Газ — интересные факты

Представляем интересные факты о природном газе – образование, состав, свойства, месторождения, добыча, транспортировка, применение, экология.

Образование

Природный газ залегает глубоко в земных недрах, от одного до нескольких километров.

1. По одной версии — биогенной, он образуется при расщеплении остатков растительного и животного происхождения в условиях отсутствия воздуха, под воздействием высокого давления и температуры.
2. По другой — минеральной, получается в условиях дегазации углеводородов из наиболее глубоко расположенных и плотных земных пластов и подъёмом в вышележащие слои с наименьшим давлением.

Существуют отдельные газовые или нефтегазовые месторождения. Находится в них газ в газообразном состоянии или может быть растворён в воде или нефти, а также в форме твёрдых кристаллов — газовых гидратов.

Состав

• основой является метан (СН₄) — 75 ÷ 98 процентов;
• горючие углеводороды— гомологи метана (С₂—С₅);
• балласт — водород, диоксид углерода, азот, гелий, водяные пары;
• вредные вещества — сернистые соединения (Н₂S) и другие.

Природный газ бесцветен и не пахнет. Для выявления утечек вводят одоранты (меркаптаны), придающие своеобразный раздражающий запах.

Свойства

1. Плотность: в газообразном виде−0,68 ÷ 0,85; в жидком−400 (килограмм на метр кубический).
2. Самовоспламеняется при t=650 градусов Цельсия.
3. Конденсируется (сжижается) при t=−161 градус Цельсия.
4. Пределы взрываемости для метана в смеси с воздухом: низшая −5, высшая −15 (процентов).
5. Удельная теплота сгорания метана: 50 мегаджоулей на килограмм;
6. Октановое число: 120−130.
7. Почти в 2 раза легче воздуха, всегда устремляется вверх, поэтому сенсоры для газоанализаторов устанавливают на потолке.

Месторождения

Самые богатые запасы газа находятся на территории России, например, Новоуренгойское месторождение. Большие объёмы добывают в арабских государствах Персидского залива, Ирана, Соединённых Штатах Америки, Канаде. В Европе это − Норвегия и Королевство Нидерланды. В Азии − Азербайджанская республика, Туркменистан, Узбекистан и Казахстан.

Много метана и в космосе, претендует на третье место после водорода и гелия. Встречается в кристаллическом состоянии на дальних планетах солнечной системы, астероидах.

Добыча и транспортировка

Газ добывают путём бурения многокилометровых скважин. Из пластов земли, за счёт разного давления, он двигается к скважинам и по обсадным трубам поступает на верх, где устанавливается фонтанная арматура для отбора.

Из скважин, предварительно осушенный, очищенный на УПГ от сероводорода и других примесей, газ транспортируют по трубопроводам диметром 1,4 метра под давлением 75 атмосфер.

Через определённые расстояния сооружаются компрессорные станции, где его дожимают до 120 атмосфер, охлаждают. В конечных пунктах газ попадает на газораспределительные станции, где происходит механическая доочистка и понижение давления.

Этот способ является самым распространенным, но затратным, так как требует строительства газовых магистралей, УПГ, ГРУ, подземных хранилищ и их обслуживания. По территории России протянуто более 870 тысяч километров газопроводов, в 2 раза больше, чем расстояние до Луны.

Для транспортировки газа используют танкеры – специальные газовозы с шарообразными резервуарами, в которых поддерживается минусовая температура –162 градуса. На СПГ метан охлаждают, переводят в сжиженное состояние, его объём становиться меньше в 600 раз. Такой способ перевозки является более безопасным.

Применение

Природный газ используют с древних времён. Иногда он вырывается на поверхность и загорается. Люди использовали этот огонь для приготовления пищи.

Первыми научились добывать газ из недр земли древние китайцы, используя в качестве труб стволы бамбука.

Природный газ хорошо горит, поэтому из него получают тепловую и электрическую энергию. Применяют как топливо для котлов, теплоэлектроцентралей.

Им отапливают частные дома, нагревают воду, готовят на газу. До сих пор в квартирах пятиэтажных домов есть газовые колонки и плиты.

Сжатый газ используют в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания на грузовых и легковых автомобилях, коммунальной технике.

Природный газ и сопутствующие углеводороды являются перспективным сырьем в химическом производстве.  Из метана синтезируют метанол, аммиак, формальдегид, галогенопроизводные углеводороды.

1) СН₄(метан) + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О + Q

2) СН₄ → C (сажа) + 2Н₂↑

3) 2СН₄ → С₂Н₂ (ацетилен)+ 3Н₂↑

4) СН₄ + ¹/₂ О₂ ^{t, Р, k} → СН₃ОН (метанол)

Экология

Природный газ оказывает минимальное воздействие на окружающую среду. Газообразное топливо не имеет твёрдых включений, агрессивных сернистых соединений. Благодаря своей химической структуре газ, сжигается эффективнее – отдаёт больше тепловой энергии, чем уголь или нефть, в то же время выделяет меньше двуокиси углерода, чем другие виды топлива.