Горючие газы список


Горючие газы список

Составляющими горючего газа являются: метан (CH4), пропан (C3H8), бутан (C4H10), этан (C2H6), водород (H2), гексан (C6H14), пентан (C5H12), углекислый газ (CO2), сероводород (H2S), гелий (He), азот (N2). Их возникновение происходит естественным или искусственным путем. Естественное образование получается за счет разложения органики. Глубокие залежи метана на глубине 1,5 км содержат в себе примеси пропана, бутана и этана. Чем больше глубина ископаемых, тем больше вероятность увеличения примесей. Скопления природного газа находятся в осадочных породах, которые устилают плотные глинистые породы, подошвой является вода или нефть.

Добыча горючих газов это — его извлечение из недр, удаление лишней влаги и подготовки к транспортировке заказчику. Все процессы работы с газовыми смесями строго герметизированы.

Горючие газы имеют следующие свойства:


  • Жаропроизводительность — выделяемая максимальная температура при полном сгорании сухого газа, выделяемое тепло расходуется на продукты сгорания, для метана жаропроизводительность равна 2043 гр. С, бутана — 2118 гр. С, пропана — 2110 гр. С.
  • Температура воспламенения — минимальная температура, при которой возникает самопроизвольный процесс воспламенения без воздействия внешнего источника за счет теплоты выделяемой частицами газа. Знание этих показателей важно для определения допустимой температуры оборудования, применяемого в опасных условиях эксплуатации, которая не должна превышать ТВ. Такому оборудованию присваивается соответствующий класс.
  • Температура вспышки — минимальная температура, при которой выделяется достаточный объем паров для воспламенения от источника пламени.
  • Платность газа — определяется относительно воздуха.

Горючие газы представляют большую опасность при несоблюдении ряда правил техники безопасности при работе с данными веществами и их хранением:

  • Возникновение пламени или взрыва при достижении высоких концентраций или определенных условий для своей горючести.
  • Возможное отравление самим газом или продуктами его сгорания.
  • Удушение вследствие низкого уровня кислорода, избытком угарного газа.

Составляющие процесса горения: источник воспламенения, кислород, ГГ. Исключение одного фактора из трёх предотвратит возникновение взрыва и пожара.


Экономичное энергетическое топливо широко применяется в комунально-бытовых хозяйствах, на электростанциях, металлургии, стекольной, пищевой, цементной промышленности, в качестве машинного топлива, в производстве строительных материалов. Применяются горючие газы в качестве сырья для производства органических соединений: формальдегида, метилового спирта, уксусной кислоты, ацетона.

Средствами контроля рабочей среды могут служить газосигнализаторы на мониторинг уровня кислорода и концентраций газа. Основные сферы применения газоанализаторов на взрывоопасные газы — отрасли, связанные с получением, переработкой, хранением и транспортировкой газа, а также вблизи источников воспламенения: печей, газогорелочных устройств.

Искусственное получение горючих газов происходит в процессе переработки твердого и жидкого топлива, а также продуктов нефтепереработки.

Образование горючих газов в коксовом производстве выводятся из печи нагревания каменного угля на высокой температуре (900-1000 градусов) в бескислородной среде. Помимо получения кокса в данном процессе производится побочный продукт, необходимый в качестве топлива в металлургии — коксовый газ. Из 1 тонны каменного угля получается до 350 м3 коксового газа.


Сланцевый газ образуется в результате разложения сланца, нагретого в среде без воздуха до 1000-1100 градусов С. В результате из 1 тонны сланца получается до 400 м3 газа. Состоит сланцевый газ преимущественно из метана, добывается гидроразрывом пласта (ГРП). Гидравлический разрыв пласта (фрекинг) — представляет собой создание трещины в пласте, откуда будет проходить поток добываемого сырья к забою скважины. Мощными насосными станциями на высоком давлении в скважину закачивается жидкость для разрыва пласта. Сужение пор плотных пород способствует высвобождению природного газа, который извлечь привычными методами маловероятно.

Сепарация газа представляет собой процесс разделения компонентов смеси для предотвращения попадания лишних веществ в последующие процессы производства. Так из примеси природного газа выделяют твердые частицы и влагу, чтобы они не попали в последующем в технологическое оборудование.

В нефтяной отрасли сепарация необходима для первичного отделения газов и составляющих нефти перед первичной переработкой сырья. Нефтегазовая смесь поступает в горизонтально расположенный сосуд, работающий под давлением и оснащенный запорной арматурой, манометрами и предохранительными клапанами. Стекая по патрубку, где вмонтировано распределительное устройство, газовая смесь направляется по верхним желобам, затем по нижним, где отделившийся газ проходит через вертикальный и горизонтальный каплеотбойник, который предотвращает вынос капель и жидкости из сепаратора потоком отделившегося газа. Полученный газ поступает в газосборную сеть, а частично разгазированная жидкость скапливается в нижней части сепаратора и через выходной патрубок направляется на прием насосов.


Существуют также и вертикальные сепараторы, предназначенные для большого объема нефтегазовой смеси.

В сепарации химический состав разделяемых веществ не меняется. Процессы разделения подразделяются на следующие способы: по массе, размеру, трению, упругости, электрическим методом, воздушным, магнитным, радиометрическим, пенным. Для наилучшего результата данного процесса зачастую вовлечены сразу несколько процессов разделения, особенно в очищении горной руды от пустой породы.

Газосепаратор используется на распределяющих, перерабатывающих и компрессорных станциях.

Помимо очистки сырья в устройстве осуществляется поддержание давления проходимых углеводородов по магистрали, давление поддерживается благодаря установленным клапанам и манометрам, регуляторам давления и прочими устройствами КИПиА.

Представлен сепаратор в системе комплексного завода нефтегазовой отрасли, либо автономным устройством.

Крекинг — процесс оказания высокой температуры на нефть и ее фракций для получения продуктов меньшей молекулярной массы (моторное топливо и масло, сырье для нефтехимической промышленности). При температуре более 300 градусов С тяжелые нефтяные остатки разлагаются на легкие продукты (бензин, керосин, газы).


В первом этапе крекинга за счет нагревания котла из нефтепродукта испаряется вода и газы, отделяясь от основного содержимого продукта. Далее котел нагревается до более высокой температуры до испарения облегченных углеводородов. Попадая в соборную емкость углеводороды не находят выхода и возвращаются на пройденный цикл, где за счет увеличения их объема возникает высокое давление в системе. Давление увеличивается до тех пор, пока легкие углеводороды не смогут испариться из котла. Таким образом, в котле, трубопроводе, сборной емкости и охладителе поддерживается равномерное давление, затем начинается расщепление тяжелых углеводородов, в результате чего они превращаются в бензин при 250 градусов С.

Ожижение угля — способ получения жидкого топлива из угольного сырья. Основные процессы получения жидких продуктов — газификация, гидрогенизация, пиролиз — проходят при высокой температуре до 450 градусов с продолжительностью нагревания до 60 минут. В зависимости от свойств угля и способа сжижения выход готовых продуктов образуется на уровне 75-85%.

Меры безопасности работников, чья деятельность связана с использованием или получением легковоспламеняющихся газов:


  1. Необходимо знать и соблюдать правила инструкции по охране труда, правила распорядка предприятия.
  2. Придерживаться правил поведения и передвижения на территории промышленных объектов.
  3. Уметь выполнять действия при срабатывании сигналов оповещения об аварии, в том числе знать последовательные действия эвакуации.
  4. Уметь оказывать первую помощь пострадавшему при воздействии опасных веществ на организм человека.
  5. Обязательно наличие индивидуальных средств защиты для работников: специализированная обувь, одежда, перчатки, маски, портативные газоанализаторы на определение высоких концентраций.

Помимо наличия индивидуальных газоанализаторов, необходима установка в периметрах рабочего объекта стационарных приборов непрерывного мониторинга помещения на горючие газы. Приборы в опасных условиях эксплуатации должны быть промаркированы знаком взрывозащищенности Ex:

  • газоаналитические системы — ВС-5, RGDMETMP1 (применяется с внешним сеносором SGAMET);
  • портативные устройства — ПГА 1-96, ПГУ-А, Полар, МАГ-6 С, BW Clip 4, GasAlertMax XT II, GasAlertMicro 5, Лидер 02, Лидер 021, ALTAIR 5X, AS8900, AS8800A, AR8800B, B10-DM 01, B10-SC 01, FI-8000, MX6 iBrid, NP-1000;
  • стационарные газоанализаторы —  Сенсон-СД-7033, Сенсон-СД-7032, Сенсон-СМ-9001, Сенсон-М-3008, ДАК.

Взрывозащита (Ex) — совокупность средств, обеспечивающих надлежащую работу оборудования в местах наибольшей вероятности взрывов.

Источник: rteco.ru

Водород

Водород H2 в нормальных условиях представляет собой горючий газ без цвета и запаха. Это один из самых легких газов, он в 14,5 раза легче воздуха. Водород способен образовывать в определенных пропорциях взрывоопасные смеси с воздухом и кислородом. Поэтому при сварочных работах необходимо строго соблюдать правила безопасности труда. Получают водород разложением воды электрическим током. К месту сварки водород доставляют в стальных баллонах в газообразном состоянии под давлением 15 МПа. Баллоны для водорода окрашивают в зеленый цвет. Водород, применяемый для сварочных работ, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3022-80 «Водород технический». Водородно-кислородное пламя имеет синюю окраску и не имеет четких очертаний зон пламени, что затрудняет, его регулировку.

Коксовый газ

Коксовый газ — бесцветный газ с запахом сероводорода. Коксовый газ получают при выработке кокса из каменного угля, состоит он из смеси газообразных горючих продуктов водорода, метана и других непредельных углеводородов. Применяют в основном для резки сталей, сварки и пайки легкоплавких цветных металлов. Для сварки и резки применяют коксовый газ, очищенный от сернистых соединений и смолистых веществ. Для полного сгорания 1 м3 необходимо 0,9 м3 кислорода. К месту сварки и резки коксовый газ подают по трубопроводам под давлением 1,3-1,5 кПа.

Городской газ


Городской газ является составным горючим газом. Обычно основным компонентом городского газа является природный газ, к нему добавляют коксовый и генераторный газы. Состав городского газа непостоянен, газ типа московского имеет следующий состав: метан (70-95%), водород (до 25%), тяжелые углеводороды (до 1%), азот (до 3%), оксид углерода (до 3%), двуоксид углерода (до 1%), кислород (до 0,5%). К месту сварки городской газ доставляют по трубопроводам. Как заменитель ацетилена он используется для резки сталей, сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.

Пропан

Пропан технический — бесцветный газ с резким запахом, состоящий из пропана С3Н8 или из пропана и пропилена С3Н8, суммарное содержание которых должно быть не менее 93%. Получают пропан при переработке нефтепродуктов. При нормальных условиях пропан находится в газообразном состоянии, а при понижении температуры или повышении давления переходит в жидкое состояние. Так, при температуре 293 К пропан переходит в жидкое состояние при давлении 0,85 МПа. Испарение 1 кг жидкого пропана дает 0,53 м3 паров.


Пропан-бутановая смесь — бесцветный газ с резким запахом, является побочным продуктом при переработке нефти.

Смесь легко превращается в жидкое состояние, например при температуре 233 К пропан-бутановая смесь сжижается при атмосферном давлении. Сжиженные газы хранят только в закрытых емкостях, так как испарение жидкости происходит даже при 273 К.

Плотность пропан-бутана больше плотности воздуха, поэтому необходимо тщательно следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций во избежание образования взрывоопасной смеси газа с воздухом внизу помещения. Заполнение емкостей пропаном и пропан-бутановой смесью, транспортирование их, а также слив газа должны выполняться в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденными Госгортехнадзором.

Пропан-бутановые смеси широко применяются при резке сталей, сварке и пайке легкоплавких цветных металлов, закалке, газовой сварке пластмасс. К месту сварки смесь поставляют в стальных баллонах под давлением 1,6 МПа или по газопроводам через перепускную рампу. При испарении 1 кг пропана образуется 500 дм3 газа.

Бензин

Бензин является продуктом переработки нефти. Он представляет собой легко испаряющуюся прозрачную жидкость с резким характерным запахом. Пары бензина при сгорании в кислороде дают температуру пламени 2400- 2500°С. Для очистки бензина его фильтруют через войлок. Бензин используется для кислородной резки, а также для сварки и пайки легкоплавких металлов.

Керосин


Керосин также является продуктом переработки нефти и представляет собой бесцветную желтоватую легко испаряющуюся жидкость. Керосин, применяемый для сварки и резки металлов, должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90. Керосин применяют также для сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.

Источник: weldering.com

Газоснабжение жилых зданий значительно улучшает условия быта населения городов и населенных пунктов. Применение газа в городском хозяйстве, промышленности и энергетике создает благоприятные условия для улучшения технологических процессов производства, позволяет применять прогрессивную и экономически эффективную технологию, повышает технический и культурный уровень производственных, коммунальных и энергетических установок, позволяет повысить экономическую эффективность работы производства в целом.

Для газоснабжения жилых зданий, коммунальных и промышленных предприятий используют природные, искусственные и смешанные газы. Базой для широкого развития газовой промышленности являются значительные запасы природного газа. По запасам природного газа наша страна занимает первое место в мире. Добыча природного газа в стране непрерывно растет, что объясняется его высокими экономическими показателями, особенно благодаря его низкой себестоимости.

Если сравнить природный газ с другими видами топлива, то его себестоимость в три раза ниже себестоимости торфа и мазута, в 15 — 20 раз ниже себестоимости угля подземной выработки. Только в наиболее отдаленных от месторождений районах себестоимость газа выше себестоимости мазута.

Применение газа в быту и промышленности в сравнении с твердым топливом в 4 — 5 раз эффективнее. Газ сгорает без образования дыма, в котором много продуктов неполного сгорания твердого и жидкого топлива, поэтому замена газом других видов топлива способствует очистке воздушного бассейна населенных пунктов.

Газы как топливо с успехом применяют для приготовления пищи, в системах горячего водоснабжения для подогрева воды, в системах отопления зданий, в технологических процессах промышленных предприятий.

В качестве топлива используют газы природных нефтяных и газовых месторождений, их газовоздушные смеси, а также сжиженные углеводородные газы, отвечающие требованиям ГОСТ 5542-87 для природного газа и ГОСТ 20448-90 для сжиженных углеводородных газов (в дальнейшем — СУГ).

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей. К горючим газам относятся углеводороды, водород и окись углеводов. Негорючие компоненты — это азот, двуокись углерода и кислород. Они составляют балласт газообразного топлива. К примесям относятся водяные пары, сероводород, пыль. От вредных примесей газообразное топливо очищают. В соответствии с требованиями ГОСТ допускается на 100 м3 газа примесей не более: 2 г сероводорода или аммиака; 5 г цианистых соединений; 10 г нафталина, смолы, пыли и других веществ не более 0,1 %.

Газообразное топливо имеет большое народнохозяйственное значение.

Отклонение теплоты сгорания от номинального значения не должно быть более ± 5 %. Для газоснабжения применяют влажные и сухие газы. Содержание влаги не должно превосходить количества, насыщающего газ при t = − 20° С (зимой) и 35° С (летом). Влагосодержание насыщенного газа в зависимости от его температуры приведено в табл. 1.

Таблица 1. Зависимость влагосодержания насыщенного газа от температуры.

Показатель, °С Температура, °С
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Влагосодержание, г на 1 м3 сухого газа при 0°С и 101,3 кПА 5 10,1 19,4 35,9 64,6 114 202 370 739 1950

Если газ транспортируют на большие расстояния, то его предварительно осушают. Большинство искусственных газов имеет резкий запах, что облегчает обнаружить утечки газа из трубопроводов и арматуры. Природный газ совсем не имеет запаха. До подачи в сеть его одорируют (смешивают со специальными веществами), т.е. придают ему резкий неприятный запах, который должен ощущаться при концентрации в воздухе, равной 1 %.

Запах токсичных газов должен ощущаться при концентрации, допускаемой санитарными нормами. Сжиженный газ, используемый коммунально-бытовыми потребителями, по ГОСТ 20448-90 не должен содержать сероводорода более 5 г на 100 м3 газа, а его запах должен ощущаться при содержании в воздухе 0,5 %.

Концентрация кислорода в газообразном топливе не должна превышать 1 %. При использовании для газоснабжения смеси сжиженного газа с воздухом концентрация газа в смеси составляет не менее удвоенного верхнего предела воспламеняемости.
Величина расхода газа на нужды потребителей целиком зависит от его теплоты сгорания (теплотворной способности), и чем она меньше, тем больше расходуется газа.

Физические характеристики и теплота сгорания некоторых газов приведены в табл. 1 и 2. Используя данные этих таблиц, можно рассчитать теплоту сгорания, плотность и другие характеристики газообразного топлива. Температура воспламенения природных и искусственны газов составляет 640 — 700 °С. Природные газы добывают из газовых или нефтяных месторождений, а искусственных получают при термической переработке жидкого или твердого топлива без доступа воздуха.

Для централизованного снабжения населенных пунктов и производственных объектов широко применяют природные газы. Если нет природных газов или газовоздушных смесей, то применяют сжиженные углеводородные газы.

К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, которые в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при небольшом повышении давления переходят в жидкое состояние. Сжиженные газы хранят в баллонах и металлических резервуарах. Температура воспламенения сжиженных пропана и бутана составляет соответственно 510 и 490° С.

Сжиженные газы в сравнении с природными обладают в 2 — 3 раза большей теплотой сгорания и скоростью воспламенения. Пропан С3Н8 и бутан С4Н10 извлекают из природного нефтяного газа или получают искусственно как побочный продукт при термической переработке нефти на газобензиновых заводах. Избыточное давление насыщенных паров сжиженного газа обычно составляет не менее 0,16 МПа.

Источник: fas.su

Для газоснабжения городов и населенных пунктов применяются различные горючие газы. Эти газа различаются как по теплотворной способности, так и по своему составу и физическим свойствам. Отдельные горючие газы используются лишь для газоснабжения промышленных объектов. Для газоснабжения городов и населенных пунктов применяют горючие газы с низшей теплотой сгорания Qн не менее 14…16 МДж/м3.

Горючие газы подразделяются как по происхождению, так и по способу их производства. Исходя из этого, горючие газы можно разделить на пять групп.

В первую группу входит природный газ, который добывается из чисто газовых или газонефтяных месторождений.

Во вторую группу входят сжиженные углеводородные газы (СУГ), которые выделяются из нефтяных газов или получаются на нефтеперерабатывающих заводах в результате крекинга нефти.

В третью группу входят пиролизные газы, главным образом коксовый и сланцевый, которые получаются в результате термической переработки твердого или жидкого топлива без доступа воздуха.

В четвертую группу входят газы так называемой безостаточной газификации твердого или жидкого топлива. Эти газы получаются также как и входящие в третью группу в результате термической обработки топлива. Однако в этом случае подается некоторое количество воздуха или пара. Это доменный и генераторный газы. Особенностью этих газов является то, что в них содержится большое количество окиси углерода CO. Кроме того, эти газы отличаются низкой теплотворной способностью (Qн = 4 Мдж/м3), вследствие чего они не применяются для газоснабжения городов и населенных пунктов.

В пятую группу относят водород, который считается топливом будущего. Он получается в результате электролиза воды. Низшая теплота сгорания водорода составляет Qн = 10.783 МДж/м3. Это меньше, чем это предусмотрено для газов, использующихся для газоснабжения городов и населенных пунктов (14…16 МДж/м3), однако использование его принесет преимущества с энергетической и экономической точки зрения.

Невозможность использования водорода в качестве топлива для газоснабжения городов в настоящее время продиктована тем, что для его транспортировки требуются значительно большие диаметры газопроводов, чем, например, для природного газа. Поэтому широкое применение водорода для нужд городов будет осуществлено в случае значительного снижения стоимости электроэнергии, которая необходима для электролиза воды.

Известно, что любая классификация зависит от точки зрения авторов. Она включает в себя характеристику, принятую за основу. Если учесть тот факт, что газовая промышленность республики Беларусь все более тесно связывается с промышленностью так называемого дальнего зарубежья, возникает целесообразность классификации горючих газов, принятой в Западной Европе. В качестве характеристики там приняты способы добычи или получения горючих газов, а не параметры обусловливающие возможности их применения. Основным параметром, характеризующим горючие газы, является высшее число Воббе. Выше было отмечено, что высшее число Воббе можно представить в следующем виде:

в = Горючие газы список (4.1)

Горючие газы, применяемые для газоснабжения городов и населенных пунктов можно разделить на четыре семейства. Некоторые группы, в свою очередь, подразделяются на подгруппы.

В первое семейство входят пиролизные газы. Для газоснабжения городов они используются лишь в тех случаях, когда населенный пункт расположен вне области снабжения природным газом.

Наряду с коксовым газом, который получается при коксовании каменного угля, используются также технологические процессы, связанные с термическим разложением углеводородов (бензина, метанола, газа нефтеперерабатывающего завода), горючих газов и растительного сырья.

Горючие газы первого семейства характеризуются большим содержанием водорода. Следовательно, скорости распространения пламени велики. Сгорание происходит в коротком высокотемпературном пламени, а для горения требуется сравнительно небольшое количество воздуха. При конструировании газогорелочных устройств необходимо учесть, что пламя в процессе горения этих газов является неустойчивым по отношению к проскоку через огневые отверстия в коллектор. Кроме того, в состав горючих газов первого семейства может входить некоторое количество вредных веществ (сероуглерода, аммиака, синильной кислоты, нафталина, пыли, кислорода, влаги). Содержание большинства их нормируется ГОСТом. Очистка от указанных вредных веществ связана с большими затратами. Большое содержание окиси углерода в горючем газе предполагает создание условий для устранения утечек газа, которые могут вызвать отравление обслуживающего персонала газоиспользующих установок, а также потребителей. Газы этого семейства содержат 40…67 % водорода. Высшее число Воббе составляет 6.4…9.3 кВт×ч/м3.

Для стран СНГ газоснабжение городов и населенных пунктов горючими газами, входящими в первое семейство имеет лишь историческое значение.

Второе семейство включает в себя такие горючие газы как природные и попутные газы. Они составляют основу систем дальнего газоснабжения многих стран мира. От газовых месторождений эти газы транспортируются по магистральным газопроводам непосредственно потребителям. В последние годы все более широко развивается и транспортировка природного газа в жидком виде (сжиженный природный газ) через моря и океаны. Сокращенно он обозначается СПГ.

Второе семейство, в свою очередь, подразделяется на две группы. Первая группа называется группа L (от английского слова low – низкий). В нее входят горючие газы с числом Воббе от 10.5 до 13.0 кВт×ч/м3. В качестве номинального для этой группы горючих газов принимается значение числа Воббе равное 12.4 кВт×ч/м3. Вторая группа называется группой H (от английского слова high – высокий). В эту группу входят горючие газы с числом Воббе от 12.8 до 15.7 кВт×ч/м3. Номинальным значением для этой группы является число Воббе равное 15.0 кВт×ч/м3.

Во втором семействе основным горючим компонентом является метан. Скорость распространения пламени метана значительно ниже скорости распространения пламени водорода. Вследствие чего для полного сгорания метана требуется подвод большого количества воздуха (порядка 10 м3/м3). При конструировании газогорелочных устройств необходимо учитывать тот факт, что фронт пламени очень легко отрывается от огневых отверстий. В этой связи у большинства газовых горелок предусмотрены специальные стабилизирующие устройства.

В системах газоснабжения этого семейства могут устанавливаться смесительные установки, которые поставляют дополнительное количество газа, необходимое для покрытия пиковых нагрузок. В этих установках происходит смешение сжиженных углеводородных газов с воздухом и затем газовоздушная смесь подается в системы газоснабжения города. Для обеспечения качественной работы газоиспользующих установок необходимо подбирать состав газовоздушной смеси таким, чтобы число Воббе соответствовало номинальному значению или было несколько меньше его.

Как правило, газы второго семейства не имеют запаха. Поэтому для обнаружения утечек газа обонянием его одорируют, т.е. добавляют к нему некоторое количество дурно пахнущих веществ. Как правило, это соединения углеводородов с серой. Необходимо обеспечить такую добавку одорантов, при которой бы в среднем ощущалась утечка газа при концентрации его в воздухе в пять раз меньше опасной.

Газы, входящие во второе семейство поступают из газовых месторождений в головные сооружения, в которых происходит их осушка, очистка от механических примесей и обессеривание. Следует отметить, что в газах, поступающих в системы газоснабжения городов, суммарное содержание серы не должно превышать значение 150 мг/м3, а кислорода – 3 % объемных.

Газы, входящие во второе семейство обеспечивают наибольшую эффективность работы газоиспользующих установок. Кроме того, их применение является наиболее целесообразным с экологической точки зрения.

В третье семейство горючих газов входят смеси пропана и бутана. Они получили название сжиженные углеводородные газы и обозначаются сокращенно СУГ. Необходимо иметь в виду, что в СУГ, используемых в быту доля бутана не должна превышать значение 60 % (по весу), а суммарное содержание ненасыщенных углеводородов (пропилен, бутилен) не превышало 5% (по весу).

Газы, входящие в это семейство, как правило, не содержат вредных веществ и поэтому их целесообразно использовать в быту, так же как и газы второго семейства.

В четвертое семейство входят смеси природного газа с воздухом и СУГ с воздухом. Эти смеси используются, главным образом, при переводе систем газоснабжения городов с искусственного газа на природный газ. При сгорании этих смесей фронт пламени отрывается от огневых отверстий легче, чем при сгорании газов первого семейства. Это происходит из-за того, что в данных горючих смесях отсутствует водород, у которого скорость распространения пламени имеет очень высокое значение. Поэтому при эксплуатации газоиспользующих установок, использующих смеси природного газа с воздухом и СУГ с воздухом также необходимо предусмотреть стабилизаторы пламени. Число Воббе для смесей, входящих в это семейство составляет 7 кВт×ч/м3.

Газы четвертого семейства особого практического интереса не представляют.

Отметим, что приведенная классификация не охватывает все типы горючих газов. В частности ею не охвачены водород; газы получаемые при сжигании мусора и шлама на очистных сооружениях; биогаз.

Анализируя физико-химические показатели природных газов в соответствии с ГОСТ 5542-87 с приведенными выше нормами, существующими в Германии, можно сделать вывод о том, что по некоторым показателям в странах СНГ требования к чистоте горючих газов значительно строже. Так, например, суммарное содержание серы 56 мг/м3 против 150 мг/м3, а содержание кислорода 1 % вместо 3 %.

Физико-химические свойства сжиженных газов для коммунально-бытовых нужд регламентируются ГОСТ 20448-80*. В соответствии с ним предусмотрено предельное содержание отдельных компонентов в смеси для лета и зимы. Так, например, летом содержание бутана не должно превышать 60 %, а зимой его значение должно быть не более 20 %. Этим же стандартом предусмотрено также, что сумма метана, этана и этилена в летний период года не должна превышать 6 % (по массе), в то время как зимой – 4 %. Такие компоненты СУГ как пропан и пропилен для лета не нормируются, а для зимы они должны составлять не менее 75 %. Величина серосодержащих веществ, входящих в газовую смесь, не должна превышать 0.015 %.

Источник: studopedia.ru

ГА́ЗЫ ПРИРО́ДНЫЕ ГОРЮ́ЧИЕ, газовая фаза природных углеводородов, содержащая и неуглеводородные компоненты; разновидность горючего полезного ископаемого. Г. п. г. встречаются в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоплений, а также в растворённом (в нефти и пластовых водах), рассеянном (сорбированные породами) и окклюдированном (в газовых гидратах) видах. Углеводороды представлены: метаном, этаном, пропаном, бутанами, реже пентаном и более тяжёлыми (до октана включительно), а также этиленом, пропиленом, бутиленом. Г. п. г. считается сухим, если состоит гл. обр. из метана (>85%), с низким содержанием этана (<10%), при практическом отсутствии пропана и бутана; с содержанием газового конденсата менее 10 см33. Тощим называют пластовый газ метанового состава с низким содержанием этана, пропана и бутана, с содержанием конденсата 10–30 см33. Жирным считается газ с содержанием конденсата 30–90 см33. Неуглеводородные компоненты включают гл. обр. азот, диоксид углерода, оксид углерода, водяные пары; кроме того, некоторые Г. п. г. обогащены соединениями серы, гелием, аргоном; встречаются также водород, пары ртути и летучих жирных кислот. Содержание диоксида углерода меняется от долей процента до 10–15%, иногда более (в Астраханском газоконденсатном месторождении СО2 20–22%). Концентрация азота в Г. п. г. обычно не превышает 10% (часто 2–3%), в газах отдельных нефтегазоносных бассейнов и провинций достигает 30–50% (в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции), иногда более; известны месторождения с преим. содержанием азота (Чу-Сарысуйская газоносная область: Амангельдинское месторождение – 80% N2 и 16% СH4; Учаральское – 99% N2). Количество сероводорода обычно не превышает 2–3%; как исключение известны газовые залежи с содержанием сероводорода 15–20% и более (Астраханское месторождение – 25%). Концентрация гелия в большинстве случаев – сотые и тысячные доли процента, в некоторых месторождениях – до 3–13% (см. Газы природные).

По мнению большинства исследователей, приверженцев органической (биогенной) теории происхождения нефти и газа, осн. масса Г. п. г. – продукт катагенетического преобразования рассеянного органического вещества в осадочных горных породах, небольшой круг учёных придерживаются неорганической, или абиогенной, гипотезы и образование этих полезных ископаемых считает в осн. результатом синтеза углерода, оксида углерода и водорода в условиях высоких температур и давлений глубинных зон земной коры. Значительное количество метана, диоксида и оксида углерода образуется в приповерхностных условиях (преим. на глубине до 500 м) в результате биохимической переработки органического вещества на стадии диагенеза (т. н. микробиальный газ). Добыча биохимического метана велась в Японии из минерализованных подземных вод плиоценовых и плейстоценовых отложений. Обязательным условием формирования промышленных скоплений Г. п. г. является наличие крупных областей длительного погружения земной коры (осадочных бассейнов), в процессе развития которых нефтегазоматеринские породы могли достичь зоны с благоприятными термобарическими условиями для генерации газообразных углеводородов. Количество и состав образующихся углеводородных газов зависят от природы и состава рассеянного органического вещества, находящегося (как в рассеянной, так и в концентрированной форме) в зоне катагенеза (см. Катагенез рассеянного органического вещества). Гумусовое органическое вещество генерирует в осн. метан и небольшое количество более тяжёлых углеводородов, сапропелевое – осн. массу нефтяных жидких углеводородов, жирные газы и метан. Для выделения углеводородов в количестве, достаточном для образования залежей, осадочная порода, содержащая рассеянное органическое вещество, должна попасть в определённые термобарические условия. Гумусовое органическое вещество имеет два температурных пика генерации метана: на начальной стадии катагенеза при темп-ре 50–60 °С (протокатагенез) и на завершающей – при темп-ре выше 150–160 °С (поздний мезокатагенез). Сапропелевое органическое вещество главный пик генерации проявляет также в позднем мезокатагенезе (т. н. главная зона газообразования, следующая сразу за главной зоной нефтеобразования). Вначале генерируются жирные газы, затем метан. Образование метана продолжается и при более высоких температурах (св. 200 °С) и давлениях на стадии метаморфизма (путём термич. разложения углистого органического вещества и нефти).

Наблюдается вертикальная зональность распределения Г. п. г. во многих нефтегазоносных бассейнах: на глубине 1,2–2 км газовые залежи представлены в осн. сухим газом (почти чистый метан), на глубине 2–5 км залежи б. ч. газонефтяные и нефтегазовые, содержащие преим. жирные газы, ниже 5–6 км снова распространены залежи чистого метана. Как правило, рассеянное в породах органическое вещество имеет смешанный (гумусовый и сапропелевый) состав. Наиболее высокопродуктивные газоматеринские породы (способные генерировать преим. газообразные углеводороды и отдавать их) – глинистые, алеврито-глинистые и глинисто-алевритовые отложения слабовосстановительных и восстановительных фаций, богатые гумусовым и сапропелево-гумусовым органическим веществом.

Формирование газовых залежей происходит в результате миграции Г. п. г. из материнских толщ в коллекторы нефти и газа, аккумуляции их в ловушках нефти и газа и консервации внутри природных резервуаров, ограниченных флюидоупорами (покрышками залежей нефти и газа). Подавляющее число залежей Г. п. г. связано с осадочными породами. Песчаные коллекторы вмещают св. 76% запасов, карбонатные – св. 23%. Глинистыми покрышками экранируется св. 65% запасов, соленосными – св. 34%. Св. 91% запасов сосредоточено в ловушках структурного типа. Совокупность газовых залежей, контролируемых единой геологической структурой, образует газовое месторождение. Св. 90% разведанных запасов Г. п. г. содержатся в чисто газовых или газоконденсатных месторождениях, остальные – в нефтегазовых и газонефтяных. На глубине до 1 км заключено ок. 14% запасов газа, 1–3 км – св. 70%, 3–5 км – ок. 13% и ниже 5 км – св. 1%.

Мировые запасы Г. п. г. около 300 трлн. м3. Лидирующую позицию по количеству запасов занимает Россия (68,9 трлн. м3; ок. 23% мировых запасов), второе место – Иран, запасы которого меньше российских более чем в 2 раза; третья позиция принадлежит Катару (начало 2013).

Всего в мире известно св. 12 тыс. газовых месторождений (в России св. 900), однако ок. половины запасов газа сосредоточено в нескольких десятках уникальных газовых и газоконденсатных месторождений. Крупнейшие в мире – в Катаре и Иране (Северное – Южный Парс) и России (Уренгойское месторождение). В России 29 уникальных (с текущими запасами св. 500 млрд. м3) и 81 крупное (75–500 млрд. м3) месторождение свободного газа (начало 2013) (таблица).

Уникальные зарубежные газовые месторождения (запасы, трлн. м3): в Иране – Пазенан (1,4), Северный Парс (1,3); Нидерландах – Гронинген (2,7); Алжире – Хасси-Рмель (2,6); США – Панхандл-Хьюготон (2), а также в Саудовской Аравии – Гавар (св. 1), Казахстане – Карачаганак, Туркмении – Даулетабад-Донмезское, Норвегии – Тролль.

Б. ч. запасов Г. п. г. РФ заключена в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (бассейне) – в Надым-Пурской, Пур-Тазовской, Ямальской и Гыданской нефтегазоносных областях. В Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции (бассейне) сосредоточено ок. 10% запасов; в российской части Прикаспийской нефтегазоносной провинции (бассейне) – ок. 7%; в Лено-Вилюйской газонефтеносной провинции (бассейне) – менее 1%. В пределах российской части Баренцево-Северо-Карской нефтегазоносной провинции (бассейна) и в Охотской нефтегазоносной провинции (бассейне) установлено ок. 10% российских запасов (на начало 2013).

За рубежом крупнейшие запасы Г. п. г. сконцентрированы в Северного моря нефтегазоносной области, Мексиканского залива нефтегазоносном бассейне, Персидского залива нефтегазоносном бассейне, а также в Западном Внутреннем нефтегазоносном бассейне, Северного склона Аляски нефтегазоносном бассейне, Западно-Канадском нефтегазоносном бассейне, Северных Арктических нефтегазоносных бассейнах Канады и др.

Добыча Г. п. г. производится в более чем 85 странах и во 2-й половине 2000-х гг. превысила 3600 млрд. м3 в год. По валовой и товарной добыче в первой половине 2010-х гг. лидируют США (687,6 млрд. м3, 2013), за которыми следует РФ (625 млрд. м3, 2012). В России подавляющая часть природного горючего газа (ок. 90%) добывается в Западно-Сибирской провинции (месторождения Заполярное, Уренгойское и Ямбургское обеспечивают ок. половины российской добычи). По объёмам добычи газа в России и мире лидирует «Газпром». Эта же компания располагает наибольшими мировыми запасами Г. п. г. и является самым крупным в мире поставщиком газа.

Г. п. г. – эффективный энергоноситель (теплота сгорания 34,3 МДж/м3 и выше) и ценное химическое сырьё для производства метанола, формальдегида, уксусной кислоты, ацетона и др. органических соединений. Попутно извлекаемые из Г. п. г. сероводородсодержащие газы используют для получения элементарной серы, гелийсодержащие – для получения гелия.

Источник: bigenc.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.