Come viene utilizzato il gas? Come viene prodotto e utilizzato il gas naturale?

Cosa sappiamo degli idrocarburi? Ebbene, forse qualcosa dal curriculum scolastico di chimica, e la parola "metano" che lampeggia periodicamente nei media ... Cosa sappiamo del gas naturale, a parte le sue proprietà esplosive? Quale altro utilizzo del gas naturale, oltre al noto uso della cucina e del riscaldamento degli edifici residenziali? Cosa c'è di nuovo nel mondo del consumo energetico e della sicurezza energetica?

Proprietà di base

Per cominciare, la famosa frase sull'odore del gas in un appartamento o per strada non è del tutto corretta. Ciò che ci viene servito negli appartamenti per cucinare o per riscaldare l'acqua, non ha sapore né odore. Quello che sentiamo non è altro che uno speciale additivo necessario per rilevare le fughe di gas. Questo è il cosiddetto odorizzante, viene aggiunto in stazioni appositamente attrezzate nelle seguenti proporzioni: 16 mg per mille metri cubi di gas.

Il componente principale del gas naturale, ovviamente, è il metano. Il suo contenuto nella miscela di gas è di circa l'89-95%, i restanti componenti sono butano, propano, idrogeno solforato e le cosiddette impurità: polvere e componenti non combustibili, ossigeno e azoto. La percentuale di contenuto di metano dipende dal tipo di deposito.

L'energia del gas naturale rilasciata durante la combustione di un metro cubo di carburante è chiamata calore di combustione. Questo valore è uno dei iniziali in tutte le questioni relative alla progettazione di impianti di gas e valori diversi vengono presi come base in diversi paesi. In Russia, il calcolo viene effettuato in base al potere calorifico più basso, nei paesi occidentali, come Francia e Gran Bretagna, in base al potere calorifico più alto.

Parlando dell'esplosività del gas naturale, vale la pena menzionare concetti come limiti esplosivi e concentrazioni pericolose. Il gas esplode alla sua concentrazione nella stanza dal 5 al 15% del volume. Se la concentrazione è inferiore, il gas non brucia, se la concentrazione è superiore al 15%, la miscela gas-aria brucia con alimentazione d'aria aggiuntiva. Una concentrazione pericolosa è solitamente chiamata 1/5 del limite esplosivo inferiore, ovvero 1%.

Tipologie fondamentali e applicazioni del gas naturale

Butano e propano sono entrati nei carburanti per automobili (gas di petrolio liquefatto). Il propano viene utilizzato anche per alimentare gli accendini. L'etano è usato raramente come combustibile, poiché è una materia prima per la produzione di polietilene. L'acetilene è estremamente infiammabile e viene utilizzato nella saldatura e nel taglio dei metalli. Dell'uso del gas naturale, o per essere più precisi del metano, abbiamo già parlato, viene utilizzato come combustibile nelle stufe, nelle colonnine e nelle caldaie.

Varietà di gas naturale prodotto

In base alla tipologia di gas prodotto i giacimenti si dividono in gas o associati. La principale differenza tra loro è la percentuale di contenuto di idrocarburi. Nei giacimenti di gas, il contenuto di metano è di circa l'80-90%, in quelli associati o, come vengono comunemente chiamati, "petrolio", il suo contenuto non è superiore al 50%. Il restante 50% - e separato dal gasolio. Uno dei maggiori svantaggi del gas proveniente da un giacimento associato è la sua purificazione obbligatoria da varie impurità. L’ottenimento del gas naturale è associato anche alla produzione di elio. Tali depositi sono piuttosto rari, l'elio è considerato il gas ottimale per il raffreddamento dei reattori nucleari. Lo zolfo rilasciato dall'idrogeno solforato estratto come miscela di gas naturale viene utilizzato anche per scopi industriali.

Lo strumento principale nell'estrazione del gas naturale è una piattaforma di perforazione. Questa è una torre a quattro gambe alta circa 20-30 metri. Ad esso è sospeso un tubo con un trapano all'estremità. Questo tubo aumenta all'aumentare della profondità del pozzo, nel processo di perforazione viene aggiunto al pozzo un liquido speciale in modo che le rocce distrutte non lo ostruiscano.

Questo liquido viene fornito utilizzando pompe speciali. Naturalmente, il costo del gas naturale include i costi di gestione e costruzione dei pozzi di gas. Dal 40 al 60% del costo è il costo di questo.

Come ci arriva il gas?

Quindi, dopo aver lasciato il sito di produzione, il gas naturale purificato entra nella prima stazione di compressione, o, come viene anche chiamata, quella di testa. Si trova molto spesso nelle immediate vicinanze del deposito. Lì, con l'aiuto di installazioni, il gas ad alta pressione entra nei principali gasdotti. Le stazioni sono installate sui principali gasdotti per mantenere la pressione impostata. Poiché la posa di tubi con questa categoria di pressione all'interno delle città è vietata, davanti a ogni grande città viene installata una diramazione. Già, a sua volta, non aumenta, ma abbassa la pressione. Parte di esso viene spesa dai grandi consumatori di gas: imprese industriali, fabbriche, caldaie. E l'altra parte va alla cosiddetta fratturazione idraulica: lì la pressione scende di nuovo. Dove è più familiare e comprensibile per me e te l'uso del gas naturale? Questi sono i fornelli.

Da quanto tempo è con noi?

L'uso attivo del gas naturale risale alla metà del XIX secolo, dopo l'invenzione del bruciatore a gas. E il suo uso originale ora non ci è del tutto familiare. Inizialmente venne utilizzato per l'illuminazione stradale.

Fino alla fine degli anni ’30 nell’Unione Sovietica non esisteva un’industria del gas indipendente. I giacimenti di gas sono stati scoperti per caso, solo durante l'esplorazione dei pozzi petroliferi. L'uso attivo del gas naturale iniziò durante la Grande Guerra Patriottica. La carenza di carburante, dovuta alla perdita di parte dei giacimenti di carbone e petrolio, ha dato un forte impulso allo sviluppo dell'industria del gas. Dopo la fine della guerra, l'industria del gas si sviluppò attivamente e divenne gradualmente una delle più efficienti dal punto di vista energetico.

Non c'è alternativa

Forse la prova migliore del vantaggio del gas naturale come fonte energetica più conveniente sono i dati di Mosca. L'allacciamento del gas ha permesso di risparmiare ogni giorno un milione di metri cubi di legna da ardere, 0,65 milioni di tonnellate di carbone, 150mila tonnellate di cherosene e quasi la stessa quantità, e tutto questo è stato sostituito da 1 milione di metri cubi. m di gas. A ciò seguì una graduale gassificazione dell'intero Paese e la ricerca di nuovi giacimenti. Successivamente in Siberia furono trovate enormi riserve di gas, che vengono sfruttate ancora oggi.

Uso industriale

L'utilizzo del gas naturale non si limita alla cucina: anche se indirettamente, viene utilizzato per fornire calore agli edifici residenziali. La maggior parte delle grandi caldaie urbane nella parte europea della Russia utilizzano il gas naturale come combustibile principale.

Inoltre, il gas naturale viene sempre più utilizzato nell'industria chimica come materia prima per la produzione di varie sostanze organiche. Un numero crescente di giganti automobilistici sta sviluppando veicoli che funzionano con carburanti alternativi, tra cui idrogeno e gas naturale.

La colpa è solo del gas

Da un punto di vista ambientale, il gas naturale può essere definito uno dei combustibili fossili più sicuri. Tuttavia, la connessione del gas a molti ambiti della vita umana e la successiva combustione ha portato ad un aumento multiplo del contenuto nell'atmosfera. Altrimenti, questo processo è chiamato "effetto serra". E questo ha un impatto estremamente negativo sul clima del nostro pianeta. Tuttavia, le nuove tecnologie e il livello di produzione degli ultimi tempi riducono il più possibile il livello di emissioni in atmosfera. Ricordiamo che il gas è uno dei tipi di carburante più sicuri.

Una miscela di idrocarburi, un oggetto di culto religioso, una disputa tra scienziati e la più importante risorsa di materia prima. È invisibile e inodore. Ce n’è più in Russia che in qualsiasi altra parte del mondo.

Di cosa è fatto il gas naturale

La base del gas naturale è il metano (CH 4), l'idrocarburo più semplice (un composto organico costituito da atomi di carbonio e idrogeno). Di solito contiene anche idrocarburi più pesanti, omologhi del metano: etano (C 2 H 6), propano (C 3 H 8), butano (C 4 H 10) e alcune impurità non idrocarburiche.

Il gas naturale può esistere sotto forma di depositi di gas situati negli strati di alcune rocce, sotto forma di calotte di gas (sopra il petrolio), nonché in forma disciolta o cristallina.

L'odore del gas

È interessante notare che nessuno di questi gas ha colore o odore. Il caratteristico odore sgradevole che quasi ogni persona ha riscontrato nella vita di tutti i giorni viene conferito artificialmente al gas e si chiama odorizzazione. Come odoranti, cioè sostanze dall'odore sgradevole, vengono solitamente utilizzati composti contenenti zolfo. Una persona può sentire l'odore di uno degli odori più comuni, l'etantiolo, anche se una parte di questa sostanza si trova in 50 milioni di parti di aria. È grazie all'odorizzazione che le fughe di gas possono essere facilmente individuate.

Fase di aggiunta di un odorizzante
con un odore sgradevole.

Gas naturale, inodore

Gas naturale
con un odore sgradevole

Controversia tra scienziati

Per quanto riguarda l'origine del gas naturale (così come del petrolio, tra l'altro), non c'è ancora consenso tra gli scienziati. Due concetti principali - biogenico e minerale - indicano ragioni diverse per la formazione di minerali idrocarburici nelle viscere della Terra.

teoria dei minerali

La formazione di minerali negli strati rocciosi fa parte del processo di degassamento della Terra. A causa della dinamica interna della Terra, gli idrocarburi situati a grandi profondità salgono nella zona di minor pressione, formando di conseguenza depositi di gas e petrolio.

Teoria biogenica

Organismi viventi che morirono e affondarono sul fondo dei corpi idrici decomposti in uno spazio senz'aria. Affondando sempre più in profondità a causa dei movimenti geologici, i resti di materia organica decomposta si trasformarono sotto l'influenza di fattori termobarici (temperatura e pressione) in minerali idrocarburici, compreso il gas naturale.

pori invisibili

C'è un malinteso abbastanza comune secondo cui il gas si trova sottoterra in una sorta di vuoti, dai quali può essere facilmente estratto completamente. Il gas, infatti, può trovarsi all'interno della roccia, che ha una struttura porosa così piccola da non essere visibile all'occhio umano. Tenendo tra le mani un pezzo di arenaria, estratto da una grande profondità, è abbastanza difficile immaginare che al suo interno sia contenuto gas naturale.


culto del gas

L’umanità conosce da tempo l’esistenza del gas naturale. E, sebbene già nel IV secolo a.C. e. in Cina impararono ad usarlo per il riscaldamento e l'illuminazione, per molto tempo una fiamma brillante che non lascia cenere è stata oggetto di un culto mistico e religioso per alcuni popoli. Ad esempio, sulla penisola di Absheron (territorio moderno dell'Azerbaigian) nel VII secolo fu eretto il tempio degli adoratori del fuoco Ateshgah, i cui servizi si svolgevano fino al XIX secolo.

A proposito, non lontano dal tempio di Ateshgah nel 1859, fu fatto il primo tentativo in Russia (piuttosto a breve termine) di utilizzare il gas naturale per scopi industriali - in una raffineria di petrolio a Baku.

Lampade termiche e il primo gas in Russia

La storia dell'industria del gas russa inizia nel 1811. Quindi l'inventore Peter Sobolevskij creò il primo impianto per la produzione di lampade termiche a gas artificiale. Dopo aver consegnato un rapporto su questo in una riunione della Società tutta russa degli amanti della letteratura, delle scienze e delle arti, con decreto di Alessandro I, Sobolevskij ricevette un ordine per la sua invenzione. Alcuni anni dopo, nel 1819, le prime lampade a gas furono accese sull'isola Aptekarsky a San Pietroburgo. Pertanto, la storia dell'industria del gas in Russia è iniziata quasi 200 anni fa e nel 2011 ha avuto un anniversario.

A metà degli anni ’20 in tutta l’URSS venivano prodotti 227,7 milioni di metri cubi di gas. Nel 2010 il Gruppo Gazprom ha prodotto 508,6 miliardi di metri cubi di gas.

La Russia è al primo posto nel mondo in termini di riserve di gas naturale. La quota di Gazprom in queste riserve è di circa il 70%. Pertanto, Gazprom possiede le riserve di gas naturale più ricche del mondo.

Con l'avvento del 20° secolo iniziò lo sviluppo attivo dell'industria del gas russa: per la prima volta furono sviluppati giacimenti di gas e fu utilizzato il gas associato (petrolio).

Ingegno russo

Tuttavia, fino al XX secolo in Russia, il gas naturale era un sottoprodotto della produzione petrolifera ed era chiamato gas associato. Non esistevano nemmeno i concetti di giacimento di gas o di gas condensato. Sono stati scoperti per caso, ad esempio, durante la perforazione di pozzi artesiani. Tuttavia, c'è un caso in cui, mentre perforava un pozzo del genere, un intraprendente commerciante di Saratov, vedendo una fiamma invece dell'acqua, costruì una fabbrica di vetro e mattoni in questo sito. Gli industriali iniziarono gradualmente a rendersi conto che il gas naturale poteva essere estremamente utile.

Il gas naturale, costituito principalmente da metano (92-98%), è di gran lunga il carburante alternativo più promettente per le automobili. Il gas naturale può essere utilizzato come combustibile sia in forma compressa (compressa) che liquefatta.

Metano- l'idrocarburo più semplice, un gas incolore (in condizioni normali) inodore, la formula chimica è CH4. Leggermente solubile in acqua, più leggero dell'aria. Se utilizzati nella vita di tutti i giorni, nell'industria, gli odoranti (solitamente tioli) con uno specifico "odore di gas" vengono solitamente aggiunti al metano. Il metano è atossico e innocuo per la salute umana.

Estrazione e trasporto

Il gas si trova nelle viscere della Terra a una profondità compresa tra uno e diversi chilometri. Prima dell'inizio della produzione di gas, è necessario effettuare lavori di esplorazione geologica, che consentano di stabilire l'ubicazione dei giacimenti. Il gas viene prodotto utilizzando pozzi appositamente perforati a tale scopo in uno dei modi possibili. Molto spesso, il gas viene trasportato attraverso i gasdotti. La lunghezza totale dei gasdotti in Russia è di oltre 632 mila chilometri: questa distanza è quasi 20 volte la circonferenza della Terra. La lunghezza dei principali gasdotti in Russia è di 162.000 chilometri.

Utilizzo del gas naturale

Il campo di applicazione del gas naturale è piuttosto ampio: viene utilizzato per il riscaldamento degli ambienti, la cucina, il riscaldamento dell'acqua, la produzione di vernici, colle, acido acetico e fertilizzanti. Inoltre, il gas naturale in forma compressa o liquefatta può essere utilizzato come carburante per veicoli, macchine speciali e agricole, trasporti ferroviari e fluviali.

Gas naturale: carburante ecologico

Il 90% dell’inquinamento atmosferico proviene dai veicoli.

Il trasferimento dei trasporti al carburante ecologico - gas naturale - consente di ridurre le emissioni di fuliggine, idrocarburi aromatici altamente tossici, monossido di carbonio, idrocarburi insaturi e ossidi di azoto nell'atmosfera.

Quando si bruciano 1000 litri di carburante liquido per motori a base di petrolio, vengono emessi nell'aria 180-300 kg di monossido di carbonio, 20-40 kg di idrocarburi, 25-45 kg di ossidi di azoto insieme ai gas di scarico. Quando si utilizza gas naturale al posto del combustibile petrolifero, il rilascio di sostanze tossiche nell'ambiente si riduce di circa 2-3 volte per il monossido di carbonio, per gli ossidi di azoto - 2 volte, per gli idrocarburi - 3 volte, per il fumo - 9 volte e è assente la formazione di fuliggine, caratteristica dei motori diesel.

Gas naturale: carburante economico

Il gas naturale è il carburante per motori più economico. La sua lavorazione richiede costi minimi. Infatti, tutto ciò che bisogna fare con il gas prima di fare rifornimento a un'auto è comprimerlo in un compressore. Oggi il prezzo medio al dettaglio di 1 metro cubo di metano (che in termini di proprietà energetiche equivale a 1 litro di benzina) è di 13 rubli. Questo è 2-3 volte più economico della benzina o del gasolio.

Il gas naturale è un carburante sicuro

I limiti di infiammabilità di concentrazione* e temperatura** del gas naturale sono significativamente più alti di quelli della benzina e del gasolio. Il metano è due volte più leggero dell'aria e si dissolve rapidamente nell'atmosfera quando viene rilasciato.

Secondo la "Classificazione delle sostanze combustibili in base al grado di sensibilità" del Ministero delle situazioni di emergenza della Russia, il gas naturale compresso è classificato come il più sicuro, la quarta classe, e il propano-butano - la seconda.

* La formazione di una concentrazione esplosiva avviene quando il contenuto di vapori di gas nell'aria è compreso tra il 5% e il 15%. Nello spazio aperto non si verifica la formazione di una miscela esplosiva.
** Il limite inferiore di autoaccensione del metano è 650°C.

Gas naturale: carburante per motori tecnologicamente avanzato

Il gas naturale non forma depositi nel sistema di alimentazione, non lava via il film d'olio dalle pareti del cilindro, riducendo così l'attrito e riducendo
usura del motore.

La combustione del gas naturale non produce particelle solide e ceneri, che causano una maggiore usura dei cilindri e dei pistoni del motore

Pertanto, l'uso del gas naturale come carburante per motori consente di aumentare la durata del motore di 1,5-2 volte.

La tabella seguente riassume alcuni fatti su GNC e GNL:

Prezzo per gas naturale rivisto per i paesi dell’UE. Nel 2016 hanno chiesto 167 dollari per 1.000 metri cubi di carburante. Nel 2017, secondo le dichiarazioni di febbraio del presidente di Gazprom, saranno richieste circa 180 unità convenzionali.

Allo stesso tempo, la quota del mercato europeo della società russa cresce. L'anno scorso la cifra era del 31%, quest'anno già del 34%. In particolare, le consegne verso i paesi non CSI sono aumentate del 12,5%.

In generale, c'è sia domanda che prospettive. L’assenza di concorrenti fa sì che i prezzi aumentino, lasciando l’Europa come mercato prioritario. I volumi dei gasdotti parlano dell'entità della domanda di carburante non solo in Occidente, ma anche a livello nazionale.

La loro lunghezza totale nella Federazione, ad esempio, è pari a 20 equatori. Inoltre, questo non è sufficiente. Hanno in programma di costruire nuove reti. Quindi è utile parlare di carburante promettente. Scopriamo di cosa si tratta, di diverso e come va a finire.

Proprietà del gas naturale

L'eroe ha una composizione mista. Volume di gas naturaleè composto da diversi. Il principale è il metano. È dentro composizione del gas naturale più del 90% incluso.

Il restante 10% è costituito da propano, butano, anidride carbonica e. Combinandoli sotto un unico nome, gli esperti collocano il gas naturale al 3° posto in termini di prevalenza sulla Terra. Il bronzo, infatti, si trasforma in metano.

Si chiama combustibile naturale perché non è sintetico. Il gas nasce nel sottosuolo dai prodotti di decomposizione della materia organica. Tuttavia nel carburante è presente, ad esempio, anche una componente inorganica.

La composizione esatta dipende dalla località e dalle risorse presenti nei suoi suoli. Inizialmente, riserve di gas naturale ha avuto origine nei sedimenti limosi dei bacini idrici. Microrganismi e piante morti si stabilirono in essi.

Non potevano né ossidarsi né decomporsi, poiché non c'erano microbi nell'ambiente e l'ossigeno non penetrava lì. Di conseguenza, i depositi organici aspettavano i movimenti della crosta terrestre, ad esempio una faglia.

È caduto, ritrovandosi in una nuova trappola. Nelle viscere della terra, le sostanze organiche venivano influenzate dalla pressione e dal calore. Lo schema è simile alla formazione del petrolio. Ma per questo sono sufficienti temperature più basse e pressione più bassa.

Inoltre, hanno grandi molecole di idrocarburi. Gas naturale - metano basso peso molecolare, come altri componenti del carburante. Le sue particelle sono microscopiche.

L'interazione tra le molecole del gas naturale è debole. Questo è ciò che distingue la materia dagli altri stati di aggregazione, cioè liquidi e pietre. È la struttura che determina le proprietà principali gas naturale. Combustibile.

La sostanza è altamente infiammabile e si accende spontaneamente a 600-700 gradi Celsius. Allo stesso tempo, il numero di ottano del carburante è 120-130. Questo parametro caratterizza la resistenza alla detonazione.

La capacità di resistere alla combustione spontanea è importante nella compressione. Non è un segreto che vengano utilizzati principalmente gas naturale liquefatto. Viene creato dall'ordinario a basse temperature e alta pressione.

Il numero di ottano di un gas si calcola dal rapporto tra i componenti infiammabili e quelli difficilmente ossidabili se compressi. Nella benzina si tratta ad esempio dell'n-eptano e dell'isoottano. Da qui, appunto, il nome del numero.

Il potere calorifico dell'eroe dell'articolo è vicino a 12.000 kilocalorie per metro cubo. Questo è, combustione del gas naturale fornisce 4 volte più energia della combustione e 2 volte di più rispetto a quando si lavora.

Il potere calorifico del gas è uguale a quello del petrolio. Allo stesso tempo, l'eroe dell'articolo vince su un idrocarburo ad alto peso molecolare. In particolare, applicazione del gas naturale senza fumo. Sia olio che affumicato. Inoltre il gas brucia senza lasciare residui. I carboni, ad esempio, contengono ceneri non trasformate.

Sebbene sia ecologico, il gas naturale è pericoloso. Se aggiungi all'aria il 5-15% dell'eroe dell'articolo, si accenderà da solo. Il processo, ovviamente, si svolge all'interno. Gas naturale domestico, come nelle officine, sale fino al soffitto.

L'incendio parte da lì. Il motivo è la leggerezza del metano. L’aria è quasi il doppio più pesante. Ecco che le molecole del gas naturale salgono alle stelle. È difficile riconoscere il fenomeno, perché il gas naturale non ha colore, odore, sapore.

Da un punto di vista chimico, l'eroe dell'articolo soddisfa i parametri del metano, cioè entra nelle reazioni di sostituzione, pirolisi e deidrogenazione. I primi si basano sullo scambio di due o più sostanze da parte degli atomi. La pirolisi è la decomposizione mediante riscaldamento e in assenza di ossigeno. La deidrogenazione è anche chiamata la reazione di scissione dell'idrogeno organico.

Anche con un contenuto del 4% di impurità di idrocarburi pesanti nel gas naturale, le proprietà dell'eroe dell'articolo cambiano. I parametri indicati nell'articolo sono mediati. Tuttavia, qualsiasi gas. Che naturale il materiale inviato dipende dallo scopo.

Come carburante sono consentite composizioni con predominanza di metano. Il gas, in cui è inferiore al 90%, è considerato tecnico, utilizzato nell'industria chimica. I dettagli del processo saranno discussi in un capitolo separato. Nel frattempo, occupiamoci dei luoghi di dislocazione del gas in natura.

Estrazione e giacimenti di gas naturale

In natura, un gas è un gas. Liquefarlo dopo l'estrazione. Pertanto, le riserve mondiali di carburante non sono calcolate in chilogrammi o litri, ma in metri cubi. Esplorato sul pianeta 200 trilioni e 363 milioni.

La produzione annua ha raggiunto i 3,6 miliardi di metri cubi. Vengono forniti da Iran, Qatar, Turkmenistan, Stati Uniti, Arabia, Emirati Arabi Uniti e Venezuela. I paesi sono elencati in ordine decrescente di riserve di gas.

In testa alla lista c'è il supergigante Urengoy giacimento di gas naturale. Il deposito prende il nome dal villaggio vicino al quale fu ritrovato nel 1966. In termini di riserve di carburante, il giacimento di Urengoyskoye occupa il 3° posto sulla Terra.

Nelle viscere sono nascosti 16mila miliardi di metri cubi di gas. Sono stati sviluppati dal 1978 e dal 1984 sono stati esportati in Europa. Entro il 2017, il 70% delle riserve è stato esaurito, ovvero ne sono rimasti circa 5 su 16 trilioni di metri cubi.

Il campo Yamburskoye viene anche definito gigantesco. Si trova nello stesso quartiere Yamalo-tedesco, aperto 2 anni dopo Urengoysky. Produzione di gas naturaleè presente su scala industriale dal 1980. Inizialmente, le riserve del deposito ammontavano a 8,2 trilioni di metri cubi. Nel 2017, le riserve di gas si sono esaurite di 4 trilioni di metri cubi.

Consumo di edredone naturale da un campo in cui vengono perforati pozzi in condizioni di permafrost indica l’importanza della risorsa. Per ottenere il carburante di Yambursk, superano da 1 a 3 chilometri di terreno. 50 metri di essi sono permafrost.

C'è un altro giacimento di gas settentrionale nella penisola di Yamal: Bovanenkovskoye. Le sue riserve sono pari a 4,9 trilioni di metri cubi. Sono stati scoperti nel 1971, ma hanno iniziato a estrarre solo nel 2012. Pertanto, in termini di riserve correnti, il deposito è paragonabile ai giacimenti Yamburskoye e Urengoyskoye.

Ogni anno nel campo di Bovanenkovskoye vengono prodotti circa 90 miliardi di metri cubi gas naturale. Per la popolazione impresa della penisola - reddito e sede di lavoro. Anche se alcuni vanno a pescare fuori dalla terraferma.

Gas naturale in Russia riscontrabile nelle sue zone marittime. Pertanto, il campo Shtokman si sta sviluppando tra Murmansk e Novaya Zemlya. In altre parole, le riserve di gas si trovano sul fondo del Mare di Barents.

La profondità nel sito di produzione del gas non supera i 400 metri. Il deposito non è completamente sviluppato. Finora il processo è stato rinviato al 2019. Il volume del giacimento è stimato in quasi 4mila miliardi di metri cubi di gas.

Un altro giacimento di gas naturale offshore si trova nel sud del Mar di Kara. Per la sua vicinanza a San Pietroburgo, fu chiamata "Leningrado", aperta ai tempi dell'URSS. Le riserve di carburante del deposito sono stimate a 3 trilioni di metri cubi.

Il giacimento di gas naturale Rusanovskoye è stato scoperto sulla piattaforma continentale del Mar di Kara. Finora parliamo di 779 miliardi di metri cubi di carburante. Le previsioni prevedono un aumento della cifra fino a 3 trilioni di metri cubi. La profondità della presenza di gas complica la produzione. È necessario estrarlo da 1,5-2 chilometri.

Fornitura di gas naturale dalle viscere i pozzi vengono realizzati in modo naturale. La sostanza leggera filtra semplicemente attraverso i pori della roccia. Nel pozzo viene creata un'area di bassa pressione.

Dove si trova il gas naturale, è alto. Naturalmente il combustibile tende ad entrare nei fori praticati dall'uomo. Il pozzo più profondo raggiunge una profondità di 6 km e si trova nel campo di Urengoyskoye.

Grandi depositi di gas rappresentano diversi pozzi. Sono forati alla stessa distanza l'uno dall'altro, sono resi uguali. Altrimenti, pressione del gas naturale negli strati della crosta terrestre è distribuito in modo non uniforme.

Alcuni pozzi rimarranno semplicemente vuoti. Se si fa un solo buco nel terreno, questo verrà rapidamente allagato, cioè riempito d'acqua. L'umidità si precipita nei pori delle rocce, precedentemente occupati dal carburante, in generale la segue alle calcagna.

Applicazione del gas naturale

L'uso ovvio dell'eroe dell'articolo è il carburante. Per trasportare il gas attraverso i tubi, viene essiccato. L'umidità nella composizione del gas provoca la corrosione dei tubi e, a temperature inferiori allo zero, forma tappi di ghiaccio che ostruiscono i passaggi.

L'eroe dell'articolo viene rilasciato anche dall'idrogeno solforato con anidride carbonica. Quest'ultima non è regolamentata, ma economicamente svantaggiosa. Il solfuro di idrogeno non deve essere superiore a 2 grammi per 100 metri cubi.

Per prevenire incidenti, il gas naturale viene odorizzato. In altre parole, il carburante è saturo di componenti odorosi. Segnalano una fuga di gas. Poiché il carburante stesso è inodore, milioni di metri cubi possono andare persi senza trattamento.

Oltre al carburante nelle automobili e nelle caldaie, il gas funge da carburante. Dispone di caldaie per il riscaldamento, stufe. Alcuni acquistano lampade a gas, che illuminano le loro case e i loro cortili.

Produzione di gas naturale offshore

Nell'industria chimica, il gas naturale, più precisamente il metano, funge da materia prima per la produzione di numerosi plastificanti. Anche l'acetilene, il metanolo e l'acido cianidrico vengono sintetizzati dal gas naturale. Ad esempio, la seta acetata è composta da acetilene. Anche il cianuro di idrogeno, per molti aspetti, è presente nelle fibre sintetiche.

Producevano gas senza pozzi. Il fossile è stato trovato alla ricerca di soluzioni culinarie sotterranee. L'hanno cercata con fasci di steli di bambù. Alle loro estremità erano attaccate lance di metallo. Ecco la sostituzione delle frese.

All'esterno la soluzione salina veniva pompata tramite valvole. Sembravano i mantici di un fabbro. Il gas è venuto in superficie insieme alla soluzione. I cinesi hanno osato bruciarlo per far evaporare il minerale.

Dopo aver scaricato il sale, decisero di trasportare il combustibile fino alle loro capanne attraverso tubi di bambù. In generale, la versione più semplice del gasdotto esisteva 8 secoli fa. A quel tempo, non pagavano per il carburante naturale. Nei tempi moderni, ogni metro cubo -. Diamo un'occhiata ai prezzi.

Prezzo del gas naturale

Gaza è in gran parte determinata dal fattore politico. , in quanto monopolista del mercato, detta le regole. Tra i fattori oggettivi, il carburante è influenzato dalla forma del suo trasporto. La liquefazione e il trasporto in bombole sono costosi. La consegna del gas nella sua forma naturale direttamente attraverso i tubi è più redditizia.

A volte, la natura influisce sul costo del gas. Dopo l’uragano Katrin, ad esempio, negli Stati Uniti la produzione di carburante è stata ridotta. Di conseguenza, il prezzo è aumentato. L'uragano ha colpito le zone produttrici di gas.

Il gas, di norma, è suddiviso nel costo per gli estranei e per il proprio. Pertanto, il costo di un metro cubo di gas russo all'interno del paese non supera gli 8,80 centesimi. Questa è la tariffa del 2017 nella regione di Saratov.

A Pskov, per fare un confronto, pagano 5 rubli e 46 centesimi. Questa tariffa è vicina a quella attuale nella maggior parte delle regioni gassificate. Di conseguenza, 1.000 metri cubi non costano più di 8.800 rubli e di solito circa 5.500 rubli.

Il prezzo minimo per l'anno in corso per gli europei è di circa 11.000 rubli. Questo è il prezzo di acquisto dai russi. Gli occidentali pagheranno naturalmente di più per il carburante nelle loro case.

DEFINIZIONE

Gas naturale- Si tratta di una miscela di gas (di natura organica e inorganica) formata nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche. Risorsa minerale.

Una componente significativa del gas naturale è il metano (70 – 98%), seguito da etano, propano e butano; tra i gas di natura inorganica, il gas naturale può comprendere mono- e anidride carbonica, azoto, gas inerti, idrogeno, idrogeno solforato. La composizione chimica del gas naturale (il contenuto in volume di ciascuno dei gas) può variare a seconda del settore.

Proprietà chimiche del gas naturale

Poiché il gas naturale è una miscela di gas, è impossibile specificare quali proprietà chimiche lo caratterizzano, perché. poiché ogni sostanza inclusa nella sua composizione è caratterizzata da proprietà chimiche proprie e speciali. Si può però dire che il gas naturale è caratterizzato dalla combustione e, tra tutte le sostanze che compongono il gas naturale, bruciano nell'aria solo gli idrocarburi (metano, etano, ecc.) e il monossido di carbonio. Prodotti di reazione alla combustione del gas naturale:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O;

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O;

2C 3 H 8 + 10O 2 \u003d 6CO 2 + 8H 2 O;

2CO + O2 \u003d 2CO2.

Proprietà fisiche del gas naturale

Il gas naturale, quando si trova nelle viscere della Terra, può trovarsi allo stato gassoso (depositi di gas), sotto forma di "tappo" di gas di giacimenti di petrolio e gas, in forma disciolta nel petrolio o nell'acqua. Il gas naturale puro è inodore e incolore. La temperatura di accensione del gas naturale è 650°C. Il gas naturale è 1,8 gas più leggero dell’aria.

Ottenere gas naturale

Il gas naturale viene estratto dalle viscere della Terra mediante pozzi. Il gas esce dalle viscere perché nel serbatoio è sotto una pressione molte volte superiore alla pressione atmosferica. Pertanto, la forza motrice è la differenza di pressione tra il serbatoio e il sistema di raccolta.

Applicazione del gas naturale

L'utilizzo principale del gas naturale è come combustibile per il riscaldamento degli edifici residenziali, per il riscaldamento dell'acqua e per cucinare; come combustibile per automobili, caldaie, centrali termoelettriche, ecc. Inoltre, il gas naturale viene utilizzato nell'industria chimica (materia prima per la produzione di varie sostanze organiche).

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Esercizio il gas naturale proveniente da uno dei giacimenti contiene l'85% di metano, il 6% di etano, il 3% di monossido di carbonio (II), il 4,5% di anidride carbonica, l'1,5% di azoto e gas inerti in volume. Quale volume d'aria è necessario per bruciare 1 m 3 di questo gas. La frazione volumetrica dell'ossigeno nell'aria è del 21%.
Soluzione La combustione del gas naturale nell'aria avviene a causa della capacità ossidante dell'ossigeno, che ne fa parte. Tra i gas che compongono il gas naturale, solo gli idrocarburi e il monossido di carbonio (II) subiscono reazioni di combustione. Scriviamo le equazioni per le reazioni di combustione di questi gas nell'ossigeno.

2CO + O 2 = 2CO 2 (3).

V(CH 4) \u003d 1000 × 0,85 \u003d 850 l;

V (C 2 H 6) \u003d 1000 × 0,06 \u003d 60 l;

V (CO) \u003d V gas ×φ (CO) / 100%;

V (CO) \u003d 1000 × 0,03 \u003d 30 l.

Secondo l'equazione 1 n(CH 4): n(O 2) = 1:2, quindi n(O 2) = 2× n(CH 4) = 2× 850 / 22,4 = 76 mol. Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 1 \u003d 76 × 22,4 \u003d 1702 l.

Secondo l'equazione 2 n (C 2 H 6): n (O 2) \u003d 2: 7, quindi, n (O 2) \u003d 7/2 × n (C 2 H 6) \u003d 7/2 × 60 /22,4 = 9,4mol. Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 2 \u003d 9,4 × 22,4 \u003d 210,6 l.

Secondo l'equazione 3 n (CO): n (O 2) \u003d 2: 1, quindi, n (O 2) \u003d 1/2 × n (CO) \u003d 1/2 × 30 / 22,4 \u003d 0,7 mol . Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 3 \u003d 0,7 × 22,4 \u003d 15,7 l.

Somma V \u003d V (O 2) 1 + V (O 2) 2 + V (O 2) 3 \u003d 1702 + 210,6 + 15,7 \u003d 1928,3 litri.

Perché la frazione volumetrica di ossigeno nell'aria è del 21%, quindi il volume d'aria necessario per la combustione del gas naturale:

V \u003d V (O 2) somma / 0,21 \u003d 1928,3 / 0,21 \u003d 9182 l \u003d 0,9182 m 3.

Risposta Volume d'aria - 0,9182 m.

ESEMPIO 2

Esercizio il gas naturale proveniente da uno dei giacimenti contiene il 92% di metano, il 4% di etano, il 7% di propano, il 2% di anidride carbonica e l'1% di azoto. Quale volume di ossigeno è necessario per bruciare 200 litri di questo gas.
Soluzione Tra i gas che compongono il gas naturale, solo gli idrocarburi subiscono reazioni di combustione in ossigeno. Scriviamo le equazioni per le reazioni di combustione di questi gas nell'ossigeno.

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O (1);

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O (2);

2C 3 H 8 + 10O 2 \u003d 6CO 2 + 8H 2 O (3).

Troviamo i volumi dei gas combustibili, conoscendo le loro frazioni di volume (vedi le condizioni del problema):

V (CH 4) \u003d V gas ×φ (CH 4) / 100%;

V(CH 4) \u003d 200 × 0,92 \u003d 184 l;

V (C 2 H 6) \u003d V gas ×φ (C 2 H 6) / 100%;

V(C 2 H 6) \u003d 200 × 0,04 \u003d 8 l;

V (C 3 H 8) \u003d V gas ×φ (C 3 H 8) / 100%;

V (C 3 H 8) \u003d 200 × 0,01 \u003d 2 l.

Secondo l'equazione 1 n (CH 4): n (O 2) = 1: 2, quindi n (O 2) = 2 × n (CH 4) = 2 × 184 / 22,4 = 16 mol. Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 1 \u003d 16 × 22,4 \u003d 358,4 litri.

Secondo l'equazione 2 n (C 2 H 6): n (O 2) \u003d 2: 7, quindi, n (O 2) \u003d 7/2 × n (C 2 H 6) \u003d 7/2 × 8 /22,4 = 1,25mol. Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 2 \u003d 1,25 × 22,4 \u003d 28 l.

Secondo l'equazione 3 n (C 3 H 8): n (O 2) = 2:10, quindi n (O 2) = 5 × n (C 3 H 8) = 5 × 2 / 22,4 = 0,4 mol. Allora il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano è:

V (O 2) 3 \u003d 0,4 × 22,4 \u003d 8,96 l.

Il volume totale di ossigeno consumato per la combustione del gas naturale sarà:

Somma V \u003d V (O 2) 1 + V (O 2) 2 + V (O 2) 3 \u003d 358,4 + 28 + 8,96 \u003d 395,36 l.

Risposta Il volume di ossigeno è 395,36 litri.