השימוש בגז טבעי. גז טבעי: הרכב, תכונות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מה אנחנו יודעים על פחמימנים? ובכן, אולי משהו מתוכנית הלימודים בבית הספר בכימיה, והמילה "מתאן" המהבהבת מדי פעם בתקשורת… מה אנחנו יודעים על גז טבעי, מלבד תכונותיו הנפיצות? איזה עוד שימוש בגז טבעי, מלבד הבישול והחימום הידועים של בנייני מגורים? מה חדש בעולם צריכת האנרגיה ואבטחת האנרגיה?

תכונות בסיסיות

נתחיל מזה שהביטוי הידוע על ריח הגז בדירה או ברחוב לא לגמרי נכון. לגז טבעי, המסופק לדירותינו לבישול או לחימום מים, אין טעם וריח. מה שאנו מרגישים הוא לא יותר מאשר תוסף מיוחד הדרוש לאיתור דליפות גז. זהו חומר הריח שנקרא, הוא מתווסף בתחנות מאובזרות במיוחד בפרופורציות הבאות: 16 מ"ג לכל אלף מ"ק גז.

המרכיב העיקרי של הגז הטבעי, כמובן, הוא מתאן. התוכן שלו בגזהתערובת היא בערך 89-95%, הרכיבים הנותרים הם בוטאן, פרופאן, מימן גופרתי ומה שנקרא זיהומים - אבק ורכיבים בלתי דליקים, חמצן וחנקן. אחוז תוכן המתאן תלוי בסוג הפיקדון.

האנרגיה של הגז הטבעי המשתחררת במהלך שריפה של מטר מעוקב אחד של דלק נקראת הערך הקלורי. ערך זה הוא מהראשוניים בכל ענייני תכנון מתקני גז, וערכים שונים מובאים כבסיס במדינות שונות. ברוסיה החישוב מתבצע לפי הערך הקלורי הנמוך ביותר, במדינות מערביות, כמו צרפת ובריטניה, - לפי הגבוה ביותר.

אם מדברים על הנפיצות של גז טבעי, כדאי להזכיר מושגים כמו מגבלות פיצוץ וריכוזים מסוכנים. הגז מתפוצץ בריכוזו בחדר מ-5 עד 15% מהנפח. אם הריכוז נמוך יותר, הגז לא נשרף, אם הריכוז הוא יותר מ-15%, אז תערובת הגז-אוויר נשרפת עם אספקת אוויר נוספת. ריכוז מסוכן נקרא בדרך כלל 1/5 מגבול הנפץ התחתון, כלומר 1%.

סוגים ויישומים בסיסיים של גז טבעי

בוטאן ופרופאן שימשו כדלק למכוניות (גז נוזלי). פרופאן משמש גם לדלק מציתים. איתן משמש לעתים רחוקות כדלק, מכיוון שהוא חומר גלם לייצור פוליאתילן. אצטילן הוא דליק ביותר ומשמש לריתוך וחיתוך מתכות. השימוש בגז טבעי, או ליתר דיוק, מתאן, כבר דיברנו עליו, הוא משמש כדלק בעירה בתנורים, בעמודים ובדודים.

זנים של גז טבעי מיוצר

לפי סוגי הגז המופק, השדות מחולקים לגז או משויכים. ההבדל העיקרי ביניהם הוא אחוז תכולת הפחמימנים. בשדות גז תכולת המתאן היא כ-80%-90%, בשדות קשורים, או כפי שנהוג לכנותם "נפט", תכולתו אינה עולה על 50%. 50% הנותרים הם פרופאן-בוטאן ושמן מופרדים מגז. אחד החסרונות הגדולים ביותר של גז מתחום קשור הוא טיהור החובה שלו מזיהומים שונים. השגת גז טבעי קשורה גם לייצור הליום. מרבצים כאלה הם נדירים למדי, הליום נחשב לגז האופטימלי לקירור כורים גרעיניים. גופרית המשתחררת ממימן גופרתי המופק כתערובת של גז טבעי משמשת גם למטרות תעשייתיות.

הכלי העיקרי בהפקת גז טבעי הוא אסדת קידוח. מדובר במגדל בעל ארבע רגליים בגובה של כ-20-30 מטר. צינור עם מקדחה בקצה תלויה ממנו. צינור זה גדל ככל שעומק הבאר עולה, בתהליך הקידוח מתווסף לבאר נוזל מיוחד כדי שהסלעים ההרוסים לא יסתמו אותה.

נוזל זה מסופק בעזרת משאבות מיוחדות. כמובן שעלות הגז הטבעי כוללת את עלות תפעול והקמת בארות גז. בין 40 ל-60% מהעלות היא העלות של זה.

איך הגז מגיע אלינו?

אזלאחר היציאה מאתר הייצור, הגז הטבעי המטוהר נכנס לתחנת המדחס הראשונה, או כפי שהיא מכונה גם הראשית. הוא ממוקם לרוב בסביבה הקרובה של הפיקדון. שם, בעזרת מתקנים, נכנס גז בלחץ גבוה לצנרת הגז הראשית. תחנות מדחס בוסטר מותקנות על צינורות גז ראשיים כדי לשמור על הלחץ שנקבע. מאחר והנחת צינורות בקטגוריית לחץ זו בתוך ערים אסורה, מותקן סניף מול כל עיר גדולה. זה כבר, בתורו, לא עולה, אבל מוריד את הלחץ. חלק ממנו מושקע על ידי צרכנים גדולים של גז - מפעלים תעשייתיים, מפעלים, בתי דוודים. והחלק השני הולך למה שנקרא GRP - נקודות חלוקת גז. שם שוב יורד הלחץ. היכן השימוש בגז טבעי הכי מוכר ומובן לך ולי? אלו הם מבערי כיריים.

כמה זמן הוא איתנו?

שימוש פעיל בגז טבעי החל מאמצע המאה ה-19, לאחר המצאת מבער הגז. והשימוש המקורי בו עכשיו לא ממש מוכר לנו. בהתחלה הוא שימש לתאורת רחוב.

בברית המועצות, עד סוף שנות ה-30 של המאה הקודמת, לא הייתה קיימת תעשיית גז עצמאית. שדות גז התגלו במקרה, רק במהלך חיפוש בארות נפט. השימוש הפעיל בגז טבעי החל במהלך המלחמה הפטריוטית הגדולה. מחסור בדלק, עקב אובדן חלק מהפחם והנפטשדות, נתן תנופה חזקה לפיתוח תעשיית הגז. לאחר תום המלחמה, תעשיית הגז התפתחה באופן פעיל והפכה בהדרגה לאחת היעילות ביותר באנרגיה.

אין חלופות

אולי ההוכחה הטובה ביותר ליתרון הגז הטבעי כמקור האנרגיה הנוח ביותר היא הנתונים של מוסקבה. חיבור הגז אפשר לחסוך מיליון קוב של עצי הסקה, 0.65 מיליון טון פחם, 150 אלף טון נפט וכמעט אותה כמות מזוט מדי יום. וכל זה הוחלף במיליון מ ק. מ' של גז. לאחר מכן הגיעה גיזוז הדרגתי של המדינה כולה וחיפוש אחר מרבצים חדשים. מאוחר יותר נמצאו בסיביר מאגרי גז ענקיים, שעדיין מנוצלים.

שימוש תעשייתי

השימוש בגז טבעי אינו מוגבל לבישול - אם כי בעקיפין, הוא משמש לאספקת חום למבני מגורים. רוב בתי הדוודים העירוניים הגדולים בחלק האירופי של רוסיה משתמשים בגז טבעי כדלק העיקרי.

כמו כן, נעשה שימוש יותר ויותר בגז טבעי בתעשייה הכימית כחומר גלם לייצור חומרים אורגניים שונים. מספר גדל והולך של ענקיות רכב מפתחות כלי רכב הפועלים על דלקים חלופיים, כולל מימן וגז טבעי.

רק הגז אשם

במונחים של אקולוגיה, גז טבעי יכול להיקרא אחד הדלקים המאובנים הבטוחים ביותר. עם זאת, חיבור גז לתחומים רבים של חיי אדם ושריפה לאחר מכן הובילועלייה מרובה בכמות הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. אחרת, תהליך זה נקרא "אפקט החממה". ולכך יש השפעה שלילית ביותר על האקלים של הפלנטה שלנו. עם זאת, טכנולוגיות חדשות ורמות ייצור הפחיתו לאחרונה את הפליטות לאטמוספירה ככל האפשר. נזכיר שגז הוא אחד מסוגי הדלק הבטוחים ביותר.