Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Июль » 25 » Природный газ
12:37
Природный газ

Нередко, природный газ называют "голубым топливом”, за характерный цвет пламени. Вы можете наблюдать этот цвет на кухне, у газовой плиты или в пламени походной горелки, а то и просто у обычной газовой зажигалки.

В отличие от угля и нефти, природный газ не имеет определенной "сырьевой базы”, он сопровождает уголь, торф или нефть, и является наиболее распространенным ископаемым топливом. Известны даже случаи образования метановых выбросов на крупных свалках. Так, в Московской области, в одном из котлованов оставшихся после добычи камня и песка, примерно за 80 лет накопился слой бытового мусора. Сверху мусор покрыли грунтовые воды, слоем около 5 метров. В середине 90-х годов прошлого века, местные жители заметили выбросы метана со дна этого "озера”.

Более того, по одной из версий, знаменитый Бермудский треугольник получил свою дурную славу, как раз благодаря выбросам метана из древних биологических отложений на дне (глубина океана там 1-4 км). Как и торф, природный газ (метан) может образоваться за считанные годы. Так, одна из методик по поиску захоронений, принятая в следственных органах развитых англоязычных стран (в России эта методика практически не используется из-за высокой стоимости оборудования и низкой эффективности), предусматривает взятие пробы грунта на метан.

Так мы подходим к первому механизму образования месторождений природного газа – микробиологическому. Иначе говоря, метан входит в состав продуктов жизнедеятельности бактерий, живущих в условиях дефицита кислорода (при анаэробном, т.е. кислородном окислении органики микроорганизмами, выделяется в основном вода и углекислый газ). Подобные месторождения метана могут образоваться за несколько лет, чем выше температура грунта и больше корма у бактерий, тем быстрее образуется метан. При этом, прочие углеводороды практически не образуются, зато имеется сопутствующий набор прочих газов: аммиак, сероводород, фосфин, дифосфин и даже немного арсина и тиоэфиров и др.

Как правило, месторождения метана микробиологического происхождения, не имеют промышленного значения из-за своей рассеянности по площади и небольших размеров. Исключения составляют крупные торфяные разрезы.

Кроме деятельности микроорганизмов, природный газ может образоваться при термодиструктивном распаде органических соединений. Так появилась большая часть всех современных месторождений природного газа. Исходными веществами в этом процессе выступают различные примеси угля и нефти. В результате имеем попутный нефтяной и попутный угольный газ.

Попутные нефтяные газы растворены в нефти под давлением, и могут составлять до 2-3% от массы нефти. Для отделения попутных нефтяных газов используют аппарат, в основе которого сопловый блок, расположенный в резервуаре, в котором создается разряжение. При прохождении струи нефти при низком давлении из нее десорбируются газообразные вещества. Основой любого природного газа является метан (обычно его содержится от 80 до 98 объемных %). Попутные нефтяные газы имеют различный состав, но, все они близки к следующему: метан 60%, этан 18%, пропан 10%, азот 12% (по массе). Кроме того, нефтяные газы имеют примесь легких бензинов, которую отделяют процессом "отбензинивания”, путем адсорбции активированным углем, вымораживанием или другими методами. В отличие от природных газов, газы нефтепереработки содержат также значительное количество непредельных углеводородов (12-50% по массе) и водорода. Непредельные углеводороды отделяют при помощи адсорбции или абсорбции соответствующими реагентами.

Природный газ и попутные нефтяные газы являются ценным сырьем химической промышленности и прекрасным топливом. В отличие от угля, природный газ имеет нулевую зольность и не содержит вредных примесей, образующих при сгорании токсичные соединения (вроде оксидов серы, мышьяка, селена, теллура и др.). Правда, в целях безопасности, в бытовой газ (природный газ, богатый метаном, предназначенный для бытовых нужд) добавляют меркаптаны – органические соединения алифатического ряда, имеющие связь сера-углерод. Добавка составляет всего 0,001-0,002% по массе, но резкий, характерный запах обеспечен даже при небольшой утечке газа. Так как, сам природный газ практически не ощутим для человека по запаху. А меркаптаны сразу "бьют в нос”, указывая на близкую перспективу "взлететь на воздух” от любой искры.

Здесь стоит вспомнить интересный факт из быта шахтеров, в 18-19-м веках интенсивно развивалась добыча угля и различной руды закрытым способом. При этом, шахтеры рыли туннели общей протяженностью до нескольких километров (для одной системы шахт), и глубиной до нескольких сотен метров (к концу 19-го века). Полбеды была вентиляция, значительно хуже дело обстояло с природным газом и угольной пылью, они имели неприятную особенность скапливаться в шахтах и взрываться "в самый неподходящий момент”, когда в шахте люди. При этом, если угольную пыль видно глазом и можно своевременно потушить фонари и эвакуироваться на время проветривания, то с метаном все сложнее. Не видный для глаза и не ощутимый для обоняния, он стал настоящим проклятием горняков. Ему даже дали прозвище где-то во Франции: "свирепый гризу”.

Но, как говорится, "голь на выдумки хитра”, поэтому, при полном отсутствии аналитических приборов, шахтеры нашли выход в… кроликах. Клетку с живым кроликом брали с собой в шахту и следили за его глазами, когда зрачки расширялись (реакция на мельчайшие дозы метана), это был сигнал к отходу.

Метан в шахтах скапливается из мелких подземных "россыпей” органических отложений, например, костей и останков доисторических животных, или под илистого слоя органической донной фазы древнего океана, а то и просто, соседних залежей угля или нефти. На эту тему интересно высказался Ж.Верн в своей книге "Путешествие к центру Земли”. С точки зрения современной науки, эта книга выглядит весьма наивно, но написано красочно.

Другой интересный пример воздействия низших алканов на живые организмы заметили ботаники. Даже ничтожные примеси этана или этилена в воздухе овощехранилища ускоряют созревание овощей и фруктов в разы. Вероятно, это связанно со спешкой растений, почуявших признаки гниения.

Ввиду широкого применения в современной промышленности (газовая сажа, производство ацетилена, конверсия водяным паром до синтез-газа, окислительный пиролиз и др.) и огромных перспектив в энергетике (теплота сгорания 45 МДж/кг.), природный газ сейчас переживает свой золотой век. Среди стран, самые большие запасы природного газа имеют Россия и Иран, затем идут страны-лидеры по экспорту нефти, так как природный газ часто сопутствует нефти. Уже достаточно давно многие автомобили используют в качестве топлива сжиженный природный газ и результаты очень хорошие, хотя могло бы быть и лучше…. Но, об этом в другой раз.

Категория: Топливо и энергетика | Просмотров: 2673 | Добавил: Chemadm | Теги: происхождение природного газа, энергетика, газообразное топливо | Рейтинг: 4.6/28
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]