Lahat ng tungkol sa natural na gas: komposisyon at mga katangian, produksyon at paggamit ng natural gas

Dahil sa mataas na kahusayan sa enerhiya at pagiging magiliw sa kapaligiran, ang natural na gas, kasama ang langis, ay pinakamahalaga.Ito ay malawakang ginagamit bilang panggatong at nagsisilbi rin bilang mahalagang hilaw na materyal para sa industriya ng kemikal.

At kahit na ang paggamit ng gas ay naging pang-araw-araw at pamilyar, nananatili pa rin itong isang kumplikado at medyo mapanganib na sangkap - upang makapasok sa burner ng isang gas appliance, dumaan ito sa isang mahaba at kumplikadong landas.

Sa artikulong susuriin natin ang mga pangunahing isyu na may kaugnayan sa natural na nasusunog na gas - pag-uusapan natin ang komposisyon at mga katangian nito, ilalarawan natin ang mga yugto ng paggawa ng gas, transportasyon at pagproseso, at ang saklaw ng aplikasyon nito. Isaalang-alang natin ang mga modernong ideya tungkol sa pinagmulan ng mga reserbang hydrocarbon, mga kagiliw-giliw na katotohanan at hypotheses.

Ano ang natural na nasusunog na gas?

Mayroong isang opinyon na ang gas ay namamalagi sa ilalim ng lupa sa mga voids at madaling nakuha mula doon, kung saan ito ay sapat na upang mag-drill ng isang balon. Ngunit sa katotohanan, ang lahat ay mas kumplikado: ang gas ay maaaring nasa loob ng isang buhaghag na bato, maaari itong matunaw sa tubig, likidong hydrocarbon, at langis.

Upang maunawaan kung bakit ito nangyayari, sapat na tandaan na ang salitang "gas" ay nagmula sa Griyego na "kaguluhan", na sumasalamin sa prinsipyo ng pag-uugali ng isang sangkap. Sa estado ng gas, ang mga molekula ay gumagalaw nang magulo, sinusubukang pantay na punan ang buong posibleng dami. Dahil dito, nagagawa nilang tumagos at natutunaw sa iba pang mga sangkap, kabilang ang mas siksik na likido at mineral. Ang mataas na presyon at temperatura ay makabuluhang nagpapabuti sa proseso ng pagsasabog.Kadalasan ito ay nasa anyo ng tulad ng isang "cocktail" na ang natural na gas ay nakapaloob sa ilalim ng lupa.

Ngunit una, pag-usapan natin kung ano ang binubuo ng gas at kung ano ito - tingnan natin ang komposisyon ng kemikal at pisikal na katangian ng natural na nasusunog na gas.

Mga tampok ng komposisyon ng kemikal

Ang gas na nakuha mula sa ilalim ng lupa, na tinatawag na "natural", ay isang halo ng iba't ibang mga gas.

Ayon sa komposisyon nito, nahahati ito sa tatlong pangkat ng mga sangkap:

• nasusunog - hydrocarbons;
• hindi nasusunog (mga ballast) – nitrogen, carbon dioxide, oxygen, helium, singaw ng tubig;
• nakakapinsala mga dumi – hydrogen sulfide at mercaptans.

Ang una at pangunahing grupo ay isang set ng methane hydrocarbons (homologs) na may bilang ng carbon atoms mula 1 hanggang 5. Ang pinakamalaking porsyento sa pinaghalong ay methane (mula 70 hanggang 98%), na mayroong isang carbon atom. Ang nilalaman ng iba pang mga gas (ethane, propane, butane, pentane) ay mula sa mga yunit hanggang sa ikasampu ng isang porsyento.

Ang gas na nakuha mula sa mga patlang ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na konsentrasyon ng methane. Sa by-product na nakuha mula sa langis, ang proporsyon ng methane ay mas mababa: 30 - 60%, at ang mga homologue ay mas mataas: 10 - 20%

Bilang karagdagan sa mga hydrocarbon, ang halo ay maaaring maglaman ng mga hindi nasusunog na sangkap sa maliliit na dami: hydrogen sulfide, nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen at iba pa. Ngunit, depende sa larangan, ang mga proporsyon ng hydrocarbons, tulad ng komposisyon ng iba pang mga gas, ay maaaring mag-iba nang malaki.

Mga pisikal na katangian ng gas

Ayon sa pisikal na katangian ng methane CH₄ walang kulay at walang amoy, napakasusunog. Sa mga konsentrasyon ng hangin na higit sa 4.5% - pampasabog. Ang ari-arian na ito, na sinamahan ng kakulangan ng amoy, ay nagdudulot ng malaking banta at problema. Lalo na sa mga minahan, dahil ang methane ay hinihigop ng karbon.

Sumulat kami tungkol sa mga sanhi ng pagsabog ng gas sa mga kondisyon sa tahanan sa materyal na ito.

Upang bigyan ang gas ng isang amoy upang makita ang mga pagtagas nito, ang mga espesyal na sangkap na may hindi kanais-nais na amoy - mga amoy - ay idinagdag dito bago ang transportasyon. Kadalasan, ang mga ito ay mga compound na naglalaman ng asupre - ethanethiol o ethyl mercaptan. Ang proporsyon ng karumihan ay pinili upang ang isang pagtagas ay kapansin-pansin sa isang konsentrasyon ng gas na 1%.

Ang pangunahing bentahe ng asul na gasolina ay ang mataas na tiyak na init ng pagkasunog - 39 MJ/kg. Naglalabas ito ng mga hindi nakakapinsalang sangkap: tubig at carbon dioxide. Ito rin ay isang mahalagang kadahilanan na nagpapahintulot sa paggamit ng methane sa pang-araw-araw na buhay

Saan nanggagaling ang gas sa kailaliman ng mundo?

Bagama't natutunan ng mga tao na gumamit ng gas mahigit 200 taon na ang nakalilipas, wala pa ring pinagkasunduan kung saan nagmumula ang gas sa bituka ng lupa.

Mga pangunahing teorya ng pinagmulan

Mayroong dalawang pangunahing teorya ng pinagmulan nito:

• mineral, na nagpapaliwanag sa pagbuo ng gas sa pamamagitan ng mga proseso ng degassing ng mga hydrocarbon mula sa mas malalim at mas siksik na mga layer ng lupa at ang kanilang pagtaas sa mga zone na may mas mababang presyon;
• organiko (biogenic), ayon sa kung saan ang gas ay isang produkto ng agnas ng mga labi ng mga nabubuhay na organismo sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon, temperatura at kakulangan ng hangin.

Sa isang field, ang gas ay maaaring nasa anyo ng isang hiwalay na akumulasyon, isang gas cap, isang solusyon sa langis o tubig, o mga gas hydrates. Sa huling kaso, ang mga deposito ay matatagpuan sa mga buhaghag na bato sa pagitan ng gas-tight layer ng luad. Kadalasan, ang mga naturang bato ay siksik na sandstone, carbonates, at limestones.

Ang bahagi ng maginoo na mga patlang ng gas ay 0.8% lamang. Ang isang bahagyang mas malaking porsyento ay nahuhulog sa malalim, karbon at shale gas - mula 1.4 hanggang 1.9%.Ang pinakakaraniwang uri ng mga deposito ay ang mga tubig na natunaw na gas at mga hydrates - sa humigit-kumulang pantay na sukat (46.9% bawat isa)

Dahil ang gas ay mas magaan kaysa sa langis, at ang tubig ay mas mabigat, ang posisyon ng mga mineral sa reservoir ay palaging pareho: ang gas ay nasa ibabaw ng langis, at ang tubig ay umaangat sa buong field ng langis at gas mula sa ibaba.

Ang gas sa pagbuo ay nasa ilalim ng presyon. Kung mas malalim ang mga deposito, mas mataas ito. Sa karaniwan, para sa bawat 10 metro, ang pagtaas ng presyon ay 0.1 MPa. May mga layer na may abnormal na mataas na presyon. Halimbawa, sa mga deposito ng Achimov ng field ng Urengoy umabot ito sa 600 atmospheres at mas mataas sa lalim na 3800 hanggang 4500 m.

Mga kawili-wiling katotohanan at hypotheses

Hindi pa katagal, pinaniniwalaan na ang mga reserbang langis at gas sa mundo ay dapat maubos sa simula ng ika-21 siglo. Halimbawa, isinulat ito ng makapangyarihang Amerikanong geophysicist na si Hubbert noong 1965.

Sa ngayon, maraming mga bansa ang patuloy na nagpapataas ng bilis ng produksyon ng gas. Walang tunay na senyales na nauubusan na ang mga reserbang hydrocarbon

Ayon sa Doctor of Geological and Mineralogical Sciences V.V. Polevanova, ang ganitong mga maling akala ay sanhi ng katotohanan na ang teorya ng organikong pinagmulan ng langis at gas ay karaniwang tinatanggap at nangingibabaw sa isipan ng karamihan sa mga siyentipiko. Bagama't D.I. Pinatunayan ni Mendeleev ang teorya ng hindi organikong malalim na pinagmulan ng langis, at pagkatapos ito ay napatunayan nina Kudryavtsev at V.R. Larin.

Ngunit maraming mga katotohanan ang nagsasalita laban sa organikong pinagmulan ng mga hydrocarbon.

Narito ang ilan sa mga ito:

• ang mga deposito ay natuklasan sa lalim na hanggang 11 km, sa mala-kristal na mga basement, kung saan ang pagkakaroon ng organikong bagay ay hindi maaaring maging theoretically posible;
• sa tulong ng organikong teorya, 10% lamang ng mga reserbang hydrocarbon ang maipaliwanag, ang natitirang 90% ay hindi maipaliwanag;
• Ang Cassini space probe ay natuklasan noong 2000 sa buwan ng Saturn na Titan na napakalaking mapagkukunan ng hydrocarbon sa anyo ng mga lawa, ilang mga order ng magnitude na mas malaki kaysa sa mga nasa Earth.

Ang hypothesis ng isang unang hydrid Earth na iniharap ni Larin ay nagpapaliwanag sa pinagmulan ng mga hydrocarbon sa pamamagitan ng reaksyon ng hydrogen na may carbon sa kailaliman ng lupa at ang kasunod na pag-degassing ng methane.

Ayon dito, walang mga sinaunang deposito ng panahon ng Jurassic. Ang lahat ng langis at gas ay maaaring nabuo sa pagitan ng 1 at 15 libong taon na ang nakalilipas. Habang nagpapatuloy ang pagpili, ang mga reserba ay maaaring unti-unting mapunan, na napansin sa matagal nang naubos at inabandunang mga patlang ng langis.

Paano isinasagawa ang pagkuha at transportasyon?

Ang proseso ng pagkuha ng natural na nasusunog na gas ay nagsisimula sa pagtatayo ng mga balon. Depende sa paglitaw ng pagbuo ng gas-bearing, ang kanilang lalim ay maaaring umabot sa 7 km. Habang nagpapatuloy ang pagbabarena, ang isang tubo (casing) ay ibinababa sa balon. Upang maiwasan ang paglabas ng gas sa pagitan ng tubo at ng mga dingding ng balon, ginagawa ang pagsasaksak - pinupunan ang puwang ng luad o semento.

Sa pagtatapos ng konstruksiyon, ang derrick ay tinanggal at ang Xmas tree ay inilagay sa ulo ng pambalot. Ito ay isang istraktura ng mga balbula ng gate at ginagamit upang kunin ang gas mula sa balon.

Ang bilang ng mga balon ay maaaring medyo malaki.

Ang Xmas tree ay may ilang mga function: ito ay nagtataglay ng mga pumping at compressor pipe na nakasuspinde sa balon, kinokontrol ang mga operating mode, at sinusukat ang mga parameter ng panlabas at panloob na mga bahagi ng balon.

Ang buong cycle ng natural na nasusunog na produksyon ng gas ay nangyayari sa tatlong yugto:

1. Pag-unlad ng patlang ng gas. Bilang resulta ng pagbabarena, ang pagkakaiba sa presyon ay nalikha. Dahil dito, ang gas ay gumagalaw sa pamamagitan ng pagbuo sa mga balon.
2. Pagpapatakbo ng mga balon ng gas. Sa yugtong ito, ang gas ay naglalakbay sa pamamagitan ng pambalot.
3. Pagkolekta at paghahanda para sa transportasyon. Ang gas mula sa lahat ng mga Christmas tree ay ibinibigay sa mga espesyal na teknolohikal na complex ng planta ng paggamot ng gas. Pinatuyo nila ang gas, paglilinis mula sa mga nakakapinsalang dumi.

Kahit na ang maliliit na konsentrasyon ng hydrogen sulfide, singaw ng tubig o mga solidong particle ay humantong sa mabilis na kaagnasan, pagbuo ng hydrate at mekanikal na pinsala sa panloob na ibabaw ng pipeline.

Ang huling paghahanda para sa transportasyon ay nagaganap sa headwork. Kabilang dito ang post-treatment at pagtanggal ng hydrocarbon condensate, paglamig ng gas upang bawasan ang volume nito.

Ang pangunahing uri ng transportasyon ng gas sa malalayong distansya ay pangunahing gas pipeline. Ito ay isang sistema ng mga kumplikadong istruktura ng engineering mula mismo sa mga pipeline hanggang mga pasilidad sa imbakan sa ilalim ng lupa.

Sa huling punto ng pipeline mayroong mga istasyon ng pamamahagi ng gas (GDS). Dito nagaganap ang pangwakas na paglilinis ng alikabok at mga likidong dumi, ang presyon ay nabawasan sa antas na kinakailangan ng mga mamimili, ito ay nagpapatatag, ang pagkonsumo ng gas ay isinasaalang-alang at ang isang amoy ay idinagdag.

Ang isa pang karaniwang uri ng transportasyon ng methane ay ang transportasyon sa dagat sa pamamagitan ng mga espesyal na sasakyang-dagat - mga tagadala ng gas.

Ang malalaking spherical tank ay hindi papayagan ang gas carrier na malito sa iba pang mga uri ng barko. Ang mga ito ay thermoses na nagpapanatili ng pare-parehong kinakailangang temperatura para sa likidong methane -163 °C

Ang pagbabago ng gas sa isang likidong estado ay isinasagawa sa mga espesyal na planta ng LNG. Ang proseso ay nangyayari sa dalawang yugto: una, ang methane ay pinalamig sa -50 °C, at pagkatapos ay sa -163 °C. Kasabay nito, ang dami nito ay bumababa ng 600 beses.

Pagproseso at saklaw ng aplikasyon

Tinutukoy ng mataas na flammability ng natural gas ang pangunahing paggamit nito. Ginagamit ito bilang panggatong sa mga pabrika, pabrika, thermal power plant, boiler house, institusyon, gusali ng tirahan, pasilidad ng agrikultura at marami pang iba. Inirerekomenda namin na basahin mo ang mga patakaran paggamit ng gas sa pang-araw-araw na buhay.

Ang paggawa at pagpino ng langis ay palaging sinasamahan ng paglabas ng nauugnay na gas. Sa ilang mga kaso, ang mga volume nito ay maaaring maging kahanga-hanga at umabot sa hanggang 300 metro kubiko bawat metro kubiko ng krudo.

Ngunit mayroong isang malaking bilang ng mga patlang kung saan ang natural na nauugnay na gas ay hindi ginagamit, ngunit ito ay sumiklab. Halimbawa, sa buong Russia, hanggang sa 25% ng mga kapaki-pakinabang na hilaw na materyales ang nawala sa ganitong paraan.

Ang bahagi ng nauugnay na gas ay ibinibigay sa mga planta sa pagpoproseso ng gas. Mula dito, nakuha ang purified dry gas, na ginagamit para sa pagpainit. Ang isa pang mahalagang bahagi ay isang pinaghalong light hydrocarbons.

Ang diagram ay nagpapakita ng pangkalahatang larawan ng proseso ng pagproseso ng ginawang gas. Ang papel na ginagampanan ng mga panghuling produkto para sa modernong industriya ng kemikal ay hindi maaaring labis na tantiyahin

Pagkatapos ay nahahati ito sa mga fraction sa mga espesyal na pag-install. Ang resulta ay hydrocarbons tulad ng propane, butane, isobutane, at pentane. Upang bawasan ang volume, kadalian ng transportasyon at imbakan ng mga ito nakakatunaw.

Ang pag-convert ng mga kotse sa gas ay mabilis na nagbabayad para sa sarili nito at nagbibigay ng makabuluhang pagtitipid sa gastos. Ang pagpapalawak ng network ng mga istasyon ng pagpuno ng gas ay nag-aambag sa isang pagtaas sa fleet ng mga kotse na may LPG. Hindi lang mga driver ang nakikinabang, kundi pati na rin ang mga pedestrian na hindi kailangang makalanghap ng mapaminsalang usok

Ang propane at butane ay ginagamit para sa pagpainit ng mga tahanan de-boteng gas o para sa mga kotse. Ngunit karamihan sa mga ito ay napupunta para sa karagdagang pagproseso sa produksyon ng petrochemical.

Sa pamamagitan ng pag-init ng mataas na temperatura (pyrolysis), ginagamit ang mga ito upang makuha ang pangunahing hilaw na materyal para sa lahat ng mga sintetikong materyales - mga monomer: ethylene, propylene, butadiene. Sa ilalim ng impluwensya ng mga katalista, pinagsama sila sa mga polimer. Ang output ay tulad ng mahalagang mga materyales tulad ng goma, PVC, polyethylene at marami pang iba.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Ang dokumentaryo ay nagsasabi tungkol sa gas sa isang naa-access at visual na paraan:

Ang pang-edukasyon na pelikulang ito ay nakatuon sa pangunahing transportasyon ng gas:

Hindi pa rin natin alam ang lahat tungkol sa natural gas—ang pinagmulan nito ay nagtataglay pa rin ng maraming misteryo. Maaari lamang tayong umasa na ang bughaw na panggatong ay tunay na isang hindi masasayang regalo na magiging sapat para sa atin at sa ating mga inapo.

Mayroon ka pa bang mga katanungan pagkatapos basahin ang materyal sa itaas? O gusto mo bang dagdagan ang artikulo ng mga kapaki-pakinabang na komento, kawili-wiling mga katotohanan o mga larawan? Isulat ang iyong mga komento, magtanong, lumahok sa talakayan - ang form ng feedback ay matatagpuan sa ibaba.