Классификация природных газов

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Вопрос классификации природных газов очень сложен, так как они имеют разнообразный состав, различное происхождение, разные условия нахождения и физическое состояние в природе. Кроме того, газы обладают большой эмиграционной способностью, создают различные смеси и редко бывают однородными по химическому составу. Одновременно с процессами образования газов идут процессы их разрушения. Например, при действии кислорода на сероводород образуется свободная сера и вода.

Первую классификацию природных газов составил В.И. Вернадский (1912), где он указал, что при изучении газов необходимо знать три следующие фактора: форму или условия нахождения газов в природе, источники их происхождения или генезис и химический состав. Согласно этим факторам В.И. Вернадский выделил три группы газов.

По форме нахождения:

Свободные газы:

· атмосферные;

· газовые скопления, содержащиеся в порах горных пород и окклюзии;

· газовые струи или вихри (вулканические, тектонические, поверхностные);

· газовые испарения.

Жидкие растворы газов:

· газы океанов и морей;

· газы озер, прудов и рек;

· газы различных водных источников (вулканических, тектонических, поверхностных).

По источникам происхождения:

· газы земной поверхности;

· газы, связанные с высокотемпературными очагами литосферы;

· газы глубинные, проникающие в земную кору из мантии.

По составу (разделение для тектонических газов):

· азотные;

· углекислые;

· метановые;

· водородные;

· сероводородные;

· водяные пары.

Позже, в развитие этой классификации был создан целый ряд классификационных схем природных газов по условиям нахождения и физическому состоянию в природе, по химическому составу, генезису и по их практической ценности и содержанию полезных компонентов. В отечественной литературе опубликовано более 20 классификаций природных газов только по химическому составу.

Ряд классификационных схем разработали М.И. Суббота и А.Ф. Романюк, которые приведены ниже.

Классификация по условиям нахождения газа в природе

Газы земной поверхности:

· тропосферы;

· стратосферы и мезосферы;

· атмосферных осадков;

· пещер и карстовых полостей.

Газы поверхностной гидросферы:

· газы океанов;

· океанов и морей;

· рек, озер и прудов;

· поверхностных льдов; - болот.

Газы, рассеянные в горных породах:

· в порах и трещинах осадочных пород;

· сорбированные породами;

· поровых растворов;

· магматогенных пород;

· газово-жидкие включения в минералах;

· илов;

· газогидратов илов;

· почв.

Газы подземной гидросферы:

· грунтовых вод;

· вод зоны свободного водообмена;

· вод зоны затрудненного водообмена;

· мерзлых вод и газогидратов.

Свободные газы залежей:

· газовых залежей;

· газовых шапок нефтяных залежей;

· газоконденсатных залежей.

Газы, растворенные и сорбированные в биогенных ископаемых:

· растворенные в нефти;

· сорбированные углями;

· в горючих сланцах.

· Газы грязевых вулканов:

· грязевых извержений;

· грязевых грифонов.

Классификация газов по химическому составу

Преимущественно метановый (СН4 > 50 %):

· метановый (СН4 > 75 %);

· метановый газ - метано-азотный (СН4 > 50 %);

· метан-этан-пропановый (СН4 > 50 %);

· метано-углекислый (СН4 > 50 %).

Преимущественно углеводородный (тяжелее метана, ТУ > 50 %):

· этан-пропановый (ТУ > 75 %);

· этан-пропан-метановый (ТУ > 50 %).

Преимущественно азотный (N2 > 50 %):

· азотный (N2 > 75 %);

· азотно-метановый (N2 > 50 %);

· азотно-углекислый (N2 > 50 %);

· азотно-кислородный (N2 > 75 %, О2 > 10 %);

· азотно-кислородно-углекислый (N2 > 50 %).

Преимущественно углекислый (СО2 > 50 %):

· углекислый (СО2 > 75 %);

· углекисло-азотный (СО2 > 50 %);

· углекисло-метановый (СО2 > 50 %);

· углекисло-сероводородный (СО2 > 50 %).

Преимущественно водородный (Н2 > 50 %):

· водородный (Н2 > 75 %);

· водородно-азотный (Н2 > 50 %).

Классификация и индексация В.И. Старосельского, классификация В.А. Соколова.

Существует классификация и индексация природных газов по содержанию полезных компонентов В.И. Старосельского, которая основана на требованиях промышленности по минимальной концентрации компонентов, являющихся ценным химическим сырьем. Среди неуглеводородных компонентов газа в ней учитывается азот (А), углекислый газ (У), сероводород (Св), а среди углеводородных компонентов – метан (Н), этан (Э), тяжелые углеводороды (Т) и конденсат (К). В зависимости от пределов процентного содержания какого-либо компонента в газе, около его буквенного индекса ставится цифра от 1 до 4. Состав газа обозначается суммой индексов. Например, состав газов Астраханского газоконденсатного месторождения будет выражен следующим индексом: М2Э1Т2У4А1Св4К4. Он означает, что газ содержит метана от 30 до 70 %, этана менее 3 %, тяжелых углеводородов 5-10 %, углекислого газа более 15 %, азота менее 3 %, сероводорода более 1 % и конденсата более 200 г/м3.

Природные газы подразделяются в этой классификации по содержанию этана, который является ценным химическим сырьем, а также – по содержанию тяжелых УВ на метановые, этановые, этан-пропановые и пропан-бутановые. Метановые газы характерны для газовых скоплений. Они содержат метана от 90 до100 %, этана до 3 % и тяжелых УВ до 5 %. Этановые газы содержат этана от 3 до 6 %, тяжелых УВ от 5 до 10 %, а этан-пропановые газы - этана от 6 до 9 %, тяжелых УВ - от 10 до 30 %. Эти газы характерны, в основном, для газоконденсатных и нефтегазоконденсатных залежей. В пропан-бутановых газах концентрация тяжелых УВ составляет более 30 % и этана более 9 %. Они характерны для нефтяных залежей.

Применение природного газа в мире

Ежу понятно, что число ударов за 1 сек зависит от скорости молекул, и числа молекул n в единице объёма. При не очень сжатом газе можно считать, что N пропорционально n и v, т.е. р пропорционально nmv2.

Итак, для того чтобы рассчитать с помощью молекулярной теории давление газа, мы должны знать следующие характеристики микромира молекул: массу m, скорость v и число молекул n в единице объёма. Для того чтобы найти эти микро характеристики молекул, мы должны установить, от каких характеристик макромира зависит давление газа, т.е. установить на опыте законы газового давления. Сравнив эти опытные законы с законами, рассчитанными при помощи молекулярной теории, мы получим возможность определить характеристики микромира, например скорости газовых молекул.

Применение природного газа.

Природный газ широко применяется в качестве горючего, для отопления жилых домов, как топливо для машин, электростанций и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например пластмасс.

В XIX в. природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы). газовая лампа В настоящее время за рубежом СПГ в основном предназначен для применения в качестве топлива на крупных электростанциях, для газоснабжения населения и промышленных объектов, покрытия пиковых нагрузок, а также как сырье для химической промышленности.

Однако, в последнее десятилетие обозначилась и наиболее интенсивно развивается еще одна область применения СПГ - это использование как универсального моторного топлива.

Применение сжиженного природного газа в качестве моторного топлива для различных видов транспортных средств (автомобильного, воздушного, железнодорожного, водного и т. д.) дает энергетические и экологические преимущества, а также является экономически выгодным, по сравнению с традиционными нефтяными и другими альтернативными видами моторного топлива.

Перспективность использования СПГ в качестве альтернативного моторного топлива для автотранспорта стало очевидным для большинства стран мира. Особенно интенсивно это направление в автомобильной технике развивается в США. В США СПГ как моторное топливо используют более 25 % муниципального транспорта Аналогичная ситуация и в Западной Европе. Так, во многих городах Германии планируется перевести на СПГ муниципальный транспорт. В Италии принята экологическая программа применения СПГ на автотранспорте. Расширяется применение СПГ и на водном транспорте. В Норвегии компания «Statoil» приступила к серийному производству судов на СПГ. В 2003 г. были построены первые два судна. Преимущества СПГ по сравнению с обычным бункерным топливом с экологической точки зрения очевидны: его использование только на двух судах в течение года сокращает выбросы окислов азота до 120 тонн. автобус на газе Инициатива «Statoil» активно поддерживается министром нефти и энергетики Норвегии, который считает ее началом полномасштабного перехода судов на СПГ. Экспериментальные суда на СПГ построены и эксплуатируются в США, Германии и ряде других стран мира.

СПГ как моторное топливо широко используется и на морских судах-метановозах, предназначенных для перевозки СПГ. За рубежом расширяется также применение сжиженного природного газа и на железнодорожном транспорте. Многолетняя безаварийная эксплуатация магистральных и маневровых тепловозов на СПГ железнодорожными компаниями «Берлингтон Нозерн», «Моррисон-Кнудсен», «Санта Фе», «Юн ион Пасифик» говорят об объективных преимуществах этого вида топлива.

В России широкого применения сжиженный природный газ пока не нашел, т. к. практически отсутствует его промышленное производство. Однако, уже обсуждаются планы о переводе всего Московского общественного транспорта на СПГ. В Москве уже появилось ряд заправочных станций, где реализуется сжиженный природный газ (метан). Такие же заправочные станции можно наблюдать и в Краснодарском крае и в Кабардино-Балкарии. применение попутного нефтеного газа

Природный газ в промышленности В последнее десятилетие 20 века в мировой экономике начала набирать силу 3-я волна популярности природного газа, как моторного топлива. По прогнозам специалистов эта волна достигнет своего высшего уровня к концу первой четверти 21 века. Первое же применение природного газа в качестве моторного топлива относится к середине 19 века, когда во Франции инженером Ленуаром был создан первый двигатель внутреннего сгорания. Топливом для этого двигателя был природный газ. Применение газового топлива в моторах с «колыбели» двигателестроения и неоднократное возвращение к применению этого вида топлива не случайно. По своим свойствам оно более всего приближается к представлениям об идеальном моторном топливе.

Природный газ по своим энергетическим, физико-химическим и экологическим показателям является очень перспективным топливом и его применение должно дать положительный эффект во многих аспектах, главными из них являются: - экономика газового моторного топлива; - энергетика природного газа; - топливная экономичность газового двигателя; - износостойкость газового двигателя; запасы газа на карте - экологическая безопасность газовых двигателей.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒