Gaz ziemny, właściwości, skład chemiczny, produkcja i zastosowanie
Gaz ziemny, właściwości, skład chemiczny, składniki i składniki, produkcja i zastosowanie.
Gaz ziemny to mieszanina gazowa składająca się z metanu i cięższych węglowodorów, azotu, dwutlenku węgla, pary wodnej, związków zawierających siarkę, gazów obojętnych.
Gazu ziemnego:
Gaz ziemny jest minerałem, mieszaniną gazów powstających w jelitach Ziemi podczas beztlenowego rozkładu substancji organicznych.
Gaz ziemny występuje w stanie gazowym, stałym lub rozpuszczonym. W pierwszym przypadku – w stanie gazowym – jest rozpowszechniony i zawarty w warstwach skalnych w trzewiach Ziemi w postaci złóż gazu (oddzielne nagromadzenia uwięzione między skałami osadowymi), a także na polach naftowych w postaci korki gazu. W stanie rozpuszczonym znajduje się w oleju i wodzie. W stanie stałym występuje w postaci hydratów gazowych (tzw. „Palnego lodu”) – krystalicznych związków gazu ziemnego i wody o zmiennym składzie. Hydraty gazowe są obiecującym źródłem paliwa.
W normalnych warunkach (1 atm. I 0 ° C) gaz ziemny jest tylko w stanie gazowym.
Jest to najczystszy rodzaj paliwa kopalnego. Ale aby użyć go jako paliwa, jego składniki są od niego izolowane do oddzielnego użytku.
Gaz ziemny to palna mieszanina różnych węglowodorów i zanieczyszczeń.
Gaz ziemny to mieszanina gazowa składająca się z metanu i cięższych węglowodorów, azotu, dwutlenku węgla, pary wodnej, związków zawierających siarkę, gazów obojętnych.
Nazywa się naturalny, ponieważ nie jest syntetyczny. Gaz powstaje pod ziemią w skałach osadowych z produktów rozkładu materii organicznej.
Gaz ziemny jest znacznie bardziej rozpowszechniony w przyrodzie niż ropa.
Nie ma koloru ani zapachu. Lżejszy od powietrza 1,8 raza. Łatwopalne i wybuchowe. Wyciek nie zbiera się na nizinach, ale unosi się.
Charakterystyczny zapach gazu używanego w życiu codziennym wynika z woni – dodawania do jego składu środków zapachowych, czyli nieprzyjemnie pachnących substancji. Najpopularniejszym środkiem zapachowym jest etanotiol i można go wyczuć w powietrzu w stężeniu 1 na 50 000 000 części powietrza. To właśnie dzięki zapachom można łatwo zidentyfikować wycieki gazu.
Pochodzenie gazu ziemnego:
Istnieją dwie teorie pochodzenia gazu ziemnego: teoria biogeniczna (organiczna) i teoria abiogeniczna (nieorganiczna, mineralna) .
Pierwsza biogeniczna teoria pochodzenia gazu ziemnegow 1759 roku M.V. Lomonosov. W odległej geologicznej przeszłości Ziemi martwe organizmy żywe (rośliny i zwierzęta) opadały na dno zbiorników, tworząc muliste osady. W wyniku różnych procesów chemicznych rozkładały się w przestrzeni pozbawionej powietrza. W wyniku ruchu skorupy ziemskiej pozostałości te coraz głębiej zapadały się, gdzie pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia zamieniły się w węglowodory: gaz ziemny i ropę. Węglowodory o niskiej masie cząsteczkowej (czyli właściwy gaz ziemny) powstawały w wyższych temperaturach i ciśnieniach. Węglowodory o dużej masie cząsteczkowej – olej – z mniejszą ilością. Węglowodory wnikające w pustki skorupy ziemskiej tworzyły złoża złóż ropy i gazu.
Mineralna teoria pochodzenia gazu ziemnego i ropy naftowejsformułowany w 1877 roku przez D.I. Mendeleev. Wyszedł z faktu, że węglowodory mogą powstawać w jelitach ziemi w warunkach wysokich temperatur i ciśnień w wyniku oddziaływania przegrzanej pary wodnej i stopionych węglików metali ciężkich (przede wszystkim żelaza). W wyniku reakcji chemicznych powstają tlenki żelaza i innych metali, a także różne węglowodory w stanie gazowym. W tym przypadku woda przedostaje się w głąb trzewi Ziemi przez pęknięcia-uskoki w skorupie ziemskiej. Powstające węglowodory, będąc w stanie gazowym, z kolei wzdłuż tych samych pęknięć i uskoków wznoszą się w górę do strefy najniższego ciśnienia, ostatecznie tworząc złoża gazu i ropy. Ten proces, według D.I. Mendelejewa i zwolenników tej hipotezy, dzieje się cały czas. W związku z tym,
Skład chemiczny gazu ziemnego:
Skład chemiczny wydobywanego gazu ziemnego różni się w zależności od pola. W każdym razie głównym i cennym składnikiem jest metan (CH 4 ), którego zawartość waha się od 70 do 98%.
W skład wydobywanego gazu wchodzą oba składniki węglowodorowe (metan СН 4 i jego homologi: etan С 2 Н 6 , propan С 3 Н 8 , butan С 4 Н 10 , pentan С 5 Н 12 , heksan С 6 Н 14 , heptan С 7 Н 16 , oktan C 8 H 18 , nonan C 9 H 20 , dekan C 10 H 22 itd. Aż do sprawdzonego C 22 H 46 ), orazskładniki niewęglowodorowe (Ar, H 2 , He, N 2 , H 2 S, para wodna – H 2 O, CO, CO 2 , itp. związki zawierające siarkę i gazy obojętne). Gaz ziemny zawiera również śladowe ilości innych składników.
Węglowodory zaczynające się od etanu są uważane za ciężkie. Powstają tylko podczas tworzenia się ropy i nazywane są również specyficznymi gazami „ropnymi”. Są niezastąpionym towarzyszem olejków. Ich obecność w pobranych próbkach wskazuje na złoża ropy.
Rodzaje gazu ziemnego. Gazy suche, chude, chude, tłuste i rozmoczone:
Jakość gazu jako paliwa, jako nośnika energii, zależy od zawartości metanu. Ze względu na zawartość metanu i węglowodorów ciężkich w wytwarzanym gazie wyróżnia się gazy suche (ubogie, ubogie) i tłuste (surowe, bogate).
Gaz suchy, ubogi lub ubogi to naturalny gaz palny z grupy węglowodorów, charakteryzujący się ostrą przewagą metanu w swoim składzie, stosunkowo niską zawartością etanu oraz niską zawartością innych ciężkich węglowodorów. Jest to bardziej typowe dla złóż czysto gazowych.
Gaz tłusty lub surowy to naturalny gaz palny z grupy węglowodorów, charakteryzujący się podwyższoną zawartością (ponad 15%) ciężkich węglowodorów, od propanu C 3 H 8 wzwyż. Ten skład gazu jest typowy dla kondensatu gazowego i pól naftowych.
Jako przykład, dla jasności, poniższa tabela przedstawia skład gazu suchego i surowego.
| Kompozycja | Suchy gaz *,% objętości | Gaz surowy *,% objętości |
| Metan | 86.3 | 36.8 |
| Etan | 9.6 | 32.6 |
| Propan | 3.0 | 21.1 |
| Butan | 1.1 | 5.8 |
| Pentan | – | 3.7 |
* Tabela przedstawia jeden przykład. Rzeczywisty skład gazów w wydobytym gazie ziemnym z danego pola może się znacznie różnić od podanego przykładu.
Dlatego dla składu węglowodorowego gazów używa się terminu „współczynnik suchości”, który jest stosunkiem zawartości procentowej metanu CH 4 do sumy jego homologów (etan C 2 H 6 i więcej).
Wymagania GOST dotyczące składu chemicznego gazu ziemnego:
GOST 30319.1-2015 „Gaz ziemny. Metody obliczania właściwości fizycznych. Postanowienia ogólne „Ustala się następujące wymagania dotyczące składu chemicznego gazu ziemnego przesyłanego systemami przesyłowymi:
| Składniki gazu ziemnego | Zakresy składowych ułamków molowych | |||||||||||||||||||||||
| Metan | 0,7≤ Х СН4 Składniki i składniki gazu ziemnego: Metan (CH 4 ) to bezbarwny, bezwonny gaz. Lżejszy od powietrza. Łatwopalne i wybuchowe. Niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Etan (C 2 H 6 ) to bezbarwny, bezwonny i pozbawiony smaku gaz. Cięższe niż powietrze. Łatwopalne i wybuchowe. Nie używany jako paliwo. Niska toksyczność. Niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Propan (C 3 H 8 ) to bezbarwny, bezwonny gaz. Trujący. W przeciwieństwie do metanu skrapla się w temperaturze pokojowej i przy stosunkowo niskim ciśnieniu (12-15 atm), co ułatwia przechowywanie i transport. Butan (C 4 H 10 ) to bezbarwny gaz o specyficznym zapachu. Trujący. Dwa razy cięższe jak powietrze. Pentan (C 5 H 12 ) ma trzy izomery (normalny pentan, izopentan i neopentan). Normalny pentan i izopentan to bardzo lotne mobilne ciecze o charakterystycznym zapachu. Neopentan to bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu. Łatwopalne i wybuchowe. Toksyczny. Heksan (C 6 H 14 ) to bezbarwna ciecz o słabym zapachu przypominającym dichloroetan. Łatwopalne i wybuchowe. Toksyczny. Azot (N 2 ) jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i bez smaku. Bardzo bezwładny. Jest głównym składnikiem powietrza – 78,09% objętościowo. Argon (Ar) to bezbarwny, pozbawiony smaku i zapachu gaz. Obojętny. 1,3 razy cięższy od powietrza. Nie pali się. Niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Wodór (H 2 ) to lekki, bezbarwny gaz, bezwonny i pozbawiony smaku. Jest palny i wybuchowy po zmieszaniu z powietrzem lub tlenem. Lżejszy od powietrza. Hel (He) to bardzo lekki gaz bez koloru, smaku i zapachu. Lżejszy od powietrza. Obojętny, w normalnych warunkach nie reaguje z żadną substancją. Nie pali się. Niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Siarkowodór (H 2 S) to bezbarwny gaz o słodkawym smaku, o charakterystycznym nieprzyjemnym zapachu (zgniłe jaja, zgniłe mięso). Trujący. Łatwopalne i wybuchowe. Cięższe niż powietrze. Dwutlenek węgla (CO2) jest gazem bezbarwnym, prawie bezwonnym (w dużych stężeniach o kwaśnym zapachu „sody”). Nie pali się. Cięższy od powietrza 1,5 raza. Niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Właściwości fizyczne gazu ziemnego:
Produkcja gazu ziemnego:Złoża gazu ziemnego znajdują się głęboko w ziemi, na głębokości od jednego do kilku kilometrów. Dlatego, aby go wydobyć, konieczne jest wywiercenie studni. Najgłębsza studnia ma ponad 6 kilometrów głębokości. W trzewiach Ziemi gaz znajduje się w mikroskopijnych pustkach – porach, które mają niektóre skały. Pory są połączone mikroskopijnymi kanałami – pęknięciami. W porach i pęknięciach gaz znajduje się pod wysokim ciśnieniem, znacznie wyższym niż ciśnienie atmosferyczne. Gaz ziemny przemieszcza się przez pory i pęknięcia, przepływając z porów pod wysokim ciśnieniem do porów o niższym ciśnieniu. Podczas wiercenia studni, ze względu na działanie praw fizyki, gaz całkowicie przedostaje się do studni, kierując się do strefy niskiego ciśnienia. Zatem różnica ciśnień w polu i na powierzchni Ziemi jest naturalną siłą napędową, która wypycha gaz z głębin. Gaz jest wydobywany z wnętrzności ziemi przy użyciu nie jednej, ale kilku lub więcej studni. Starają się rozmieszczać studnie równomiernie na całym obszarze pola, aby zapewnić równomierny spadek ciśnienia w zbiorniku. W przeciwnym razie możliwe są przepływy gazu między polami złoża, a także przedwczesne zalanie złoża. Ponieważ wytwarzany gaz zawiera wiele zanieczyszczeń, bezpośrednio po ekstrakcji jest on czyszczony na specjalnym sprzęcie, po czym transportowany jest do konsumenta. Zastosowanie i wykorzystanie gazu ziemnego:Gaz ziemny jest wykorzystywany jako paliwo, a także surowiec w przemyśle chemicznym do produkcji różnych substancji organicznych, np. Tworzyw sztucznych. | |||||||||||||||||||||||
