Όλα για το φυσικό αέριο: σύνθεση και ιδιότητες, παραγωγή και χρήση φυσικού αερίου

Διαδικασία εξαγωγής μπλε καυσίμου

Πριν από την παραγωγή αερίου είναι η διαδικασία της γεωλογικής εξερεύνησης. Σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε με ακρίβεια τον όγκο και τη φύση της εμφάνισης της κατάθεσης. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι αναγνώρισης.

Βαρυτική - με βάση τον υπολογισμό της μάζας των πετρωμάτων. Τα στρώματα που περιέχουν αέριο χαρακτηρίζονται από σημαντικά μικρότερη πυκνότητα.

Μαγνητικό - λαμβάνει υπόψη τη μαγνητική διαπερατότητα του πετρώματος. Μέσω αερομαγνητικής έρευνας είναι δυνατό να ληφθεί μια πλήρης εικόνα για κοιτάσματα βάθους έως και 7 km.

Ο σκοπός αυτής της τεχνικής

Σεισμική - χρησιμοποιεί ακτινοβολία που αντανακλάται όταν διέρχεται από τα έντερα. Αυτή η ηχώ μπορεί να πιάσει ειδικά όργανα μέτρησης.

Γεωχημική - η σύνθεση των υπόγειων υδάτων μελετάται με τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε αυτά σε ουσίες που σχετίζονται με πεδία αερίου.

Η γεώτρηση είναι η πιο αποτελεσματική μέθοδος, αλλά ταυτόχρονα η πιο ακριβή από αυτές που αναφέρονται. Επομένως, πριν από τη χρήση του απαιτείται προκαταρκτική μελέτη των πετρωμάτων.

Μέθοδοι γεώτρησης φρεατίων για παραγωγή φυσικού αερίου

Μετά τον προσδιορισμό του κοιτάσματος και την εκτίμηση των προκαταρκτικών όγκων κοιτασμάτων, η διαδικασία παραγωγής φυσικού αερίου προχωρά απευθείας. Τα πηγάδια ανοίγονται στο βάθος του ορυκτού στρώματος. Για να κατανεμηθεί ομοιόμορφα η πίεση του ανερχόμενου μπλε καυσίμου, το φρεάτιο κατασκευάζεται με σκάλα ή τηλεσκοπικά (σαν τηλεσκόπιο).

Το φρεάτιο είναι ενισχυμένο με σωλήνες περιβλήματος και τσιμέντο. Για να μειωθεί ομοιόμορφα η πίεση και να επιταχυνθεί η διαδικασία παραγωγής φυσικού αερίου, ανοίγονται πολλά πηγάδια ταυτόχρονα σε ένα πεδίο. Η άνοδος του αερίου μέσω του φρεατίου πραγματοποιείται με φυσικό τρόπο - το αέριο μετακινείται σε μια ζώνη χαμηλότερης πίεσης.

Δεδομένου ότι το αέριο περιέχει διάφορες ακαθαρσίες μετά την εκχύλιση, το επόμενο βήμα είναι ο καθαρισμός του. Για να εξασφαλιστεί αυτή η διαδικασία, κατασκευάζονται κατάλληλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις καθαρισμού και επεξεργασίας αερίου κοντά στα κοιτάσματα.

Σύστημα καθαρισμού φυσικού αερίου

Εξόρυξη με ανθρακωρυχεία

Οι ραφές άνθρακα περιέχουν μεγάλη ποσότητα μεθανίου, η εξόρυξη του οποίου όχι μόνο καθιστά δυνατή την απόκτηση μπλε καυσίμου, αλλά και διασφαλίζει την ασφαλή λειτουργία των επιχειρήσεων εξόρυξης άνθρακα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στις ΗΠΑ.

Οι κύριες κατευθύνσεις χρήσης και επεξεργασίας του μεθανίου

Μέθοδος υδραυλικής ρωγμής

Όταν παράγεται αέριο με αυτή τη μέθοδο, ένα ρεύμα νερού ή αέρα εγχέεται μέσω του φρεατίου. Έτσι, το αέριο εκτοπίζεται.

Αυτή η μέθοδος μπορεί να προκαλέσει σεισμική αστάθεια σπασμένων πετρωμάτων, επομένως απαγορεύεται σε ορισμένες πολιτείες.

Χαρακτηριστικά της υποβρύχιας παραγωγής

Για πρώτη φορά στη Ρωσία, η παραγωγή φυσικού αερίου στο κοίτασμα Kirinskoye πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα υποβρύχιο συγκρότημα παραγωγής

Υπάρχουν αποθέματα φυσικού αερίου, εκτός από την ξηρά, και κάτω από το νερό. Η χώρα μας έχει εκτεταμένα υποθαλάσσια κοιτάσματα. Η υποβρύχια παραγωγή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας πλατφόρμες βαριάς βαρύτητας. Βρίσκονται σε βάση που στηρίζεται στον βυθό της θάλασσας. Η γεώτρηση γεώτρησης πραγματοποιείται με κολώνες που βρίσκονται στη βάση. Στις πλατφόρμες τοποθετούνται δεξαμενές για την αποθήκευση του εξαγόμενου αερίου. Στη συνέχεια μεταφέρεται στη στεριά μέσω αγωγού.

Αυτές οι πλατφόρμες παρέχουν τη συνεχή παρουσία ατόμων που εκτελούν τη συντήρηση του συγκροτήματος. Ο αριθμός μπορεί να είναι έως και 100 άτομα. Αυτές οι εγκαταστάσεις είναι εξοπλισμένες με αυτόνομη παροχή ρεύματος, πλατφόρμα για ελικόπτερα και χώρους προσωπικού.

Όταν οι αποθέσεις βρίσκονται κοντά στην ακτή, τα φρεάτια εκτελούνται λοξά. Ξεκινούν στη στεριά, αφήνοντας τη βάση κάτω από το ράφι της θάλασσας. Η παραγωγή και η μεταφορά φυσικού αερίου πραγματοποιείται με τυπικό τρόπο.

Προέλευση φυσικού αερίου:

Υπάρχουν δύο θεωρίες για την προέλευση του φυσικού αερίου: η βιογενής (οργανική) θεωρία και η αβιογενής (ανόργανη, ορυκτή) θεωρία.

Για πρώτη φορά, η βιογενής θεωρία της προέλευσης του φυσικού αερίου εκφράστηκε το 1759 από τον M.V. Λομονόσοφ. Στο μακρινό γεωλογικό παρελθόν της Γης, νεκροί ζωντανοί οργανισμοί (φυτά και ζώα) βυθίστηκαν στον πυθμένα των υδάτινων σωμάτων, σχηματίζοντας ιλύες. Ως αποτέλεσμα διαφόρων χημικών διεργασιών, αποσυντέθηκαν σε έναν χώρο χωρίς αέρα.Λόγω της κίνησης του φλοιού της γης, αυτά τα υπολείμματα βυθίζονταν όλο και πιο βαθιά, όπου, υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας και της υψηλής πίεσης, μετατράπηκαν σε υδρογονάνθρακες: φυσικό αέριο και πετρέλαιο. Οι υδρογονάνθρακες χαμηλού μοριακού βάρους (δηλαδή το φυσικό αέριο) σχηματίστηκαν σε υψηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις. Υψηλομοριακούς υδρογονάνθρακες - λάδι - σε μικρότερο. Οι υδρογονάνθρακες, διεισδύοντας στα κενά του φλοιού της γης, σχημάτισαν κοιτάσματα κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου. Με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα οργανικά κοιτάσματα και τα κοιτάσματα υδρογονανθράκων κατέβηκαν βαθιά σε βάθος ενός χιλιομέτρου έως αρκετά χιλιόμετρα - καλύφθηκαν με στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων ή υπό την επίδραση γεωλογικών κινήσεων του φλοιού της γης.

Η ορυκτή θεωρία της προέλευσης του φυσικού αερίου και του πετρελαίου διατυπώθηκε το 1877 από τον D.I. Μεντελέεφ. Προχώρησε από το γεγονός ότι οι υδρογονάνθρακες μπορούν να σχηματιστούν στα έγκατα της γης σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης υπερθερμασμένου ατμού και τετηγμένων καρβιδίων βαρέων μετάλλων (κυρίως σιδήρου). Ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, σχηματίζονται οξείδια του σιδήρου και άλλων μετάλλων, καθώς και διάφοροι υδρογονάνθρακες σε αέρια κατάσταση. Σε αυτή την περίπτωση, το νερό εισέρχεται βαθιά στα έγκατα της Γης μέσω ρωγμών-ρηγμάτων στον φλοιό της γης. Οι προκύπτοντες υδρογονάνθρακες, όντας σε αέρια κατάσταση, με τη σειρά τους ανεβαίνουν μέσα από τις ίδιες ρωγμές και ρήγματα στη ζώνη ελάχιστης πίεσης, σχηματίζοντας τελικά κοιτάσματα αερίου και πετρελαίου. Η διαδικασία αυτή, σύμφωνα με τον Δ.Ι. Mendeleev και υποστηρικτές της υπόθεσης, συμβαίνει όλη την ώρα. Επομένως, η μείωση των αποθεμάτων υδρογονανθράκων με τη μορφή πετρελαίου και φυσικού αερίου δεν απειλεί την ανθρωπότητα.

Μεθάνιο

Επιπλέον, το μεθάνιο βρίσκεται και στα ανθρακωρυχεία, όπου, λόγω της εκρηκτικής του φύσης, αποτελεί σοβαρή απειλή για τους ανθρακωρύχους. Το μεθάνιο είναι επίσης γνωστό με τη μορφή εκκρίσεων σε βάλτους - βάλτο αέριο.

Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε μεθάνιο και άλλα (βαριά) αέρια υδρογονανθράκων της σειράς μεθανίου, τα αέρια χωρίζονται σε ξηρά (φτωχά) και λιπαρά (πλούσια).

• Τα ξηρά αέρια περιλαμβάνουν αέρια κυρίως με σύσταση μεθανίου (μέχρι 95 - 96%), στα οποία η περιεκτικότητα σε άλλα ομόλογα (αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και πεντάνιο) είναι ασήμαντη (κλάσματα ποσοστού). Είναι πιο χαρακτηριστικά των κοιτασμάτων αμιγώς αερίου, όπου δεν υπάρχουν πηγές εμπλουτισμού στα βαριά συστατικά τους που αποτελούν μέρος του πετρελαίου.
• Τα υγρά αέρια είναι αέρια με υψηλή περιεκτικότητα σε «βαριές» αέριες ενώσεις. Εκτός από μεθάνιο, περιέχουν δεκάδες τοις εκατό αιθάνιο, προπάνιο και ενώσεις υψηλότερου μοριακού βάρους μέχρι εξάνιο. Τα λιπαρά μείγματα είναι πιο χαρακτηριστικά των σχετικών αερίων που συνοδεύουν τα κοιτάσματα πετρελαίου.

Τα εύφλεκτα αέρια είναι συνήθεις και φυσικοί σύντροφοι του πετρελαίου σχεδόν σε όλα τα γνωστά του κοιτάσματα, δηλ. Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο είναι αδιαχώριστα λόγω της σχετικής χημικής τους σύστασης (υδρογονάνθρακας), της κοινής προέλευσης, των συνθηκών μετανάστευσης και συσσώρευσης σε φυσικές παγίδες διαφόρων τύπων.

Εξαίρεση αποτελούν τα λεγόμενα «νεκρά» λάδια. Πρόκειται για λάδια κοντά στην επιφάνεια της ημέρας, πλήρως απαερωμένα λόγω εξάτμισης (πτητικότητας) όχι μόνο αερίων, αλλά και ελαφρών κλασμάτων του ίδιου του λαδιού.

Ένα τέτοιο λάδι είναι γνωστό στη Ρωσία στο Ukhta. Είναι ένα βαρύ, παχύρρευστο, οξειδωμένο, σχεδόν μη ρέον λάδι που παράγεται με μη συμβατικές μεθόδους εξόρυξης.

Τα κοιτάσματα καθαρού αερίου, όπου δεν υπάρχει πετρέλαιο, και το αέριο βρίσκεται κάτω από τα νερά σχηματισμού, είναι ευρέως διανεμημένα στον κόσμο.Στη Ρωσία, έχουν ανακαλυφθεί υπερ-γιγάντια κοιτάσματα φυσικού αερίου στη Δυτική Σιβηρία: το Urengoyskoye με αποθέματα 5 τρισεκατομμυρίων κυβικών μέτρων. m3, Yamburgskoye - 4,4 τρισ. m3, Zapolyarnoye - 2,5 τρισ. m3, Medvezhye - 1,5 τρισ. m3.

Ωστόσο, τα κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου και πετρελαίου είναι τα πιο διαδεδομένα. Μαζί με το πετρέλαιο, το αέριο εμφανίζεται είτε σε καπάκια αερίου, δηλ. πάνω από λάδι, ή σε κατάσταση διαλυμένη σε λάδι. Τότε ονομάζεται διαλυμένο αέριο. Στον πυρήνα του, το λάδι με αέριο διαλυμένο σε αυτό είναι παρόμοιο με τα ανθρακούχα ποτά. Σε υψηλές πιέσεις δεξαμενής, σημαντικοί όγκοι αερίου διαλύονται στο λάδι και όταν η πίεση πέσει στην ατμοσφαιρική πίεση κατά τη διαδικασία παραγωγής, το λάδι απαερώνεται, δηλ. αέριο απελευθερώνεται γρήγορα από το μίγμα αερίου-ελαίου. Ένα τέτοιο αέριο ονομάζεται συσχετισμένο αέριο.

Οι φυσικοί σύντροφοι των υδρογονανθράκων είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το υδρόθειο, το άζωτο και τα αδρανή αέρια (ήλιο, αργό, κρυπτό, ξένο) που υπάρχουν σε αυτό ως ακαθαρσίες.

Μεταφορά

Προετοιμασία αερίου για μεταφορά

Παρά το γεγονός ότι σε ορισμένα πεδία το αέριο έχει εξαιρετικά υψηλής ποιότητας σύνθεση, γενικά το φυσικό αέριο δεν είναι τελικό προϊόν. Εκτός από τα επίπεδα στοχευόμενων συστατικών (όπου τα συστατικά-στόχοι μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον τελικό χρήστη), το αέριο περιέχει ακαθαρσίες που καθιστούν δύσκολη τη μεταφορά και είναι ανεπιθύμητα στη χρήση.

Για παράδειγμα, οι υδρατμοί μπορούν να συμπυκνωθούν και να συσσωρευτούν σε διάφορα σημεία του αγωγού, τις περισσότερες φορές κάμπτονται, παρεμποδίζοντας έτσι την κίνηση του αερίου. Το υδρόθειο είναι ένας εξαιρετικά διαβρωτικός παράγοντας που επηρεάζει αρνητικά τους αγωγούς, τον σχετικό εξοπλισμό και τις δεξαμενές αποθήκευσης.

Από αυτή την άποψη, πριν αποσταλεί στον κεντρικό αγωγό πετρελαίου ή στο πετροχημικό εργοστάσιο, το αέριο υποβάλλεται στη διαδικασία προετοιμασίας στη μονάδα επεξεργασίας αερίου (GPP).

Το πρώτο στάδιο προετοιμασίας είναι ο καθαρισμός από ανεπιθύμητες ακαθαρσίες και το στέγνωμα. Μετά από αυτό, το αέριο συμπιέζεται - συμπιέζεται στην πίεση που απαιτείται για την επεξεργασία. Παραδοσιακά, το φυσικό αέριο συμπιέζεται σε πίεση 200-250 bar, με αποτέλεσμα τη μείωση του καταλαμβανόμενου όγκου κατά 200-250 φορές.

Ακολουθεί το στάδιο ανύψωσης: σε ειδικές εγκαταστάσεις, το αέριο διαχωρίζεται σε ασταθή φυσική βενζίνη και απογυμνωμένο αέριο. Είναι το απογυμνωμένο αέριο που αποστέλλεται στους κεντρικούς αγωγούς φυσικού αερίου και στην παραγωγή πετροχημικών.

Η ασταθής φυσική βενζίνη τροφοδοτείται σε μονάδες κλασματοποίησης αερίου, όπου εξάγονται ελαφροί υδρογονάνθρακες: αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο, πεντάνιο. Αυτές οι ουσίες είναι επίσης πολύτιμες πρώτες ύλες, ιδίως για την παραγωγή πολυμερών. Και ένα μείγμα βουτανίου και προπανίου είναι ένα έτοιμο προϊόν που χρησιμοποιείται, ειδικότερα, ως οικιακό καύσιμο.

αγωγός αερίου

Ο κύριος τύπος μεταφοράς φυσικού αερίου είναι η άντλησή του μέσω του αγωγού.

Η τυπική διάμετρος του σωλήνα του κεντρικού αγωγού αερίου είναι 1,42 μ. Το αέριο στον αγωγό αντλείται υπό πίεση 75 atm. Καθώς κινείται κατά μήκος του σωλήνα, το αέριο χάνει σταδιακά ενέργεια λόγω της υπέρβασης των δυνάμεων τριβής, η οποία διαχέεται με τη μορφή θερμότητας. Από αυτή την άποψη, σε ορισμένα χρονικά διαστήματα, κατασκευάζονται ειδικοί σταθμοί συμπίεσης άντλησης στον αγωγό αερίου. Πάνω τους, το αέριο συμπιέζεται στην απαιτούμενη πίεση και ψύχεται.

Για απευθείας παράδοση στον καταναλωτή, σωλήνες μικρότερης διαμέτρου εκτρέπονται από τον κεντρικό αγωγό φυσικού αερίου - δίκτυα διανομής αερίου.

αγωγός αερίου

Μεταφορά LNG

Τι να κάνετε με δυσπρόσιτες περιοχές που βρίσκονται μακριά από τους κύριους αγωγούς αερίου; Σε τέτοιες περιοχές, το αέριο μεταφέρεται σε υγροποιημένη κατάσταση (υγροποιημένο φυσικό αέριο, LNG) σε ειδικές κρυογονικές δεξαμενές δια θαλάσσης και ξηράς.

Δια θαλάσσης, το υγροποιημένο αέριο μεταφέρεται σε πλοία μεταφοράς αερίου (LNG tankers), πλοία εξοπλισμένα με ισοθερμικές δεξαμενές.

Το LNG μεταφέρεται επίσης με χερσαίες μεταφορές, τόσο σιδηροδρομικές όσο και οδικές. Για αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικές δεξαμενές διπλού τοιχώματος που μπορούν να διατηρήσουν την απαιτούμενη θερμοκρασία για ορισμένο χρόνο.

Από πού προέρχεται το αέριο στα έγκατα της γης;

Αν και οι άνθρωποι έμαθαν να χρησιμοποιούν αέριο πριν από περισσότερα από 200 χρόνια, δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση σχετικά με το από πού προέρχεται το αέριο στα έγκατα της γης.

Σημαντικές θεωρίες προέλευσης

Υπάρχουν δύο βασικές θεωρίες για την προέλευσή του:

• ορυκτό, που εξηγεί το σχηματισμό αερίου με τις διαδικασίες απαέρωσης υδρογονανθράκων από βαθύτερα και πυκνότερα στρώματα της γης και ανύψωσή τους σε ζώνες με χαμηλότερη πίεση.
• οργανικό (βιογενές), σύμφωνα με το οποίο το αέριο είναι προϊόν αποσύνθεσης των υπολειμμάτων ζωντανών οργανισμών υπό συνθήκες υψηλής πίεσης, θερμοκρασίας και έλλειψης αέρα.

Στο πεδίο, το αέριο μπορεί να έχει τη μορφή χωριστής συσσώρευσης, καπακιού αερίου, διαλύματος σε πετρέλαιο ή νερό ή υδρίτες αερίου. Στην τελευταία περίπτωση, οι αποθέσεις βρίσκονται σε πορώδη πετρώματα μεταξύ στεγανών στρωμάτων αργίλου. Τις περισσότερες φορές, τέτοια πετρώματα είναι συμπαγής ψαμμίτης, ανθρακικά, ασβεστόλιθοι.

Το μερίδιο των συμβατικών κοιτασμάτων αερίου είναι μόνο 0,8%.Ένα ελαφρώς μεγαλύτερο ποσοστό αντιπροσωπεύει το βαθύ αέριο, ο άνθρακας και το σχιστολιθικό αέριο - από 1,4 έως 1,9%. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι εναποθέσεων είναι τα διαλυμένα στο νερό αέρια και υδρίτες - περίπου σε ίσες αναλογίες (46,9% το καθένα)

Δεδομένου ότι το αέριο είναι ελαφρύτερο από το πετρέλαιο και το νερό είναι βαρύτερο, η θέση των απολιθωμάτων στη δεξαμενή είναι πάντα η ίδια: το αέριο βρίσκεται πάνω από το πετρέλαιο και το νερό στηρίζει ολόκληρο το κοίτασμα πετρελαίου και φυσικού αερίου από κάτω.

Το αέριο στη δεξαμενή βρίσκεται υπό πίεση. Όσο πιο βαθιά είναι η κατάθεση, τόσο υψηλότερη είναι. Κατά μέσο όρο, για κάθε 10 μέτρα, η αύξηση της πίεσης είναι 0,1 MPa. Υπάρχουν στρώματα με ασυνήθιστα υψηλή πίεση. Για παράδειγμα, στις αποθέσεις Achimov του πεδίου Urengoyskoye, φτάνει τις 600 ατμόσφαιρες και υψηλότερα σε βάθος 3800 έως 4500 m.

Ενδιαφέροντα γεγονότα και υποθέσεις

Όχι πολύ καιρό πριν, πίστευαν ότι τα παγκόσμια αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου θα έπρεπε να εξαντληθούν ήδη στις αρχές του 21ου αιώνα. Για παράδειγμα, ο έγκυρος Αμερικανός γεωφυσικός Hubbert έγραψε για αυτό το 1965.

Μέχρι τώρα, πολλές χώρες συνεχίζουν να αυξάνουν τον ρυθμό παραγωγής φυσικού αερίου. Δεν υπάρχουν πραγματικά σημάδια ότι τα αποθέματα υδρογονανθράκων εξαντλούνται

Σύμφωνα με τον διδάκτορα γεωλογικών και ορυκτολογικών επιστημών V.V. Polevanov, τέτοιες λανθασμένες αντιλήψεις προκαλούνται από το γεγονός ότι η θεωρία της οργανικής προέλευσης του πετρελαίου και του φυσικού αερίου εξακολουθεί να είναι γενικά αποδεκτή και κατέχει το μυαλό των περισσότερων επιστημόνων. Αν και ο D.I. Ο Mendeleev τεκμηρίωσε τη θεωρία της ανόργανης βαθιάς προέλευσης του πετρελαίου και στη συνέχεια αποδείχθηκε από τους Kudryavtsev και V.R. Larin.

Όμως πολλά γεγονότα μιλούν ενάντια στην οργανική προέλευση των υδρογονανθράκων.

Εδώ είναι μερικά από αυτά:

• αποθέσεις ανακαλύφθηκαν σε βάθη έως και 11 km, σε κρυσταλλικά θεμέλια, όπου η ύπαρξη οργανικής ύλης δεν μπορεί να είναι καν θεωρητική.
• Χρησιμοποιώντας την οργανική θεωρία, μόνο το 10% των αποθεμάτων υδρογονανθράκων μπορεί να εξηγηθεί, το υπόλοιπο 90% είναι ανεξήγητο.
• Ο διαστημικός ανιχνευτής Cassini ανακάλυψε το 2000 στο φεγγάρι του Κρόνου, Τιτάνα, γιγάντιους πόρους υδρογονανθράκων με τη μορφή λιμνών αρκετές τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες από εκείνες στη Γη.

Η υπόθεση μιας αρχικά υδριδίου Γης που προτάθηκε από τον Larin εξηγεί την προέλευση των υδρογονανθράκων από την αντίδραση του υδρογόνου με τον άνθρακα στα βάθη της γης και την επακόλουθη απαέρωση του μεθανίου.

Σύμφωνα με αυτήν, δεν υπάρχουν αρχαία κοιτάσματα της Ιουρασικής περιόδου. Όλο το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί μεταξύ 1.000 και 15.000 ετών. Καθώς τα αποθέματα αποσύρονται, μπορούν σταδιακά να αναπληρωθούν, κάτι που παρατηρείται σε πετρελαιοπηγές που έχουν εξαντληθεί από καιρό και έχουν εγκαταλειφθεί.

Ταξινόμηση και ιδιότητες

Το φυσικό αέριο χωρίζεται σε 3 κύριες κατηγορίες. Περιγράφονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Εξαιρείται η παρουσία υδρογονανθράκων στους οποίους περισσότερες από 2 ενώσεις άνθρακα. Ονομάζονται ξηρά και λαμβάνονται μόνο σε εκείνα τα μέρη που προορίζονται για εξαγωγή.
2. Μαζί με τις πρωτογενείς πρώτες ύλες, παράγεται υγροποιημένο και ξηρό αέριο και αέρια βενζίνη, αναμεμειγμένα μεταξύ τους.
3. Περιέχει μεγάλη ποσότητα βαρέων υδρογονανθράκων και ξηρού αερίου. Υπάρχει επίσης ένα μικρό ποσοστό ακαθαρσιών. Εξάγεται από κοιτάσματα αερίου τύπου συμπυκνώματος.

Το φυσικό αέριο θεωρείται μια μικτή σύνθεση, στην οποία υπάρχουν πολλά υποείδη της ουσίας. Αυτός είναι ο λόγος που δεν υπάρχει ακριβής τύπος για το συστατικό. Το κυριότερο είναι το μεθάνιο, το οποίο περιέχει περισσότερο από 90%. Είναι το πιο ανθεκτικό στη θερμοκρασία. Ελαφρύτερο από τον αέρα και ελαφρώς διαλυτό στο νερό. Όταν καίγεται στον ανοιχτό αέρα, παράγεται μια μπλε φλόγα. Η πιο ισχυρή έκρηξη συμβαίνει εάν συνδυάσετε μεθάνιο με αέρα σε αναλογία 1:10.Εάν ένα άτομο εισπνεύσει μεγάλη συγκέντρωση αυτού του στοιχείου, τότε μπορεί να βλάψει την υγεία του.

Χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη και βιομηχανικό καύσιμο. Χρησιμοποιείται επίσης ενεργά για τη λήψη νιτρομεθανίου, μυρμηκικού οξέος, φρέον και υδρογόνου. Με τη διάσπαση των δεσμών υδρογονανθράκων υπό την επίδραση ρεύματος και θερμοκρασιών, λαμβάνεται ακετυλένιο, το οποίο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία. Το υδροκυανικό οξύ σχηματίζεται όταν η αμμωνία οξειδώνεται με μεθάνιο.

Η σύνθεση του φυσικού αερίου έχει τον ακόλουθο κατάλογο συστατικών:

1. Το αιθάνιο είναι μια άχρωμη αέρια ουσία. Όταν καίγεται, ανάβει ασθενώς. Πρακτικά δεν διαλύεται στο νερό, αλλά στο αλκοόλ μπορεί σε αναλογία 3:2. Δεν έχει χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Ο κύριος σκοπός χρήσης είναι η παραγωγή αιθυλενίου.
2. Το προπάνιο είναι ένας καλά χρησιμοποιούμενος τύπος καυσίμου που δεν διαλύεται στο νερό. Κατά την καύση απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας.
3. Βουτάνιο - με συγκεκριμένη μυρωδιά, χαμηλή τοξικότητα. Έχει αρνητική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία: μπορεί να επηρεάσει το νευρικό σύστημα, να προκαλέσει αρρυθμία και ασφυξία.
4. Το άζωτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διατήρηση των γεωτρήσεων σε κατάλληλη πίεση. Για να ληφθεί αυτό το στοιχείο, είναι απαραίτητο να υγροποιηθεί ο αέρας και να διαχωριστεί με απόσταξη. Χρησιμοποιείται για την παρασκευή αμμωνίας.
5. Διοξείδιο του άνθρακα - η ένωση μπορεί να μεταβεί σε αέρια κατάσταση από στερεά κατάσταση σε ατμοσφαιρική πίεση. Βρίσκεται στον αέρα και σε μεταλλικές πηγές και απελευθερώνεται επίσης όταν τα πλάσματα αναπνέουν. Είναι πρόσθετο τροφίμων.
6. Το υδρόθειο είναι ένα μάλλον τοξικό στοιχείο. Μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη λειτουργία του ανθρώπινου νευρικού συστήματος.Έχει μυρωδιά σάπιου αυγού, γλυκιά επίγευση και είναι άχρωμο. Πολύ διαλυτό σε αιθανόλη. Δεν αντιδρά με το νερό. Απαραίτητο για την παραγωγή θειωδών, θειικού οξέος και θείου.
7. Το ήλιο θεωρείται μοναδική ουσία. Μπορεί να συσσωρευτεί στον φλοιό της γης. Λαμβάνεται με κατάψυξη των αερίων στα οποία περιλαμβάνεται. Όταν βρίσκεται σε αέρια κατάσταση, δεν εκδηλώνεται προς τα έξω, σε υγρή κατάσταση μπορεί να επηρεάσει τους ζωντανούς ιστούς. Δεν είναι ικανό να εκραγεί και να αναφλεγεί. Αν όμως υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση του στον αέρα, μπορεί να οδηγήσει σε ασφυξία. Χρησιμοποιείται για την πλήρωση αερόπλοιων και μπαλονιών, όταν εργάζεστε με μεταλλικές επιφάνειες.
8. Το αργό είναι ένα αέριο χωρίς εξωτερικά χαρακτηριστικά. Χρησιμοποιείται κατά την κοπή και τη συγκόλληση μεταλλικών μερών, καθώς και για την αύξηση της διάρκειας ζωής των προϊόντων διατροφής (εξαιτίας αυτής της ουσίας, το νερό και ο αέρας εκτοπίζονται).

Οι φυσικές ιδιότητες ενός φυσικού πόρου είναι οι εξής: η θερμοκρασία αυθόρμητης καύσης είναι 650 βαθμοί Κελσίου, η πυκνότητα του φυσικού αερίου είναι 0,68-0,85 (σε αέρια κατάσταση) και 400 kg / m3 (υγρό). Όταν αναμιγνύεται με αέρα, συγκεντρώσεις 4,4-17% θεωρούνται εκρηκτικές. Ο αριθμός οκτανίων του απολιθώματος είναι 120-130. Υπολογίζεται με βάση την αναλογία εύφλεκτων συστατικών προς εκείνα που δύσκολα οξειδώνονται κατά τη συμπίεση. Η θερμογόνος δύναμη είναι περίπου ίση με 12 χιλιάδες θερμίδες ανά 1 κυβικό μέτρο. Η θερμική αγωγιμότητα του αερίου και του πετρελαίου είναι η ίδια.

Όταν προστίθεται αέρας, μια φυσική πηγή μπορεί γρήγορα να αναφλεγεί. Σε οικιακές συνθήκες, ανεβαίνει στο ταβάνι. Εκεί αρχίζει η φωτιά. Αυτό οφείλεται στην ελαφρότητα του μεθανίου. Αλλά ο αέρας είναι περίπου 2 φορές βαρύτερος από αυτό το στοιχείο.

Μέθοδοι επεξεργασίας φυσικού αερίου

Πριν από την παροχή φυσικού αερίου στον κεντρικό αγωγό φυσικού αερίου, αυτή η πρώτη ύλη δεν χρειάζεται περαιτέρω καθαρισμό, αυτό το πλεονέκτημα έναντι του πετρελαίου (το οποίο πρέπει να υποβληθεί σε πρωτογενή επεξεργασία πριν τροφοδοτηθεί στον αγωγό πετρελαίου), με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση κόστους μεταφοράς.

Πριν ληφθεί η τελική χημική και παραγωγική σύνθεση, το μείγμα αερίων υποβάλλεται σε δευτερογενή επεξεργασία σε εργοστάσια χημικής βιομηχανίας, η οποία, ανάλογα με τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται, διακρίνεται σε κύριες και δευτερογενείς μεθόδους επεξεργασίας αερίου.

φυσική ανακύκλωση

Αυτή η μέθοδος βασίζεται σε φυσικούς και ενεργειακούς δείκτες. Το εξορυσσόμενο ορυκτό υλικό υποβάλλεται σε βαθιά συμπίεση και διαχωρίζεται σε κλάσματα με έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Κατά τη μετάβαση από τις χαμηλές σε υψηλές θερμοκρασίες, οι πρώτες ύλες καθαρίζονται εντατικά από ακαθαρσίες. Η χρήση ισχυρών συμπιεστών επιτρέπει την επεξεργασία στο χώρο παραγωγής αερίου. Κατά την άντληση αερίου από έναν ελαιοφόρο σχηματισμό, χρησιμοποιούνται αντλίες λαδιού, οι οποίες είναι σχετικά φθηνές.

Ιδιότητες φυσικού αερίου

Χρήση χημικών αντιδράσεων

Κατά τη χημική-καταλυτική επεξεργασία, συμβαίνουν διεργασίες που σχετίζονται με τη μετάβαση του μεθανίου σε συνθετικό αέριο, ακολουθούμενη από επεξεργασία. Οι χημικές μέθοδοι περιλαμβάνουν τη χρήση δύο μεθόδων:

• ατμός, μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα.
• μερική οξείδωση.

Η τελευταία μέθοδος είναι η πιο εξοικονόμηση ενέργειας και βολική, καθώς ο ρυθμός χημικής αντίδρασης κατά τη μερική οξείδωση είναι αρκετά υψηλός και δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης πρόσθετων καταλυτών.

Η χρήση υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών ως εργαλείο για την επιρροή των ορυκτών πρώτων υλών ονομάζεται θερμοχημική μέθοδος επεξεργασίας φυσικού αερίου. Υπό την επίδραση της θερμοκρασίας σε αυτή την πρώτη ύλη, σχηματίζονται χημικές ενώσεις όπως αιθυλένιο, προπυλένιο κ.λπ.. Η πολυπλοκότητα αυτού του τύπου επεξεργασίας έγκειται στη χρήση εξοπλισμού ικανού να παράγει θερμότητα έως και 11 χιλιάδες βαθμούς ενώ αυξάνει την πίεση μέχρι τρεις ατμόσφαιρες.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες επεξεργασίας φυσικού αερίου χρησιμοποιούν την πρόσθετη σύνθεση μεθανίου, η οποία διπλασιάζει την ποσότητα του παραγόμενου υδρογόνου. Το υδρογόνο είναι μια φυσική πρώτη ύλη από την οποία απομονώνεται η αμμωνία, η οποία είναι υλικό για την παραγωγή νιτρικού οξέος, συστατικών αμμωνίου, ανιλίνης κ.λπ.