Kõik maagaasi kohta: maagaasi koostis ja omadused, tootmine ja selle rakendusala

Tänu kõrgele energiatõhususele ja keskkonnasõbralikkusele on maagaas koos naftaga ülimalt tähtis. Seda kasutatakse laialdaselt kütusena ja see on ka väärtuslik tooraine keemiatööstusele.

Ja kuigi gaasi kasutamine on muutunud igapäevaseks ja harjumuspäraseks, jääb selle koostise ja üsna ohtlik aine - gaasiseadme põleti sattumiseks läbib see kaua ja raskelt tee.

Käesolevas artiklis analüüsime loodusliku põleva gaasiga seotud põhiküsimusi - räägime selle koostisest ja omadustest, kirjeldame gaasi tootmise, transpordi ja töötlemise etappe, selle ulatust. Vaatleme kaasaegseid ideid süsivesinikuvarude päritolu kohta, huvitavaid fakte ja hüpoteese.

Mis on looduslik põlevgaas?

Arvatakse, et gaas asub õõnsustes maa all ja sealt on see kergesti eraldatav, selleks piisab kaevu puurimisest. Kuid tegelikult on kõik palju keerulisem: gaas võib olla poorse kivimi sees, seda saab lahustada vees, vedelates süsivesinikes, õlis.

Et mõista, miks see juhtub, piisab, kui meeles pidada, et sõna "gaas" pärineb kreeka keelest "kaos", Mis peegeldab aine käitumise põhimõtet. Gaasilises olekus liiguvad molekulid kaootiliselt, püüdes ühtlaselt täita kogu võimaliku mahu. Tänu sellele suudavad nad tungida ja lahustuda teistes ainetes, sealhulgas tihedamates vedelikes ja mineraalides. Kõrge rõhk ja temperatuur suurendavad oluliselt difusiooniprotsessi. Sageli on sellise "kokteili" kujul soolestikus maagaas.

Kuid kõigepealt räägime sellest, millest gaas koosneb ja mis see on - kaaluge loodusliku põleva gaasi keemilist koostist ja füüsikalisi omadusi.

Keemilise koostise omadused

Aluspinnast ekstraheeritud gaas, mida nimetatakse "looduslikuks", on erinevate gaaside segu.

Selle koostise järgi on see jagatud kolmeks komponentide rühmaks:

• põlev - süsivesinikud;
• mittesüttiv (liiteseadised) - lämmastik, süsinikdioksiid, hapnik, heelium, veeaur;
• kahjuliklisandid - vesiniksulfiid ja merkaptaanid.

Esimene ja peamine rühm on metaani süsivesinike (homoloogide) komplekt, mille süsinikuaatomite arv on 1 kuni 5. Suurim protsent segus on metaan (70–98%), milles on üks süsinikuaatom. Teiste gaaside (etaan, propaan, butaan, pentaan) sisaldus on vahemikus ühikud kuni kümnendik protsenti.

Lisaks süsivesinikele võib segus esineda vähesel määral põlemata aineid: vesiniksulfiid, lämmastik, süsinikdioksiid, vingugaas, vesinik jt. Kuid sõltuvalt põllust võivad süsivesinike proportsioonid, nagu ka teiste gaaside koostis, oluliselt erineda.

Gaasi füüsikalised omadused

Vastavalt füüsikalistele omadustele on metaan СН₄värvitu ja lõhnatu, väga tuleohtlik. Kontsentratsioonides õhus üle 4,5% - plahvatusohtlik. See vara koos lõhna puudumisega kujutab endast suurt ohtu ja probleemi. Eriti kaevandustes, kuna kivisüsi neelab metaani.

Aastal kirjutasime gaasiplahvatuse põhjustest kodustes tingimustes seda materjali.

Gaasile lõhna andmiseks lisatakse selle lekete tuvastamiseks sellele enne transportimist spetsiaalsed ebameeldiva lõhnaga ained - lõhnaained. Enamasti on need väävlit sisaldavad ühendid - etanetiool või etüülmerkaptaan. Lisandite osakaal valitakse nii, et leke oleks gaasi kontsentratsioonil 1%.

Kust tuleb maa soolestikus gaas?

Kuigi inimesed õppisid gaasi kasutama rohkem kui 200 aastat tagasi, pole siiani üksmeelt selles, kust gaas pärineb maa soolestikust.

Põhilised päritoluteooriad

Selle päritolul on kaks peamist teooriat:

• mineraalgaasi moodustumise selgitamine süsivesinike degaseerimise protsessidega maa sügavamatest ja tihedamatest kihtidest ning nende tõstmine madalama rõhuga tsoonideks;
• orgaaniline (biogeenne), mille kohaselt gaas on elusorganismide jäänuste lagunemissaadus kõrgendatud rõhu, temperatuuri ja õhupuuduse tingimustes.

Põllul võib gaas olla eraldi akumulatsiooni, gaasikorgi, õli- või veeslahuse või gaashüdraatide kujul. Viimasel juhul paiknevad hoiused poorsetes kivimites gaasikindlate savikihtide vahel. Kõige sagedamini on need kivimid tihendatud liivakivi, karbonaadid, lubjakivid.

Kuna gaas on kergem kui õli ja vesi on raskem, on fossiilide asukoht reservuaaris alati sama: gaas asub õli peal ja vesi toetab kogu nafta- ja gaasivälja altpoolt.

Mahuti gaas on rõhu all. Mida sügavam on tagatisraha, seda suurem see on. Keskmiselt iga 10 meetri kohta on rõhutõus 0,1 MPa. On moodustisi, millel on ebanormaalselt kõrge rõhk. Näiteks Urengoyskoje välja Achimovi leiukohtadel ulatub see 600 atmosfääri ja kõrgemale 3800 kuni 4500 m sügavusel.

Huvitavad faktid ja hüpoteesid

Mitte nii kaua aega tagasi usuti, et maailma nafta- ja gaasivarud peaksid 21. sajandi alguses ammenduma. Näiteks autoriteetne Ameerika geofüüsik Hubbert kirjutas sellest 1965. aastal.

Geoloogia- ja mineraloogiateaduste doktori V.V. Polevanov, sellised luulud on tingitud asjaolust, et nafta ja gaasi orgaanilise päritolu teooria on endiselt üldtunnustatud ja domineerib enamuse meelest teadlased. Kuigi D.I. Mendelejev põhjendas nafta anorgaanilise sügava päritolu teooriat ja siis tõestasid seda Kudrjavcev ja V. R. Larin.

Kuid paljud faktid räägivad süsivesinike orgaanilise päritolu vastu.

Siin on mõned neist:

• hoiused avastati kuni 11 km sügavusel, kristallilistes keldrites, kus orgaanilise aine olemasolu ei saa isegi teoreetiliselt väita;
• orgaanilise teooria abil saab selgitada vaid 10% süsivesinike varusid, ülejäänud 90% on seletamatud;
• Cassini kosmosesond avastas 2000. aastal Saturni satelliidilt Titani hiiglaslikud süsivesinike ressursid järvede kujul, mitu suurusjärku suuremad kui Maal.

Larini esitatud hüpotees algselt hüdriidse Maa kohta selgitab süsivesinike päritolu vesiniku reageerimisega süsinikuga maa sügavuses ja sellele järgnenud metaani degaseerimisega.

Tema sõnul puuduvad iidsed juuraaegsed hoiused. Kogu nafta ja gaas võisid tekkida 1–15 tuhat aastat tagasi. Kaevandamise edenedes saab varusid järk-järgult täiendada, mida on täheldatud kaua ammendunud ja mahajäetud naftaväljadel.

Kuidas kaevandamine ja transport läheb?

Loodusliku põleva gaasi eraldamise protsess algab kaevude rajamisega. Sõltuvalt gaasi kandva kihi esinemisest võib nende sügavus ulatuda 7 km-ni. Puurimise edenedes langetatakse toru (ümbris) kaevu. Et gaas ei pääseks läbi toru ja puuraugu seinte vahelise ruumi, tehakse ummistus - tühimiku täitmine savi või tsemendiga.

Pärast ehituse lõpetamist tõmmatakse puurimisseade tagasi ja jõulupuu paigaldatakse korpuse pea külge. See on väravaventiilide ja ventiilide konstruktsioon ning seda kasutatakse kaevust gaasi eraldamiseks.

Kaevude arv võib olla üsna suur.

Kogu loodusliku põleva gaasi tootmistsükkel toimub kolmes etapis:

1. Gaasiväljade arendamine. Puurimise tulemusena tekib rõhkude erinevus. Tänu sellele liigub gaas moodustise kaudu kaevudesse.
2. Gaasikaevude käitamine. Sel hetkel liigub gaas mööda korpust.
3. Kogumine ja transportimiseks ettevalmistamine. Kogu X-mas puu gaas tarnitakse UKPG spetsiaalsetesse tehnoloogilistesse kompleksidesse. Neis toimub gaasi dehüdratsioon, puhastamine kahjulike lisandite eest.

Isegi väikesed vesiniksulfiidi, veeauru või tahkete osakeste kontsentratsioonid põhjustavad kiiret korrosiooni, hüdraatide moodustumist ja torujuhtme sisepinna mehaanilisi kahjustusi.

Viimane ettevalmistus transpordiks toimub peakorteris. See hõlmab süsivesinike kondensaadi järeltöötlust ja eemaldamist, gaasi jahutamist selle mahu vähendamiseks.

Peamine gaasitranspordi liik pikkadel vahemaadel on peamine gaasijuhe. See on keerukate inseneristruktuuride süsteem torujuhtmetest endist kuni maa -alune hoidla.

Pealiini lõpp -punktis on gaasijaotusjaamad (GDS). Siin toimub tolmu ja vedelate lisandite viimane puhastamine, rõhu vähendamine tarbijate nõutavale tasemele, selle stabiliseerimine, gaasikulu mõõtmine ja lõhnaaine lisamine.

Teine levinud metaani transpordiliik on meretransport spetsiaalsete laevade - gaasikandjatega.

Gaasi muundamine vedelasse olekusse toimub spetsiaalsetes veeldatud maagaasi tehastes. Protsess toimub kahes etapis: esiteks jahutatakse metaan temperatuurini -50 ° C ja seejärel temperatuurini -163 ° C. Samal ajal väheneb selle maht 600 korda.

Töötlemine ja ulatus

Maagaasi suur tuleohtlikkus määrab selle peamise rakenduse. Seda kasutatakse kütusena tehastes, tehastes, soojuselektrijaamades, katlamajades, kontorites, elamutes, põllumajandusrajatistes ja paljudes teistes. Soovitame reeglid läbi lugeda gaasi kasutamine igapäevaelus.

Nafta tootmise ja töötlemisega kaasneb alati gaasi eraldumine. Mõnel juhul võivad selle mahud olla muljetavaldavad ja ulatuda 300 kuupmeetrini ühe toornafta kuupmeetri kohta.

Kuid on palju välju, kus maagaasi ei kasutata, vaid põletatakse raketis. Näiteks kaotatakse sel viisil kogu Venemaal kuni 25% kasulikust toorainest.

Osa kaasnevast gaasist tarnitakse gaasitöötlemistehastesse. Sellest saadakse puhastatud kuiv gaas, mida kasutatakse kütmiseks. Teine väärtuslik koostisosa on kergete süsivesinike segu.

Lisaks on see spetsiaalsetes paigaldistes jagatud murdosadeks. Tulemuseks on süsivesinikud nagu propaan, butaan, isobutaan, pentaan. Nende mahu vähendamiseks, transportimise ja ladustamise lihtsustamiseks vedelema.

Majade kütmiseks kasutatakse propaani ja butaani villitud gaas kas autodele. Kuid suurem osa sellest läheb edasiseks töötlemiseks naftakeemia tehastes.

Kõrgtemperatuurilise kuumutamise (pürolüüsi) abil saadakse neist kõigi sünteetiliste materjalide peamine tooraine - monomeerid: etüleen, propüleen, butadieen. Katalüsaatorite toimel ühendatakse need polümeerideks. Väljundiks on sellised väärtuslikud materjalid nagu kumm, PVC, polüetüleen ja paljud teised.

Järeldused ja kasulik video teemal

Dokumentaalfilm räägib gaasist juurdepääsetaval ja visuaalsel viisil:

See õppefilm on pühendatud peamisele gaasitranspordile:

Me ei tea maagaasist endiselt kõike - selle päritolu on endiselt täis palju saladusi. Jääb vaid loota, et sinine kütus on tõeliselt ammendamatu kingitus, millest piisab nii meile kui ka meie järglastele.

Kas teil on pärast ülaltoodud materjali lugemist küsimusi? Või soovite artiklit täiendada kasulike kommentaaride, huvitavate faktide või fotodega? Kirjutage oma kommentaarid, esitage küsimusi, osalege arutelus - tagasiside vorm asub allpool.