Значение природного газа для страны

Природный газ — состав, свойства, нахождение в природе

Природный газ – полезное ископаемое, представляющее собой смесь газообразных углеводородов природного происхождения, состоящую главным образом из метана и примесей других алканов. Иногда в составе также присутствует некоторое количество углекислого газа, азота, сероводорода и гелия.

Вследствие своего состава природный газ представляет собой чрезвычайно ценное сырье, из которого выделяют отдельные компоненты или более простые смеси.

Месторождения природного газа

В природе газ может находиться в следующих формах:

• Газовые залежи в пластах некоторых горных пород. Залежи газообразных углеводородов как правило сосредоточены на глубине от 1000 м. Вопреки распространенному мнению, газ в таких залежах находится не в объемных пустотах, а преимущественно в мелких трещинах, микроскопических порах и каналах горных пород, например, песчаника. В составе такого газа преобладают низшие алканы: метан и этан. Крупнейшие запасы природного газа сосредоточены в России (Уренгойское месторождение), большинстве стран Персидского залива, США и Канаде.
• Газовые шапки над нефтью и растворенный в нефти газ. Такие газообразные скопления называют Попутный нефтяной газ (ПНГ). В отличие «традиционного» природного газа, ПНГ в своем составе помимо метана и этана содержит значительное количество пропана, бутана и других более тяжелых углеводородов.
• Газогидратные залежи. Газовые гидраты – это кристаллические соединения, которые образованы путем растворения газообразных углевоородов в пластовой воде при определенных термодинамических условиях – высоких давлениях и относительно низких температурах. 1 объем воды при переходе в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Такая форма накопления природного газа была открыта во второй половине 20-го века. Газогидратные залежи находятся преимущественно в районах распространения многолетней мерзлоты, а также на относительно небольшой глубине под океанических дном.

Доказано, что большое количество углеводородов находится в мантии Земли, но в настоящее время, ввиду технической недоступности, они не представляют практического интереса.

Помимо залежей газа в недрах планеты, необходимо упомянуть, что углеводороды встречаются и в космосе. В частности, метан является третьим по распространенности газом во Вселенной после водорода и гелия. В форме метанового льда он входит в структуру планет и других космических тел. Однако такие образования не относят к залежам природного газа и при настоящем уровне развития технологий не могут быть извлечены.

Химический состав природного газа

Основным компонентом природного газа является метан (CH₄) – его содержание варьируется в диапазоне 70 — 98%. Кроме него в состав могут входить более тяжелые насыщенные углеводороды – гомологи метана:

Помимо углеводородной составляющей, природный газ может содержать неорганические газообразные соединения:

• водород
• сероводород
• углекислый газ
• азот
• инертные газы (преимущественно гелий)

Физические свойства природного газа

Вследствие своего состава природный газ горюч. Чистый газ горит голубым пламенем, поэтому его иногда называют «голубым топливом». Примеси же могут окрашивать пламя в различные цвета. Также пламя начинает желтить при недостатке кислорода, что приводит к неполному сгоранию газа и образованию копоти и угарного газа.

Смесь с воздухом в диапазоне концентраций от 4,4 до 17% взрывоопасна. Поэтому важно контролировать содержание газа в окружающей атмосфере, а также вовремя принимать соответствующие меры в случае его утечки.

Природный газ бесцветен и не имеет запаха, за исключением случаев повышенного содержания в его составе сероводорода. В связи с этим, для облегчения обнаружения утечек газа, к нему в небольших концентрациях добавляют специальные одоранты – вещества с резким неприятным запахом. В качестве одорантов преимущественно используются серосодержащие соединения, например, тиолы (меркаптаны). Стандартная концентрация таких добавок составляет 16 г на 1000 м 3 . Однако человек способен уловить присутствие одного из самых распространенных одорантов – этилмеркаптана, даже при его концентрации в воздухе 2*10 -6 % по объему.

Физические свойства природного газа зависят от его компонентного состава, однако в большинстве случаев основные параметры укладываются в диапазоны, приведенные в таблице ниже.

©PetroDigest.ru
Плотность	0,65. 0,85 кг/м³ (сухой газообразный); 400. 500 кг/м³ (сжиженный)
Температура самовоспламенения	Около 650 °C
Удельная теплота сгорания:	28. 46 МДж/м³ (6,7. 11,0 Мкал/м³ или 8. 12 кВт·ч/м³)

Добыча природного газа

Методы добычи газообразных углеводородов схожи с добычей нефти – газ извлекают из недр с помощью скважин. Для того, чтобы пластовое давление залежи падало постепенно, скважины размещают равномерно по всей территории месторождения. Такой метод также препятствует возникновению перетоков газа между областями месторождения и преждевременному обводнению залежи.

Более подробнов статье: Добыча природного газа.

Согласно отчету BP в 2017 год мировая добыча природного газа составила 3680 млрд м 3 . Лидером по добыче стала США — 734,5 млрд м 3 , или 20% от общего мирового показателя. Россия заняла вторую строчку с 635,6 млрд м 3 .

Происхождение

Существует две теории происхождения природного газа: минеральная и биогенная.

По минеральной теории, углеводороды образуются в результате химической реакции глубоко в недрах нашей планеты из неорганических соединений под действием высоких давлений и температур. Далее вследствие внутренней динамики Земли, углеводороды поднимается в зону наименьшего давления, образуя залежи полезных ископаемых, в том числе газа.

Согласно биогенной теории, природный газ образовался в недрах Земли в результате анаэробного разложения органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких температур и давлений.

Несмотря на продолжающиеся споры относительно происхождения углеводородов, в научном сообществе выигрывает биогенная теория.

Транспортировка

Подготовка газа к транспортировке

Несмотря на то, что на некоторых месторождениях газ отличается исключительно качественным составом, в общем случае природный газ – это не готовый продукт. Помимо целевого содержания компонентов (при этом целевые компоненты могут различаться в зависимости от конечного пользователя), в газе содержаться примеси, которые затрудняют транспортировку и являются нежелательными при применении.

Например, пары воды могут конденсироваться и скапливаться в различных местах трубопровода, чаще всего, изгибах, мешая таким образом продвижению газа. Сероводород – сильный коррозионный агент, пагубно влияющий на трубопроводы, сопоуствуеющее оборудование и емкости для хранения.

В связи с этим, перед отправкой в магистральный нефтепровод или на нефтехимический завод газ проходит процедуру подготовки на газоперерабатывающем заводе (ГПЗ).

Первый этап подготовки – очистка от нежелательных примесей и осушка. После этого газ компримируют – сжимают до давления, необходимого для переработки. Традиционно природный газ сжимают до давления 200 — 250 бар, что приводит к уменьшению занимаемого объема в 200 — 250 раз.

Далее идет этап отбензинивания: на специальных установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ. Именно отбензиненный газ направляется в магистральные газопроводы и на нефтехимические производства.

Нестабильный газовый бензин подается на газофракционирующие установки, где из него выделяют легкий углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Данные вещества также являются ценным сырьем, в частности для производства полимеров. А смесь бутана и пропана – уже готовый продукт, используемый, в частности, в качестве бытового топлива.

Газопровод

Основным видом транспортировки природного газа является его прокачка по трубопроводу.

Стандартный диаметр трубы магистрального газопровода составляет 1,42 м. Газ в трубопроводе прокачивается под давлением 75 атм. По мере продвижения по трубе, газ, за счет преодоления сил трения, постепенно теряет энергию, которая рассеивается в виде тепла. В связи с этим, через определенные промежутки на газопроводе сооружаются специальные компрессорные станции подкачки. На них газ дожимается до необходимого давления и охлаждается.

Для доставки непосредственно до потребителя от магистрального газопровода отводят трубы меньшего диаметра — газораспределительные сети.

Транспортировка СПГ

Что делать с труднодоступными районами, находящимися вдали от основных магистральных газопроводов? В такие районы газ транспортируется в сжиженном состоянии (сжиженный природный газ, СПГ) в специальных криогенных емкостях по морю, и по суше.

По морю сжиженный газ перевозится на газовозах (СПГ-танкерах), судах оборудованных изотермическими емкостями.

СПГ перевозят также и сухопутным транспортом, как железнодорожным, так и автомобильными. Для этого используются специальных цистерны с двойными стенками, способными поддерживать необходимую температуру определенное время.

Применение природного газа

Главным образом природный газ используется для обеспечения отопления, производства электроэнергии, и для бытовых нужд населения. Например, в России около 50% поставок приходится на энергетические компании и коммунальное хозяйство. Кроме этого, он находит применение в качестве топлива для транспортных средств, сырья при производстве пластмасс и других органических веществ.

Более подробно: Что делают из природного газа?

Экология

Природный газ является самым чистым среди углеводородных ископаемых топлив. В идеале, при его сгорании образуется только вода и углекислый газ, в то время как сгорание нефтепродуктов сопровождается образованием копоти и золы.

Конечно, сами по себе выбросы большого количества углекислого газа в атмосферу не безопасны. По мнению некоторых ученых, они могут привести к возникновению парникового эффекта, и как следствие, – к существенному потеплению климата. Однако стоит отметить, что и в этом отношении природный газ выигрывает — эмиссия CO₂ при его сжигании существенно ниже, чем у нефтяного топлива.

Источник

Использование природного газа

Без широкого использования природного газа как высококачественного энергоносителя и ценнейшего химического сырья немыслимо эффективное развитие таких важнейших отраслей промышленности, как химическая, черная и цветная металлургия, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая, цементная, машиностроение, металлообрабатывающая и многие другие. Значительное количество газа потребляется и в коммунальном хозяйстве.

Основной причиной широкого использования природного газа является его сравнительная дешевизна, простота трубопроводного транспорта и распределения.
Применение газа способствует автоматизации технологических процессов, увеличению производительности труда, повышению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции. Существенным преимуществом газового топлива является улучшение условий быта населения, повышение санитарно-гигиенического уровня производства и очистка воздушного бассейна.

Помимо природного газа в народном хозяйстве потребляется значительное количество искусственных газов.Транспортировка газа по трубопроводам (трубопровод для газа называется газопровод) во много раз дешевле перевозок топлива по железной дороге, что дает возможность высвободить большое количество рабочей силы, используемое при добыче, перевозке и использовании твердого топлива, а также разгрузке железнодорожного транспорта.

Существенным преимуществом газа как топлива является возможность автоматизировать сложные огнетехнические процессы, повысить культуру производства и создать высокие санитарно-гигиенические условия труда.

Велико значение природного газа как химического сырья. Использование природного газа в химической промышленности позволяет расширить производство ценных химических веществ (спиртов, каучука, синтетических волокон и других).

Хочется напомнить, что природными (естественными) газами называются смеси горючих газов, добываемых из недр земли. В основном природные газы содержат метан и в небольших количествах его гомологи — этан, пропан, бутан и другие.

Газы, содержащие меньше 50 г/м3 тяжелых углеводородов, от пропана и выше принято называть сухими, или тощими, в противном случае — жирными.

Подведя итоги, хочется заметить, что преимущества использования природного газа перед другими видами топлива на сегодняшний день настолько очевидны, что другие виды топлива, имеет смысл развивать только в качестве дополнительных или резервных — на случай перебоя в газоснабжении.

Напоследок интересный видеоролик по производсву природного газа из древесины

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Значение — природный газ

Значение природного газа в электроэнергетике США непрерывно возрастало до 1972 г., когда за счет этого топлива было получено 376 ТВт-ч. Цены на природный газ были значительно ниже, чем на другие виды минерального топлива, и электроснабжающие компании закупали его в максимально возможном количестве. Однако в 70 — е годы положение на рынке природного газа США резко изменилось. [1]

Значение природного газа явно недооценивалось. [2]

Со значением природного газа , попутных газов нефти и продуктов ее переработки, а также каменного угля для осуществления важнейших промышленных синтезов вы уже ознакомились. [3]

Роль и значение природного газа как основного энергоисточника, моторного топлива и сырья для химической промышленности в России и во всем мире будут непрерывно возрастать. При этом не только намечается рост объемов добычи газа, но значительное расширение сфер его применения в различных отраслях и переход на новые, более эффективные технологии в разведке, добыче, транспорте, переработке и использовании природного газа. В связи с переходом на большие глубины возрастает Число га-зоконденсатных месторождений, добыча и объемы переработки конденсата, который все в большей степени становится заменителем нефти. [4]

Исключительно велико значение природных газов как химического сырья. XXI и XXII съезды КПСС в своих решениях указывают, что химическая промышленность будет развиваться на совершенно новой основе, чем до сих пор, с использованием наиболее дешевого сырья и с применением современных технологических процессов и высокопроизводительного оборудования. Природные газы с экономической, физико-химической и технологической точек зрения с полным основанием занимают подобающее им место в качестве основного химического сырья и являются серьезным фактором в ускоренном решении задачи химизации народного хозяйства. [5]

Очень важно значение природных газов в решении задачи повышения жизненного уровня нашего народа. [6]

В знаменателе указаны значения природного газа , в числителе-для мазута. [7]

Рассмотрены обеспеченность ресурсами, значение природного газа в топливно-энергетическом хозяйстве, география добычи п использования газа, развитие транспорта п подземного хранения газа и экономика его использования в различных отраслях народного хозяйства отдельных стран. [8]

До 30 — х годов значение природного газа недооценивалось. [9]

За последнее время резко повысилось значение природного газа как топлива для металлургических печей. [10]

Использование нефти в качестве сырья для производства не только топлив, но и других химических продуктов приобретает все большее значение, во-первых, вследствие сокращения сырьевых ресурсов и, во-вторых, в результате роста значения природного газа . Эта ситуация повышает интерес к утилизации отработанных нефтяных масел в качестве низкокачественного котельно-печного топлива. При сжигании отработанных масел или их смесей со свежими возникают, однако, проблемы охраны окружающей среды. Эти проблемы преодолимы, но стоимость их решения снижает значимость топлив из отработанных масел в сравнении со свежими продуктами. Сюда относятся специальные сооружения для хранения и смешения, топливные фильтры и модификация печей, отложения в топливной аппаратуре, снижающие эффективность сгорания и вызывающие необходимость частой очистки, рост выброса загрязнений в атмосферу, что может требовать специального контроля. [11]

Диаграммы на рис. 9 и 10 показывают, что структура сажевой промышленности за последние несколько лет значительно изменилась в связи с тем, что начиная с 1945 года, когда появился печной процесс получения сажи, постепенно уменьшается значение природных газов как единственного источника сырья. [13]

Природный газ, состоящий из метана и других предельных углеводородов, — весьма дешевое и удобное топливо. Значение природного газа видно хотя бы из того, что за 25 лет ( 1937 — 1962 гг.) его добыча в капиталистических странах увеличилась почти в 6 раз. [14]

Природный газ, состоящий из метана и других предельных углеводородов, — весьма дешевое и удобное топливо. Значение природного газа видно хотя бы из того, что за 25 лет ( 1937 — 1962 гг.) его добыча в капиталистических странах увеличилась почти в б раз. [15]

Источник