Природний газ

Природний газ — походження, видобуток, властивості



Природний газ – це корисна копалина, що представляє собою вуглеводні в газоподібному стані, які утворюються в надрах землі. Газ застосовуються як паливний ресурс, так як він горючий і вибухонебезпечний.

Запаху і будь-якого відтінку газ не має, легше повітря приблизно в 1,8 рази. У пластах він залягає у вигляді шапки з газу нафтогазових родовищ або ж в якості окремих скупчень. Також цей ресурс може мати кристалічний стан.

Класифікація і властивості газу

Газ

Природний газ підрозділений на 3 основні категорії. Вони описуються наступними характеристиками:

  • Виключає присутність вуглеводнів, в яких більше 2 вуглецевих сполук. Їх називають сухими і отримують тільки в тих місцях, які призначаються для видобутку.
  • Видобувається поряд з первинною сировиною. Представляє собою скраплений і сухий газ і газоподібний бензин, змішані між собою.
  • В газі присутня велика кількість важких вуглеводнів і сухий газ. Також є незначний відсоток домішок. Видобувають з родовищ газоконденсатного типу.

Природний газ вважається змішаною речовиною, в якій присутні кілька підвидів речовини. Саме з цієї причини немає точної формули компонента.

Головним є метан, якого міститься більше 90%. Він найбільш стійкий до температури. Легше повітря і малорозчинний у воді. При горінні на відкритому повітрі утворюється полум’я блакитного кольору.

Найпотужніший вибух відбувається в тому випадку, якщо з’єднати метан з повітрям в пропорції 1:10. Якщо людина вдихає велику концентрацію цього елемента, то її здоров’ю може бути завдано шкоди.

Газ застосовують його як сировину і промислове паливо.

Також його активно використовують, щоб отримати:

  • нітрометан;
  • мурашину кислоту;
  • фреони;
  • водень.

При розпаді вуглеводневих зв’язків під впливом струму і температур виходить застосовуваний в промисловості ацетилен. При окисленні аміаку з метаном утворюється синильна кислота.

У складі природного газу є наступні компоненти:

  • Етан – газоподібна речовина, що не має кольору. При горінні висвітлюється слабо. У воді практично не розчиняється, а в спирті може при співвідношенні 3:2. В якості палива йому не знайшли застосування. Основною метою використання вважається виробництво етилену.
  • Пропан – добре застосовуваний тип палива, який у воді не розчиняється. При згорянні виділяється велика кількість тепла.
  • Бутан – має специфічний запах і невелику токсичність. Негативно впливає на здоров’я людини: може вражати нервову систему, викликає аритмію і асфіксію.
  • Азот може використовуватися для того, щоб в бурових свердловинах підтримувати відповідний тиск. Щоб отримати цей елемент, необхідно зріджувати повітря і розділити його шляхом розгону. Застосовується для виготовлення аміаку.
  • Діоксид вуглецю – з’єднання може переходити в газоподібне з твердого стану при атмосферному тиску. Знаходиться в повітрі і в мінеральних джерелах, а також виділяється при диханні істот. Є харчовою добавкою.
  • Сірководень є досить токсичним елементом. Він може негативно відбитися на роботі нервової системи людини. Має запах протухлих яєць, солодкуватий присмак і є безбарвним. Відмінно розчиняється в етанолі. З водою не реагує. Необхідний для отримання сульфітів, сірчаної кислоти і сірки.
  • Гелій вважається унікальною речовиною. Він може накопичуватися в земній корі. Отримують його шляхом заморозки газів, до складу яких він входить. При знаходженні в газоподібному стані ніяк себе зовні не проявляє, в рідкому — може вражати живі тканини. Він не здатний вибухати і запалюватися. Але якщо в повітрі буде присутня велика його концентрація, то це може привести до задухи. Застосовують для заповнення дирижаблів і повітряних куль та при роботі з металевими поверхнями.
  • Аргон – це газ, який не має зовнішніх характеристик. Його застосовують при різанні і зварюванні металевих деталей, а також для того, щоб збільшити термін зберігання харчових продуктів (завдяки цій речовині витісняється вода і повітря).

Фізичні властивості природного газу

Фізичні властивості природного газу

  • Температура самозаймання становить 650 градусів за шкалою Цельсія.
  • Щільність природного газу – 0,68 – 0,85 (в газоподібному стані) і 400 кг/м³ (рідкий).
  • При змішуванні з повітрям вибухонебезпечними вважаються концентрації 4,4-17%.
  • Октанове число копалини становить 120-130. Розраховують його виходячи зі співвідношення легкозаймистих компонентів до важкоокислюючихся при стисненні.
  • Теплотворність приблизно дорівнює 12 тисячам калорій на 1 метр кубічний. Теплопровідність газу і нафти однакова.

При додаванні повітря газ може швидко запалюватися. У побутових умовах він піднімається до стелі. Саме звідти і починається загоряння. Пов’язано це з легкістю метану. А ось повітря приблизно в 2 рази важче цього елемента.

Відповідно до хімічних характеристик, ресурс може вступати в реакції дегідрування, піролізу і заміщення. Коли в складі буде присутнє більше 4% важких вуглеводнів, властивості почнуть змінюватися.

Родовища і видобуток природного газу

Видобуток природного газу

Газ зріджують вже після його видобутку. Саме з цієї причини світові запаси рахують у кубічних метрах. У рік видобуток може досягатися до 3,6 мільярда кубометрів. Основними країнами постачальниками є:

  • Росія.
  • Аравія.
  • Іран.
  • Туркменія.
  • Катар.
  • США.
  • Венесуела.
  • Об’єднані Емірати.

Світовим лідером з видобутку вважається Російська Федерація.

Основна частина покладів припадає на Уренгой. Там знаходиться приблизно 16 трильйонів кубічних метрів газу. Також гігантським є і Ямбурзьке родовище, де налічується 8,2 трильйона газу.

На важливість природного викопного вказують витрати на видобуток. Свердловини бурять по вічній мерзлоті. Для видобутку Ямбурзького палива необхідно подолати 1-3 кілометри. З них приблизно 50 метрів припадає на мерзлоту.

Приклад видобутку газу

Є ще й Бованенківське родовище, запаси якого складають 4,9 трильйона кубічних метрів. Для місцевого населення підприємство з видобутку та переробки вважається місцем зайнятості та доходу.

На днищі Баренцева моря були виявлені поклади природного газу. Глибина його зароджень – не більше 400 метрів. На цій місцевості видобуток в повному обсязі не розробляється. Приблизний обсяг покладів становить 4 трильйони.

На півдні Карського моря теж є джерела газу. Там було відкрито Ленінградське (приблизно 3 трильйони кубометрів) і Русанівське (779 мільярдів кубів палива) родовища.

Транспортування палива

Транспортування природного газу

Природний газ з надр в свердловини поставляється звичайним шляхом. Легка субстанція має властивість просочуватися через наявні в породі пори. В свердловині створрють область низького тиску. У місцях скупчення ресурсу воно високе. На великі поклади бурять кілька свердловин, які розташовуються на рівній один від одного відстані.

До остаточного транспортування паливо слід добре підготувати. Це обумовлено наявністю домішок, які можуть викликати ускладнення з переміщенням або ж подальшим застосуванням.

Наприклад, через водяну пару при певних умовах можуть виходити гідрати, які будуть осідати в різних місцях. Це може значно ускладнити транспортування. Через сірководень на обладнанні може виникати корозія.

Крім того, слід провести ретельну підготовку трубопроводу. Широке застосування отримали азотні установки, завдяки яким в трубах утворюється інертне середовище.

Трубопровідний спосіб є найвигіднішим і найшвидшим способом транспортування блакитного палива.

Обслуговування та монтаж труб є досить дорогою процедурою. Але незважаючи на високу вартість, такий метод є найбільш вигідним для транспортування на ближні та середні дистанції.

Крім трубопроводу, газ можуть перевозити в спеціальних газовозах. Це судна зі спеціальними ізотермічними ємностями, температурний показник в яких може становити -160 градусів. Цей спосіб на відстані більше 2 тисяч кілометрів вважається економічно вигідним.

Застосування в різних сферах діяльності

Застосування природного газу

Паливо є основною областю застосування. Для транспортування газу по трубопроводу, необхідно ресурс осушити, в іншому випадку він може викликати корозію на поверхні. Також слід зі складу блакитного палива прибрати вуглекислий газ і сірководень.

Щоб уникнути неприємних ситуацій, викопне одоризують – додають пахучі елементи, які будуть свідчити про витік. Без обробки можуть бути великі втрати палива, так як, з точки зору хімії, запаху воно не має.

Крім цього, газ є горючою речовиною для роботи кухонних плит і опалювальних котлів. Вже з’явилися і газові лампи для освітлення вулиць і приміщень.

З метану в хімічній промисловості добувають аміак і деякі пластифікатори. З нього синтезуються ціаністий водень, ацетилен і метанол. З метану виробляють і синтетичний каучук.

Цікавий факт, що поліетилен був відкритий при роботі з природним газом.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *