Все о природном газе: состав и свойства, добыча и применение природного газа

Обработка и транспортировка природного газа

Буровой материал не подходит для немедленного использования из-за высокого содержания почвы и воды. Обработка в специальных установках минимизирует количество примесей и высушивает газ, придавая ему знакомый вкус. В результате вещество пригодно для отправки потребителям.

Интересный факт: Чистый газ бесцветен и не имеет запаха. Для обнаружения утечек с помощью обоняния в газ добавляют небольшое количество ароматического вещества с сильным неприятным запахом.

Транспорт газа — газопроводы

Из-за большого объема газа его невыгодно транспортировать в нынешнем виде. Вещество охлаждается и сжимается до жидкого состояния. Это уменьшает объем в 640 раз. Передача этого материала является стандартной и может осуществляться различными способами. Трубопроводы считаются наиболее выгодным способом транспортировки природного газа.

Сжиженный природный газ можно транспортировать.

Материал транспортируется по ряду каналов и хранится в подземных резервуарах в неизменном жидком виде. Для поддержания низкой температуры резервуары имеют двойные стенки из материалов с низкой теплопроводностью и расположены под землей. Помимо трубопроводов, природный газ можно транспортировать и специальными танкерами, которые востребованы при отсутствии подходящей сети.

Природный газ — самое эффективное топливо на сегодняшний день. Его добыча, переработка и транспортировка являются стандартными.

Его низкая стоимость по сравнению с другими источниками энергии не оставляет других вариантов топлива для промышленного и бытового отопления.

Применение и использование природного газа

Природный газ обеспечивает потребности государства в обеспечении отопления, производства электроэнергии и бытовых нужд населения.

Природный газ используется в следующих отраслях:

• металлургическая промышленность (экономит до 15 % кокса, снижает себестоимость стали и чугуна, повышает производительность труда на 10 % и более);
• электроснабжение (природный газ, используемый на электростанциях, уменьшает затраты на топливо и тем самым снижает себестоимость электроэнергии);
• цементная, текстильная, стекольная, пищевая (газ повышает производительность труда и снижает себестоимость продукции).

На основе газа изготавливают:

• моторное топливо;
• полимеры и каучуки (сырьем для них становятся выделенные из газа легкие углеводороды);
• сложные химические вещества (лаки, краски, изоляционные материалы, формальдегид).

Используемый как топливо, природный газ намного дешевле и безопаснее для экологии, чем нефтепродукты.

Водные ресурсы

Пресная вода

Как и следовало ожидать для страны такого размера, запасы российских водных ресурсов огромны. Ее территория содержит некоторые из самых длинных рек и крупнейших озер мира. Однако гидрологические потенциалы, распределены неравномерно по просторам РФ. Несмотря на то, что более двух миллионов рек протекают через страну, некоторые районы испытывают засуху в летние месяцы, когда существуют значительные потребности в воде, особенно для сельскохозяйственных целей. Озера и реки распределяются неравномерно из-за разного количества осадков. Большинство осадков выпадает в течение нескольких коротких месяцев, в то время как снег накапливается на протяжении долгого зимнего сезона.

Наибольшее количество стоков происходит с весеннего снеготаяния. На их долю припадаеи около 70% всех стоков. Водные ресурсы не соответствуют потребностям населения. В то время, как большинство россиян живет к западу от Урала, две трети имеющихся ресурсов пресной воды находится к востоку от этого водораздельного хребта. Кроме того, в европейской части России, несколько десятилетий тяжелой индустриализации и урбанизации способствовали снижению качества воды для индивидуального и коммерческого использования.

В течение долгого времени, не было принято никаких мер, чтобы изменить ситуацию с водой в России и в настоящее время качественная вода является чрезвычайно важным вопросом. Около 11 миллионов жителей Российской Федерации используют воду, которая непригодная для питья. 50 миллионов россиян, т.е. треть населения, ежедневно используют воду плохого качества. Износ водопроводных сетей составляет порядка 70%.

Реки России впадают в несколько основных водоемов Северного Ледовитого и Тихого океанов, а также в Черное, Каспийское и Балтийское море. С точки зрения объема, самые большие реки, в частности Обь-Иртыш, Енисей и Лена, впадают в Северный Ледовитый океан. Их водоразделы покрывают большую территорию азиатской части России.

Большинство высококачественных водных ресурсов России сосредоточены в горных районах, озере Байкал, реках Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, откуда трудно доставлять воду в другие регионы страны. В результате, многие жители РФ вынуждены использовать воду плохого качества.

Ладожское и Онежское озеро – самые большие пресноводные озёра в Европе, объемом 838 000 м³ и 285 000 м³ соответственно.

Соленая вода

Озеро Маныч-Гудило расположенное на юге России занимает площадь 344 км². Соленость воды составляет от 17 до 29 ‰ и зависит от природных и антропогенных условий.

Эльтон – соленое озеро в Волгоградской области, недалеко от границы с Казахстаном. Имеет округлую форму, а его площадь составляет 152 км². Эльтон является самым большим минеральным озером Европы (по площади).

Каспийское море является самым большим бессточным озером мира и находится между Европой и Азией. Длина береговой линии Каспийского моря в России составляет 695 км.

Компоненты и составляющие природного газа:

Метан (CH4) – это бесцветный газ без запаха. Легче воздуха. Горюч и взрывоопасен. Представляет опасность для здоровья человека.

Этан (C2H6) – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Тяжелее воздуха. Горюч и взрывоопасен. Не используется как топливо. Малотоксичен. Представляет опасность для здоровья человека.

Пропан (C3H8) – бесцветный газ, без запаха. Ядовит. В отличие от метана сжижается при комнатной температуре и сравнительно невысоком давлении (12-15 атм), что позволяет его легко хранить и транспортировать.

Бутан (C4H10) – бесцветный газ, со специфическим запахом. Ядовит. Вдвое тяжелее воздуха.

Пентан (С5Н12) имеет три изомера (нормальный пентан, изопентан и неопентан). Нормальный пентан и изопентан – легколетучие подвижные жидкости с характерным запахом. Неопентан – бесцветный газ с характерным запахом. Горюч и взрывоопасен. Токсичен.

Гексан (С6Н14) – бесцветная жидкость со слабым запахом, напоминающим дихлорэтан. Горюч и взрывоопасен. Токсичен.

Азот (N2) – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Весьма инертен. Является основным компонентом воздуха – 78,09 % объёма.

Аргон (Ar) – газ без цвета, вкуса и запаха. Инертен. В 1,3 раза тяжелее воздуха. Не горит. Представляет опасность для здоровья человека.

Водород (H2) – лёгкий бесцветный газ, без вкуса и запаха. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Легче воздуха.

Гелий (He) – очень лёгкий газ без цвета, вкуса и запаха. Легче воздуха. Инертен, при нормальных условиях не реагирует ни с одним из веществ. Не горит. Представляет опасность для здоровья человека.

Сероводород (H2S) – бесцветный газ со сладковатым вкусом, с характерным неприятным запахом (тухлых яиц, тухлого мяса). Ядовит. Горюч и взрывоопасен. Тяжелее воздуха.

Углекислый газ (CO2) – бесцветный газ, почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом). Не горит. Тяжелее воздуха в 1,5 раза. Представляет опасность для здоровья человека.

Использование газа

Природный газ может быть использован в первую очередь как топливо в промышленности и в быту. При этом он имеет ряд преимуществ. Эти преимущества газа таковы:

• полнота сгорания без копоти и дыма;
• после его сгорания не образуется зола;
• легкость розжига и регулировки величины пламени;
• простота транспортировки к потребителю;
• отсутствие вредных продуктов сгорания.

Важную роль играет относительная дешевизна добычи газа. Если газ сравнить с углем, то стоимость 1 тонны газа в пересчете на условное топливо составит всего 10 % от стоимости угля.

Газ используется в металлургической, цементной, легкой, пищевой отраслях народного хозяйства в качестве топлива. Газ также используется как сырье для химической промышленности. Часто газ заменяет обычные виды топлива, такие как уголь, мазут или торф. Благодаря высоким качествам газа при его применении увеличивается эффективность производства. Например, в металлургической промышленности использование газа позволяет сэкономить дорогостоящий кокс, увеличить производительность печей и улучшить качество производимого металла. Применение газа на тепловых электростанциях позволяет значительно сэкономить на транспортировке топлива, увеличении времени работы котлов, автоматизации управления электростанцией и сокращении численности необходимого персонала.

В последнее время важным направлением применения газа является использование его в качестве топлива для автомобилей. Такой подход позволяет уменьшить выброс вредных веществ, образующихся при работе автомобильного двигателя, на 40–60 %.

По различным отраслям хозяйства потребление газа разделяется приблизительно таким образом:

• 45 % газа используется в промышленности;
• 35 % используется в тепловых электростанциях;
• 10 % газа идет на нужды жилищно-коммунальной отрасли.

Интересные факты о природном газе

• Природный газ не имеет характерного цвета, вкуса и запаха. Однако запах газу придают искусственно, и на это есть свои причины. Утечка газа смертельна, и запах — единственный предупреждающий об опасности фактор.
• В 1971 году во время бурения разведочной скважины произошел обвал, и газ стал выходить наружу. Чтобы предотвратить последствия, было решено его поджечь, ожидая завершение пожара через 2-3 дня. Однако газ горит до сих пор, внешне напоминая «Дверь в преисподнюю».
• Животные более чувствительны к восприятию газа. Этот факт использовали на войне. Солдаты брали с собой кошек в окопы, чтобы заранее быть готовыми к надвигающейся «газовой атаке».

Кошки на войне «предупреждали» о газовой атаке

• Природный газ применяли еще в древние времена. Известен случай, когда царь Персии приказал перенести кухню к месту выхода газа на поверхность. Благодаря этому огонь на кухне был круглосуточный и бесплатный. Это была ощутимая экономия средств, поскольку и дрова и уголь стоили очень дорого.
• Если говорить о подземных газопроводах, то самым длинным считается «Лангелед», расположенный между Норвегией и Великобританией, длина его приравнивается к 1 200 км.
• Если суммировать протяженность всех газопроводов Российской Федерации, то общий километраж в два раза превысит расстояние от Земли до Луны (872 000 км). 

Земельные ресурсы

Согласно действующему законодательству РФ, земли, которые находятся в пределах страны составляют земельный фонд. Площадь территории России составляет 17,1 млн км² или 1709,8 млн га (без учета площади внутренних морей и полос, прилегающих к территориальным морям).

По целевому назначению, все земли РФ делятся на 7 категорий, включая: земли сельскохозяйственного назначения (23,4%), земли населенных пунктов (1,2%), земли промышленности, энергетики, транспорта, связи и т.д. (1,0%), Земли особо охраняемых территорий и объектов (2,0%), земли лесного фонда (64,8), земли водного фонда (1,6%), земли запаса (6%).

На долю сельскохозяйственных угодий припадает менее 13% площади страны, из них: пашня (55,3%), пастбища (30,8%), сенокосы (10,9%), залежи (2,2%) и многолетние насаждения (0,8%).

Качество российских земель, используемых в сельском хозяйстве значительно снижается. Эрозия уносит более 1,5 миллиарда тонн верхнего плодородного слоя почвы каждый год. За последние двадцать пять лет, площадь пахотных земель в России сократилась, на 33 млн га, причем большая часть этих потерь связана с неправильным управлением земельными ресурсами.

Применение: для чего используется газ?

Главная миссия природного газа в современном мире — топливо, горючее:

• для отопления, подогрева воды и приготовления пищи в частных и многоквартирных жилых домах;
• для работы теплоэлектроцентралей и котельных;
• для передвижения автотехники — автобусов, грузовиков и легковых машин.

Такие приспособления, как газовые плиты, котлы и водонагреватели, уже давно стали частью привычной жизни.

Широко использование природного газа в сфере химического производства:

• сырье для производства пластмасс, тканей, стекла, краски, синтетического масла;
• использование этана для образования этилена, из которого получают полезные олефины — этилен эпоксид, этиленгликоль, ацетальдегид;
• применение пропана, который можно обратить в пропилен или окислить до акриловой кислоты или акрилонитрила.

Добыча и транспортировка

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Сверхглубокой скважиной недалеко от города Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров. В недрах газ находится в микроскопических пустотах, называемых порами. Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине. Движение газа в пласте подчиняется определённым законам.
Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения. Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а так же преждевременное обводнение залежи.

Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

В году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд. м3. Внутренним потребителям было поставлено 307 млрд. м3 через 220 региональных газораспределительных организаций. На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 155 тыс. км.

Подготовка природного газа к транспорту

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты) примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащейся в газе, при определенных условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (изгиб трубопровода, например), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.).

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на котором производится очистка и осушка газа. Такая схема реализована на Уренгойском месторождении.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу. Эта схема реализована, например, на Астраханском месторождении.

Транспортировка природного газа

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определенные промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостояще, но тем не менее — это наиболее дешёвый способ транспортировки газа и нефти.

Кроме трубопроводного транспорта используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные корабли на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определенных термобарических условиях. Таким образом для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры. Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдаленности потребителя сжиженного газа более 3000 км.

В международные поставки газа по трубопроводам составили 502 млрд. м3, сжиженного газа — 178 млрд. м3.

Также есть и другие проекты транспортировки газа, например с помощью дирижаблей, или в газогидратном состоянии, но эти проекты не нашли широкого применения в силу различных причин.

Переработка

Полезное ископаемое образовалось в каменноугольный период, в момент появления пород с пористой структурой, нефти и угольных пластов. Большую часть природного газа содержит метан, но у него есть некоторое количество примесей, что делает его неоднородным. Это затрудняет перевозку и дальнейшее использование. Применяются основные направления переработки.

После добычи он проходит первичную переработку сушки для удаления из него пара воды и серы. Затем он отправляется на завод. Цель – принятие компонентами газа товарного вида для дальнейшего применения

Важно, чтобы при осуществлении данного плана не нанести непоправимый ущерб окружающей среде

Переработка природного газа выполняется тремя способами:

1. Термохимическим. Применяется термическое воздействие. В результате этого возникают непредельные углеводороды. Способ возможен только при высоких температурах и давлении.
2. Физико-энергетическим. Данная технология способствует сжатию и делению газа на компоненты. Используется сильное нагревание или охлаждение. Чаще всего к этому способу обращаются на участках добычи полезного ископаемого. Сжимание и деление происходит благодаря компрессорам и нефтяным насосам.
3. Химико-каталитическим. Метан модифицируется в синтез-газ для возможности осуществления переработки. Используется парциальное окисление или паровая, углекислая конверсия. В химическом методе полученное вещество не нуждается в разделении компонентов.

Только при помощи данных способов возможна переработка природного газа, освобождение его от ненужных примесей.

Запасы природного газа

Карта запасов природного газа в мире

Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан
— третий по распространённости газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

Огромные залежи природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при больших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Огромными запасами природного газа обладает Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада. Из других европейских стран стоит отметить Норвегию, но её запасы невелики. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения, а также Казахстан (Карачаганакское месторождение).

Во второй половине XX века в университете им. И. М. Губкина были открыты природные газогидраты (или гидраты метана). Позже выяснилось, что запасы природного газа в данном состоянии огромны. Они располагаются как под землёй, так и на незначительном углублении под морским дном.

Страна	2010	2006
Добыча, млрд куб.м	Доля мирового рынка (%)	Добыча, млрд куб.м	Доля мирового рынка (%)
Российская Федерация	647		673,46	18
Соединенные Штаты Америки	619		667	18
Канада	158
Иран	152		170	5
Норвегия	110		143	4
Китай	98
Нидерланды	89		77,67	2,1
Индонезия	82		88,1	2,4
Саудовская Аравия	77		85,7	2,3
Алжир	68		171,3	5
Узбекистан	65
Туркменистан			66,2	1,8
Египет	63
Великобритания	60
Малайзия	59		69,9	1,9
Индия	53
ОАЭ	52
Мексика	50
Азербайджан			41	1,1
Остальные страны			1440,17	38,4
Мировая добыча газа		100	3646	100

Природный и сжиженный газ: в чем разница между видами?

Помимо естественного газообразного состояния, топливо также может быть представлено в качестве СПГ — сжиженного природного газа. Это жидкость, которую получают из очищенного от примесей газа, охладив его до температуры конденсации (-161,5 °С). Прежде всего, это нужно для удобства транспортировки, так как СПГ занимает в 600 раз меньший объем, чем естественная форма.

Схема в отношении сжиженного природного газа простая:

• Производство (сжижение): специализированные ожижительные установки.
• Перевозки: криогенные баллоны.
• Возвращение в газообразное состояние: регазификационные терминалы.

Важно, что после возвращения в естественное состояние СПГ не теряет своих исходных свойств

Сообщение про Розу

Роза светолюбивое растение. Обитает она на освещенных участках почвы. Существует более 20 тысяч сортов роз, различающихся по окраске, запаху и формам.

По некоторым источникам родиной розы является Древняя Греция. О розе складывались разные легенды, а так же мифы гласили, что привезенный цветок купцами финикийцами, был преподнесен богине Афродите. Роза стала ее любимым цветком. Римские патриции принимали ванную с лепестками роз. Считалось, что розовая вода обладала эффектом омоложения. Так же по преданиям розы предавали войнам мужество. Следы роза оставила и в христианских землях, она украшала сады.

Палитра Окраски роз необыкновенна. Белые, Розовые, Персиковые, Оранжевые, Красные, Алые, Черные, Синие, Зеленые. Каждый оттенок красив и несет свой скрытый смысл.

Пышность роз начинается с 5 лепестков, заканчивается 120. Рост розы от 20 см до 7 метров. Стебли и стволики растения покрыты шипами разных размеров. Но существуют сорта вовсе без шипов.

Еще розы используются в качестве сырья для духов, вина, красящих веществ. Роза ведь не только королева среди цветов, но и среди парфюмерии. Чаще всего используют сорта: Damascena Mill, Rose de Mai, Centifolia. Большим поставщиком Damascena Mill является Болгария. Примерно 45% мужских и 95% женсих духов имеют в составе розовые эфирные масла. Ну и конечно роза это любимый веток многих. Например, женщинам розы дарят как символ красоты и молодости.

Роза не только красива, но и приносит большую пользу как лекарственное растение. Препараты, содержащие эфирные масла и вытяжки из роз способствуют улучшению и укреплению нервной и иммунной системам. При вдыхании аромата роз можно снять головную боль, а так же головокружение.

Интересные факты. Самым большим одиночным розовым кустом является Lady Banks в США. Занимаемая площадь равняется футбольному полю. Бутон самой маленькой розы сортов «Си» не больше рисового зернышка. Самая старая роза находиться в Германии. Ей уже 1000 лет.

Чтобы самому вырастить розы потребуется, конечно, немало усилий. Прежде всего, нужно подобрать место, где будет расти куст. Так как роза любит солнечные лучи это место не должно быть темным

После посадки важно вовремя подкармливать растение и ухаживать за ним

Превращается ли природный газ в угарный газ?

Угарный газ (СО) также по своей природе бесцветный и не имеющий запаха газ , но, в отличие от природного газа, он токсичен. Когда природный газ сгорает не полностью , это может привести к дисбалансу топлива и кислорода, что приводит к образованию CO . Природный газ обычно создает только воду и углекислый газ при правильном сгорании, ни один из которых не токсичен.  

Однако это не обязательно делает природный газ более опасным, чем другие источники энергии. Все виды топлива, которые сжигаются, включая уголь, древесину, нефть, керосин, пропан и другие, могут производить угарный газ в качестве побочного продукта.  

Счетчики газа

Поскольку природный газ доставляется непосредственно в дома по трубам, а не в резервуарах, которые вы покупаете, как пропан, плата за него взимается в зависимости от потребления. Это делается с помощью счетчиков газа. Эти счетчики измеряют количество газа, используемого любым отдельным домом или единицей, которая имеет доступ к газопроводу и несет ответственность за соответствующие счета за коммунальные услуги.  

Во многих многоквартирных домах использование газа включено в плату за квартиру или стандартную месячную ставку, поскольку в здании используется природный газ. Но любые единицы или дома, которые несут ответственность за собственное использование газа, будут иметь индивидуальный газовый счетчик, чтобы определять, сколько газа используется ежемесячно и сколько нужно платить.