Mineraalid: maagaas. Maagaas - mootorikütus

Gaas on üks enim kasutatavaid mineraale. Seda kasutatakse paljudes inimelu valdkondades kütusena ja see võimaldab teil täita ülesandeid, mis varem olid saavutamatud. Maagaasi, nagu kivisüsi või naftat, ammutatakse maa sisemusest spetsiaalse varustuse abil. See tekkis mõju all kõrge temperatuur ja säilmete surve orgaaniline aine loomset päritolu tuhandeid aastaid.

Üsna heterogeenne, olenevalt esinemiskohtadest ja mitmesugused välised tegurid see võib sisaldada erinevates kogustes: lämmastikku, etaani, butaani, propaani, vesinikku, vesiniksulfiidi jne.

Kuidas kasutatakse gaasi tänapäeva maailmas?

Põhimõtteliselt kasutatakse gaasi kütusena autodes, soojuselektrijaamades, kütusena elamute ja laoruumid samuti kütmiseks ja toiduvalmistamiseks. Seda kasutatakse laialdaselt keemia- ning kütuse- ja energiatööstuses. Sest taskukohane hind ja absoluutne keskkonnasõbralikkus (gaasi peetakse looduses kõige kahjutumaks mineraalkütuseks), seda kasutatakse nii kodu- kui ka tööstuslikeks vajadusteks kogu planeedil.

Kuidas kasutatakse maagaasi keemiatööstuses?

Maagaasi kasutamine sisse keemiatööstus võimaldas sünteesida selliseid aineid nagu polüetüleen, mida varem looduses ei eksisteerinud. Lisaks kasutatakse seda toorainena mitmesuguste orgaaniliste ainete loomiseks: happed, alkohol, plast, kumm jne.

Ise maagaas ei oma lõhna ega värvi. Selle funktsiooni tõttu ei saa seda puhtal kujul kasutada, kuna selle leke on täiesti nähtamatu. Et kaitsta inimesi, aineid, millel on halb lõhn, nagu etüülmerkaptaan.

Kuidas maagaasi transporditakse ja kus seda kasutatakse?

Looduslik kaevudest, mille järel see puhastatakse mitmesugused lisandid, lisatakse maitse ja juhitakse torujuhtmesse rõhu all 75 atmosfääri. See pumbatakse läbi gaasi ülekandesüsteemi jaotusjaamadesse, kust see saadetakse tarbijatele palju madalama rõhu all.

Samuti on maagaasi veeldamise meetod, mis võimaldab seda transportida spetsiaalsete tankerite abil. Sellise gaasi edasine kasutamine ei erine eelmisest versioonist. Sadamas pumbatakse gaas välja ja suunatakse gaasi ülekandesüsteemi.

Praegu kasutatakse maagaasi laialdaselt kütuse- ning energia- ja keemiatööstuses.

Maagaasi kasutatakse laialdaselt odava kütusena elamutes ja kaubanduses korterelamud kütmiseks, vee soojendamiseks ja toiduvalmistamiseks. Seda kasutatakse kütusena autodes, katlamajades, soojuselektrijaamades. See on üks parimad vaated kütus koduseks ja tööstuslikuks tarbeks. Maagaasi väärtus kütusena seisneb ka selles, et tegemist on keskkonnasõbraliku mineraalkütusega. Selle põletamisel tekib palju vähem kahjulikke aineid võrreldes teiste kütuseliikidega. Seetõttu on maagaas inimtegevuses üks peamisi energiaallikaid.

Keemiatööstuses kasutatakse maagaasi toorainena erinevate orgaaniliste ainete, näiteks plastide, kummi, alkoholi ja orgaaniliste hapete tootmiseks. Just maagaasi kasutamine aitas sünteesida paljusid kemikaale, mida looduses ei eksisteeri, näiteks polüetüleeni.

Alguses polnud inimesed sellest teadlikud kasulikud omadused gaas. Naftatootmises seostatakse seda sageli gaasiga. Sellised seotud gaas Varem põletati need lihtsalt kaevandamise kohas. Tol ajal oli maagaasi transportimine ja müük kahjumlik, kuid aja jooksul tõhusad meetodid maagaasi transport tarbijani, millest peamine on torujuhe. Selle meetodi abil siseneb eelnevalt puhastatud kaevude gaas torudesse tohutu rõhu all - 75 atmosfääri. Lisaks kasutatakse veeldatud gaasi transportimise meetodit spetsiaalsetes tankerites - gaasikandurites. Veeldatud gaas transportimisel ja ladustamisel ohutum kui kokkusurutuna.

Ja maagaasi põletamine on paljudes osariikides seadusega keelatud, kuid mõnes riigis kasutatakse seda endiselt ...

Ja kas teadsid, et...

Puhas maagaas on värvitu ja lõhnatu. Lekke tuvastamiseks kodugaas lõhna järgi lisavad nad mitte suur hulk ained, millel on tugev ebameeldiv lõhn. Kõige sagedamini kasutatakse selleks etüülmerkaptaani.

Maagaas on settekivimite rühma mineraal, mis on gaaside segu. See ressurss tekkis orgaanilise aine lagunemise tulemusena Maa soolestikus. Ökoloogid tunnistavad maagaasi puhtaimaks fossiilkütuseks.

Maagaasi omadused ja liigid

Maagaasi omadused sõltuvad selle koostisest. See on õhust 1,8 korda kergem, isesüttimistemperatuur on 650°C. Kuiva gaasi tihedus on 0,68 kg/m 3 kuni 0,85 kg/m 3 ja vedeliku tihedus 400 kg/m 3 . 5–15 mahuprotsendiline gaasi ja õhu segu on plahvatusohtlik. Eripõlemissoojus 8-12 kWh/m 3 . Maagaasi kasutamisel sisepõlemismootorites on oktaaniarv 120 kuni 130.

Enamik maagaasi on gaasiliste süsivesinike segu. Põhiosa moodustab metaan (CH 4 - kuni 98%), samuti rasked süsivesinikud - etaan C 2 H 6, propaan C 3 H 8, butaan C 4 H 10. Kompositsioon sisaldab ka muid mittesüsinikuaineid: vesinik H 2, vesiniksulfiid H 2 S, süsinikdioksiid CO 2, lämmastik N 2, heelium He.

Puhas maagaas on värvitu ja lõhnatu. Lekkekoha leidmise hõlbustamiseks segatakse sinna lõhnaaineid, ebameeldiva lõhnaga aineid.

Maagaasi tüübid:

• veeldatud (SUG);
• soo;
• õli;
• süsihappegaas;
• gaasihüdraadid;
• kiltkivi;
• valgustus;
• koks;
• kokkusurutud või kokkusurutud (CNG);
• seotud õli;
• kriidiajastu mullakihi tasandite ja alamkihtide kaupa, kust seda tänapäeval kaevandatakse - Turoni, Cenomaani, Valangini, Achimovi.

Maagaasiväljak

Põhimõtteliselt asuvad maagaasimaardlad maakoore settekihis. Tohutud maagaasivarud kuuluvad Venemaale (Urengoyskoje maardla), Euroopas - Norrale, Hollandile, enamikule Pärsia lahe riikidest, Iraanile, Kanadale, USA-le, suured maardlad on Aserbaidžaanis, Usbekistanis, Türkmenistanis ja Kasahstanis. Gaasihüdraate leidub suurtes kogustes nii merepõhja all kui ka maa all.

Maagaasi tootmine

Enne kaevandamist tehakse esmalt uurimine - gravitatsiooniline, magnetiline, seismiline või geokeemiline. Kuid ainus usaldusväärne viis teada saada, kas teie all on gaasivaru, on puurida kaev. Maagaas asub ühe kilomeetri sügavusel. Maa soolestikus paikneb gaas mikroskoopilistes poorides, mis on omavahel ühendatud kanalitega – pragudega, läbi nende all. kõrgsurve see oluline ressurss tungib rohkem pooridesse madal rõhk kuni see on kaevude sees. Kõik see toimub vastavalt Darcy seadusele - gaaside ja vedelike filtreerimine poorses keskkonnas. Gaas väljub soolestikust selle tulemusena, et kaevudes on see rõhu all, mis on mitu korda kõrgem atmosfäärirõhust.

Gaasi toodetakse kaevudest, mis on ühtlaselt jaotatud kogu põllu alale. Seda tehakse reservuaari rõhu ühtlaseks languseks maardlas. Toodetud gaas valmistatakse ette transportimiseks. Gaasi transporditakse torustike, spetsiaalsete gaasikandjate, raudteetsisternide kaudu.

Maagaasi kasutamine

Maagaasi kasutatakse väga ökonoomse kütusena elektrijaamades, tsemendi- ja klaasitööstuses, musta ja värvilise metalli metallurgias, ehitusmaterjalide tootmiseks ning erinevate orgaaniliste ühendite tootmiseks. Seda olulist ressurssi kasutatakse majapidamisvajaduste jaoks. Megalinnade energiaallikas, mootorikütus, värv, liim, äädikas, ammoniaak – kõik see on meil tänu maagaasile.

Puhas maagaas on värvitu ja lõhnatu. Lekke tuvastamiseks lõhna järgi väike kogus tugeva ebameeldiva lõhnaga aineid (mädakapsas, mädahein, mädamunad) (nn lõhnaained). Kõige sagedamini kasutatav lõhnaaine on etüülmerkaptaan (16 g 1000 kuupmeetri maagaasi kohta).

Maagaasi transportimise ja ladustamise hõlbustamiseks vedeldatakse see kõrgendatud rõhul jahutades.

Füüsikalised omadused

Ligikaudsed füüsikalised omadused (olenevalt koostisest; tavatingimustes, kui pole märgitud teisiti):

Gaasi omadus olla maakoores tahkes olekus

Teaduses on pikka aega olnud arvamus, et üle 60 molekulmassiga süsivesinike akumulatsioonid asuvad maakoores. vedel olek, ja kergemad - gaasilises. Kuid vene teadlased A. A. Trofim4uk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu. See nähtus tunnistati teaduslikuks avastuseks ja kanti 1961. aasta prioriteediga NSV Liidu avastuste riiklikusse registrisse nr 75 all.

Gaas läheb maapõues tahkesse olekusse, ühendudes kihistuveega hüdrostaatilisel rõhul (kuni 250 atm) ja suhteliselt madalad temperatuurid(kuni 295°K). Gaashüdraadi ladestustes on võrreldamatult kõrgem gaasi kontsentratsioon poorse keskkonna ruumalaühiku kohta kui tavalistes gaasimaardlates, kuna üks veekogus seob hüdraatunud olekusse jõudes kuni 220 mahuosa gaasi. Gaashüdraadi maardlate tsoonid on koondunud peamiselt igikeltsa levikualadele, aga ka Maailma ookeani põhja alla.

Maagaasiväljad

Hiiglaslikud maagaasivarud on koondunud maakoore settekihti. Õli biogeense (orgaanilise) päritolu teooria kohaselt tekivad need elusorganismide jäänuste lagunemise tulemusena. Arvatakse, et maagaas tekib settekihis kõrgematel temperatuuridel ja rõhul kui nafta. Sellega on kooskõlas tõsiasi, et gaasimaardlad on sageli sügavamal kui naftamaardlad.

Kaevude abil ammutatakse maa sisikonnast gaasi. Kaevud püüavad paigutada ühtlaselt kogu põllule. Seda tehakse reservuaari rõhu ühtlaseks languseks reservuaaris. Vastasel juhul on võimalikud gaasivoolud maardla alade vahel, aga ka maardla enneaegne üleujutus.

Gaas väljub soolestikust tänu sellele, et reservuaaris on selle rõhk mitu korda kõrgem kui atmosfäärirõhk. Seega on liikumapanevaks jõuks rõhuerinevus reservuaari ja kogumissüsteemi vahel.

Vaata ka: Riikide loend gaasitootmise järgi

Maagaasi ettevalmistamine transpordiks

Maagaasi valmistamise tehas.

Kaevudest tulev gaas tuleb ette valmistada transportimiseks lõpptarbijani - keemiatehas, katlamaja, soojuselektrijaam, linna gaasivõrgud. Gaasi ettevalmistamise vajaduse põhjustab lisaks sihtkomponentidele (erinevatele tarbijatele on erinevad komponendid) ka lisandite olemasolu, mis tekitavad raskusi transportimisel või kasutamisel. Seega võib gaasis sisalduv veeaur teatud tingimustel moodustada hüdraate või kondenseerudes koguneda erinevaid kohti(näiteks torujuhtme painutamine), gaasi edasiliikumise segamine; vesiniksulfiid on väga söövitav gaasiseadmed(torud, soojusvaheti paagid jne). Lisaks gaasi enda ettevalmistamisele on vajalik ka torujuhtme ettevalmistamine. Siin kasutatakse laialdaselt lämmastikutehaseid, mida kasutatakse torujuhtmes inertse atmosfääri tekitamiseks.

Gaas valmistatakse ette erinevaid skeeme. Neist ühe järgi on põllu vahetusse lähedusse rajamisel kompleksne gaasipuhastusplokk (CGTP), kus gaasi puhastatakse ja kuivatatakse absorptsioonikolonnides. Sellist skeemi on rakendatud Urengoy väljal.

Kui gaas sisaldab suures koguses heeliumi või vesiniksulfiidi, siis töödeldakse gaasi gaasitöötlustehases, kus heelium ja väävel eraldatakse. Seda skeemi on rakendatud näiteks Orenburgi põllul.

Maagaasi transport

Praegu on peamine transpordiliik torujuhe. Läbi kuni 1,4 m läbimõõduga torude pumbatakse gaas rõhul 75 atm, mis torujuhtmes liikudes kaotab potentsiaalset energiat, ületades nii gaasi ja toru seina vahel kui ka gaasikihtide vahel tekkivad hõõrdejõud, mis on hajub soojuse kujul. Seetõttu on teatud ajavahemike järel vaja ehitada kompressorjaamu (CS), kus gaas surutakse kokku 75 atm-ni ja jahutatakse. Torujuhtme ehitamine ja ülalpidamine on väga kulukas, kuid sellegipoolest on see esialgsete investeeringute ja korralduse poolest odavaim viis gaasi transportimiseks lühikestel ja keskmistel vahemaadel.

Lisaks torutranspordile kasutatakse laialdaselt spetsiaalseid gaasikandjaid. Need on spetsiaalsed anumad, millel veetakse gaasi veeldatud olekus spetsiaalsetes isotermilistes mahutites temperatuuril -160 kuni -150 °C. Samal ajal ulatub tihendusaste sõltuvalt vajadustest 600 korda. Seega on sellisel viisil gaasi transportimiseks vaja venitada gaasitoru põllult lähima mererannikuni, ehitada rannikule terminal, mis on tunduvalt odavam kui tavasadam, gaasi veeldamiseks ja tankeritesse pumpamiseks. ja tankistid ise. Kaasaegsete tankerite tavaline mahutavus on 150 000–250 000 m³. See transpordiviis on palju ökonoomsem kui torujuhe, alustades vahemaadest vedelgaasi tarbijani üle 2000–3000 km, kuna peamine kulu ei ole transport, vaid peale- ja mahalaadimine, kuid see nõuab suuremaid alginvesteeringuid infrastruktuuri kui torujuhe. Selle eeliste hulka kuulub ka asjaolu, et vedelgaas on transportimisel ja ladustamisel palju ohutum kui surugaas.

2004. aastal moodustasid rahvusvahelised gaasitarned torujuhtmete kaudu 502 miljardit m³, vedelgaasi - 178 miljardit m³.

Gaasi transportimiseks on ka teisi tehnoloogiaid, näiteks raudteetsisternide kasutamine.

Oli ka projekte õhulaevade kasutamiseks või gaashüdraadis, kuid need arendused jäid erinevatel põhjustel kasutamata.

Ökoloogia

Keskkonna seisukohalt on maagaas puhtaim fossiilkütuse liik. Selle põletamisel tekib teiste kütuseliikidega võrreldes oluliselt väiksem kogus kahjulikke aineid. Küll aga põletatakse tohutult palju mitmesugused kütus, sealhulgas maagaas, on viimase poole sajandi jooksul toonud kaasa süsinikdioksiidi, mis on kasvuhoonegaas, mõningase kasvu atmosfääris. Selle põhjal järeldavad mõned teadlased, et on olemas kasvuhooneefekti ja selle tagajärjel kliima soojenemise oht. Sellega seoses kirjutasid mõned riigid 1997. aastal alla Kyoto protokollile, et piirata kasvuhooneefekti. 26. märtsi 2009 seisuga on protokolli ratifitseerinud 181 riiki üle maailma (need riigid annavad kokku üle 61% ülemaailmsetest heitkogustest).

Järgmise sammuna rakendati 2004. aasta kevadel välja ütlemata alternatiivne globaalne programm tehnoökoloogilise kriisi tagajärgedest ülesaamise kiirendamiseks. Programmi aluseks oli adekvaatse hinnakujunduse kehtestamine energiakandjatele vastavalt nende kütuse kalorisisaldusele. Hind määratakse energiakandja mõõtühikust lõpptarbimisel saadud energia maksumuse alusel. 2004. aasta augustist 2007. aasta augustini soovitasid ja toetasid regulaatorid suhet 0,10 dollarit kilovatt-tunni kohta (nafta keskmine hind on 68 dollarit barreli kohta). Alates 2007. aasta augustist on suhe ümber hinnatud 0,15 dollarile kilovatt-tunni kohta (nafta keskmine hind on 102 dollarit barreli kohta). Finants- ja majanduskriis on teinud omad kohandused, kuid määratud suhte taastavad regulaatorid. Kontrolli puudumine gaasiturul lükkab adekvaatse hinna kehtestamist edasi. keskmine maksumus gaas määratud suhtega - 648 dollarit 1000 m³ kohta.

Rakendus

Maagaasi buss

Maagaasi kasutatakse laialdaselt kütusena elamutes, eramajades ja mitme kortermajades kütmiseks, vee soojendamiseks ja toiduvalmistamiseks; kütusena autodele (auto gaasi-kütuse süsteem), katlamajadele, soojuselektrijaamadele jne. Nüüd kasutatakse seda keemiatööstuses lähteainena erinevate orgaaniliste ainete, näiteks plastide tootmisel. 19. sajandil kasutati maagaasi esimestes valgusfoorides ja valgustamiseks (kasutati gaasilampe)

Märkmed

Lingid

• Erinevatest väljadest pärit maagaasi keemiline koostis, kütteväärtus, tihedus

Meie maa on rikas loodusvarade poolest ja üks neist ressurssidest on maagaas. See moodustub maa sügavustes loomse päritoluga orgaanilistest ainetest kõrgete temperatuuride mõjul.

Surnud ja merepõhja vajunud elusorganismid tungisid sellisesse keskkonda, kus nad oksüdatsiooni tagajärjel ei lagunenud ega hävitatud mikroobide poolt. Selliste organismide ladestused moodustasid muda setteid. Geoloogiliste liikumiste käigus settisid suurtesse meresügavustesse setted. Seal toimus kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul mitme miljoni aasta jooksul protsess, mille käigus setetes leiduv süsinik muutus süsivesinikeks. Nad pärisid selle nime tänu sellele, et molekulide koostis sisaldab süsinikku ja vesinikku. Kõrgmolekulaarsed süsivesinikud on vedelad ained, millest saadakse õli, ja väikeste molekulidega - gaasid. Nad toodavad maagaasi. Kuid gaas tekib kõrgema rõhu ja temperatuuri mõjul kui nafta.

Seetõttu on naftamaardlates pidevalt olemas ka maagaas.

Mõne aja pärast settisid ladestused veelgi sügavamale, kuna need olid kaetud suure settekivimikihiga.

Maagaas hõlmab gaaside segu. Selle põhiosa (umbes 98%) moodustab metaan. Maagaas sisaldab lisaks metaanile propaani, butaani, etaani, aga ka väikeses koguses lämmastikku, süsinikdioksiidi, vesinikku ja vesiniksulfiidi.

Maagaas asub maa sisikonnas, mille sügavus võib olla ühest kuni mitme kilomeetrini. Maa sügavustes leidub gaasi mikroskoopiliste tühimike ehk nn pooride kujul. Poorid on omavahel ühendatud palja silmaga nähtamatute kanalitega. Nende kanalite kaudu liigub gaas kõrgema rõhuga pooridest madalama rõhuga pooridesse.

Gaasi toodetakse kaevude abil. See väljub kaevude kaudu maa sisikonnast. See on tingitud asjaolust, et vahekihis olev maagaas on rõhu all, mis on mitu korda kõrgem atmosfäärirõhust. Seetõttu on maagaasi suurtest sügavustest eraldamise võimenduseks vahekihi ja kogumissüsteemi vaheline rõhkude erinevus.

Peal Sel hetkel maagaasi kasutatakse laialdaselt kütuse- ja energiatööstuses, samuti keemiatööstuses.

Maagaasi kasutatakse laialdaselt ka odava kütusena kodudes sooja vee, kütte ja toiduvalmistamise jaoks. Seda kasutatakse soojuselektrijaamade, katlamajade ja autode kütusena. Maagaas on üks parimaid kütuseliike tööstuslike ja kodumaiste vajaduste jaoks. Selle gaasi väärtus kütusena seisneb ka selles, et tegemist on keskkonnasõbraliku mineraalkütusega. Põlemisel tekib teiste kütuseliikidega võrreldes oluliselt väiksem kogus kahjulikke aineid. Sest maagaasi peetakse inimtegevuses üheks peamiseks energiaallikaks.

Keemiatööstuses kasutatakse seda toorainena erinevate orgaaniliste ainete, näiteks kummi, plasti jne ekstraheerimiseks. Just maagaasi kasutamine võimaldas sünteesida suurt hulka kemikaale, mida looduses ei eksisteeri, näiteks polüetüleeni.

Algselt ei teadnud inimesed maagaasi kasulikest omadustest. Õlitootmise ajal alati olemas. Varem põletati seda lihtsalt kaevandamise kohas. Tol ajal oli maagaasi vedu ja müük kahjumlik, kuid mõne aja pärast tõhusaid viise maagaasi transport ostjale, millest põhiline on torustik. Lisaks kasutatakse veeldatud gaasi transportimise meetodit spetsiaalsete tankerite abil. Vedelgaasi peetakse transportimisel ja ladustamisel ohutumaks kui surugaasi.