Застосування природного газу. Природний газ: склад, властивості

Що ми знаємо про вуглеводні? Ну хіба що щось зі шкільної програми з хімії, та періодично мелькає в ЗМІ слово "метан" ... Що ми знаємо про природний газ, крім його вибухонебезпечних властивостей? Яке ще застосування природного газу, крім загальновідомих нам приготування їжі та опалення житлових будівель? Що нового відбувається в світі енергоспоживання та енергетичної безпеки?

Основні властивості

Почнемо з того, що відома фраза з приводу запаху газу в квартирі або на вулиці не зовсім правильна. У природного газу, який подається нам в квартири для приготування їжі або для підігріву води, немає ні смаку, ні запаху. Те, що ми відчуваємо, є не що інше, як спеціальна добавка, необхідна для визначення витоків газу. Це так званий одорант, додають його на спеціально обладнаних станціях в таких пропорціях: 16 мг на одну тисячу кубометрів газу.

Основним компонентом природного газу, безумовно, є метан. Його вміст у газовій суміші складає близько 89-95%, інші компоненти - це бутан, пропан, сірководень і так звані домішки - пил і негорючі компоненти, кисень і азот. Відсоток вмісту метану залежить від типу родовища.

Енергія природного газу, що виділяється при згорянні одного кубометра палива, називається теплотою згорання. Дана величина є однією з початкових у всіх питаннях проектування газових об`єктів, і в різних країнах за основу беруться різні значення. У Росії розрахунок ведеться по нижчій теплоті згоряння, в країнах Заходу, таких як Франція і Великобританія, - по вищій.

Говорячи про вибухонебезпечності природного газу, варто згадати про такі поняття, як межі вибуховості і небезпечна концентрація. Газ вибухає при концентрації його в приміщенні від 5 до 15% від обсягу. Якщо концентрація нижче, газ не горить, якщо концентрація більше 15%, то газоповітряна суміш горить при додатковій подачі повітря. Небезпечною концентрацією прийнято називати 1/5 від нижньої межі вибуховості, тобто 1%.

Основи види та застосування природного газу

Бутан і пропан знайшли своє застосування як паливо для автомобілів (Зріджений газ). Також пропан використовується для заправки запальничок. Етан в якості палива застосовується вкрай рідко, оскільки є сировиною для виробництва поліетилену. Ацетилен вкрай горючий і використовується при зварюванні і різанні металів. Застосування природного газу, а якщо бути точніше - метану, нами вже обговорювалося, він використовується як пальне паливо в плитах, колонках і котлах.

Різновиди видобувається природного газу

За типами газу, що видобувається родовища діляться на газові або попутні. Основна відмінність між ними полягає у відсотку вмісту вуглеводнів. У газових родовищах вміст метану становить близько 80-90%, в попутних, або, як їх прийнято ще називати, «нафтових», зміст його не більше 50%. Решта 50% - це пропан-бутан і відокремилася від газу нафту. Одним з найбільших мінусів газу з попутного родовища є обов`язкова його очищення від різних домішок. Отримання природного газу буває також пов`язане з видобутком гелію. Подібні родовища зустрічаються досить рідко, гелій вважається оптимальним газом для охолодження ядерних реакторів. Сірка, що виділяється з сірководнем, здобутих як домішка природного газу, також використовується в промислових цілях.

Основним інструментом при видобутку природного газу є бурова установка. Це чотириногих вишка висотою близько 20-30 метрів. До неї підвішується труба з буром на кінці. Труба ця збільшується по мірі збільшення глибини свердловини, в процесі буріння в свердловину додається спеціальна рідина, щоб руйнуються породи її не забили. Здійснюється подача даної рідини за допомогою спеціальних насосів. Зрозуміло, вартість природного газу включає в себе витрати на експлуатацію та спорудження газодобувних свердловин. Від 40 до 60% собівартості складають витрати саме на це.

Як до нас приходить газ?

Отже, покинувши місце видобутку, очищений природний газ надходить на першу компресорну станцію, або, як її ще називають, головний. Розташована вона найчастіше в безпосередній близькості від родовища. Там за допомогою установок газ з високим тиском надходить в магістральні газопроводи. Для підтримки заданого тиску на магістральних газопроводах встановлюються дожимні компресорні станції. Оскільки прокладка труб з даною категорією тиску всередині міст заборонена, перед кожним великим містом встановлюється відгалуження. Воно вже, у свою чергу, не підвищує, а знижує тиск. Частина його витрачається великими споживачами газу - промисловими підприємствами, заводами, котельними. А інша частина надходить в так звані ГРП - газорозподільні пункти. Там тиск ще раз знижується. Де застосування природного газу нам з вами найбільш знайоме й зрозуміло? Це конфорки плит.

Як давно він з нами?

Активне застосування природного газу бере свій початок в середині 19 століття, після винаходу газового пальника. Причому початкове використання його зараз для нас не зовсім звично. Спочатку застосовувався він для освітлення вулиць. У Радянському Союзі до кінця 30-х років минулого століття самостійної газовій галузі не існувало. Родовища газу відкривалися випадково, лише при розвідці нафтових свердловин. Активне використання природного газу почалося з часів Великої Вітчизняної війни. Брак палива, у зв`язку з втратою частини вугільних і нафтових родовищ, дала потужний поштовх розвитку газової галузі. Вже після закінчення війни газова галузь активно розвивалася і поступово стала однією з найбільш енергоефективних.

Альтернативи немає

Мабуть, найкращим доказом переваги природного газу як найбільш зручного джерела енергії є показники Москви. Підключення газу дозволило щодня економити один мільйон кубів дров, 0650000 тонн вугілля, 150 тисяч тонн гасу і майже стільки ж топкового мазуту. І все це було замінено 1 млн. Куб. м газу. Далі пішла поступова газифікація всієї країни і пошук нових родовищ. Пізніше були знайдені величезні запасу газу в Сибіру, які й експлуатуються донині.

Промислове використання

Використання природного газу не обмежується тільки приготуванням їжі - хоч і опосередковано, він застосовується для подачі тепла в житлові будинки. Більшість великих міських котелень в Європейській частині Росії використовують в якості основного палива саме природний газ.

Також все частіше природний газ використовують у хімічній промисловості як сировину для отримання різних органічних речовин. Все більша кількість автомобільних гігантів розробляють автомобілі на альтернативних видах палива, в тому числі водні та природному газі.

Тільки газ тому провиною

З точки зору екології природний газ можна назвати одним з найбезпечніших видів органічного палива. Однак підключення газу в багато сфер життя людини і подальше спалювання призвело до багаторазового збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері. Інакше цей процес носить назву "парниковий ефект". І це вкрай негативно позначається на кліматі нашої планети. Однак нові технології і рівень виробництва останнім часом максимально знижують рівень викидів в атмосферу. Нагадаємо, газ - один з найбільш безпечних видів палива.