Việc sử dụng khí tự nhiên. Khí thiên nhiên: thành phần, tính chất

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Chúng ta biết gì về hydrocacbon? Chà, có lẽ một cái gì đó trong chương trình giảng dạy hóa học ở trường, và từ "mêtan" thường xuyên xuất hiện trên các phương tiện truyền thông … Chúng ta biết gì về khí tự nhiên, ngoại trừ đặc tính nổ của nó? Công dụng nào khác của khí đốt tự nhiên, ngoài việc đun nấu và sưởi ấm nổi tiếng của các tòa nhà dân cư? Thế giới tiêu thụ năng lượng và an ninh năng lượng có gì mới?

Tính năng cơ bản

Hãy bắt đầu với thực tế là cụm từ phổ biến về mùi gas trong căn hộ hoặc trên đường phố là không hoàn toàn chính xác. Khí tự nhiên, được cung cấp cho các căn hộ của chúng tôi để nấu ăn hoặc để đun nước, không có mùi vị. Những gì chúng tôi cảm nhận được không gì khác hơn là một chất phụ gia đặc biệt cần thiết để phát hiện rò rỉ khí gas. Đây là cái gọi là chất tạo mùi, nó được thêm vào tại các trạm được trang bị đặc biệt theo tỷ lệ sau: 16 mg trên một nghìn mét khối khí.

Thành phần chính của khí tự nhiên, tất nhiên, là mêtan. Nội dung của nó trong khíhỗn hợp này chiếm khoảng 89-95%, các thành phần còn lại là butan, propan, hydro sulfua và các tạp chất được gọi là bụi và các thành phần không cháy, oxy và nitơ. Phần trăm hàm lượng mêtan phụ thuộc vào loại tiền gửi.

Năng lượng của khí tự nhiên được giải phóng trong quá trình đốt cháy một mét khối nhiên liệu được gọi là nhiệt trị. Giá trị này là một trong những giá trị ban đầu trong tất cả các vấn đề thiết kế cơ sở khí, và các giá trị khác nhau được lấy làm cơ sở ở các quốc gia khác nhau. Ở Nga, việc tính toán được thực hiện theo nhiệt trị thấp nhất, ở các nước phương Tây, chẳng hạn như Pháp và Anh, - theo giá trị cao nhất.

Nói đến tính dễ nổ của khí thiên nhiên, cần phải nhắc đến các khái niệm như giới hạn nổ và nồng độ nguy hiểm. Khí nổ có nồng độ trong phòng từ 5 đến 15% thể tích. Nếu nồng độ thấp hơn thì khí không cháy, nếu nồng độ lớn hơn 15% thì hỗn hợp khí - không khí cháy cần cung cấp thêm không khí. Nồng độ nguy hiểm thường được gọi là 1/5 của giới hạn nổ dưới, nghĩa là 1%.

Các dạng và ứng dụng cơ bản của khí tự nhiên

Butan và propan đã được sử dụng làm nhiên liệu cho ô tô (khí đốt hóa lỏng). Propane cũng được sử dụng để làm nhiên liệu cho bật lửa. Ethane hiếm khi được sử dụng làm nhiên liệu, vì nó là nguyên liệu thô để sản xuất polyetylen. Axetylen rất dễ cháy và được sử dụng trong hàn và cắt kim loại. Việc sử dụng khí tự nhiên, hay nói chính xác hơn là khí mêtan, chúng ta đã thảo luận, nó được sử dụng làm nhiên liệu dễ cháy trong bếp, cột và nồi hơi.

Các loại khí tự nhiên được sản xuất

Theo loại khí được sản xuất, các trường được chia thành khí hoặc liên kết. Sự khác biệt chính giữa chúng là phần trăm hàm lượng hydrocacbon. Trong các mỏ khí, hàm lượng mêtan là khoảng 80-90%, ở dạng liên kết, hay người ta thường gọi là "dầu", hàm lượng của nó không quá 50%. 50% còn lại là propan-butan và dầu tách ra từ khí. Một trong những nhược điểm lớn nhất của khí từ trường liên kết là bắt buộc phải lọc sạch khỏi các tạp chất khác nhau. Thu được khí tự nhiên cũng liên quan đến việc sản xuất heli. Những mỏ như vậy khá hiếm, heli được coi là khí tối ưu để làm mát các lò phản ứng hạt nhân. Lưu huỳnh giải phóng từ hydro sunfua được chiết xuất như một chất phụ gia của khí tự nhiên cũng được sử dụng cho các mục đích công nghiệp.

Công cụ chính trong khai thác khí tự nhiên là một giàn khoan. Đây là một tháp bốn chân cao khoảng 20-30 mét. Một đường ống với một mũi khoan ở cuối được treo khỏi nó. Đường ống này tăng lên khi độ sâu của giếng tăng lên, trong quá trình khoan, một chất lỏng đặc biệt được thêm vào giếng để các tảng đá bị phá hủy không làm tắc nghẽn nó.

Chất lỏng này được cung cấp với sự trợ giúp của máy bơm đặc biệt. Tất nhiên, chi phí khí đốt tự nhiên bao gồm chi phí vận hành và xây dựng các giếng khí đốt. Từ 40 đến 60% chi phí là chi phí của việc này.

Khí đến với chúng ta như thế nào?

Vì vậySau khi rời khỏi địa điểm sản xuất, khí thiên nhiên tinh khiết sẽ đi vào trạm nén đầu tiên, hay còn được gọi là trạm chính. Nó được đặt thường xuyên nhất trong vùng lân cận của tiền gửi. Ở đó, với sự trợ giúp của các hệ thống lắp đặt, khí áp suất cao đi vào các đường ống dẫn khí chính. Các trạm nén tăng áp được lắp đặt trên các đường ống dẫn khí chính để duy trì áp suất đặt. Vì việc đặt các đường ống với loại áp suất này trong các thành phố bị cấm, nên trước mỗi thành phố lớn đều có một nhánh được lắp đặt. Đến lượt nó, nó không tăng lên, nhưng làm giảm áp lực. Một phần được chi tiêu bởi các hộ tiêu thụ khí - xí nghiệp công nghiệp, nhà máy, nhà lò hơi. Và phần khác đi đến cái gọi là GRP - điểm phân phối khí. Ở đó, áp suất lại giảm xuống. Việc sử dụng khí tự nhiên ở đâu quen thuộc và dễ hiểu nhất đối với bạn và tôi? Đây là những đầu đốt bếp.

Anh ấy đã ở bên chúng ta bao lâu rồi?

Tích cực sử dụng khí đốt tự nhiên có từ giữa thế kỷ 19, sau khi phát minh ra đầu đốt khí đốt. Và việc sử dụng ban đầu của nó bây giờ không phải là hoàn toàn quen thuộc với chúng tôi. Lúc đầu, nó được sử dụng để chiếu sáng đường phố.

Ở Liên Xô, cho đến cuối những năm 30 của thế kỷ trước, một ngành công nghiệp khí độc lập chưa tồn tại. Các mỏ khí đốt được phát hiện một cách tình cờ, chỉ trong quá trình thăm dò các giếng dầu. Việc sử dụng tích cực khí tự nhiên đã bắt đầu trong Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại. Thiếu nhiên liệu, do mất một phần than và dầu.đã tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của ngành công nghiệp khí. Sau khi chiến tranh kết thúc, ngành công nghiệp khí đốt tích cực phát triển và dần trở thành một trong những ngành tiết kiệm năng lượng nhất.

Không có lựa chọn thay thế

Có lẽ bằng chứng tốt nhất về lợi thế của khí tự nhiên như là nguồn năng lượng thuận tiện nhất là số liệu của Moscow. Kết nối khí đốt cho phép tiết kiệm một triệu mét khối củi, 0,65 triệu tấn than, 150 nghìn tấn dầu hỏa và gần như cùng một lượng dầu nhiên liệu mỗi ngày. Và tất cả những thứ này đã được thay thế bằng 1 triệu mét khối. m khí. Tiếp theo là quá trình khí hóa dần toàn bộ đất nước và tìm kiếm các mỏ mới. Sau đó, trữ lượng khí đốt khổng lồ được tìm thấy ở Siberia, nơi vẫn đang được khai thác.

Sử dụng công nghiệp

Việc sử dụng khí tự nhiên không chỉ giới hạn trong việc nấu nướng - mặc dù gián tiếp, nó được sử dụng để cung cấp nhiệt cho các tòa nhà dân cư. Hầu hết các ngôi nhà lò hơi đô thị lớn ở phần châu Âu của Nga sử dụng khí đốt tự nhiên làm nhiên liệu chính.

Ngoài ra, khí thiên nhiên ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong ngành công nghiệp hóa chất như một nguyên liệu thô để sản xuất các chất hữu cơ khác nhau. Ngày càng có nhiều công ty ô tô khổng lồ đang phát triển các phương tiện chạy bằng nhiên liệu thay thế, bao gồm hydro và khí tự nhiên.

Chỉ có khí là đáng trách

Về mặt sinh thái, khí tự nhiên có thể được gọi là một trong những nhiên liệu hóa thạch an toàn nhất. Tuy nhiên, việc kết nối khí đốt với nhiều lĩnh vực của cuộc sống con người và việc đốt cháy sau đó dẫn đếnlượng carbon dioxide trong khí quyển tăng lên nhiều lần. Nếu không, quá trình này được gọi là "hiệu ứng nhà kính". Và điều này có tác động cực kỳ tiêu cực đến khí hậu của hành tinh chúng ta. Tuy nhiên, các công nghệ và trình độ sản xuất mới gần đây đã làm giảm lượng khí thải vào khí quyển càng nhiều càng tốt. Xin nhắc lại rằng khí đốt là một trong những loại nhiên liệu an toàn nhất.