtid. På lång sikt anses det vara den huvudsakliga typen av bränsle som kommer att användas under omställningen av världens energi till renare förnybara resurser.
