Yüksek enerji verimliliği ve çevre dostu olmasından dolayı, doğal gazın yanı sıra petrol de büyük önem taşımaktadır. Yakıt olarak yaygın olarak kullanılır ve aynı zamanda kimya endüstrisi için değerli bir hammadde görevi görür.
Her ne kadar gaz kullanımı günlük ve alışılmış bir hale gelse de, kompozisyonda ve oldukça tehlikeli bir maddede hala zor olmaya devam ediyor - bir gaz cihazının brülörüne girmek uzun ve zor bir yol kat ediyor.
Makalede doğal yanıcı gaz ile ilgili ana konuları analiz edeceğiz - bileşimi ve özellikleri hakkında konuşacağız, gaz üretimi, nakliyesi ve işlenmesi aşamalarını, kapsamını açıklayacağız. Hidrokarbon rezervlerinin kökeni, ilginç gerçekler ve hipotezler hakkındaki güncel fikirleri düşünün.
Doğal yanıcı gaz nedir?
Gazın yeraltında boşluklarda bulunduğu ve oradan kolayca çıkarıldığı, bir kuyunun delinmesinin yeterli olduğu görüşü vardır. Ancak gerçekte, her şey çok daha karmaşıktır: gaz, gözenekli bir kayanın içine yerleştirilebilir, su, sıvı hidrokarbonlar ve yağda çözülebilir.
Bunun neden olduğunu anlamak için, "gaz" kelimesinin Yunanca "kaos", Hangi maddenin davranış ilkesini yansıtır. Gaz halinde, moleküller rastgele hareket eder ve olası tüm hacmi eşit bir şekilde doldurmaya çalışır. Bu nedenle, daha yoğun sıvılar ve mineraller dahil olmak üzere diğer maddelere nüfuz edebilir ve çözülebilirler. Yüksek basınç ve sıcaklık difüzyon sürecini büyük ölçüde artırır. Genellikle bağırsaklarda doğal gaz bulunan böyle bir “kokteyl” şeklindedir.
Ama önce, gazın ne olduğu ve ne olduğu hakkında konuşalım - doğal yanıcı gazın kimyasal bileşimini ve fiziksel özelliklerini düşünün.
Kimyasal Özellikleri
"Doğal" olarak adlandırılan bağırsaklardan çıkarılan gaz, çeşitli gazların bir karışımıdır.
Kompozisyonda, üç bileşen grubuna ayrılır:
- yanıcı- hidrokarbonlar;
- yanmaz (balastlar) - azot, karbon dioksit, oksijen, helyum, su buharı;
- zararlı safsızlıklar - hidrojen sülfür ve merkaptanlar.
Birinci ve ana grup, 1'den 5'e kadar karbon atomu sayısına sahip bir dizi metan hidrokarbonudur (homologlar). Karışımdaki en büyük yüzde, bir karbon atomuna sahip olan metandır (% 70 ila 98). Diğer gazların içeriği (etan, propan, bütan, pentan) birimden yüzde onda birine kadar değişmektedir.
Tarlalardan üretilen gaz, yüksek bir metan konsantrasyonu ile karakterize edilir. İlişkili olan, yağdan ekstrakte edilen metan oranı çok daha düşüktür:% 30 - 60 ve homologlar daha yüksek:% 10 - 20
Hidrokarbonlara ek olarak, karışımda az miktarda yanıcı olmayan maddeler bulunabilir: hidrojen sülfür, azot, karbon dioksit, karbon monoksit, hidrojen ve diğerleri. Ancak, alana bağlı olarak, hidrokarbonların oranları ve diğer gazların bileşimi önemli ölçüde dalgalanabilir.
Gazın fiziksel özellikleri
Metan CH'nin fiziksel özelliklerine göre4 renksiz ve kokusuzçok yanıcı. Havadaki konsantrasyonlarda% 4,5'ten fazla - patlayıcı. Bu özellik, koku eksikliğiyle birleştiğinde büyük bir tehdit ve sorun oluşturmaktadır. Özellikle madenlerde, metan kömür tarafından emildiğinden.
Bu materyaldeki ev koşullarında gaz patlamasının nedenlerini yazdık.
Gaza bir koku vermek için, sızıntılarını tespit etmek için, hoş olmayan bir kokuya sahip özel maddeler, koku verici maddeler, taşınmadan önce buna eklenir.Çoğu zaman, bunlar kükürt içeren bileşikler - etandiyol veya etil merkaptan. Kirlilik fraksiyonu,% 1'lik bir gaz konsantrasyonunda sızıntı farkedilebilecek şekilde seçilir.
Mavi yakıtın ana avantajı, yüksek özgül yanma ısısıdır - 39 MJ / kg. Bu durumda, zararsız maddeler açığa çıkar: su ve karbondioksit. Bu aynı zamanda günlük hayatta metan kullanımına izin veren önemli bir faktördür.
Dünyanın bağırsaklarında gaz nereden geliyor?
İnsanlar 200 yıldan daha uzun bir süre önce gaz kullanmayı öğrendikleri halde, şimdiye kadar dünyanın bağırsaklarında gazın nereden geldiğine dair bir fikir birliği yoktur.
Temel Menşe Teorileri
Kökeni iki ana teori vardır:
- mineraldünyanın daha derin ve yoğun katmanlarından hidrokarbonların gazdan arındırma işlemleriyle gaz oluşumunun açıklanması ve daha az basınçlı alanlara kaldırılması;
- organik (biyojenik)buna göre, gaz, yüksek basınç, sıcaklık ve hava eksikliği koşulları altında canlı organizma kalıntılarının ayrışmasının bir ürünüdür.
Sahada gaz, ayrı bir küme, gaz başlığı, yağ veya sudaki çözelti veya gaz hidratları şeklinde olabilir. İkinci durumda, tortular gaz geçirmez kil tabakaları arasındaki gözenekli kayaların içine yerleştirilir. Çoğu zaman, bu tür kayalar sıkıştırılmış kumtaşı, karbonatlar, kalkerlerdir.
Geleneksel gaz sahalarının payı sadece% 0.8'dir. Biraz daha yüksek bir yüzde, derin, kömür ve şeyl gazı ile hesaplanır -% 1,4 ila 1,9. En yaygın tortu türleri, suda çözünmüş gazlar ve hidratlardır - yaklaşık olarak eşit oranlarda (her biri% 46.9)
Gaz petrolden daha hafif olduğu ve su daha ağır olduğu için, rezervuardaki fosillerin konumu her zaman aynıdır: gaz, petrolün üzerindedir ve su, tüm petrol ve gaz alanını aşağıdan destekler.
Rezervuardaki gaz basınç altındadır. Mevduat ne kadar derin olursa, o kadar yüksek olur. Ortalama olarak, her 10 metrede bir basınç artışı 0.1 MPa'dır. Anormal derecede yüksek basınç oluşumları vardır. Örneğin, Urengoy alanının Achimov yataklarında, 3800 ila 4500 m derinlikte 600 atmosfere ve daha yüksek bir atmosfere ulaşır.
İlginç gerçekler ve hipotezler
Çok uzun zaman önce, dünya petrol ve gaz rezervlerinin XXI yüzyılın başında tükenmesi gerektiğine inanılıyordu. Örneğin, yetkili Amerikan jeofizikçi Hubbert bunu 1965'te yazdı.
Bugüne kadar birçok ülke gaz üretimini artırmaya devam ediyor. Hidrokarbon rezervlerinin tükendiğine dair gerçek bir işaret yoktur.
Jeolojik ve mineralojik bilimler doktoruna göre V.V. Polevanova, bu tür yanılgıların, petrol ve gazın organik kökeni teorisinin hala genel olarak kabul edilmesinden ve çoğu bilim insanının zihnine sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Yine de D.I. Mendeleev, inorganik petrolün kökeni teorisini doğruladı ve sonra bu Kudryavtsev ve V.R tarafından kanıtlandı. Larin.
Ancak birçok gerçek, hidrokarbonların organik kökenine karşı konuşuyor.
Bunlardan bazıları:
- birikintiler, organik maddenin varlığının teorik olarak bile olamayacağı kristal temellerde 11 km'ye kadar derinliklerde keşfedilir;
- organik teori kullanılarak hidrokarbon rezervlerinin sadece% 10'u açıklanabilir, geri kalan% 90'ı açıklanamaz;
- Cassini uzay sondası 2000 yılında Satürn uydusu Titan dev hidrokarbon kaynaklarında göller şeklinde, Dünya'dan daha yüksek büyüklükte birkaç düzende keşfedildi.
Başlangıçta hidrit olan Dünya'nın Larin tarafından ileri sürülen hipotez, hidrokarbonların, dünyanın derinliklerinde hidrojenin karbon ile reaksiyonu ve ardından metanın gazının giderilmesi ile kökenini açıklar.
Ona göre, Jurassic dönemine ait eski kalıntılar yoktur. Tüm petrol ve gaz 1 ila 15 bin yıl önce oluşabiliyordu. Seçim ilerledikçe, uzun süredir gelişmiş ve terk edilmiş petrol alanlarında gözlemlendiği gibi rezervler yavaş yavaş yenilenebilir.
Madencilik ve ulaşım nasıl?
Doğal yanıcı gazların çıkarılması işlemi kuyuların inşası ile başlar. Gaz taşıyan tabakanın oluşumuna bağlı olarak, derinlikleri 7 km'ye ulaşabilir. Sondaj ilerledikçe kuyuya bir boru (kasa) indirilir. Gazın boru ile kuyu duvarları arasındaki boşluktan kaçmasını önlemek için derz dolgu yapılır - boşluğu kil veya çimento ile doldurmak.
İnşaatın sonunda, sondaj kulesi kaldırılır ve gövde kafasına çeşme bağlantı parçaları monte edilir. Valflerin ve valflerin bir tasarımıdır, kuyudan gaz seçmeye hizmet eder.
Kuyu sayısı oldukça fazla olabilir.
Fıskiye bağlantı parçalarına çeşitli fonksiyonlar atanır: boru borularını kuyuda asılı halde tutar, çalışma koşullarını kontrol eder, kuyu iç ve dış kısımlarının parametrelerini ölçer
Tüm doğal gaz üretim döngüsü üç aşamada gerçekleşir:
- Gaz sahası geliştirme. Delme sonucunda bir basınç farkı yaratılır. Bu nedenle, gaz rezervuardan kuyulara hareket eder.
- Gaz kuyularının işletilmesi. Bu aşamada, gaz gövdeden geçer.
- Nakliye için toplama ve hazırlama. Tüm çeşme bağlantılarından gelen gaz, gaz arıtma tesislerinin özel teknolojik komplekslerine verilir. Bunlar susuz gazdır, zararlı yabancı maddelerden temizlenir.
Küçük hidrojen sülfür, su buharı veya partikül madde konsantrasyonları bile hızlı korozyona, hidrat oluşumuna ve boru hattının iç yüzeyinde mekanik hasara yol açar.
Taşıma için son hazırlık merkezde yapılır. İşlem sonrası ve hidrokarbon kondensatının çıkarılmasını, hacmini azaltmak için gazı soğutmayı içerir.
Uzun mesafelerde ana gaz taşıma türü ana gaz boru hattıdır. Boru hatlarından yeraltı depolama tesislerine kadar karmaşık mühendislik yapıları sistemidir.
Karayolunun son noktasında gaz dağıtım istasyonları (GDS) bulunmaktadır. Burada, toz ve sıvıların safsızlıklarından son temizlik gerçekleşir, basınç tüketicilerin ihtiyaç duyduğu seviyeye düşürülür, stabilize edilir, gaz tüketimi dikkate alınır ve koku eklenir.
Bir diğer yaygın metan taşımacılığı türü ise özel gemilerle deniz taşımacılığıdır - gaz taşıyıcıları.
Büyük küresel tanklar gaz taşıyıcısının diğer gemilerle karıştırılmasına izin vermez. Sıvı metan için sabit bir sıcaklığı koruyan termoslardır -163 ° С
Gazın sıvı hale dönüştürülmesi özel LNG tesislerinde gerçekleştirilir. İşlem iki aşamada gerçekleşir: ilk olarak, metan -50 ° C'ye ve daha sonra -163 ° C'ye soğutulur. Aynı zamanda hacmi 600 kat azalır.
İşleme ve kapsam
Doğal gazın yüksek yanıcılığı ana uygulamasını belirler. Fabrikalarda, fabrikalarda, termik santrallerinde, kazan dairelerinde, kurumlarda, konutlarda, tarım tesislerinde ve diğerlerinde yakıt şeklinde kullanılır. Evde gaz kullanma kurallarını öğrenmenizi öneririz.
Petrol üretimi ve rafine edilmesine her zaman ilişkili gazın salınması eşlik eder. Bazı durumlarda, hacmi etkileyici olabilir ve metreküp ham petrol başına 300 metreküp'e kadar olabilir.
Ancak doğal ilişkili gazın kullanılmadığı, alevlendiği çok sayıda alan vardır. Örneğin, Rusya genelinde, yararlı hammaddelerin% 25 kadarı kaybolur.
İlişkili gazın bir kısmı gaz işleme tesislerine verilir. Ondan, ısıtma için kullanılan saflaştırılmış kuru gaz elde edilir. Bir başka değerli bileşen, hafif hidrokarbonların bir karışımıdır.
Şema üretilen gazın işlenmesi sürecinin genel bir resmini göstermektedir. Modern kimya endüstrisi için son ürünlerin rolünü abartmak zordur
Daha sonra özel kurulumlarda fraksiyonlara ayrılır.Sonuç propan, bütan, izobütan, pentan gibi hidrokarbonlardır. Hacmi, nakliye ve depolama kolaylığını azaltmak için sıvılaştırılırlar.
Otomobilleri gaza dönüştürmek hızlı bir şekilde sonuç verir ve maddi maliyet tasarrufu sağlar. Benzin istasyonları ağının genişlemesi, HBO'lu araç filosunda bir artışa katkıda bulunur. Sadece sürücüler kazanmakla kalmaz, aynı zamanda zararlı egzozları solumak zorunda olmayan yayalar da
Propan ve bütan, şişelenmiş gazlı evleri ısıtmak veya otomobiller için kullanılır. Ancak çoğu petrokimya tesislerinde daha ileri işlemlere gidiyor.
Yüksek sıcaklıkta ısıtma (piroliz) ile, tüm sentetik malzemeler için ana hammaddeler onlardan elde edilir - monomerler: etilen, propilen, bütadien. Katalizörlerin etkisi altında, polimerler halinde birleştirilirler. Çıktı kauçuk, PVC, polietilen ve diğerleri gibi değerli malzemeler üretir.
Gaz hakkındaki belgesel filmde erişilebilir ve açık:
Bu eğitim filmi ana gaz taşımacılığına ayrılmıştır:
Doğal gaz hakkında hala her şeyi bilmiyoruz - kaynağı hala birçok gizemle doludur. Mavi yakıtın hem bizim hem de torunlarımız için yeterli olacak tükenmez bir hediye olması umulmaktadır.
Yukarıdaki materyali okuduktan sonra sorularınız mı var? Yoksa makaleyi faydalı yorumlar, ilginç gerçekler veya fotoğraflar ile mi desteklemek istiyorsunuz? Yorumlarınızı yazın, sorular sorun, tartışmaya katılın - geri bildirim formu aşağıda yer almaktadır.