Природный газ: свойства, способы добычи и производства. Где используется природный газ

Природный газ — это смесь газов, образующихся при разложении органических веществ внутри земли. Природный газ обычно собирается на глубине от одного до нескольких километров, но бурение происходит на глубине более шести километров. При нормальных условиях он представляет собой газообразное вещество в следующих формах

Что такое природный газ

Природный газ является одним из важнейших сырьевых материалов на Земле и широко используется в быту и промышленности. Это совокупность углеводородов, образовавшихся внутри нашей планеты.

Природный газ находится в газообразном состоянии при нормальных условиях (0 градусов Цельсия, давление 760 мм рт. ст.). Затем он обнаруживается либо в скальных породах в виде отложений, либо в нефтяных скважинах в виде газовой оболочки. Он также встречается в растворении (нефть и вода) и в твердых телах (газовые пробки, также известные как «горючий лед»).

Поэтому добыча газа может быть довольно тривиальной задачей. Добыча газа требует больших усилий. Основной метод добычи газа — через скважины. Скважины должны быть равномерно распределены по всему полю. Это делается для снижения давления в резервуаре.

Из чего состоит

Химический состав природного газа — метан (CH₄), третий по распространенности газ во Вселенной. На долю этого элементарного углеводорода приходится от 80 до 98 процентов от общего количества. Природный газ может также содержать другие тяжелые углеводороды в количестве от 1 процента до нескольких сотен процентов.

Кроме того, могут присутствовать другие неуглеводороды: водород, сероводород, диоксид углерода, азот или гелий.

Физические свойства

Метан (и, следовательно, газ) не имеет цвета и запаха. При концентрации выше 4,4% он является легковоспламеняющимся и, следовательно, взрывоопасным. По этим причинам газ имеет запах до подачи в отсек. Добавляется специальное вещество (обычно этанэтиол) с сильным и неприятным запахом. Утечка даже 1% таких смесей может быть обнаружена по запаху. Особенно важно, чтобы на горение не оказывалось никакого влияния. Газовая смесь полностью сгорает, образуя ясное голубое пламя. Если для горения не хватает кислорода, пламя может стать желтым или оранжевым. Причины этого более подробно описаны в данной статье.

Природный газ почти в два раза легче воздуха, поэтому в случае утечки он будет скапливаться вверху, а не у пола. По этой причине детекторы утечки газа следует устанавливать как можно выше.

Пропан (C₃H₈) представляет собой бесцветный газ без запаха. Токсичен. В отличие от метана, он сжижается при комнатной температуре и относительно низком давлении (12-15 бар), что облегчает его хранение и транспортировку.

Газ, получаемый промышленными методами

Помимо естественных методов получения газового топлива, существуют также искусственные методы. Газы, полученные промышленным способом, основаны на природных углеводородах. Естественно, их название происходит от материала загрузки, который представляет собой жидкое или твердое топливо.

• Нефтяные газы являются продуктом перегонки нефти или стабилизации бензина (газолина). В процессе добычи нефти также образуется большое количество соединительных газов. Они не сильно отличаются по химическому составу (пропан, бутан, изобутан), но природа их происхождения несколько различается.
• Коксовые газы являются побочным продуктом при высокотемпературной дегазации угля. При более низких температурах городской газ образуется в результате аналогичного процесса.
• Сланцевый газ также получают при переработке горячего сланцевого масла без доступа воздуха.
• Название «газогенератор» происходит от газогенераторов, которые превращают древесину, уголь и торф в пар или воздушный газ при температуре 1000°C.

Процессы переработки

Вспомогательное

Разделение.

Первоначальное появление природного газа в природной среде приводит к загрязнению различными жидкими и твердыми механическими образованиями. Эта форма явно не подходит для транспортировки или дальнейшего использования.

Сепарация используется для очистки голубого топлива. Это означает, что сырье разделяется на газы, жидкости и твердые частицы, после чего происходит удаление жидких и твердых частиц. Физика процесса основана на действии силы тяжести или инерции на движущуюся среду с разным удельным весом.

Абсорбционная сушка

Суть абсорбционной осушки природного газа заключается в использовании специальных жидкостей (абсорбентов) для поглощения присутствующей в нем воды. В качестве такого абсорбента используется гликоль (в России чаще всего применяется диэтиленгликоль — ДЭГ). Как правило, гликоль нетоксичен, стабилен в использовании, не отрицает вредного воздействия на само вещество и имеет потенциал для достаточно простых технических систем регенерации.

Внутри всасывающего резервуара существует противоположный поток газа (движущийся вверх) и абсорбента (текущий вниз), который высушивает голубое топливо и отправляет абсорбент, впитавший воду, из цилиндра в ренессанс.

Готовность.

Кислотные компоненты

Природный газ подвержен воздействию всевозможных примесей. К ним относятся диоксид углерода, сероводород, угарный газ и диоксид серы. Эти примеси вызывают коррозию, а также снижают энергетические свойства углеводородного топлива.

Для извлечения кислотных компонентов используются сухие и мокрые процессы. В первом методе используются:.

Во втором методе используются:.

Принцип очистки основан на различной растворимости веществ, входящих в состав природного газа.

Разделение углеводородных газов на фракции.

Разделение газов происходит при производстве ряда компонентов, таких как благородные газы, легкие углеводороды, топливные газы и сырье для производства химических веществ. Этот процесс осуществляется в районе горнодобывающих или промышленных предприятий. В основе технологии сепарации лежат следующие физико-химические процессы

• Абсорбция.
• Адсорбция.
• Химическая абсорбция.
• Уплотнение.
• Конденсация.
• Коррекция при низких температурах.
• Комбинированные методы.

В современных газофракционирующих установках полностью автоматизированные процессы разделения обеспечивают получение нужного сырья с нужной концентрацией.

Хранение и транспортировка

Природный газ хранится:.

• В хранилищах жидкого газа или газа высокого давления в первом случае поддерживается постоянное давление, а во втором — переменный объем хранения. В последнем случае все наоборот. Поскольку оба эти проекта требуют значительных капиталовложений, а сезонные колебания уровня потребления недопустимы, строительство новых газовых резервуаров пока приостановлено.
• Последний участок магистрального газопровода служит своего рода временным хранилищем на ночь.
• наземные и подземные хранилища. Часто они используются как пустые полости в бывших газовых месторождениях и как искусственно созданные полости на месте водоносных горизонтов.
• Кроме того, газ хранится в изотермических резервуарах и сферических или цилиндрических емкостях, изготовленных из материалов с низким тепловым расширением.

Природный газ транспортируется в основном по газопроводам и на грузовиках в резервуары и баллоны. Танкеры используются там, где имеются подходящие водные пути.

Использование природного газа в стекольной промышленности вместо генераторного газа повышает производительность стекольного производства на 10-13% и снижает расход специального топлива на 20-30%. Основные затраты на цемент снижаются на 20-25%.

Де-Зенинг.

Сначала газ перерабатывается на газоперерабатывающих заводах. Помимо метана, природный газ обычно содержит различные примеси, которые необходимо отделить. К ним относятся азот, углекислый газ, сероводород, солнце и водяной пар. По этой причине природный газ сначала обрабатывается на заводах, где его очищают и сушат. Здесь газ сжимается до давления, необходимого для очистки. Блок удаления расщепляет газ на нестабильный бензин и отбензиненный газ, который затем направляется в трубопровод большой протяженности. Этот же очищенный газ направляется на химический завод, где используется для производства метанола и аммиака.

Нестабильный бензин отделяется от газа и отправляется на газофракционирующую установку. Там из смеси отделяются легкие углеводороды (этан, пропан, бутан и пентан). Эти продукты также могут быть сырьем для дальнейшей переработки. Например, они подвергаются дальнейшей переработке в полимеры и шины. Сама смесь пропана и бутана является конечным продуктом. Его перекачивают в бутылки и используют в качестве бытового топлива.

Краски, клей, уксус.

Как и в процессе Фишера-Тропша, метанол (ch₃Oo). Это используется в качестве защиты от гроз, удерживающих влагу. Он может быть сформирован в трубки при низких температурах. Метанол является сырьем для производства более сложных химических веществ, таких как формальдегид, изоляция, лаки, краски, клеи, топливные добавки и уксусная кислота.

Путем различных химических превращений природный газ также используется в производстве минеральных удобрений. На первом этапе используется аммиак. Процесс дозирования аммиака из газа в жидкость аналогичен процессу конверсии газа, но требует использования различных катализаторов, давления и температуры.

Сам аммиак используется как удобрение, как хладагент в холодильниках и как сырье для производства азотных соединений: азотной кислоты, аммиачной селитры и мочевины.

Газовая промышленность — отрасль топливной промышленности, охватывающая разведку и эксплуатацию месторождений природного газа, поставку газа на большие расстояния по газопроводам, производство углекислого и сланцевого искусственного газа, переработку газа и использование его в различных отраслях промышленности.

Что такое природный газ

Природный газ — это смесь газов, образующихся при разложении органических веществ внутри земли. Природный газ обычно собирается на глубине от одного до нескольких километров, но бурение происходит на глубине более шести километров. При нормальных условиях он представляет собой газообразное вещество в следующих формах

Большие запасы имеются в России, Иране, Туркменистане, Азербайджане, странах Персидского залива и США.

Использование природного газа

Фактическое использование горючего газа началось в середине 19 века после изобретения газовой горелки немецким химиком Робертом Бунзеном.

Горелки Бунзена работали на искусственном «ярком газе», который получали при переработке угля или сланца. Вскоре газовые горелки осветили улицы и дома многих столиц и крупных городов по всему миру.

В Российской империи газовые горелки появились во Львове, Варшаве, Москве, Одессе, Харькове и Киеве, а также в Санкт-Петербурге.

Некоторые разновидности природного газа

Существует различие между газом и «подключенным» или «нефтяным» газом. Их различие заключается в количестве содержащихся в них тяжелых углеводородов. В природном газе тяжелые углеводороды (метан) составляют более 80% от общего содержания газа, в связанном газе — менее 40%, остальное — этан, пропан и бутан.

«Подключенный» газ содержится в нефтяных пластах над нефтью и образует газовый чехол, который концентрируется в пористой породе, покрытой сланцем.

Шифер препятствует выходу газа. Иногда во время буровых работ резкое изменение давления может привести к отделению газа от нефти, что приводит к утечкам. Недостатком «подключенного» газа является необходимость очистки от грязи, в то время как природный газ не нуждается в очистке.