Метан природный газ – Метан на транспорте. Проблемы, задачи и перспективы развития рынков компримированного природного газа (А. А. Батталханов)

Содержание

Физико-химические свойства природного газа. Добыча и применение природного газа

Газообразное состояние вещества - самое распространенное по сравнению с другими агрегатными параметрами соединений. Ведь в этом состоянии находятся:

  • звезды;
  • межзвездное пространство;
  • планеты;
  • атмосфера;
  • космос в целом.

Главные отличительные свойства газов - это слабые межмолекулярные взаимодействия в кристаллической решетке, из-за которых и проявляются все основные характеристики этих веществ. Газов, безусловно, очень много. Однако мы рассмотрим самый важный и третий по распространенности на нашей планете - природный.

Природный газ: состав

Если характеризовать качественный состав природного газа, то сразу нужно выделить компоненты двух групп: органические и неорганические. Поскольку хоть и принято считать, что он состоит из метана, однако это не совсем так.

К органическим составляющим относятся:

  • метан - СН4;
  • пропан - С3Н8;
  • бутан - С4Н10;
  • этан - С2Н4
    ;
  • более тяжелые углеводороды с количеством атомов углерода больше пяти.

Неорганические компоненты включают в себя следующие соединения:

  • водород (в небольших количествах) - Н2;
  • углекислый газ - СО2;
  • гелий - Не;
  • азот - N2;
  • сероводород - H2S.

Каким именно будет состав той или иной смеси, зависит от источника, то есть месторождения. Этими же причинами объясняются и различные физико-химические свойства природного газа. Однако добывается любой из них, и ценность также имеет каждый. Просто какой-то вид применяется как топливо, а насыщенный посторонними примесями слишком жирно используется в химической отрасли для синтезов соединений.

Физико-химические свойства природного газа

Чтобы указать подобные параметры в точности, следует знать, каков именно состав газовой смеси. Ведь если в ней преобладает в основном метан (до 97%), то характеристики можно приводить, ориентируясь именно на него.

Если же неорганических компонентов или тяжелых углеводородов в избытке (до нескольких процентов), тогда физико-химические свойства природного газа резко меняются.

Поэтому можно указать лишь приблизительные граничные показатели по физическим характеристикам.

  1. Температура самовозгорания - 650-7000С.
  2. Октановое число - 120-130.
  3. Не имеет цвета, вкуса и запаха.
  4. Легче воздуха почти в 2 раза, легко концентрируется в верхних слоях помещения.
  5. Плотность в виде обычного состояния (газа) - 0,68-0,85 кг/м3.
  6. При стандартных условиях всегда находиться в газообразном агрегатном состоянии.
  7. При смешении с воздухом в объемах от 5-15 % является взрывоопасным.
  8. Теплота сгорания - около 46 МДж/м3.

Кроме этого, следует отметить и химическую сторону параметров природного газа.

  1. Является сильно горючим веществом, способен самовоспламеняться при подаче искры и без нее при определенной температуре.
  2. Так как основной компонент - метан, то обладает всеми его химическими свойствами.
  3. Вступает в реакции замещения, дегидрирования, пиролиза, подвергается рефракции.
  4. Сжимается и сжижается при низких температурах и повышенном давлении.

Очевидно, что подобные физико-химические свойства природного газа определяют широкий спектр его использования в промышленности.

Особое свойство природного газа

Особое свойство рассматриваемого соединения - это способность образовывать газогидратные залежи, то есть находиться в твердом состоянии. Данные структуры представляют собой поглощенные молекулами пластовой воды объемы природного газа в соотношении 1/220. Поэтому подобные залежи являются чрезвычайно богатыми породами. Места их сосредоточения в природе:

  • глубинные поддонные слои Мирового океана;
  • скопления вечной мерзлоты.

Условия существования - гидродинамическое давление и низкие температуры.

Природные месторождения газа

Если говорить о содержании природного газа в природе, то можно выделить основные места концентрации:

  1. Это горная осадочная порода, полезное ископаемое, которое формируется многие тысячелетия анаэробным распадом органики в глубоких слоях земной коры.
  2. Растворен в подземных водах.
  3. Входит в состав нефти, формируя над ней нефтегазовую шапку.
  4. Залегает в виде газогидратов в слоях морского дна и точках крайнего Севера.

Если же обозначать распространение месторождений газа территориально, то лидерами являются следующие страны:

  • Россия.
  • Страны Персидского залива.
  • США.
  • Канада.
  • Иран.
  • Казахстан.
  • Азербайджан.
  • Узбекистан.
  • Норвегия.
  • Туркмения.
  • Нидерланды.

Добыча в мире составляет ежегодно примерно 3643 млрд м3 в год. Из них только на Россию приходится 673,46 млрд м3.

Температура природного газа, при которой он сгорает, равна 650 0С. То есть это тот показатель, при котором он способен самовоспламеняться. При этом выделяется большее количество тепловой энергии, чем при горении любого другого вида топлива. Естественно, это не могло не отразиться на областях использования данного вещества.

Именно поэтому многие страны, не имеющие природных запасов газа, вынуждены импортировать его из других государств. Транспортировка осуществляется несколькими способами:

Каждый из путей имеет свои преимущества и недостатки. В частности, морской и железнодорожный варианты более безопасные, так как химическая активность сжиженного газа в охлажденных баллонах гораздо ниже, чем в газообразном состоянии. По трубопроводу же увеличивается дальность передачи и ее объемы, кроме того, данный способ экономически выгоден.

Метан в составе природного газа

Газ метан является основным сырьевым компонентом в составе природной смеси. Его содержание колеблется в пределах 70-98%. Сам по себе это третий по распространенности на планете газ, который входит в состав нефти, межзвездного пространства, атмосферы других планет.

С точки зрения химии, газ метан - предельный углеводород, относящийся к ряду насыщенных алифатических соединений. Самый первый представитель алканов или парафинов. Химическая активность его невелика, он достаточно спокоен. Способен вступать в реакции:

  • замещения;
  • полного окисления;
  • конверсии.

Горит бесцветным некоптящим пламенем, запаха не имеет.

Виды природного газа

Существует три основных вида рассматриваемого вещества.

  1. Сухой природный газ - это такой, в котором метана более 97%. То есть содержание примесей, в том числе других углеводородов, крайне низкое.
  2. Тощий газ. Так называют смесь, содержащую незначительное количество тяжелых углеводородов.
  3. Жирный природный газ - тот, что богат на тяжелые углеводороды и неорганические компоненты (азот, водород, гелий, аргон, углекислый газ, сероводород).

Такое понятие, как коэффициент сухости газа, позволяет оценить качество сырья, из которого в дальнейшем будет изготовляться продукция. Ведь сам природный газ - это лишь база. Для разных отраслей промышленности нужен свой продукт, поэтому он проходит тщательную обработку и очистку в соответствии с конкретными требованиями.

Качество продукции

Качество природного газа напрямую зависит от состава. Если метан преобладает, то такой продукт будет самым лучшим как источник топлива. Если же больше всего в составе жирных углеводородов, то для химической промышленности такое сырье - наиболее подходящее.

Чтобы поставлять природный газ надлежащего качества, существуют специальные химические заводы, на которых он проходит тщательную очистку и обработку до дальнейшей отправки в конечный пункт. Методы работы будут зависеть от того, для каких целей предназначается продукт.

Так, например, если он будет использоваться для бытовых целей, то в него добавляют специальные вещества-одоранты, в частности меркаптаны. Это делается для того, чтобы газ стал иметь запах, ведь тогда в случае утечки его несложно будет обнаружить. Все меркаптаны имеют резкий неприятный запах.

Использование природного газа

Потребление природного газа осуществляется многими отраслями промышленности и объектами. Например:

  • ТЭЦ.
  • Котельные.
  • Газовые двигатели.
  • Химическое производство (изготовление пластмасс и прочих материалов).
  • Топливо для машин.
  • Обогрев жилых помещений.
  • Приготовление пищи.

Поэтому мировая добыча данного сырья так велика, и импорт и экспорт оцениваются в миллиарды долларов.

Экологический аспект

С точки зрения чистоты для природы нет лучшего источника топлива, чем природный газ. Экологические организации полностью одобряют его использование. Однако в последние годы сгорание природного газа приводит к накоплению одного из продуктов реакции - диоксида углерода.

А так как он относится к парниковым газам, то для планеты его скопления очень опасны. Поэтому ведутся множественные работы, разрабатываются проекты по защите экологического состояния планеты от надвигающегося парникового эффекта.

fb.ru

Основные свойства природного газа кратко

Природный газ — газообразные углеводороды, образующиеся в недрах земли. Его относят к полезным ископаемым, а составляющие используются в качестве топлива.

Свойства и состав природного газа


Природный газ горюч и взрывоопасен в соотношении примерно с 10% объемом воздуха. Он легче воздуха в 1,8 раз, бесцветен и не имеет запаха, эти свойства обусловлены высоким содержанием газообразных алканов (СН4 — С4Н10). В составе природного газа преобладает метан (Сh5), он занимает от 70 до 98%, остальной объем заполнен его гомологами, углекислым газом, сероводородом, меркаптанами, ртутью и инертными газами.

Классификация природных газов

Существует всего 3 группы:

  • Первая из них — почти исключающие содержание углеводородов с более чем двумя углеродными соединениями, так называемые сухие газы, получаемые исключительно в месторождениях, предназначенных только для добычи газов.
  • Вторая — газы, добываемые одновременно с первичным сырьем. Это сухой, сжиженный газы и газовый бензин, смешанные между собой.
  • К третьей группе относятся газы, состоящие из сухого газа и значительного объема тяжелых углеводородов, из коих выделяют бензиновые, лигроиновые и керосиновые. К тому же в составе присутствует незначительное количество других веществ. Добываются эти вещества из газоконденсатных месторождений.

Свойства составляющих веществ

Четыре первых члена гомологического ряда при обычных условиях — горючие газы, не обладающие цветом и запахом, взрывоопасны и горючи:

Метан

Первое вещество ряда алканов наиболее устойчиво к температурам. Оно малорастворимо в воде и легче воздуха. Горение метана в воздухе знаменуется появлением голубого пламени. Самый мощный взрыв происходит, при смешивании одного объема метана с десятью объемами воздуха. При других объемных соотношениях тоже происходит взрыв, но меньшей силы. Помимо этого, человеку может быть нанесен непоправимый вред при вдыхании газа высокой концентрации.

Метан может находиться в твердом агрегатном состоянии в виде газовых гидратов.

Применение:

Его используют в качестве промышленного топлива и сырья. Метан применяют для получения ряда важных продуктов — водорода, фреонов, муравьиной кислоты, нитрометана и многих других веществ. С помощью для производства метилхлорида и его гомологичных соединений, метан подвергают хлорированию. При незаконченном сгорании метана получается мелкодисперсный углерод:

Формальдегид появляется посредством протекания реакции окисления, а при реакции с серой — сероуглерод.


Разлом углеродных связей метана под воздействием температур и тока реализует получение ацетилена, используемого в промышленности. Синильная кислота производится посредством окисления метана с аммиаком. Метан — производное водорода в генерации аммиака, а также получения синтез-газа происходит с его участием:

Используемого для связки углеводородов, спиртов, альдегидов и других веществ. Метан активно используют в качестве горючего для транспортных средств.

Этан

Углеводород предельного ряда С2Н6 — это бесцветное вещество в газообразном состоянии, слабо освещающее при горении. Растворяется в спирте в отношении 3:2, как говорится, «подобное в подобном», но почти нерастворим в воде. При температуре свыше 600° С, в отсутствие ускорителя реакции этан разлагается на этилен и водород:

Этан не используют топливной промышленности, основная цель его использования в промышленности — получение этилена.

Пропан

Этот газ плохо растворяется водой и является широко используемым видом топлива. Он производит много тепла при сгорании, практичен в использовании. Пропан — побочный продукт процесса kracking в нефтепромышленности.

Бутан

Имеет малую токсичность,специфический запах, обладает одурманивающими свойствами, вдыхание бутана вызывает асфиксию и сердечную аритмию, негативно влияет на нервную систему. Появляется при крекинге попутного нефтяного газа.

Применение:

Неоспоримыми достоинствами пропана являются низкая стоимость простота транспортировки. Пропан-бутановую смесь используют в качестве топлива в населенных пунктах, где не подведен природный газ, при обработке легкоплавких материалов с небольшой толщиной, вместо ацетилена. Пропан зачастую применим при заготовке сырья и переработке металлолома. В быту сферой необходимости является отопление помещений и приготовление пищи на газовых плитах.

Помимо предельных алканов в состав природного газа входят:

Азот

Азот состоит из двух изотопов 14A и 15A, используется для поддержания давления в скважинах при бурении. Для получения азота сжижают воздух и разделяют его разгонкой, этот элемент составляет 78% состава воздуха. В основном его используют для производства аммиака, из которого получают азотную кислоту, удобрения и взрывчатые вещества.

Диоксид углерода

Соединение, переходящее при атмосферном давлении из твердого (сухой лед) в газообразное состояние. Оно выделяется при дыхании живых существ, также содержится в минеральных источниках и воздухе. Диоксид углерода является пищевой добавкой, используется в баллонах огнетушителей и пневматическом оружии.

Сероводород

Очень токсичный газ — самый активный из серосодержащих соединений, а потому очень опасен для человека прямым воздействием на нервную систему. Бесцветный газ в нормальных условиях, характеризующийся сладковатым вкусом и отвратительным запахом протухших яиц. Хорошо растворим в этаноле, в отличие от воды. Из него получают серу, серную кислоту и сульфиты.

Гелий

Это уникальный продукт, медленно накапливающийся в коре Земли.Его получают методом глубокой заморозки содержащих гелий газов. В газообразном состоянии — инертный газ, не обладающий внешним выражением. Гелий в жидком состоянии, также не имеющая ни запаха, ни цвета, но может поражать живые тканей. Гелий не токсичный, не может взорваться или воспламениться, однако при высоких концентрациях в воздухе вызывает удушье. Его используют при работе с металлами и в качестве наполнителя воздушных шаров и дирижаблей.

Аргон

Благородный негорючий, не ядовитый, не имеющий вкусовых и цветовых качеств. Добывается как эскортный разделению воздуха на кислород и азот газ. Используется для вытеснения воды и кислорода, с целью продлить срок хранения продуктов питания, его также используют при сварке металлов и резке.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

madenergy.ru

Природный газ – это пропан или метан

Природный газ – это пропан или метан

Опубликовано: 06.03.2018 02:57

День добрый дорогие посетители нашего сайта. А вы знали, что в качестве топлива для газовых систем может использоваться разный газ – метан, пропан, бутан или изобутан.Использование природного газа (или метана) осуществляется в системах централизованного газоснабжения, использование пропана и бутана – в автономных системах.

Природный газ – это метан, имеющий формулу СН4 и являющийся бесцветным газом. Природный газ метан не имеет запаха, поэтому для того, чтобы человек мог самостоятельно обнаружить утечку газа и принять необходимые меры, в состав метана добавляют примеси с характерным запахом.

Критическая температура метана равна  -82,5оС (это температура, при которой возможен переход природного газа в жидкое состояние при дальнейших манипуляциях с давлением метана). А температура кипения метана составляет -161,5оС – это температура при которой природный (натуральный) газ точно переходит в жидкое состояние из газообразного.

Пропан – это газ из группы алканов (углеводородов, ряд которых описывается формулой СnН2n+2), имеющий формулу С3Н8. Как и в случае с метаном, газ пропан не имеет цвета и запаха, однако, как и метан, этот газ при высоких концентрациях способен нанести вред самочувствию и здоровью человека, а при определенных концентрациях метана и пропана возможен взрыв.

Поэтому производство пропана, как и метана, сопровождается добавлением реагентов с характерным запахом. Температура кипения пропана равна -43оС. Если с понижением температуры может быть сжижен метан, то пропан можно сжижать более дешевыми способами – через компрессию (повышение давления).

Бутан – это так же газ из группы алканов, имеющий формулу С4Н10, бесцветный, как пропан или метан, и не имеющий запаха. Как и в другой газ, метан или пропан, производство бутана сопровождается применением реагентов с запахом. Что радикально отличает от перечисленных алканов этот газ – это температура кипения бутана, равная -0,5оС. Что накладывает определенные ограничения на его применение в качестве топлива. Другие газы – это пропан и метан – без проблем использующиеся при минусовых температурах в качестве топлива, дополняют бутан в составе горючих газов. Так, в качестве компонентов сжиженного углеводородного газа используются пропан и бутан (или изобутан).

Разница в физических свойствах газов накладывает следующие ограничения на применение бутана и пропана по отдельности:

Сжиженный бутан не может использоваться в качестве топлива при отрицательных температурах (так как отопление помещений должно происходить при помощи доставки в газовый котел бутана в газообразном состоянии)

  • Пропан не может использоваться при высокой температуре (пропан в условиях жаркого климата чрезмерно расширяется и оказывает повышенное давление на стенки емкости, в которой хранится).

ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» запрещает самостоятельное использование бутана или пропана в системах газификации, а также устанавливает ограничения на то, как бутан или пропан (в процентном соотношении) могут быть использованы в смеси – содержание первого не должно превышать 60%. В зимнее время пропан в смеси для севера России допускается в количестве не менее 75% от общего объема смеси газов.

На сегодня все, дорогие читатели, наша команда ГазЭкоСеть желает Вам хорошего дня и прекрасного настроения.

www.gazekoset.ru

Что такое природный газ

Природный газ — смесь углеводородов, предмет религиозного культа, спора ученых и важнейший сырьевой ресурс. Он невидим и не имеет запаха. В России его больше, чем где-либо в мире.

Из чего состоит природный газ

Основу природного газа составляет метан (CH4) — простейший углеводород (органическое соединение, состоящее из атомов углерода и водорода). Обычно в его состав также входят более тяжелые углеводороды, гомологи метана: этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10) и некоторые неуглеводородные примеси.

Природный газ может существовать в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде.

Запах газа

Что интересно, ни один из названных газов не имеет ни цвета, ни запаха. Характерный неприятный запах, с которым в быту сталкивался практически каждый человек, придается газу искусственно и называется одорацией. В качестве одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ, обычно используют серосодержащие соединения. Человек может уловить запах одного из самых распространенных одорантов — этантиола — даже если одна часть этого вещества придется на 50 миллионов частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Этап добавления одоранта
с неприятным запахом.

Природный газ без запаха

Природный газ
с неприятным запахом

Спор ученых

Относительно происхождения природного газа (как, впрочем, и нефти) среди ученых до сих пор не существует единого мнения. Две основные концепции — биогенная и минеральная — утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли.

Минеральная теория

Образование полезных ископаемых в пластах горных пород — часть процесса дегазации Земли. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах, поднимаются в зону наименьшего давления, образуя в результате газовые и нефтяные залежи.

Биогенная теория

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Опускаясь все глубже из-за геологических движений, остатки разложившейся органики превратились под воздействием термобарических факторов (температуры и давления) в углеводородные полезные ископаемые, в том числе — в природный газ.

 

Невидимые поры

Довольно распространено ложное представление о том, что газ находится под землей в неких пустотах, из которых легко полностью извлекается. На самом деле газ может находиться внутри горной породы, имеющей пористую структуру настолько мелкую, что человеческим глазом ее увидеть нельзя. Держа в руках кусок песчаника, извлеченного с огромной глубины, достаточно сложно представить, что внутри заключен природный газ.

Поклонение газу

Человечество знает о существовании природного газа давно. И, хотя уже в IV веке до н. э. в Китае его научились использовать для отопления и освещения, долгое время яркое пламя, не оставляющее пепла, являлось предметом мистического и религиозного культа для некоторых народов. Например, на Апшеронском полуострове (современная территория Азербайджана) в VII веке был воздвигнут храм огнепоклонников Атешгях, служения в котором проходили вплоть до XIX века.

Кстати, недалеко от храма Атешгях в 1859 году была совершена первая в России попытка (довольно кратковременная) использовать природный газ в промышленных целях — на нефтеперегонном заводе в Баку.

Термоламп и первый газ в России

История российской газовой промышленности начинается в 1811 году. Тогда изобретатель Петр Соболевский создал первую установку для получения искусственного газа — термоламп. Выступив с докладом об этом на заседании Всероссийского общества любителей словесности, наук и художеств, по указу Александра I Соболевский был награжден орденом за свое изобретение. А несколькими годами позже, в 1819 году, на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. Таким образом, история газовой промышленности в России началась почти 200 лет назад — в 2011 году у нее был юбилей.

В середине 20-х годов XX века во всем СССР было добыто 227,7 млн кубометров газа. В 2010 году Группой «Газпром» было добыто 508,6 млрд кубометров газа.

Россия занимает первое место в мире по объему запасов природного газа. Доля «Газпрома» в этих запасах составляет около 70%. Таким образом, «Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа.

С наступлением XX века началось активное развитие российской газовой промышленности: впервые разрабатывались газовые месторождения, утилизировался попутный (нефтяной) газ.

Русская смекалка

Однако до XX века в России природный газ являлся побочным продуктом при добыче нефти и назывался попутным газом. Не существовало даже самих понятий газового или газоконденсатного месторождений. Обнаруживались они случайно, например при бурении артезианских скважин. Однако известен случай, когда во время бурения такой скважины находчивый саратовский купец, увидев вместо воды пламя, построил на этом месте стекольный и кирпичный заводы. Промышленники постепенно начали осознавать, что природный газ может быть крайне полезен.

  • Как доставить газ без опасности

    Состояние газопроводов постоянно контролируется. В этом людям помогают высокотехнологичные «свиньи», которые ползают по трубам в труднодоступных местах.

  • Как оценивают величину запасов углеводородов

    В мире нет единой системы, по которой бы классифицировались запасы углеводородов, но существуют некоторые принятые стандарты. Россия не так давно приблизила к ним свою систему.

www.gazprominfo.ru

Метан природный газ - Справочник химика 21

    На газовых месторождениях добыча богатого метаном природного газа нередко сопровождается выходом небольших количеств смеси тяжелых углеводородов от этана, соединений С3/С4 (основных компонентов СНГ) до соединений с углеводородным числом С5/С7 — компонентов дистиллята ( естественного бензина ), Если они присутствуют в значительных количествах, то СНГ и дистиллят удаляют из природного газа во избежание технологических осложнений от конденсата при компримировании газа перед подачей его в трубопровод, а также для получения необходимых химических веществ или дополнительного топлива. Иногда СНГ, уловленные перед компримированием природного газа, дополнительно могут быть подвергнуты сепарации от охлажденного сжиженного природного газа. Только после этого их разрешается транспортировать к месту потребления или на регазификацию. [c.12]
    Основными компонентами природного (горючего) газа являются углеводороды от метана до бутана включительно, отмечаются также следы С5-С8. Природные газы также содержат и неуглеводородные компоненты углекислый газ, азот, сероводород, инертные газы. Главным компонентом природных горючих газов является метан. Природный газ считается сухим, если он состоит главным образом из метана (более 85%), с низким содержанием этана (менее 10%), практическим отсутствием пропана и бутана, с содержанием менее 10 см /м способных конденсироваться жидкостей. Тощий газ — пластовый газ метанового состава с низким содержанием этана, пропана и бутана. Количество конденсата в нем составляет 10—30 см /м . Газ жирный, если содержание конденсата колеблется от 30 до 90 см /м . В геохимии широко используется показатель коэффициент сухости (СН4 / С2+в1.1сш)- [c.44]

    Продукты окисления. Неполное окисление углеводородов и углеводородных смесей всегда было исключительно интересным объектом исследования. Сложность этой проблемы объясняется двумя причинами во-первых, сама реакция окисления является трудноуправляемой и, во-вторых, — реакционная смесь содержит бесчисленное множество соединений самых различных классов. Из всех процессов неполного окисления углеводородов наиболее хорошо изученным и освоенным является получение синтез-газа (смеси СО п водорода) для производства метанола и для оксосинтеза [300]. Сырьем для этого процесса служит метан (природный газ) в смеси с 95 %-ным кислородом. Очистка продукта реакции от СО позволяет также получать водород (в смеси с азотом) для синтеза аммиака (301—305]. [c.584]

    Горючие газы добываются из чисто газовых месторождений и попутно с нефтью из газонефтяных месторождений. Основной составляющей природных газов является метан. Природный газ Оренбургского и Куйбышевского месторождений характеризуется значительным содержанием сероводорода, доходящим до 1,7%. Высокое содержание сероводорода также в природных газах Азербайджанской ССР (до 2,5 %). В большинстве других природных газов сернистые соединения практически отсутствуют. Низшая теплота сгорания природных газов чисто газовых месторождений обычно составляет 35 589—39358 кДж/кг [74]. [c.16]

    Если метан природного газа используют в основном как топливо и сырье для процессов получения аммиака, метанола, водорода и ацетилена, то содержащийся в газе этан является ценным сырьем для получения этилена, а газовые конденсаты - источниками сырья для получения бутадиена, изопрена, ароматических углеводородов и других нефтехимических продуктов. [c.79]

    Термоокислительный крекинг Метан (природный газ) Ацетилен Н2 60% СО-28% СОа 4% СН4 5% Прочие 3% [c.280]

    Основные исходные продукты — воздух, вода. Вспомогательный исходный продукт — метан (природный газ или, например, из коксового газа). [c.55]

    Метан природных газов, выделяющихся в большом количестве из земли, используется химической промышленностью для получения формальдегида (давление 50—200 аш и температура 200—400°), водорода (пиролиз при температуре 1200— 1250°), хлорпроизводных метана (имеются в виду хлористый метил, хлористый метилен, хлороформ и четыреххлористый углерод) и ряда других весьма ценных для народного хозяйства продуктов. [c.303]

    Одновременное производство из воздуха, воды и метана двух продуктов — нитрата аммония (главного продукта) и ацетилена (ценного побочного продукта). Основные исходные вещества — воздух, вода, метан (природный газ и т. п.). [c.56]

    Из перечисленных веществ два требуют дополнительного исследования метан (природный газ) и водород. [c.296]

    Метан Природный газ Каменный уголь метан является побочным продуктом при разделении коксовых газов (1920—1930 гг.) или газов гидрирования угля (1930—1940 гг.) [c.24]

    На территории СССР известны многочисленные месторождения богатых метаном природных газов (Саратов, Ставрополь, Бухара и др.). Благодаря высокой калорийности и удобству транспортировки (по трубопроводам) такой нм рт.ст. рзз р каждым годом занимает все более важное место в об- [c.532]

    Этот способ имеет промышленное значение. Однако используют обычно метан природных газов или газов, образующихся при коксовании каменных углей и при переработке нефти. [c.286]

    Богатые метаном природные газы являются очень хорошим топливом, [c.304]

    Очистку газов от оксидов азота осуществляют их каталитическим восстановлением до N5. Восстановителем может служить аммиак, который после абсорбции дозируют в газы перед реактором-нейтрализатором. Восстановителем может выступать и метан (природный газ). Последний удобно использовать при организации энерготехнологической системы. [c.420]

    Этим методом можно перерабатывать как метан природного газа, так и пары гомологов метана, что является одним из достоинств этого метода. [c.514]

    Получение водорода. Долгое время в промышленности водород получали из дешевого природного сырья — воды (железо-паровой, конверсионный, электролитический методы). Новые методы его получения основаны на использовании природных газов, содержащих метан. Природный газ смешивают с водяным паром и кислородом, нагревают в присутствии катализатора до 800—900° С  [c.368]

    Определение отдельных углеводородов в метане (природном газе) является особенно затруднительным и с погрешностью менее 10 % (объемных) возможно только при использовании спектрометра. [c.323]

    Богатые метаном природные газы являются очень хорошим топливом, I м которого дает при сгорании 8—9 тыс. ккал. Вместе с тем они могут служить [c.284]

    Существуют каскадные циклы, в которых в качестве хладоагентов используется смесь аммиак—этилен—метан (природный газ), а также циклы сжижения, включающие до семи каскадов — холодильных циклов на пропане, этане и метане. Можно использовать и такие комбинации хладоагентов, как вода—аммиак—этилен — метан или вода—пропан—этилен—метан—азот [61]. [c.36]

    Белки биологического синтеза. Одна из ближайших проблем современности — изыскание возможности расширения ресурсов кормового белка — необходимой составной части животной иищи. За последние 20 лет в этой области достигнуты выдающиеся успехи. В настоящее время во всех технически развитых странах организовано нромышленное получение кормового белка [20]. Сырье.м являются чистые нормальные алканы нефтяного газойля, метан природного газа и метанол [21]. [c.326]

    Метан, содержание которого во многих природных газах достигает 90—99%, является ценным сырьем для получения путем крекинга водорода и сажи (углерода). Применяется для получения ацетилена. Богатые метаном природные газы используются в качестве топлива. [c.34]

    Для получения синтез-газа может быть успешно использован также метан природных газов, который превран ается в смесь окиси углерода и водо1рода или каталитически по уравнению СН4 + Н20 —> СО ЗН2, или неполным сжиганием в кислороде. Следовательно, удается из простейшего парафина — метана — получить его высокомолекулярные гомологи. В результате имеем наиболее четко выраженный процесс синтеза, в ходе которого сложные молекулы образуются из простейших составляющих компонентов. [c.70]

    Каскадное охлаждение основано на использовании соединенных последовательно нескольких парокомпрессионных машин с различными хладагентами, отличающимися по температуре кипения. Суть каскадного охлаждения состоит в том, что хладагент, сжижающийся при более высокой температуре, служит для конденсации паров труднее конденсируемого хладагента. Например, в стандартном каскадном цпкле сжижения природного газа обычно применяются три ступени. На первой в качестве хладагента используются пропан, фреон или аммиак, на второй — этан, этилен на третьей — метан, природный газ. [c.132]

    Четвертая ветк а—производства на базе переработки природного газа (метана). Метан—природный газ являясь наиболее дешевым и простым углеводородом, в настоящее время широко используется в виде топлива для различных энергетических установок. [c.330]

    Сейчас в США метан природного газа как исходный материал в производстве синтетических метанола и аммиака в значительной степени вытеснил каменный уголь. Метан служит также сырьем для получения синтетического жидкого топлива по усовершенствованному методу проведения процесса Фишера—Тропша, при котором образуется значительное количество кислородсодержащих соединений как побочных продуктов. К концу второго периода метан стали использовать для производства ацетилена по методу. [c.21]

    Природный газ, образующий большие залежи в недрах Земли, содержит метан (до 99 %) и небольшие количества низших алкарюв. Он не только служит дешевым и удобным топливом, но и используется как химическое сырье. Метан природного газа используется для получения продуктов хлорирования (см. 9.3), а также циаио-водорода  [c.242]

    Одновременно с этим необходимо сказать, что применение фильтрующих (воинских, противохимических) противогазов и различного рода противопылевых респираторов в газовом хозяйстве категорически запрещено. Фильтрующие противогазы предназначены для работы с определенными химическими отравляющими веществами, которые поглощаются (адсорбируются) специальным составом в процессе прохождения загазованной (отравленной) среды через фильтр. Эти фильтры не могут поглощадь метан (природный газ), в силу чего он проходит через фильтр беспрепятственно и попадает затем в органы дыхания человека, вызывая удушье. [c.59]

    КОСТЬ - пар пе только в смесп ТЭГа с водой, по п в смесп метан (природный газ) - ТЭГ - вода. Последние представлены в ряде работ [56, 57, 62] в виде графических зависимостей температуры точки росы газа от коицеитрации ТЭГа и температуры контакта. [c.117]

    В Институте газа АН УССР был разработан процесс паровой очистки природного газа от гомологов метана. Он обеспечивает селективную паровую каталитическую конверсию гомологов метана. Селективность процесса заключается в том, что в условиях его осуществления метан природного газа не подвергается конверсии. Последнее обстоятельство имеет решающее значение, так как наличие водорода и окиси углерода (продуктов конверсии метана) в составе природного газа, направляемого, например, на хлорирование, крайне нежелательно. Отработка технологии этого процесса в укрупненном масштабе будет производиться на Калушском химико-металлургическом комбинате. [c.8]

    С2Н2, КНз Ок Метан (природный газ) Пиридин, пиррол и их гомологи (I), ацетонитрил (П), амины исление молекул Формальдегид UgOs на носителе 350—400° С. Выход 1 — 33,65% [967] арным кислородом Окислы урана — пемза 500—700° С [968] [c.665]

    На заводах фирмы Бадише Анилин унд Сода фабрик А, Г. получают до 130 тыс. м /сутки аммиака, используя метан природного газа. [c.13]

    На отечественпых предприятиях для производства водорода использовали твердое технологическое топливо (кокс, уголь, антращхт), воду, метан природного газа, попутные газы нефтедобычи, нефтепереработки, а также отходящие газы других производств (папример, синтез-газ при получении ацетилена из углеводородов). [c.176]

    Сущность этого метода состоит в том, что сначала в реакторе метан (природный газ) хлорируется свободным хлором (соопюшение метана и хлора 3 1) при 400—450 С. Часть образующейся при этом смеси хлор-замещснных метанов (в основном хлористого метила и. хлористого метилена) отгоняют и разделяют в ректификационных колоннах. Другая часть смеси поступает в хлоратор фотохимического. хлорирования, в котором из хлористого метила и. хлористого метилена образуются хлорофор.м и четырех.хлористый углерод. [c.90]

    Метан. Природный газ. Простейший парафиновый угле-родоводород — метан СН4 известен под различными названиями, указывающими на его нахождение в природе. Название болотный газ связано с образованием метана при гниении растительных веществ на дне болот. Скопления метана нередко можно встретить в залежах каменного угля, откуда и происходит его название рудничный газ . Накапливаясь в шахтах, он может служить причиной опасных взрывов. [c.52]


chem21.info

Свойства и характеристики природного газа

Природный газ — это полезное ископаемое, которое залегает в недрах Земли в газообразном состоянии. Он может представлять либо отдельные скопления (газовые залежи), либо газовую шапку нефтегазовых месторождений. Природный газ и его компоненты широко используются в народном хозяйстве.

Состав природного газа

Природный газ на 98% состоит из метана СН4, свойства которого почти полностью определяют свойства и характеристики природного газа. Также в его составе присутствуют гомологи метана – пропан С3Н8, этан C2H6 и бутан С4Н10. Иногда природный газ может содержать сероводород, гелий и углекислый газ.

Метан (Ch5) – газ без цвета и запаха, легче воздуха. Метан горюч, но достаточно легко хранится. Чаще всего используется как горючее в промышленности и быту.

Этан (C2H6) – газ, не обладающий цветом и запахом, слегка тяжелее воздуха. Горюч не менее, чем метан, но как топливо не применяется. Используется в основном для получения этилена, который является самым востребованным органическим веществом во всём мире. Это сырьё для производства полиэтилена.

Пропан (C3H8) – тоже газ, не имеющий запаха и цвета, ядовит. Обладает полезным свойством: при небольшом давлении пропан сжижается, что значительно облегчает процесс отделения от примесей и его транспортировку. Сжиженным пропаном заправляются зажигалки.

Бутан (C4h20) – очень схож по своим свойствам с пропаном, но обладает более высокой плотностью. Тяжелее воздуха в два раза. Пропан и бутан сегодня широко используются в качестве альтернативного топлива для автомобилей.

Углекислый газ (CO2) – малотоксичный бесцветный газ, не имеющий запаха, но обладающий кислым привкусом. В отличие от других компонентов состава природного газа (кроме гелия), углекислый газ не горюч.

Гелий (He) – инертный бесцветный газ, второй по лёгкости (после водорода), не имеет запаха. При нормальных условиях не вступает в реакцию ни с одним из веществ. Не горюч и не токсичен, но может вызывать наркоз при повышенном давлении. Лёгкость и не токсичность (в отличие от водорода) гелия нашли своё применение. Гелием заполняют дирижабли, аэростаты и воздушные шары.

Сероводород (h3S) – иногда может входить в состав природного газа. Это тяжелый бесцветный газ с резким запахом тухлых яиц. Крайне ядовит, даже небольшая концентрации может вызывать паралич обонятельного нерва. Несмотря на свою токсичность, сероводород используется в малых дозах для сероводородных ванн, так как обладает хорошими антисептическими свойствами.

Природный газ — лучший тип топлива

Природный газ – это важный источник энергии, позволяющий уменьшить загрязнения и способствующий поддержанию нормальной экологической обстановки. По сравнению с остальными источниками энергии, обладает рядом преимуществ:

  • сгорая, выделяет только углекислый газ и водный пар, это смесь, которой мы обычно дышим на улице;
  • при сгорании не выделяет копоти и дыма;
  • быстро разжигается и процесс его горения легко контролировать;
  • почти не содержит твёрдых примесей и других вредных компонентов;
  • относительная дешевизна, благодаря более лёгкому способу добычи и транспортировки.

По своим энергетическим свойствам природный газ уступает лишь нефти, которая выделяет при сгорании больше энергии. Но в отличии от нефти, которую сначала нужно переработать, природный газ практически не требует предварительной обработки.


greenvolt.ru

Природный газ — WiKi

  Глубокое разведочное бурение на нефть и газ в России, по данным Росстата

В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Огромными запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Из европейских стран стоит отметить Норвегию, Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеют Туркмения, Азербайджан, Узбекистан, а также Казахстан (Карачаганакское месторождение).

Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по распространённости газ во Вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

Газогидраты

В науке долгое время считалось, что скопления углеводородов с молекулярным весом более 60 пребывают в земной коре в жидком состоянии, а более лёгкие — в газообразном. Однако во второй половине XX века группа сотрудников Московского института нефти и газа А. А. Трофимук, Н. В. Черский, Ф. А. Требин, Ю. Ф. Макогон, В. Г. Васильев обнаружили свойство природного газа в определённых термодинамических условиях переходить в земной коре в твёрдое состояние и образовывать газогидратные залежи. Позже выяснилось, что запасы природного газа в этом состоянии огромны.

Газ переходит в твёрдое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях до 250 атм и сравнительно низких температурах (до +22 °C). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объёма пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объём воды при переходе её в гидратное состояние связывает до 220 объёмов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространения многолетнемёрзлых пород, а также на небольшой глубине под океаническим дном[3].

Добыча

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 м до нескольких километров (сверхглубокой скважиной недалеко от города Нового Уренгоя получен приток газа с глубины более 6000 метров). В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине. Движение газа в пласте подчиняется определённым законам.

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

Мировая добыча природного газа в 2014 году составляла 3460,6 млрд м3[4]. Лидирующее положение в добыче газа занимают Российская Федерация и США.

В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд м³. Внутренним потребителям было поставлено 307 млрд м³ через 220 региональных газораспределительных организаций. На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов в стране составляет 155 тыс. км.

В 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объёму добытого газа (624 млрд м³ против 582,3 млрд м³), но и по объёму добычи товарного газа, то есть, идущего на продажу контрагентам[5]. Это объясняется ростом добычи сланцевого газа (т. н. сланцевая революция). В 2010 году Россия вернула себе лидерство в объёмах добываемого газа, нарастив добычу до 647 млрд м³. США же, напротив, снизили добычу до 619 млрд м³[6]. В 2011 году, согласно данным ЦДУ ТЭК РФ, добыча газа в России составила 670,5 млрд м³[7].

Крупнейшие мировые газодобытчики
Страна 2010[8] 2006
Добыча,
млрд м³
Доля мирового
рынка (%)
Добыча,
млрд м³
Доля мирового
рынка (%)
Россия 647 673,46 18
США 619 667 18
Канада 158
Иран 152 170 5
Норвегия 110 143 4
Китай 98
Нидерланды 89 77,67 2,1
Индонезия 82 88,1 2,4
Саудовская Аравия 77 85,7 2,3
Алжир 68 171,3 5
Узбекистан 65
Туркменистан 66,2 1,8
Египет 63
Великобритания 60
Малайзия 59 69,9 1,9
Индия 53
ОАЭ 52
Мексика 50
Азербайджан 41 1,1
Остальные страны 1440,17 38,4
Мировая добыча газа 100 3646 100

Подготовка природного газа к транспортировке

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, ТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащиеся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на которой производится очистка и осушка газа в абсорбционных колоннах. Такая схема реализована на Уренгойском месторождении. Также целесообразна подготовка газа мембранной технологией.

Для подготовки газа к транспортировке применяются технологические решения с применением мембранного газоразделения, с помощью которого можно выделить тяжёлые углеводороды (C3H8 и выше), азот, углекислый газ, сероводород, а также значительно снизить температуру точки росы по воде и углеводородам перед подачей в ГТС.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют серу на установках аминовой очистки и установках Клауса, а гелий — на криогенных гелиевых установках (КГУ). Эта схема реализована, например, на Оренбургском месторождении. Если в газе сероводорода менее 1,5 % об., то также целесообразно рассмотреть мембранную технологию подготовки природного газа, поскольку её применение позволяет снижать капитальные и эксплуатационные затраты в 1,5—5 раза.

Транспортировка природного газа

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,42 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, теряет потенциальную энергию, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от −160 до −150 °С.
Для сжижения газ охлаждают при повышенном давлении. При этом степень сжатия достигает 600 раз в зависимости от потребностей. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал, который значительно дешевле обычного порта, для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами газовозы. Обычная вместимость современных танкеров составляет от 150 000 до 250 000 м³. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

В 2004 г. международные поставки газа по трубопроводам составили 502 млрд м³, сжиженного газа — 178 млрд м³.

Есть также и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Разрабатывались также проекты транспортировки газа с использованием дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

ru-wiki.org