Состав природного газа в процентах: физико-химические свойства и формула

Что такое природный горючий газ

Бытует мнение, что газ находится под землей в полостях и оттуда легко добывается, для чего достаточно пробурить скважину. Но на самом деле все намного сложнее: газ может находиться внутри пористой породы, он может растворяться в воде, жидких углеводородах, нефти.

Чтобы понять, почему это происходит, просто вспомните, что слово «газ» происходит от греческого «хаос», что отражает принцип поведения материи. В газообразном состоянии молекулы движутся хаотично, стремясь равномерно заполнить весь возможный объем. Благодаря этому они могут проникать и растворяться в других веществах, в том числе в более плотных жидкостях и минералах. Высокое давление и температура значительно улучшают процесс диффузии. Часто именно в виде такого «коктейля» в недрах содержится природный газ.

Происхождение

Существует две теории происхождения природного газа: минеральная и биогенная.

Согласно теории минералов, углеводороды образуются в результате химической реакции в недрах нашей планеты из неорганических соединений под воздействием высоких давлений и температур. Кроме того, из-за внутренней динамики Земли углеводороды поднимаются в зоне 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 воздействием высоких температур и давлений.

Несмотря на продолжающиеся дебаты о происхождении углеводородов, биогенная теория побеждает в научном сообществе.

Немного истории

Человек начал отопление и освещение своих домов природным газом еще в древние времена. Первыми голубое топливо для этой цели применили китайцы. Уже в IV тысячелетии до н.э на территории Поднебесной люди отапливали дома таким огнем.

Термоламп и первый газ в России

История газовой промышленности России начинается в 1811 году. Тогда изобретатель Петр Соболевский создал первую установку для производства искусственного газа — термолампы. Сделав сообщение об этом на заседании Всероссийского общества любителей литературы, науки и искусства, Указом Александра I Соболевский получил заказ на его изобретение. А через несколько лет, в 1819 году, на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. Таким образом, история газовой отрасли в России началась почти 200 лет назад — в 2011 году она отметила свой юбилей.

В середине 1920-х годов на территории СССР было добыто 227,7 миллиона кубометров газа. В 2010 году Группа «Газпром» добыла 508,6 млрд куб. М газа.

Россия занимает первое место в мире по запасам природного газа. Доля Газпрома в этих запасах составляет около 70%. Таким образом, у «Газпрома» самые богатые запасы природного газа в мире.

Однако до 20 века в России природный газ был побочным продуктом добычи нефти и назывался попутным газом. Даже самих концепций газовых или газоконденсатных месторождений не существовало. Их обнаружили случайно, например, при бурении артезианских скважин. Однако известен случай, когда во время бурения такой скважины предприимчивый купец из Саратова, увидев вместо воды пламя, построил на этом месте стеклозавод. Производители постепенно начали понимать, что природный газ может быть чрезвычайно полезным.

С начала ХХ века началось активное развитие газовой отрасли России: впервые были разработаны месторождения газа, попутного газа (нефти.

Интересные факты и гипотезы

Не так давно считалось, что мировые запасы нефти и газа иссякнут в начале 21 века. Об этом, например, писал в 1965 году влиятельный американский геофизик Хабберт.

До сих пор многие страны продолжают наращивать темпы добычи газа. Нет никаких реальных признаков того, что запасы углеводородов истощаются

По мнению доктора геолого-минералогических наук В. В. Полеванова, подобные заблуждения вызваны тем, что теория органического происхождения нефти и газа до сих пор является общепринятой и доминирует в умах большинства ученых. Хотя Д.И. Менделеев подтвердил теорию глубинного неорганического происхождения нефти, а значит, это доказали Кудрявцев и В.Р. Ларино.

Но многие факты говорят против органического происхождения углеводородов.

Вот некоторые из них:

• залежи открыты на глубинах до 11 км, в кристаллических подземельях, где существование органического вещества невозможно даже теоретически;
• с помощью органической теории можно объяснить только 10% запасов углеводородов, остальные 90% необъяснимы;
• космический зонд «Кассини» обнаружил в 2000 году на спутнике Сатурна, Титане, гигантские ресурсы углеводородов в виде озер, на несколько порядков больше, чем у Земли.

Гипотеза Ларина о изначально гидруровой Земле объясняет происхождение углеводородов в результате реакции водорода с углеродом в недрах Земли и последующей дегазации метана.

По ее словам, древних юрских отложений нет. Вся нефть и газ могли образоваться от 1 до 15 000 лет назад. По мере того, как добыча продолжается, запасы могут постепенно пополняться, как это было отмечено на давно истощенных и заброшенных нефтяных месторождениях.

Химический состав природного газа

Пространственная модель молекулы метана

Природный газ содержит:

1. Метан — бесцветное горючее вещество, легче воздуха, устойчивое к температурам, без характерного запаха. Метан опасен для здоровья. Им питаются газовые плиты. Газ может находиться в твердом агрегатном состоянии в виде газовых гидратов.
2. Этан. Бесцветный газ без запаха. Немного тяжелее воздуха. Растворим в спирте. Газ легко воспламеняется, но его нельзя использовать по назначению. Этан используется в химической реакции с образованием этилена. Низкая токсичность, опасна для здоровья.
3. Пропан. Газ без запаха и цвета, имеет высокую степень токсичности и плохо растворяется в воде. Он имеет тенденцию к разжижению, если показания температуры находятся при комнатной температуре, а также в условиях низкого давления. Благодаря этому его можно легко транспортировать и хранить. Пропан используется в качестве топлива в некоторых автомобилях.
4. Бутан. Бесцветный газ со специфическим запахом. Токсично. Тяжелее воздуха в 2 раза. Его плотность выше, чем у пропана. Используется для заправки некоторых автомобилей.
5. Углекислый газ. Бесцветный, практически без запаха. Не горючий. В 1,5 раза тяжелее воздуха. Опасен для здоровья человека, хотя это один из наименее токсичных газов.
6. Гелий. Бесцветный газ, очень легкий и инертный, не имеет специфического запаха. В нормальных условиях он не вступает в реакцию ни с одним из веществ. В отличие от любого другого газа, он не существует в твердом состоянии. Невоспламеняющийся, нетоксичный. Опасно для здоровья. Дирижабли и воздушные шары наполнены гелием.
7. Сероводород. Тяжелый бесцветный газ со специфическим запахом тухлых яиц. Легковоспламеняющийся, взрывоопасный, опасный для здоровья.

Основным компонентом природного газа является метан (CH4) — его содержание колеблется от 70 до 98%. Химический состав природного газа зависит от пласта, из которого он был добыт.

Метан

Первое вещество из ряда алканов наиболее устойчиво к температурам. Он слабо растворяется в воде и легче воздуха. Горение метана в воздухе характеризуется появлением голубого пламени. Самый мощный взрыв происходит, когда один объем метана смешивается с десятью объемами воздуха. При других объемных соотношениях взрыв также происходит, но меньшей силы. Также непоправимый вред может быть нанесен человеку при вдыхании газа в высокой концентрации.

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

Заявка:

используется как промышленное топливо и сырье. Метан используется для получения ряда важных продуктов: водорода, фреона, муравьиной кислоты, нитрометана и многих других веществ. Метан хлорируется с помощью хлористого метила и его гомологичных соединений. Неполное сгорание метана дает мелкодисперсный углерод.

Этан

Углеводород предельного ряда C2H6 — бесцветное вещество в газообразном состоянии, тускло светящееся при горении. Он растворяется в спирте в соотношении 3: 2, как говорится, «как в подобном», но практически не растворяется в воде. При температуре выше 600 ° C в отсутствие ускорителя реакции этан разлагается на этилен и водород.

Пропан

Этот газ плохо растворяется в воде и является широко используемым топливом. При сгорании он выделяет много тепла и практичен в использовании. Пропан является побочным продуктом процесса крекинга нефти.

Бутан

Обладает малой токсичностью, специфическим запахом, обладает опьяняющими свойствами, при вдыхании бутана вызывает удушье и сердечные аритмии, пагубно влияет на нервную систему. Он появляется при крекинге попутного нефтяного газа.

Заявка:

Неоспоримые преимущества пропана — дешевизна и удобство транспортировки. Пропан-бутановая смесь используется в качестве топлива в населенных пунктах, куда не подается природный газ, при переработке легкоплавких материалов небольшой толщины вместо ацетилена. Пропан часто используется при заготовке сырья и переработке металлолома. В повседневной жизни нужная сфера — отопление и приготовление пищи на газовых плитах.

Азот

Азот состоит из двух изотопов 14А и 15А и используется для поддержания давления в скважинах во время бурения. Для получения азота воздух сжижают и отделяют дистилляцией; этот элемент составляет 78% от состава воздуха. В основном он используется для производства аммиака, из которого получают азотную кислоту, удобрения и взрывчатые вещества.

Диоксид углерода

Соединение, которое при атмосферном давлении переходит из твердого состояния (сухой лед) в газообразное состояние. Он выделяется при дыхании живых существ, он также содержится в минеральных источниках и в воздухе. Углекислый газ — пищевая добавка, используемая в баллонах огнетушителей и пневматических пистолетах.

Сероводород

Очень токсичный газ является наиболее активным из серосодержащих соединений и поэтому очень опасен для человека из-за прямого воздействия на нервную систему. Бесцветный газ при нормальных условиях со сладковатым вкусом и неприятным запахом тухлых яиц. Хорошо растворим в этаноле, в отличие от воды. Из него получают серу, серную кислоту и сульфиты.

Гелий

это уникальный продукт, который медленно накапливается в земной коре и получается путем замораживания гелийсодержащих газов. В газообразном состоянии это инертный газ, не имеющий внешнего выражения. Жидкий гелий, даже без запаха и цвета, но может инфицировать живые ткани. Гелий нетоксичен, не может взорваться или воспламениться, но при высоких концентрациях в воздухе вызывает удушье. Используется при работе с металлами, а также в качестве наполнителя для воздушных шаров и дирижаблей.

Аргон

Благородный негорючий, неядовитый, безвкусный и бесцветный. Его добывают как сырье для разделения воздуха на кислород и азот. Он используется для замены воды и кислорода с целью продления срока хранения пищевых продуктов, его также используют при сварке и резке металлов.

Физические свойства природного газа

Природный газ легко воспламеняется благодаря своему составу. Чистый газ горит синим пламенем, поэтому его иногда называют «голубым топливом». Примеси могут окрашивать пламя в разные цвета. Кроме того, пламя начинает желтеть при недостатке кислорода, что приводит к неполному сгоранию газа и образованию сажи и окиси углерода.

Смесь с воздухом в диапазоне концентраций от 4,4 до 17% взрывоопасна. Поэтому важно проверять содержание газа в окружающей атмосфере и вовремя принимать адекватные меры в случае утечки газа.

Природный газ не имеет цвета и запаха, за исключением случаев с высоким содержанием сероводорода в его составе. В связи с этим для облегчения обнаружения утечек газа в небольших концентрациях добавляют специальные отдушки — вещества с резким неприятным запахом. Соединения, содержащие серу, такие как тиолы (меркаптаны), в основном используются в качестве одорантов. Стандартная концентрация этих добавок составляет 16 г на 1000 м3. Однако человек способен обнаружить наличие одного из самых распространенных запахов — этилмеркаптана, даже когда его концентрация в воздухе составляет 2 * 10-6% по объему.

Физические свойства природного газа зависят от состава его компонента, однако в большинстве случаев основные параметры попадают в диапазоны, указанные в таблице ниже.

Плотность	0,65… 0,85 кг / м³ (сухой газ); 400… 500 кг / м (сжиженный)
Температура самовоспламенения	Около 650 ° C
Удельная теплота сгорания:	28… 46 МДж / м (6,7… 11,0 Мкал / м³ или 8… 12 кВтч / м³)

Другие характеристики

Метан, как уже было сказано, взрывоопасное вещество. Именно поэтому при использовании природного газа необходимо соблюдать определенные меры по предотвращению его возгорания. В любом случае оборудование, предназначенное для транспортировки, перекачки и эксплуатации голубого топлива, должно быть максимально надежным и иметь большой запас прочности.

известно, что взрывоопасен не сам природный газ, а его смеси с воздухом. Если концентрация этого летучего вещества составляет менее 5% и более 15%, в помещении может возникнуть пожар. Однако в этом случае опасности взрыва нет. Такое развитие событий возможно только при концентрации метана от 5 до 15%.

При сжигании природного газа образуются такие вещества, как СО2, толуол, бензол, диоксид азота и др. в случае неполного сгорания этого вида топлива, в том числе опасного для жизни человека оксида углерода, он может заполнить комната.

Кстати, интересная особенность метана в том, что он довольно легко и быстро может переходить в жидкое состояние. Для этого газу нужно только создать особые условия. Это вещество переходит в жидкое состояние при атмосферном давлении 720 мм рт. Искусство и температура -162 ° С.

Помимо прочего, природный газ также обладает такими физическими свойствами:

• плотность жидкости — 400 кг / м3.
• давление струи — 8,5 кг / см2;
• скорость ударной волны 1,5-3,5 км / с.

Как уже упоминалось, природный газ в сжиженном состоянии может использоваться, в частности, в качестве топлива для автомобилей. В этом случае он перекачивается в цилиндры, которые затем включаются в систему питания машины. Этот вид автомобильного топлива характеризуется октановым числом 120-130.

Формулы для расчетов массы, плотности и объема газов

В физике и химии используется несколько основных методов расчета газов. Так, например, если мы говорим об одном из самых основных параметров, таком как масса газа, формула для расчета будет следующей:

m = V * þ, где — плотность вещества, а V — его объем.

Например, если мы должны рассчитать массу природного газа объемом 1 кубический метр при нормальных условиях, мы берем стандартное среднее значение его плотности в стандартных образцах. Он будет равен 0,68 кг / м3. Теперь, когда мы знаем объем и плотность газа, формула для расчета подходит. Следовательно:

м (CH4) = 0,68 кг / м3 * 1 м3 = 0,68 кг, поскольку кубические метры уменьшаются.

С другой стороны, формула объема газа состоит из показателей массы и плотности. То есть мы можем выразить это значение из приведенной выше конфигурации:

V = m / þ, поэтому в стандартных условиях объем 2 кг метана будет: 2 / 0,68 = 2,914 м3.

Также в более сложных случаях (при нестандартных условиях) для расчета массы и объема газов используется уравнение Менделеева-Клапейрона, которое имеет вид:

p * V = m / M * R * T, где p — давление газа, V — его объем, m и M — масса и молярная масса соответственно, R — универсальная газовая постоянная, равная 8,314, T — температура в Кельвинах.

Такая формула для объема газа позволяет получать расчеты, очень близкие к величине идеального газа, который существует чисто гипотетически и используется для абстрактного понятия при решении задач физики и химии. Вы также можете рассчитать объем, используя уравнение Бойля-Мариотта, которое выглядит так:

V = pn * Vn * T / p * Tn, где значения с индексом n являются значениями при нормальных стандартных условиях.

Чтобы расчет был максимально точным и соответствовал действительности, необходимо учитывать такой параметр, как плотность газа. Формула расчета этого параметра до сих пор остается спорным вопросом. Принято использовать самые обычные простые, которые имеют вид:

þ = m0 * n, где m0 — масса молекулы (кг), а n — концентрация, единица измерения — 1 / м3.

Однако в некоторых случаях необходимо использовать другие, более сложные и всесторонние вычисления с несколькими переменными, чтобы получить точный и близкий к идеальному результат.

Запах газа

что интересно, ни один из этих газов не имеет цвета или запаха. Характерный неприятный запах, с которым практически каждый человек сталкивается в повседневной жизни, искусственно придается газу и называется запахом. В качестве одорантов обычно используются соединения, содержащие серу, то есть вещества с неприятным запахом. Человек может чувствовать один из самых распространенных запахов — этанотиол, — хотя некоторое количество этого вещества содержится в 50 миллионах частей воздуха. Именно по запаху можно легко определить утечку газа.

Виды

Есть несколько видов природного газа.

Сухой

В сухом газе преобладает метан и относительно небольшое количество этана и тяжелых углеводородов. Сухой газ также называют нефтяным газом, поскольку он связан с нефтяными месторождениями.

Бедный

На каждой стадии гидрогенизации получают обедненный газ. Он очищен от сероводорода и углекислого газа. Он содержит около 55% водорода, 30% метана, до 6% этана. Полученная фракция отправляется в установку глубокого охлаждения и газоразделения.

Тощий

Бедный газ — это другое название сухого газа, в котором преобладает метан с низким содержанием этана.

Жирный

это растворенный в нефти газ, содержащий большое количество гомологов метана и тяжелых углеводородов (от C3 и выше). Скрытый газ в естественном виде не подходит в качестве топлива: его нужно перерабатывать на заводах.

Сырой

Сырой газ — это природное горючее вещество, относящееся к углеводородной группе. Отличительной особенностью является увеличение содержания тяжелых углеводородов (более 15%). Неочищенные газы включают газы, связанные с нефтяными месторождениями, и газовый конденсат.

Сырой газ подвергается сушке, дозаправке и последующей очистке на газоочистных установках.

Месторождения природного газа

В природе газ может быть в следующих формах:

• Залежи газа в некоторых горных породах. Газовые залежи углеводородов обычно концентрируются на глубине 1000 м. Вопреки распространенному мнению, газ в таких залежах находится не в объемных пустотах, а в основном в небольших трещинах, микроскопических порах и каналах породы, например, песчаника. В составе этого газа преобладают низшие алканы: метан и этан. Наибольшие запасы природного газа сосредоточены в России (Уренгойское месторождение), большинстве стран Персидского залива, США и Канаде.
• Газовые шапки на нефть и газ, растворенный в нефти. Эти газовые скопления называются попутным нефтяным газом (ПНГ). В отличие от «традиционного» природного газа, ПНГ, помимо метана и этана, содержит значительное количество пропана, бутана и других более тяжелых углеводородов.
• Месторождения газовых гидратов. Газовые гидраты — это кристаллические соединения, которые образуются при растворении газообразных углеводородов в пластовой воде при определенных термодинамических условиях: при высоком давлении и относительно низких температурах. 1 объем воды при переходе в гидратированное состояние связывает до 220 объемов газа. Эта форма хранения природного газа была открыта во второй половине 20 века. Залежи газовых гидратов находятся в основном в районах вечной мерзлоты, а также на относительно небольшой глубине под дном океана.

было показано, что в мантии Земли находится большое количество углеводородов, но в настоящее время из-за технической недоступности они не представляют практического интереса.

Помимо залежей газа в недрах планеты, нужно сказать, что углеводороды также находятся в космосе. В частности, метан является третьим по распространенности газом во Вселенной после водорода и гелия. В виде метанового льда он входит в структуру планет и других космических тел. Однако эти пласты не классифицируются как месторождения природного газа и не могут быть извлечены при нынешнем уровне технологического развития.

Разведка газовых месторождений и методы добычи

Перед запуском добычи проводится геологоразведка территории, где, в конечном итоге, есть залежи голубого топлива.

Они позволяют определить примерные запасы газа и перспективы разработки месторождения. Разведка местности проводится одним из следующих способов:

• Гравитационный. Во время которой специалисты оценивают серьезность горных пород. Присутствие газа обозначается областями с меньшей плотностью.
• Магнитный. Он основан на разной магнитной проницаемости горных пород.
• Сейсмический. Такие геологоразведочные работы предполагают использование специального оборудования, которое посылает волны различной длины через слои земли и улавливает отраженное эхо.
• Геохимия. Подземные воды изучаются на предмет уровня концентрации некоторых химических соединений.
• Бурение. Считается наиболее точным методом разведки. Однако бурение также является самым дорогим способом разведки месторождений.

Есть несколько достаточно эффективных методов добычи природного газа.

Это включает:

• Одно из важнейших направлений — это, конечно же, бурение. Природный газ заполняет множество пустот в земных породах, соединяя каналы. При бурении скважины топливо под естественным давлением начинает подниматься вверх. Для равномерного производства сам котлован выполнен в виде «лестницы», а его стены укреплены обсадными трубами.
• Гидравлический разрыв. Этот метод также включает бурение скважин, в которые затем закачивается большое количество воды или воздуха. Такой подход разрушает перегородки, образовавшиеся в породе, так что весь газ под давлением выходит наружу.
• Подводная добыча. Подводная добыча газа осуществляется специальными платформами, бетонное основание которых опирается на дно. Именно в последнем сооружаются колонны, через которые бурятся колодцы и резервуары для временного хранения топлива. Затем газ по трубопроводу отправляется на берег, где обрабатывается традиционным способом.

Добываемый газ содержит самые разные примеси. Поэтому его отправляют на специальную станцию, которую обычно строят рядом с лагерем. Утилизировать окаменелости необходимо, так как необходимо удалить из них примеси и различные включения, например, песок и воду.

Впоследствии голубое топливо отправляется на хранение. Для этого его предварительно охлаждают до температуры -160 градусов и заполняют емкостями из алюминиевых сплавов или стали. В основном хранилища газа строятся под землей.

Сегодня добыча газа — одна из важнейших отраслей в России. Он составляет значительную часть бюджета страны.

Получение в лаборатории и промышленности

Помимо природных мест, где образуется газ, есть несколько способов получить его в лаборатории. Однако эти методы, конечно, используются только для небольших порций продукта, поскольку проводить синтез природного газа в лаборатории нерентабельно.

Лабораторные методы:

1. Путем гидролиза низкомолекулярного соединения — карбида алюминия: AL4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4AL (OH) 3.
2. Из ацетата натрия в присутствии щелочи: CH3COOH + NaOH = CH4 + Na2CO3.
3. Из синтез-газа: CO + 3H2 = CH4 + H2O.
4. Из простых веществ — водорода и углерода — при повышенной температуре и давлении.

Химическая формула природного газа отражена в формуле метана, поэтому все реакции, характерные для алканов, характерны и для этого газа.

В промышленности метан получают путем извлечения из природных месторождений и дальнейшей фракционной обработки. Кроме того, обязательно нужно очищать добываемый газ. В конце концов, метановая формула природного газа показывает только часть тех компонентов, которые он содержит. А для использования в быту нужен чистый газ, не содержащий никаких веществ, кроме метана. Также широко используются этан, пропан, бутан и другие отдельные газы.

Хранение и способы транспортировки добытого топлива

Распространенный и относительно недорогой способ транспортировки добываемого природного газа — это трубопроводы. Заранее его необходимо очистить от различных примесей, негативно влияющих на оборудование. Кроме того, в газе освобождается от влаги, которая при транспортировке переходит в состояние кристаллогидратов и становится причиной засора труб.

Современные трубопроводы выдерживают давление 75 атмосфер и более. По крупным газопроводам также газ транспортируется в отдаленные районы страны.

Преимущества этого метода:

• высокая скорость движения газа;
• бесперебойная работа;
• минимальные потери газа при транспортировке;
• автоматический способ перемещения ресурсов.

Современные газопроводы способны перекачивать около 45 миллиардов кубометров газа в год.

Кроме того, газ транспортируется танкерами. Для этого он должен быть в сжиженном состоянии. Этот способ транспортировки требует особого внимания и осторожности и оправдан только в том случае, если необходимо переместить газ на небольшое расстояние.

Еще один способ транспортировки газа — это танкеры (специальные суда). Содержащееся в них вещество также транспортируется в сжиженном виде. Его температура должна быть в пределах 160 градусов. Это безопасный и относительно недорогой, но медленный способ передвижения.

Природный газ может храниться как в сжиженном состоянии, так и в виде гидратов. Подземное хранение газа осуществляется в резервуарах низкого, среднего и высокого давления и газометрах.

Подготовка газа к транспортировке

Несмотря на то, что на некоторых месторождениях газ отличается исключительно качественным составом, в целом природный газ не является готовым продуктом. Помимо целевого содержания компонентов (хотя целевые компоненты могут отличаться в зависимости от конечного пользователя), газ содержит примеси, которые затрудняют транспортировку и нежелательны при использовании.

Например, водяной пар может конденсироваться и накапливаться в различных местах трубопровода, чаще всего он изгибается, мешая движению газа. Сероводород — сильный коррозионный агент, который отрицательно влияет на трубопроводы, связанное с ними оборудование и резервуары для хранения.

В связи с этим перед отправкой в ​​магистральный нефтепровод или нефтехимический завод газ проходит процедуру подготовки на установке подготовки газа (ГПЗ).

Первый этап подготовки — очистка от нежелательных примесей и сушка. Далее газ сжимается, сжимается до давления, необходимого для обработки. Традиционно природный газ сжимают до давления 200-250 бар, что приводит к уменьшению объема в 200-250 раз.

Далее следует этап заправки: в специальных системах газ делится на нестабильный газ и отбензиненный газ. Именно отбензиненный газ направляется в магистральные газопроводы и нефтехимические заводы.

Нестабильный природный бензин поступает на установки газофракционирования, где выделяются легкие углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Эти вещества также являются ценным сырьем, особенно для производства полимеров. А смесь бутана и пропана — это готовый продукт, используемый, в частности, в качестве бытового топлива.

Газопровод

Основной способ транспортировки природного газа — прокачка по трубопроводу.

Стандартный диаметр трубы магистрального газопровода — 1,42 м. Газ в газопроводе перекачивается под давлением 75 атм. По мере того, как газ движется по трубке, преодолевая силы трения, он постепенно теряет энергию, которая рассеивается в виде тепла. В связи с этим через определенные промежутки времени на газопроводе строятся специальные компрессорные насосные станции. На них газ сжимается до необходимого давления и охлаждается.

Для доставки непосредственно потребителю от магистрального газопровода отводятся трубы меньшего диаметра — газораспределительные сети.

Транспортировка СПГ

Что делать с труднодоступными участками, расположенными вдали от магистральных трубопроводов? На этих территориях газ транспортируется в сжиженном состоянии (сжиженный природный газ, СПГ) в специальных криогенных контейнерах по морю и по суше.

Сжиженный газ транспортируется морем на танкерах СПГ, оборудованных изотермическими цистернами.

СПГ также транспортируется по суше, как по железной дороге, так и автомобильным транспортом. Для этого используются специальные двустенные резервуары, способные поддерживать необходимую температуру определенное время.

Применение природного газа

Топливо — это основная область применения. Для транспортировки источника по трубопроводу необходимо слить ресурс, иначе это может вызвать коррозию на поверхности. Также из состава следует удалять углекислый газ и сероводород.

Чтобы избежать неприятных ситуаций, окаменелость нюхают — добавляются пахучие элементы, которые укажут на протечку. Без обработки могут быть большие потери топлива, поскольку, говоря химическим языком, оно не имеет запаха.

Кроме того, газ является легковоспламеняющимся веществом для работы кухонных плит и отопительных котлов. Уже появились газовые лампы для освещения улиц и помещений.

Аммиак и некоторые пластификаторы извлекаются из метана в химической промышленности. Из него синтезируются цианистый водород, ацетилен и метанол. Синтетический каучук также производится из метана. Происхождение полиэтилена было обнаружено при работе с природным газом.

Основные аспекты безопасности

Природный газ — экономичное и удобное топливо. Он поднял спичку и теперь — тепло и даже световая энергия. Им довольно легко управлять и пользоваться. Мы редко задаемся вопросом: все ли так надежно и просто?

Природный газ добывается с газовых месторождений, а с места добычи по газопроводам поступает к нашим газовым плитам и отопительным приборам.

Вроде все просто — бери и пользуйся! Это то, что мы делаем. Мы довели свои действия до автоматизма: зажигаем спичку, подносим ее к газовой плите, открываем коробку передач. Это правильная последовательность, и она должна быть. Газ не должен выходить без сгорания, иначе будут разные последствия, потому что метан в смеси с воздухом взрывоопасен в 5-15% случаев, а именно:

• до 5% — газ не горит;
• от 5 до 15% — газ взрывается;
• более 15% — газ горит при подаче воздуха.

При поджоге смесь мгновенно воспламеняется и выделяет большое количество тепла. При этом давление увеличивается в 10 раз и мгновенно составляет (0,8-1,0 МПа). Таким образом происходит мгновенный взрыв.

Температура воспламенения — это температура топливовоздушной смеси, при которой смесь воспламеняется без источника воспламенения. Для природного газа она находится в диапазоне 645-700 ° C, и это температура любой электрической искры или даже кончика сигареты во время затяжки.

Природный газ примерно в два раза легче воздуха и быстро рассеивается в атмосфере.

Также существует риск отравления угарным газом.

При использовании неисправных устройств природный газ не сгорает полностью, а при неполном сгорании образуется токсичный оксид углерода, при содержании которого во вдыхаемом воздухе 0,08% человек испытывает головные боли и удушье. При повышении концентрации СО2 до 0,32% наступает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут)

Что касается здоровья персонала, то в большинстве случаев ему не грозит отравление природным газом при нормально работающем оборудовании. Рабочие помещения оснащены очень мощной вентиляцией и сверхчувствительными датчиками газа. Кроме того, основная часть оборудования, а именно: компрессоры, трубопроводы, клапаны большого диаметра, соединительные элементы, размещается на открытом воздухе.

Влияние на организм человека

Человек может отравиться, вдыхая метан при аварии на производстве или из-за неправильного использования устройств, работающих с этим газом. Возможна такая ситуация и при длительном пребывании в болоте, в шахте. Если концентрация вещества в воздухе составляет 20% и более, отравление может быть очень серьезным и даже смертельным.

Рабочие химических заводов, шахт и шахт подвержены другим видам углеводородного отравления. Часто эти люди регулярно вдыхают небольшие дозы вещества в течение длительного времени.

Также хроническая интоксикация может возникнуть из-за кишечных заболеваний, например, дисбактериоза. В таких случаях в организме пациента образуется повышенное количество метана. Этот газ не вызовет сильной интоксикации, но тем не менее может вызвать различные недуги в организме, привести к желудочно-кишечным расстройствам и общему ухудшению самочувствия.

Острое отравление метаном можно выделить по следующим признакам:

• головокружение;
• шум в ушах;
• сонливость;
• общая слабость;
• потеря координации;
• нарушение речи;
• боль в глазах;
• слезотечение;
• удушье;
• учащение пульса;
• снижение артериального давления;
• тошнота;
• приступы рвоты;
• цианоз кожных покровов и слизистых оболочек.

При сильном отравлении человек теряет сознание, у него начинаются судороги, а затем наступает кома. Также возможна остановка дыхания и сердцебиения.

Если отравление метаном носит хронический характер, пострадавший страдает частыми головными болями, общим недомоганием, пониженным кровяным давлением и снижением работоспособности. Человек становится бледным и вялым, переживает упадок сил. Низкое артериальное давление может вызвать обморок. Также возможно истощение нервной системы, которое выражается в повышенной раздражительности, нервозности и тому подобное.

Метан известен как один из самых опасных газов в мире. Он токсичен, легко воспламеняется и взрывоопасен. Вещество не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому его крайне сложно обнаружить в воздухе. Чтобы не подвергать опасности свое здоровье и жизнь, следует внимательно относиться к мерам безопасности и соблюдать осторожность при работе или использовании бытового метана.

Экология

Природный газ является самым чистым из углеводородных ископаемых видов топлива. В идеале при горении образуется только вода и углекислый газ, при этом при сгорании нефтепродуктов образуются сажи и золы.

Конечно, выбросы большого количества углекислого газа в атмосферу сами по себе небезопасны. По мнению некоторых ученых, они могут привести к парниковому эффекту и, как следствие, к значительному потеплению климата. Однако следует отметить, что и в этом отношении природный газ выигрывает: выбросы СО2 при его сжигании значительно ниже, чем у мазута.