Где применяется метан и его производные. Состав и основные свойства природного газа. Природный газ: состав

Состав и физические свойства природного газа

Природный газ представляет собой бесцветную, без запаха смесь газов, состоящую в основном из метана. Другие газы, которые могут составлять часть природного газа, включают небольшие количества этана, пропана и бутана. Метан горит относительно чистым образом для получения тепловой энергии и побочных продуктов воды и двуокиси углерода. Неэффективность при горении может привести к небольшому количеству загрязняющих веществ, таких как оксиды азота. Поэтому, если он просачивается из трубы или устройства, он не будет поглощать и образует опасные пулы взрывоопасного газа, но будет рассеиваться в воздухе. В определенных концентрациях природный газ может быть взрывоопасным, поэтому его всегда следует обрабатывать осторожно. причины, запах добавляется к газу, так что человек с нормальным обонянием может легко обнаруживать утечки. В течение десятилетия после введения природного газа в газете «Виктория» продажи газа выросли в десять раз. Большие количества можно хранить и безопасно перевозить на большие расстояния в трубах или в виде жидкости в автоцистернах или больших кораблях. Ожидается, что нынешние известные и вероятные запасы будут поставлять в Австралию газ до тех пор, пока газовая разведка не станет достаточно недавним событием. Ожидается, что дальнейшая разведка в бассейнах приведет к открытию гораздо большего количества природного газа. Если новые запасы не будут обнаружены, нам нужно будет принять еще большие меры для сохранения наших сокращающихся запасов и использования альтернативных форм энергии. Природный газ является невозобновляемым источником топлива, который потребовался миллионы лет для производства в земной коре. Чтобы лучше использовать конечный запас, нам необходимо будет разработать более эффективные бытовые приборы и промышленные процессы. Повышенная эффективность использования природного газа Природный газ является относительно чистым горючим и выделяет в атмосферу незначительное загрязнение серой и оксидом азота. Природный газ сам по себе может способствовать глобальному потеплению, если он протекает непосредственно в атмосферу. В наших домах более 60 процентов газа используется для обогрева помещений, более 30 процентов для нагрева воды и менее 10 процентов для приготовления пищи. В секторе бизнеса 90 процентов газа используется для обогрева в космос и 10 процентов для подогрева воды. Почти все отрасли промышленности используют газ, включая химическую, резиновую, бумажную, металлургическую, молочную, пластмассовую и автомобильную промышленность. Как и газовые холодильники, которые используются в караванах, в будущем кондиционирование зданий возможно с использованием природного газа. Эта разработка означает, что здания могут использовать природный газ для отопления зимой и охлаждения летом. По мере того, как нефть становится дороже, природный газ будет все чаще использоваться в качестве химического сырья для производства таких материалов, как пластмассы, лекарства, краски и пестициды. Когенерация - это комбинированное производство тепловой энергии и электроэнергии из одного и того же источника топлива. Пищевая промышленность, очистка, мойка и нефтепереработка являются примерами тепловой энергии, используемой в торговле и промышленности. Вместо того, чтобы тратиться впустую, эта тепловая энергия используется для управления турбиной, используемой для производства электроэнергии. Предполагается, что когенерация позволит сэкономить от 10 до 30 процентов топлива, которое потребуется для производства такого же количества электроэнергии и тепловой энергии отдельно. Аналогичное сокращение производства двуокиси углерода, основного парникового газа, также может быть достигнуто. Исследования повышают эффективность и снижают затраты на производство заменителя природного газа из угля. Экономическая целесообразность этого процесса будет зависеть от дальнейшего сокращения издержек производства, которые в настоящее время выше, чем для производства обычного природного газа. Биогаз образуется, когда животные отходы или другие органические вещества разлагаются в отсутствие кислорода. Этот газ обычно составляет около 65 процентов метана - основного газа, содержащегося в природном газе. Водородный газ. Водород образуется путем расщепления молекул воды с помощью процесса, известного как электролиз, который выделяет кислород и водород. Когда водород используется в качестве топлива, единственными побочными продуктами являются водяной пар и следовые количества оксидов азота. Успехи в технологии сделали производство и использование водорода реальной альтернативой ископаемым видам топлива.

• Природный газ легче воздуха.
• Австралия является относительно богатой газом страной.
• Химическое сырье.
• Когенерация.
• Биогаз.

Он обычно встречается в районах присутствия нефти, хотя имеется несколько крупных подземных резервуаров природного газа, где мало или совсем нет нефти. Природный газ широко используется для отопления и приготовления пищи, а также для различных промышленных применений.

Природный газ был известен раннему человеку в виде просачивания из пород и источников. Иногда молнии или другие источники воспламенения могут привести к тому, что эти газовые просачивания будут гореть, что приведет к возникновению историй о пожаре, выходящих из-под земли. Около 900 б.к. природный газ был извлечен из скважин в Китае. Газ был сожжен, и тепло использовалось для испарения морской воды для получения соли. Они использовали металлические сверла, вставленные через секции выдолбленных бамбуковых труб, чтобы достичь газа и вывести его на поверхность.

Подземная кухня природы

Римляне также знали о природном газе, и Юлий Цезарь должен был стать свидетелем «горящей весны» около Гренобля, Франция. Религиозные храмы в начале России были построены вокруг мест, где сжигание просачивания природного газа формировало «вечное пламя».

Он направил газ через полые бревна в соседнее здание, где он сжег его для освещения. Первый дальний газопровод проследовал в 25 милях от газового месторождения до Рочестера, Нью-Йорк, в нем также использовались полые бревна для труб. Несмотря на эти ранние усилия, отсутствие хорошей системы распределения природного газа ограничивало его использование в местных районах, где был обнаружен газ. Большая часть газа, пришедшего на поверхность в процессе бурения нефтяных скважин в более отдаленных районах, просто выбрасывалась в атмосферу или сжигалась в гигантских вспышках, которые днем ​​и ночью освещали нефтяные месторождения.

Во всем мире имеются также значительные месторождения природного газа в странах бывшего Советского Союза, Канады, Китая и стран Персидского залива на Ближнем Востоке. Сырой природный газ состоит из нескольких газов. Основным компонентом является метан. Другие компоненты включают этан, пропан, бутан и многие другие горючие углеводороды. Сырой природный газ может также содержать водяной пар, сероводород, диоксид углерода, азот и гелий.

Физико-химические свойства природного газа

Во время обработки многие из этих компонентов могут быть удалены. Некоторые из них, такие как этан, пропан, бутан, сероводород и гелий, могут быть частично или полностью удалены для переработки и проданы как отдельные товары. Другие компоненты, такие как водяной пар, двуокись углерода и азот, могут быть удалены для улучшения качества природного газа или для облегчения перемещения газа на большие расстояния по трубопроводам.

Природные месторождения газа

Полученный обработанный природный газ содержит в основном метан и этан, хотя нет такого понятия, как «типичный» природный газ. Некоторые другие компоненты могут быть добавлены к обрабатываемому газу, чтобы придать ему особые качества. Например, химическое вещество, известное как меркаптан, добавляется, чтобы дать газу характерный запах, который предупреждает людей об утечке.

Методы, используемые для извлечения, обработки, транспортировки, хранения и распределения природного газа, зависят от местоположения и состава сырого газа, а также от местоположения и применения газа конечными пользователями. Вот типичная последовательность операций, используемых для производства природного газа для отопления дома и приготовления пищи.

Однако для большинства скважин требуется насос для подачи газа на поверхность. длинный стержень, прикрепленный к поршню глубоко в скважине. Шток попеременно поднимается вверх и погружается обратно в скважину пучком, который медленно скашивается вверх и вниз на вершине вертикальной опоры. Эта конфигурация часто называется насосом лошадиной головки, поскольку форма тянущего механизма на конце качающейся балки напоминает головку лошади. 2 Когда исходный природный газ достигает поверхности, он отделен от любого масла, которое может присутствовать, и направляется на центральную установку для переработки газа поблизости. Независимо от источника, большинство сырого природного газа содержат грязь, песок и водяной пар, которые необходимо удалить перед дальнейшей обработкой, чтобы предотвратить загрязнение и коррозию оборудования и трубопроводов. Водный пар обычно удаляют путем пропускания газа через башню, заполненную гранулами твердого осушителя, такого как оксид алюминия или силикагель, или через жидкий осушитель, такой как гликоль. После того, как он будет очищен и высушен, необработанный газ может быть подвергнут дальнейшей обработке или может быть отправлен непосредственно на компрессорную станцию ​​и закачивается в магистральный транспортный трубопровод. 4 Если сырьевой природный газ содержит большое количество более тяжелых углеводородных газов, таких как пропана и бутана, эти материалы удаляются для продажи отдельно. Наиболее распространенный метод заключается в том, чтобы пузырить необработанный газ через высокую закрытую башню, содержащую масло для поглощения холода, подобное керосину. Когда газ контактирует с холодным маслом, более тяжелые углеводородные газы конденсируются в жидкости и попадают в масло. Более легкие углеводородные газы, такие как метан и этан, не конденсируются в жидкость и вытекают из верхней части башни. Около 85% пропана и почти все бутан и более тяжелые углеводороды пойманы таким образом. Затем абсорбирующее масло перегоняется для удаления захваченных углеводородов, которые разделяются на отдельные компоненты в колонне фракционирования. В этот момент природный газ содержит метан, этан и небольшое количество пропана, который не был захвачен. также содержат различные количества двуокиси углерода, сероводорода, азота и других материалов. Часть этана иногда удаляется для использования в качестве сырья в различных химических процессах. Для этого водяной пар в газе далее уменьшается используя один из нескольких методов, и затем газ подвергают повторному циклу сжатия и расширения для охлаждения этана и улавливания его в виде жидкости. 6 В некоторых природных газах содержится высокий процент углекислого газа и сероводорода. Эти химические вещества могут реагировать с оставшийся водяной пар в газе с образованием кислоты, которая может вызвать коррозию. Растворитель реагирует с химическими веществами, и раствор сливается со дна башни для дальнейшей обработки. 7 В некоторых природном газе также содержится высокий процент азота. Поскольку азот не горит, он снижает теплотворную способность природного газа. После удаления двуокиси углерода и сероводорода газ проходит процесс низкотемпературной дистилляции для разжижения и отделения азота. Вместе процессы на этапах 6 и 7 иногда называют «модернизацией» газа, потому что природный газ теперь более чист и будет гореть горячим. 8 Если газ гелия должен быть захвачен, это делается после удаления азота. Это связано с процессом сложной дистилляции и очистки для выделения гелия из других газов. Природный газ является основным источником промышленного гелия в Соединенных Штатах. Затем газ транспортируется по всей стране через один из нескольких крупных трубопроводов, установленных под землей. Примерно каждые 100 миль другой компрессор повышает давление газа, чтобы компенсировать небольшие потери давления, вызванные трением между газом и стенками трубы. Это удерживает поток газа. 10 Когда находящийся под давлением природный газ достигает окрестности его конечного пункта назначения, его иногда вводят обратно в землю для хранения. Для хранения газа могут использоваться истощенные подземные газовые и нефтяные резервуары, пористые породы, известные как водоносные горизонты, или подземные соляные пещеры. Это обеспечивает готовую поставку в холодные зимние месяцы. Эти трубопроводы подают газ в город или район, где он должен использоваться. 12 Давление снижается до менее 60 фунтов на квадратный дюйм, а газ распределяется в подземных трубах, которые проходят по всему району. До того, как газ будет поступать в каждый дом или бизнес, давление дополнительно снижается до примерно 25 фунтов на квадратный дюйм.

• Несколько сотен колодцев могут питаться на одном и том же заводе.
• Этот газ легче обрабатывать, чем газ из нефтяных скважин.
• Грунт и песок удаляются фильтрами или ловушками рядом с колодцем.
• Эти трубопроводы колеблются от 20 до 42 дюймов в диаметре.