Alt om naturgass: naturgassens sammensetning og egenskaper, produksjon og anvendelsesområde

Takket være den høye energieffektiviteten og miljøvennligheten er naturgass, sammen med olje, av største betydning. Det er mye brukt som drivstoff og fungerer også som et verdifullt råstoff for kjemisk industri.

Og selv om bruken av gass har blitt daglig og vanlig, er det fortsatt vanskelig i sammensetning og et ganske farlig stoff - for å komme inn i brenneren på et gassapparat, passerer det lenge og vanskelig vei.

I denne artikkelen vil vi analysere hovedproblemene knyttet til naturlig brennbar gass - vi vil snakke om sammensetningen og egenskapene, vi vil beskrive produksjons-, transport- og prosesseringstrinnene, gassens omfang. La oss vurdere moderne ideer om opprinnelsen til hydrokarbonreserver, interessante fakta og hypoteser.

Hva er naturlig brennbar gass?

Det er en oppfatning at gass ligger under jorden i hulrom og lett utvinnes derfra, som det er nok til å bore en brønn for. Men i virkeligheten er alt mye mer komplisert: gass kan være inne i en porøs stein, den kan oppløses i vann, flytende hydrokarboner, olje.

For å forstå hvorfor dette skjer, er det nok å huske at ordet "gass" kommer fra gresk "kaos", Som gjenspeiler prinsippet om substansatferd. I gassform beveger molekylene seg kaotisk og prøver å fylle hele mulig volum jevnt. På grunn av dette er de i stand til å trenge inn og oppløses i andre stoffer, inkludert tettere væsker og mineraler. Høyt trykk og temperatur forbedrer diffusjonsprosessen sterkt. Det er ofte i form av en slik "cocktail" at naturgass er inneholdt i tarmen.

Men først, la oss snakke om hva gassen består av og hva den er - vurder den kjemiske sammensetningen og fysiske egenskapene til naturlig brennbar gass.

Funksjoner i den kjemiske sammensetningen

Gass som utvinnes fra undergrunnen, som kalles "naturlig", er en blanding av forskjellige gasser.

I henhold til sammensetningen er den delt inn i tre grupper av komponenter:

• brennbart - hydrokarboner;
• ikke brennbart (forkoblinger) - nitrogen, karbondioksid, oksygen, helium, vanndamp;
• skadeligurenheter - hydrogensulfid og merkaptaner.

Den første og hovedgruppen er et sett metan -hydrokarboner (homologer) med antall karbonatomer fra 1 til 5. Den største prosentandelen i blandingen er metan (70 til 98%), som har ett karbonatom. Innholdet i andre gasser (etan, propan, butan, pentan) varierer fra enheter til tiendedeler av en prosent.

I tillegg til hydrokarboner kan det forekomme små mengder brennbare stoffer i blandingen: hydrogensulfid, nitrogen, karbondioksid, karbonmonoksid, hydrogen og andre. Men avhengig av feltet kan andelen av hydrokarboner, i likhet med sammensetningen av andre gasser, variere betydelig.

Fysiske egenskaper til gass

I følge de fysiske egenskapene, metan СН₄fargeløs og luktfri, veldig brannfarlig. Ved konsentrasjoner i luft over 4,5% - eksplosiv. Denne eiendommen, kombinert med mangel på lukt, utgjør en stor trussel og et problem. Spesielt i gruver, ettersom metan absorberes av kull.

Vi skrev om årsakene til gasseksplosjon i hjemmet i dette materialet.

For å gi gassen en lukt, for å oppdage lekkasjer, tilsettes spesielle stoffer med en ubehagelig lukt før transport - luktstoffer. Oftest er dette svovelholdige forbindelser - etantiol eller etylmerkaptan. Andelen av urenheten velges på en slik måte at en lekkasje merkes ved en gasskonsentrasjon på 1%.

Hvor kommer gassen i jordens tarm fra?

Selv om folk lærte å bruke gass for mer enn 200 år siden, er det fremdeles ingen enighet om hvor gassen kommer fra jordens tarm.

Grunnleggende opprinnelsesteorier

Det er to hovedteorier om opprinnelsen:

• mineralforklare dannelsen av gass ved prosessene for avgassing av hydrokarboner fra dypere og tettere lag av jorden og heve dem til soner med lavere trykk;
• organisk (biogen), ifølge hvilken gass er et nedbrytningsprodukt av rester av levende organismer under forhold med økt trykk, temperatur og mangel på luft.

I et felt kan gass være i form av en separat akkumulering, en gasskappe, en løsning i olje eller vann eller gasshydrater. I sistnevnte tilfelle er avsetningene plassert i porøse bergarter mellom gasstette leirelag. Oftest er disse steinene komprimert sandstein, karbonater, kalksteiner.

Siden gass er lettere enn olje og vann er tyngre, er fossilenes posisjon i reservoaret alltid den samme: gass er på toppen av olje, og vann støtter hele olje- og gassfeltet nedenfra.

Gassen i reservoaret er under trykk. Jo dypere innskudd, jo høyere er det. I gjennomsnitt, for hver 10 meter, er trykkøkningen 0,1 MPa. Det er formasjoner med unormalt høyt trykk. For eksempel når det på Achimov -forekomstene i Urengoyskoye -feltet, når det 600 atmosfærer og høyere på en dybde på 3800 til 4500 m.

Interessante fakta og hypoteser

For ikke så lenge siden ble det antatt at verdens olje- og gassreserver skulle være oppbrukt i begynnelsen av det 21. århundre. For eksempel skrev den autoritative amerikanske geofysikeren Hubbert om dette i 1965.

I følge legen for geologiske og mineralogiske vitenskaper V.V. Polevanov, slike vrangforestillinger skyldes at teorien om den organiske opprinnelsen til olje og gass er fremdeles allment akseptert og dominerer flertallets sinn forskere. Selv om D.I. Mendelejev underbygde teorien om den uorganiske dype opprinnelsen til olje, og så ble dette bevist av Kudryavtsev og V.R. Larin.

Men mange fakta taler mot den organiske opprinnelsen til hydrokarboner.

Her er noen av dem:

• avsetninger ble oppdaget på opptil 11 km dyp, i krystallinske kjellere, hvor eksistensen av organisk materiale ikke engang kan være teoretisk;
• ved hjelp av organisk teori kan bare 10% av hydrokarbonreservene forklares, de resterende 90% er uforklarlige;
• Romsonden Cassini ble oppdaget i 2000 på satellitten til Saturn, Titan, gigantiske hydrokarbonressurser i form av innsjøer, flere størrelsesordener større enn de på jorden.

Hypotesen om en opprinnelig hydridjord som Larin fremmet, forklarer opprinnelsen til hydrokarboner ved reaksjonen av hydrogen med karbon i jordens dyp og den påfølgende avgassingen av metan.

Ifølge henne er det ingen eldgamle Jurassic -forekomster. All olje og gass kunne ha dannet seg for 1–15 tusen år siden. Etter hvert som utvinningen fortsetter, kan reservene gradvis etterfylles, noe som har blitt lagt merke til i lenge utarmede og forlatte oljefelt.

Hvordan går gruvedrift og transport?

Prosessen med å utvinne naturlig brennbar gass begynner med bygging av brønner. Avhengig av forekomsten av det gassbærende laget, kan dybden nå 7 km. Etter hvert som boringen skrider ned, senkes et rør (foringsrør) ned i brønnen. For å forhindre at gass slipper ut gjennom mellomrommet mellom røret og borehullets vegger, gjøres plugging - fylling av hullet med leire eller sement.

Når konstruksjonen er fullført, trekkes boreriggen tilbake og juletreet installeres på foringshodet. Det er en design av portventiler og ventiler, og brukes til å trekke ut gass fra brønnen.

Antall brønner kan være ganske stort.

Hele produksjonssyklusen for naturlig brennbar gass foregår i tre trinn:

1. Utvikling av gassfelt. Som et resultat av boring, oppstår en trykkforskjell. På grunn av dette beveger gassen seg gjennom formasjonen til brønnene.
2. Drift av gassbrønner. På dette tidspunktet beveger gassen seg langs foringsrøret.
3. Innsamling og klargjøring for transport. Gass fra alle juletre leveres til spesielle teknologiske komplekser i UKPG. Gassdehydrering finner sted på dem, rengjøring fra skadelige urenheter.

Selv små konsentrasjoner av hydrogensulfid, vanndamp eller faste partikler fører til rask korrosjon, hydratdannelse og mekanisk skade på rørets indre overflate.

Den siste forberedelsen til transporten finner sted på hovedanleggene. Det inkluderer etterbehandling og fjerning av hydrokarbonkondensat, gasskjøling for å redusere volumet.

Den viktigste typen gasstransport over lange avstander er hovedgassledningen. Det er et system med komplekse ingeniørstrukturer fra rørledningene til underjordisk lagring.

Det er bensindistribusjonsstasjoner (GDS) ved hovedpunktets endepunkt. Her foregår den siste rengjøringen av støv og væskeforurensninger, trykket reduseres til nivået som kreves av forbrukere, stabilisering, måling av gassforbruk og tilsetning av lukt.

En annen vanlig type metantransport er sjøtransport med spesialfartøyer - gassbærere.

Transformasjonen av gass til flytende tilstand utføres i spesielle LNG -anlegg. Prosessen foregår i to trinn: først blir metanen avkjølt til -50 ° C, og deretter til -163 ° C. Samtidig reduseres volumet 600 ganger.

Behandling og omfang

Den høye brennbarheten av naturgass bestemmer hovedapplikasjonen. Det brukes som drivstoff i fabrikker, fabrikker, termiske kraftverk, kjelehus, kontorer, boligbygninger, landbruksanlegg og mange andre. Vi anbefaler at du leser reglene bruk av gass i hverdagen.

Oljeproduksjon og prosessering er alltid ledsaget av frigjøring av tilhørende gass. I noen tilfeller kan volumet være imponerende og utgjøre 300 kubikkmeter per kubikkmeter råolje.

Men det er et stort antall felt der naturlig tilhørende gass ikke brukes, men brennes i bluss. For eksempel går opptil 25% av nyttige råvarer tapt på denne måten i hele Russland.

En del av den tilhørende gassen tilføres gassbehandlingsanlegg. Fra den oppnås renset tørr gass, som brukes til oppvarming. En annen verdifull ingrediens er en blanding av lette hydrokarboner.

Videre er det delt inn i fraksjoner i spesielle installasjoner. Resultatet er hydrokarboner som propan, butan, isobutan, pentan. For å redusere volumet, enkel transport og lagring av dem flytende.

Propan og butan brukes til oppvarming av hus flaske gass enten for biler. Men det meste går til videre behandling ved petrokjemiske anlegg.

Ved hjelp av høy temperatur oppvarming (pyrolyse) er hovedråvaren for alle syntetiske materialer hentet fra dem - monomerer: etylen, propylen, butadien. Under virkningen av katalysatorer kombineres de for å danne polymerer. Utgangen er så verdifulle materialer som gummi, PVC, polyetylen og mange andre.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Dokumentaren forteller om gass på en tilgjengelig og visuell måte:

Denne pedagogiske filmen er dedikert til de viktigste gasstransportene:

Vi vet fremdeles ikke alt om naturgass - opprinnelsen er fortsatt full av mange mysterier. Vi kan bare håpe at blått drivstoff er en virkelig uuttømmelig gave som vil være nok for både oss og våre etterkommere.

Har du spørsmål etter å ha lest stoffet ovenfor? Eller vil du supplere artikkelen med nyttige kommentarer, interessante fakta eller fotografier? Skriv kommentarer, still spørsmål, delta i diskusjonen - tilbakemeldingsskjemaet finner du nedenfor.