Природный, попутный и сжиженные газы
2. Технологическая характеристика природных газов и их компонентов.
Природный, попутный и сжиженные газы
К основным газам естественного, природного происхождения относятся четыре:
— природный газ, формула которого СН4;
Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном (без доступа О2) разложении органических веществ. В природных газах основным компонентом смеси является метан, содержание его в смеси составляет от 92 до 98% по объему. Остальные 2-8% — гомологи метана и азот. Газ, в составе которого гомологи метана составляют не более 75 г/м 3 , называют сухим, более 150 г/м 3 газ называют жирным (наиболее подходящее сырье для химической промышленности).
Природный газ – бывает разных модификаций и может быть представлен
Главное отличие попутного газа от природного в том, что он является продуктом переработки нефти, а природный – добывается из недр земли в готовом виде. Отличаются по химическому составу: попутный газ представлен в основном пропаном, изомерами бутана. Используется как сырье в химической промышленности, как автомобильное топливо.
Энергетическая и химическая ценность природного газа определяется содержанием в нём углеводородов. Разница в составе природного и попутного нефтяного газа имеется. В попутном нефтяном газе больше сравнительно тяжёлых углеводородов, которые обязательно отделяются, прежде чем использовать газ.
Сжиженный газ под сжиженным газом понимаются:
— разновидность природного газа, представленного в виде жидкости, которая образуется посредством охлаждения газообразного топлива;
— углеводородные газы, которые сжижаются под высоким давлением;
— компримированный природный газ. Компримированный природный газ производят путём сжатия (компримирования) природного газа в компрессорных установках. Сжижение природного газа осуществляется для удобства его транспортировки и хранения.
Сжиженный природный газ – это жидкость, которая примерно вдвое легче воды. Закипает она при температуре минус 158-163 о С. Как и традиционный природный газ, по химическому составу представлен метаном.
Сжиженные углеводородные газы представленыпропаном и бутаном
По своим химическим и физическим свойствам они отличаются от метана – их сжижение возможно без высокой температуры. Это позволяет заправлять пропаном и бутаном зажигалки, размещать их в баллонах, выполняющих функцию топливных носителей в автомобилях.
Компримированный природный газ – он также представлен метаном, однако в жидкость он превращается не посредством охлаждения, а под очень большим давлением. Этот вид топлива чаще всего применяется для заправки автомобилей. Хранение и транспортировка компримированного природного газа происходит в специальных накопителях газа под давлением 200 — 220 бар (газовые баллоны высокого давления). 1 бар равен 105 Па.
Отличие природного газа от сжиженного:
— природный газ находится в газообразном состоянии с температурой, соответствующей окружающей среды, обладает минимальным давлением и является метаном;
— не требует дополнительной переработки перед доставкой потребителю.
а) сильно охлажденной жидкостью (если это сжиженный метан)
б) сжатым до состояния жидкости с иными химическими свойствами (если это пропан и бутан);
в) веществом, превращенным в жидкость посредством сильной компрессии (компримированный газ, добытый из недр земли).
Сжиженный газ, прежде чем подавать потребителям, необходимо регазифицировать или извлечь из баллона, превратив из жидкости в стандартное состояние. Сжиженный газ стоит дороже, чем природный.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
31. Природный и попутный нефтяной газ
2. Кроме метана, в природном газе присутствуют этан, пропан, бутан.
3. Обычно чем выше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.
4. Состав природного газа различных месторождений неодинаков. Средний состав его (в процентах по объему) следующий: а) СН4 – 80–97; б) С2Н6 – 0,5–4,0; в) С3Н8 – 0,2–1,5.
5. В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом.
6. Теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы.
7. Продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении.
8. Природный газ широко используется на тепловых электростанциях, в заводских котельных установках, различных промышленных печах.
Способы применения природного газа
1. Сжигание природного газа в доменных печах позволяет сократить расход кокса, снизить содержание серы в чугуне и значительно повысить производительность печи.
2. Использование природного газа в домашнем хозяйстве.
3. В настоящее время он начинает применяться в автотранспорте (в баллонах под высоким давлением), что позволяет экономить бензин, снижать износ двигателя и благодаря более полному сгоранию топлива сохранять чистоту воздушного бассейна.
4. Природный газ – важный источник сырья для химической промышленности, и роль его в этом отношении будет возрастать.
5. Из метана получают водород, ацетилен, сажу.
Попутный нефтяной газ (особенности):
1) попутный нефтяной газ по своему происхождению тоже является природным газом; 2) особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью – он растворен в ней и находится над нефтью, образуя газовую «шапку»; 3) при извлечении нефти на поверхность он вследствие резкого падения давления отделяется от нее.
Способы применения попутного нефтяного газа.
1. Прежде попутный газ не находил применения и тут же на промысле сжигался.
2. В настоящее время его все в большей степени улавливают, так как он, как и природный газ, представляет собой хорошее топливо и ценное химическое сырье.
3. Возможности использования попутного газа даже значительно шире, чем природного; наряду с метаном в нем содержатся значительные количества других углеводородов: этана, пропана, бутана, пентана.
32. Нефть и ее переработка
В промышленности получают нужные народному хозяйству нефтепродукты.
Природная нефть всегда содержит воду, минеральные соли и разного рода механические примеси.
Поэтому, прежде чем поступить на переработку, природная нефть подвергается обезвоживанию, обессоливанию и ряду других предварительных операций.
Особенности перегонки нефти.
1. Способ получения нефтепродуктов путем отгонки из нефти одной фракции за другой подобно тому, как это осуществляется в лаборатории, для промышленных условий неприемлем.
2. Он очень непроизводителен, требует больших затрат и не обеспечивает достаточно четкого распределения углеводородов по фракциям в соответствии с их молекулярной массой.
Всех этих недостатков лишен способ перегонки нефти на непрерывно действующих трубчатых установках:
1) установка состоит из трубчатой печи для нагревания нефти и ректификационной колонны, где нефть разделяется на фракции (дистилляты) – отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения – бензин, лигроин, керосин и т. д.;
2) в трубчатой печи расположен в виде змеевика длинный трубопровод;
3) печь обогревается горящим мазутом или газом;
4) по трубопроводу непрерывно подается нефть, в нем она нагревается до 320–350 °C и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну.
Особенности ректификационной колонны.
1. Ректификационная колонна – стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м.
2. Она имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, так называемых тарелок.
3. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках.
4. Постепенно охлаждаясь при своем движении вверх, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения.
5. Углеводороды менее летучие сжижаются уже на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию, более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновую фракцию, еще выше собирается лигроиновая фракция, наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин.
6. Часть бензина подается обратно в колонну для орошения, что способствует охлаждению и конденсации поднимающихся паров.
7. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, образуя мазут.
Чтобы облегчить испарение летучих углеводородов, задерживающихся в мазуте, снизу навстречу стекающему мазуту подают перегретый пар.
8. Образующиеся фракции на определенных уровнях выводятся из колонны.
Далее они подвергаются очистке от примесей при помощи серной кислоты, щелочи и другими способами.
Источник
6. Природный углеводородный газ, попутный или нефтяной газ. Их физико-химические свойства, различие состава.
Углеводородные газы, генерируемые в осадочной оболочке земной коры, могут находиться в различных состояниях: свободном, растворенном, твердом и др. В свободном состоянии они образуют газовые скопления. Углеводородные газы хорошо растворимы в подземных водах и нефтях. При определенных условиях они вступают в соединение с водой и переходят в твердое состояние.
Химический состав газов. Газы газовых скоплений представлены в основном метаном (до 98,8 % ) с примесью его гомологов, а также неуглеводородных компонентов: углекислого газа, азота и сероводорода. Ввиду резкого преобладания метана и небольшого (до 0,2%) количества жидких его гомологов эти газы относят к так называемым сухим газам.
Газы, растворенные в нефтях, называются попутными нефтяными газами. Состав нефтяных попутных газов резко отличается от сухих значительным содержанием этана, пропана, бутана и высших углеводородов (в сумме до 50 %). Поэтому они получили название жирных или богатых газов. В составе газов, растворенных в подземных водах, основное значение имеют метан, азот и углекислый газ. Концентрация метана в растворенном газе может достигать 80—95 % и составлять тысячи кубических сантиметров на литр, концентрации углеводородов имеет иногда промышленное значение.
Диффузия газа—это явление взаимного проникновения одного вещества в другое (при их соприкосновении), обусловленное движением молекул. Диффузия газов в осадочных толщах в естественных условиях осуществляется преимущественно через водонасыщенные поры и трещины пород. Диффузия вызывается в основном разностью концентраций газа в смежных частях горных пород и протекает в направлении от большей концентрации к меньшей. Коэффициенты диффузии D зависят как от состава диффундирующего газа, так и от свойств среды, через которую происходит диффузия, и от термодинамических условий (коэффициенты диффузии увеличиваются с температурой).
Явления диффузии газов имеют существенное значение в процессах формирования и разрушения залежей газа.
Растворимость углеводородных газов в нефти примерно в 10 раз больше, чем в воде. Жирный газ лучше растворим в нефти, чем сухой, более легкая нефть растворяет больше газа, чем тяжелая.
Газ, растворяясь в нефти, увеличивает ее объем и уменьшает плотность, вязкость и поверхностное натяжение. Если объем газовой фазы значительно превышает объем нефти, то при давлении 200—250 кг/см 2 и температуре 90—95 °C наступает обратная растворимость—жидкие углеводороды начинают растворяться в газе, и при определенных давлении и температуре смесь флюидов полностью превратится в газ. Это явление называется ретроградным или обратным испарением. Физические свойства природных газов, которые были рассмотрены выше, играют заметную роль в процессах формирования залежей нефти и газа и в размещении их в земной коре. Например, нефть сама по себе практически не может мигрировать через труднопроницаемые породы, в то время как в растворенном состоянии в газе для нее эти породы не являются такой преградой на пути миграции.
При понижении давления из газа начинает выпадать конденсат в виде жидких углеводородов. Это явление называется обратной конденсацией. При повышении давления конденсат снова превращается в газ.
Для каждого газа существует температура, выше которой газ не переходит в жидкое состояние, как бы велико ни было давление. Так же для каждого газа существует предельное давление, ниже которого, как бы ни низка была температура, газ не переходит в жидкое состояние. Эти предельные температура и давление называются критическими.
Источник