Šiame straipsnyje jums papasakosime, kokios gamtinės dujos mums yra tokios pažįstamos, kurias naudodamiesi kiekvieną dieną mes net net nežinome, ką tokiu lengvumu naudojame.

Apibrėžimas

Gamtinės dujos yra mineralas. Šis kuras yra labai plačiai naudojamas visame pasaulyje ir turi dujinę būseną. Tačiau gamtinės dujos nėra tiesiogiai naudojamos kaip kuras, pirmiausia nuo jų atsiskiria komponentai, kurie vėliau naudojami atskirai.

Sudėtis

Gamtinių dujų pagrindas yra paprasčiausias angliavandenilis - metanas (CH4). Tai organinis junginys, susidedantis iš vandenilio ir anglies atomų. Paprastai pagamintų gamtinių dujų sudėtyje taip pat yra sunkesnių angliavandenilių, kurie yra metano homologai: butanas (C4H10), propanas (C3H8), etanas (C2H6), taip pat kai kurios ne angliavandenilių priemaišos. Gamtinės dujos gali būti kristalinės arba ištirpintos, dujų dangtelių pavidalu virš naftos telkinių, taip pat dujų telkinių, esančių daugelio uolienų sluoksniuose, pavidalu.

Fizinės savybės

Įdomu tai, kad nei viena iš aukščiau išvardytų dujų neturi nei spalvos, nei kvapo. Būdingas nemalonus dujų kvapas, žinomas mums kasdieniame gyvenime, gamtinėms dujoms yra suteikiamas dirbtinai ir vadinamas kvapinimu.

Junginiai, kuriuose yra sieros, paprastai naudojami kaip nemaloniai kvepiančios medžiagos (kvapikliai). Vienas iš labiausiai paplitusių kvapiųjų medžiagų yra etanetiolis. Žmogus sugeba užuosti šį kvapą net tuo atveju, jei jo dalis oro dalių atžvilgiu yra viena iš penkiasdešimties milijonų. Dėl kvapo suteikimo proceso galima rasti gamtinių dujų nuotėkį.

Išsami gamtinių dujų sudėtis - atskirų komponentų savybės

Išsamiau apsvarstykite gamtinių dujų sudėtį - kiekviena medžiaga atskirai.

  (CH4). Šios dujos yra lengvesnės už įprastą orą ir neturi nei spalvos, nei kvapo. Metanas yra degus, tačiau jo laikymas nėra susijęs su ypatingomis problemomis ir yra gana lengvas.

Etanas   (C2H6). Dujos, panašios į metaną, neturinčios spalvos ir kvapo, tačiau šiek tiek sunkesnės už orą. Jis taip pat yra degus, tačiau nebuvo naudojamas kaip kuras.

Propanas (C3H8). Jis yra bekvapis ir bespalvis, nuodingas. Jis turi vieną naudingą savybę - norint jį suskystinti, pakanka nedidelio spaudimo. Dėl to propanas lengvai nuvalomas nuo nešvarumų ir transportuojamas.

Butanas   (C4H10). Pagal savo savybes šios dujos yra artimos propanui, tačiau jos turi didesnį tankį. Butanas yra dvigubai sunkesnis už orą.

Anglies dioksidas  dujos (CO2) - dujos, kurios neturi spalvos, bet turi rūgštų skonį. Priešingai nei beveik visi kiti gamtinių dujų komponentai (išskyrus helį), anglies dioksidas nėra degus. Anglies dioksidas yra viena mažiausiai toksiškų dujų.

Helis   (Jis). Jis yra bespalvis ir bekvapis, labai lengvas (antras lengviausias po vandenilio). Labai inertiškas, normaliomis sąlygomis nereaguoja su jokia medžiaga. Nedegus. Tai nėra toksiška, tačiau, kaip ir kitos inertinės dujos, jis gali sukelti anesteziją esant aukštam slėgiui.

Vandenilio sulfidas  (H2S). Bespalvės sunkiosios dujos, nemalonaus supuvusių kiaušinių kvapo. Tai labai toksiška, net esant mažai koncentracijai, jis gali parodyti uoslės nervą.

Taip pat aptarsime dviejų dujų, nepriklausančių gamtinėms dujoms, savybes, tačiau jų naudojimas yra labai panašus į gamtinių dujų naudojimą.

Etilenas   (C2H4). Bespalvės, malonaus kvapo dujos. Savo savybėmis jis yra artimas etanui, tačiau nuo pastarojo skiriasi mažesniu degumu ir tankumu.

Acetilenas  (C2H2). Bespalvės, labai sprogios ir degios dujos. Esant stipriam suspaudimui, jis linkęs sprogti. Kasdieniniame gyvenime nerado pritaikymo dėl didelės sprogimo ar gaisro pavojaus. Jis daugiausia naudojamas suvirinant.

Gamtinių dujų sudedamųjų dalių naudojimas

Vandenilio sulfidas. Nepaisant šių dujų toksiškumo, nedideli vandenilio sulfido kiekiai buvo naudojami vadinamosiose vandenilio sulfido voniose. Šiose voniose naudojamos antiseptinės savybės, būdingos vandenilio sulfidui.

Jis daugiausia naudojamas kaip kuras dujinėse viryklėse.

Butanas  ir propanas. Kai kuriuose automobiliuose šios dujos naudojamos kaip kuras. Taip pat suskystintas propanas naudojamas žiebtuvėliams papildyti.

Etanas. Jis praktiškai nenaudojamas kaip kuras. Jis daugiausia naudojamas etilenui gauti.

Etilenas. Viena iš labiausiai pasaulyje gaminamų medžiagų. Tai žaliava norint gauti polietileno.

Acetilenas. Jis naudojamas metalurgijoje sukuriant labai aukštą temperatūrą pjaustant ir suvirinant metalus. Acetilenas yra labai degus, todėl nenaudojamas kaip automobilių degalai. Reikia griežtų laikymo sąlygų.

Helis. Pagrindinė naudinga helio savybė yra mažas tankis. Jis yra septynis kartus lengvesnis už orą, todėl balionai ir dirižabliai užpildo helį. Vandenilis yra net lengvesnis už helį, tačiau yra degus. Helio pripūsti balionai suteikia vaikams džiaugsmo visame pasaulyje.

Toksiškumas

Anglies dioksidas. Net dideliais kiekiais nekenkia sveikatai. Tačiau šios dujos neleidžia deguoniui absorbuoti atmosferoje nuo 3% iki 10% tūrio. Jei tokia koncentracija yra, tai užduso ir netgi žuvo.

Helis. Įprastomis sąlygomis dėl savo inertiškumo šios dujos yra visiškai netoksiškos. Tačiau esant aukštam kraujospūdžiui, įvyksta anestezijos stadija.

Vandenilio sulfidas. Jis pasižymi ypač toksiškomis savybėmis. Ilgalaikis šių dujų kvapas gali sukelti vėmimą ir galvos svaigimą. Be to, tai veda prie uoslės nervo paralyžiaus, todėl susidaro iliuzija, kad vandenilio sulfido nebėra, nors iš tikrųjų kūnas tiesiog nustoja jį jausti. Vandenilio sulfido koncentracija, viršijanti vieną miligramą kubiniame metre, yra mirtina, o 0,2–0,3 mg / kub. Metro koncentracija sukelia apsinuodijimą.

Nematomos poros

Labai paplitusi yra klaidinga nuomonė, kad gamtinės dujos yra po žeme bet kokiose tuštumose, iš kurių lengva išgauti. Tačiau iš tikrųjų gamtinės dujos gali būti uolienoje, kurios struktūra yra tokia maža, poringa, kad jos negali sugauti žmogaus akis. Laikydami rankose smėlio akmens gabalėlį, išgautą iš didelio gylio, gana sunku įsivaizduoti, kad jo viduje yra gamtinių dujų.

Dujų garbinimas

Žmonija labai seniai žinojo apie gamtinių dujų egzistavimą. Ir nors IV amžiuje prieš Kristų jie jau žinojo, kaip jį naudoti apšvietimui ir šildymui, šviesi, be pelenų liepsna ilgą laiką išliko religinio ir mistinio tam tikrų tautų kulto tema. Pavyzdžiui, Absherono pusiasalyje, kur dabar įsikūręs šiuolaikinis Azerbaidžanas, VII amžiuje buvo pastatyta ugnies garbintojų Ateshtyag šventykla. Paslaugos šioje šventykloje vyko per daugelį amžių ir baigėsi tik XIX amžiuje.

Termo lempa ir pirmosios dujos Rusijoje

Rusijos dujų pramonės istorija prasidėjo 1811 m. Šiais metais išradėjas Piotras Sobolevskis sukūrė šiluminę lempą - pirmąjį įrenginį gamtinėms dujoms gaminti. Po jo kalbos visos Rusijos literatūros, mokslo ir meno mylėtojų draugijos susirinkime Sobolevskiui buvo įteiktas ordinas už išradimą, kurį įsakė Aleksandras I.

Rusijos taupus

Tačiau iki praėjusio amžiaus Rusijoje gamtinės dujos buvo laikomos šalutiniu produktu naftos gavybos metu ir buvo vadinamos susijusiomis dujomis. Dujų kondensato ar dujų telkinių sąvokos net nebuvo. Jų atradimas buvo visiškai atsitiktinis, pavyzdžiui, gręžiant artezinius šulinius.

Buvo atvejis, kai gręžiant panašų šulinį, matydamas liepsną vietoj vandens, išradingasis Saratovo prekeivis šioje svetainėje pastatė plytų ir stiklo fabriką. Pamažu pramonininkai ėmė daryti išvadą, kad gamtinės dujos gali būti labai naudingos.

Dujų mišinys, susidaręs žemės dubenyje anaerobinio organinių medžiagų skaidymo metu.

Gamtinės dujos yra mineralas. Gaminant naftą jos dažnai būna susijusios su dujomis. Natūralios dujos rezervuaro sąlygomis (buvimo sąlygos žemės viduje) yra dujų būsenoje kaip atskiros sankaupos (dujų telkiniai) arba dujų dangtelio pavidalu naftos ir dujų telkiniuose - tai yra laisvos dujos, arba ištirpusios naftoje ar vandenyje (rezervuaro sąlygomis), o standartinėmis sąlygomis (0,01325 MPa ir 20 ° C) - tik dujų būsenoje. Gamtinės dujos taip pat gali būti dujų hidratų pavidalu.
  Cheminė sudėtis
Didžiąją gamtinių dujų dalį sudaro metanas (CH4) - iki 98%. Į gamtinių dujų sudėtį taip pat gali įeiti sunkesni angliavandeniliai: etanas (C2H6),
  propanas (C3H8),
  butanas (C4H10)

Metano homologai, taip pat kitos ne angliavandenilinės medžiagos: vandenilis (H2),
  vandenilio sulfidas (H2S),
  anglies dioksidas (CO2),
  azotas (N2),
  helio (ne).

Gamtinės dujos yra bespalvės ir bekvapės. Norint aptikti nuotėkį pagal kvapą, į dujas pridedamas nedidelis kiekis merkaptanų, turinčių stiprų nemalonų kvapą.
  Fizinės savybės
Numatomos fizinės savybės:
Tankis: \u003d 0,7 kg / m (sausas dujinis) arba 400 kg / m (skystas).
Uždegimo temperatūra: t \u003d 650 ° C.
Šiluminė vertė: 16 - 35 MJ / m (dujinėms).
Oktaninis skaičius, naudojamas naudojant vidaus degimo variklius: 120–130.

  Gamtinių dujų telkiniai
Metanas ir kai kurie kiti angliavandeniliai yra plačiai paplitę kosmose. Metanas yra trečiosios pagal dažnumą dujos visatoje po vandenilio ir helio. Metano ledo pavidalu jis dalyvauja daugelio planetų ir asteroidų, nutolusių nuo saulės, struktūroje, tačiau tokie spiečiai, kaip taisyklė, nepriklauso gamtinių dujų telkiniams ir vis dar nerado praktinio taikymo. Žemės mantijoje yra nemažas kiekis angliavandenilių, tačiau jie taip pat nesidomi.

Žemės plutos nuosėdiniame apvalkale susitelkę didžiuliai gamtinių dujų telkiniai. Remiantis biogeninės aliejaus kilmės teorija, jie susidaro suskaidžius gyvųjų organizmų liekanas. Manoma, kad gamtinės dujos susidaro esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui nei nafta. Tai atitinka faktą, kad dujų telkiniai dažnai yra gilesni nei naftos telkiniai.

Rusija (Urengoyskoye laukas), JAV, Kanada turi dideles gamtinių dujų atsargas. Iš kitų Europos šalių verta paminėti Norvegiją, tačiau jos atsargos yra nedidelės. Tarp buvusių Sovietų Sąjungos respublikų Turkmėnistanas ir Kazachstanas (Karachaganak sritis) turi dideles dujų atsargas.

XX amžiaus antroje pusėje universitete. I. M. Gubkinas atrado gamtinių dujų hidratus (arba metano hidratus). Vėliau paaiškėjo, kad šioje valstybėje gamtinių dujų atsargos yra didžiulės. Jie yra tiek po žeme, tiek nedidelėje įduboje po jūros dugnu.
  Kasyba ir transportavimas
Gamtinės dujos randamos žemėje nuo 1000 metrų iki kelių kilometrų gylyje. Itin gilus šulinys, esantis netoli Novy Urengoy miesto, iš daugiau nei 6000 metrų gylio įpylė dujų. Dujų dubenyje yra mikroskopinės tuštumos, vadinamos poromis. Poros yra sujungtos mikroskopiniais kanalais - įtrūkimais, per šiuos kanalus dujos iš aukšto slėgio porų teka į mažesnio slėgio poras, kol jos yra šulinyje. Dujų judėjimą formuojant kontroliuoja tam tikri įstatymai. Dujos gaminamos iš žemės žarnų, naudojant šulinius. Jie stengiasi šulinius išdėstyti tolygiai visame lauke. Tai daroma siekiant vienodai sumažinti rezervuaro slėgį rezervuare. Priešingu atveju tarp lauko laukų gali tekėti dujos, taip pat priešlaikinis rezervuaro užliejimas.

Dujos išeina iš žarnyno dėl to, kad rezervuare yra daug kartų didesnis nei atmosferos slėgis. Taigi varomoji jėga yra slėgio skirtumas rezervuare ir surinkimo sistemoje.

2005 m. Gamtinių dujų gamyba Rusijoje sudarė 548 milijardus m3. Buitiniams vartotojams per 220 regioninių dujų paskirstymo organizacijų buvo patiekta 307 milijardai m3. Rusijoje yra 24 gamtinių dujų saugyklos. Ilgis dujotiekiai  Rusija yra 155 tūkstančių km.
  Gamtinių dujų paruošimas transportavimui

Iš šulinių gaunamos dujos turi būti paruoštos transportavimui galutiniam vartotojui - chemijos gamyklai, katilinė, miesto dujų tinklai. Dujų paruošimo poreikį lemia tai, kad juose, be tikslinių komponentų (skirtingi komponentai yra skirti skirtingiems vartotojams), yra priemaišų, kurios sukelia sunkumų gabenant ar naudojant. Taigi, esant tam tikroms sąlygoms, dujose esantys vandens garai gali sudaryti hidratus arba, kondensuoti, kauptis įvairiose vietose (pvz., Vamzdyno lenkimas), trukdydami plėtoti dujas; vandenilio sulfidas sukelia stiprią koroziją dujų įranga  (vamzdžiai, šilumokaičių talpyklos ir kt.).

Dujos ruošiamos pagal įvairias schemas. Anot vieno iš jų, netoliese lauko yra statomas integruotas dujų valymo įrenginys (UKPG), kuriame dujos yra valomos ir džiovinamos. Tokia schema buvo įgyvendinta „Urengoy“ lauke.

Jei dujose yra didelis kiekis helio arba vandenilio sulfido, tada dujos apdorojamos dujų perdirbimo įmonėje, kur išsiskiria helis ir siera. Ši schema įgyvendinama, pavyzdžiui, Astrachanės lauke.
  Gamtinių dujų transportavimas

Šiuo metu pagrindinė transporto rūšis yra vamzdynas. Dujos, veikiančios 75 atmosferų slėgį, juda vamzdžiais, kurių skersmuo yra iki 1,4 metro. Dujoms judant per dujotiekį, jos netenka energijos, įveikdamos trinties jėgas tiek tarp dujų, tiek prie vamzdžio sienos, tiek tarp dujų sluoksnių. Todėl tam tikrais laiko tarpais būtina pastatyti kompresorines stotis (KS), ant kurių dujos suspaudžiamos iki 75 atm. Vamzdyno statyba ir priežiūra yra labai brangi, tačiau vis dėlto tai yra pigiausias būdas transportuoti dujas ir naftą.

Be vamzdynų transportavimo, naudojami specialūs tanklaiviai - dujų transportavimo įrenginiai. Tai yra specialūs laivai, kuriais gabenamos dujos suskystintos tam tikromis termobarinėmis sąlygomis. Taigi, norint tokiu būdu gabenti dujas, reikia ištempti dujotiekį iki pajūrio, pastatyti dujų suskystinimo gamyklą, uostą tanklaiviams ir pačius tanklaivius. Tokio tipo transportas laikomas ekonomiškai pagrįstu, jei suskystintųjų dujų vartotojas yra nutolęs daugiau nei 3000 km.

2004 m. Tarptautinis dujų tiekimas vamzdynais sudarė 502 milijardus m3, o suskystintųjų dujų - 178 milijardų m3.

Taip pat yra kitų dujų transportavimo projektų, pavyzdžiui, naudojant dirižablius arba esant dujų hidrato būsenai, tačiau šie projektai nebuvo naudojami plačiai dėl įvairių priežasčių.
  Taikymas
Gamtinės dujos yra plačiai naudojamos chemijos pramonėje kaip žaliava. Taip pat naudojamas kaip kuras namų šildymui, degalams automobiliams, elektrinėms ir kt.
  Dešimt didžiausių dujų gaminančių šalių

2007 m. Pradžioje Rusija, remdamasi OPEC pavyzdžiu, inicijavo dujų kartelio kūrimo procesą. Šis klausimas buvo pagrindinė Vladimiro Putino ir Saudo Arabijos karaliaus bei Kataro emiro derybų tema.
  Taip pat žiūrėkite
  Aliejus
  Pelkės dujos
  Gamtinių dujų hidratai

Pastabos

Skystas ir dujinis. Beveik bet kuris skystis gali gauti kiekvieną iš likusių dviejų. Daugybė kietų medžiagų gali papildyti orą, kai ji ištirpsta, išgaruoja ar sudegina. Tačiau ne visos dujos gali tapti kietų medžiagų ar skysčių komponentu. Yra žinomos skirtingos dujų rūšys, kurios skiriasi savo savybėmis, kilme ir taikymo ypatybėmis.

Apibrėžtis ir savybės

Dujos yra medžiaga, kuriai būdingas tarpmolekulinių ryšių nebuvimas arba minimali vertė, taip pat aktyvus dalelių judrumas. Visų rūšių dujų pagrindinės savybės:

1. Sklandumas, deformacija, nepastovumas, maksimalaus tūrio siekimas, atomų ir molekulių reakcija į temperatūros sumažėjimą ar padidinimą, pasireiškiantį jų judėjimo intensyvumo pasikeitimu.
2. Jie egzistuoja tokioje temperatūroje, kurioje slėgio padidėjimas neperkelia į skystą būseną.
3. Lengvai suspaudžiamas, mažėja apimtis. Tai supaprastina transportavimą ir naudojimą.
4. Dauguma jų suskystėja suspaudžiant tam tikrose slėgio ir kritinės šilumos ribose.

Dėl tyrimų neprieinamumo jie aprašomi naudojant šiuos pagrindinius parametrus: temperatūra, slėgis, tūris, molinė masė.

Klasifikacija pagal sritis

Natūralioje aplinkoje visų rūšių dujos yra ore, žemėje ir vandenyje.

1. Oro junginiai: deguonis, azotas, anglies dioksidas, argonas, azoto oksidas su neono, kriptono, vandenilio, metano priemaišomis.
2. Žemės plutoje azotas, vandenilis, metanas ir kiti angliavandeniliai, anglies dioksidas, sieros oksidas ir kiti yra dujinės ir skystos būklės. Kietoje frakcijoje, sumaišytoje su vandens sluoksniais, esant maždaug 250 atm slėgiui, taip pat yra dujų sankaupų. santykinai žemoje temperatūroje (iki 20 ° C).
3. Vandens telkiniuose yra tirpių dujų - vandenilio chlorido, amoniako ir blogai tirpių - deguonies, azoto, vandenilio, anglies dioksido ir kt.

Gamtiniai rezervai gerokai viršija galimą dirbtinai sukurtų skaičių.

Degumo klasifikacija

Visų rūšių dujos, atsižvelgiant į elgesio ypatybes uždegimo ir degimo procesuose, yra skirstomos į oksiduojančias, inertiškas ir degiąsias.

1. Oksidatoriai skatina užsidegimą ir palaiko degimą, tačiau patys nedega: oras, deguonis, fluoras, chloras, oksidas ir azoto dioksidas.
2. Inertiniai nedalyvauja degime, tačiau linkę išstumti deguonį ir turi įtakos proceso intensyvumo mažėjimui: helio, neono, ksenono, azoto, argono,
3. Degiosios medžiagos užsidega ar sprogsta derindamos su deguonimi: metanu, amoniaku, vandeniliu, acetilenu, propanu, butanu, etanu, etilenu. Daugeliui jų būdingas degimas tik tam tikros dujų mišinio sudėties sąlygomis. Dėl šios savybės dujos yra labiausiai paplitusi kuro rūšis. Šios kokybės atveju naudojamas metanas, propanas ir butanas.

Anglies dioksidas ir jo vaidmuo

Tai yra viena iš labiausiai paplitusių dujų atmosferoje (0,04%). Esant normaliai temperatūrai ir atmosferos slėgiui, jo tankis yra 1,98 kg / m 3. Gali būti kieto ir skysto pavidalo. Kieta fazė vyksta esant neigiamam karščiui ir pastoviam atmosferos slėgiui, ji vadinama „sausuoju ledu“. Skystosios CO 2 fazės yra įmanomos didėjant slėgiui. Šis turtas naudojamas sandėliavimui, transportavimui ir technologinėms reikmėms. Sublimacija (perėjimas į dujinę būseną iš kietos, be tarpinės skystos fazės) yra įmanoma esant -77 - -79 ° C. Tirpumas vandenyje santykiu 1: 1 realizuojamas esant t \u003d 14-16 ° C.

Anglies dioksido tipai išskiriami atsižvelgiant į kilmę:

1. Gyvybiškai svarbūs augalų ir gyvūnų produktai, vulkanų išmetimas, dujų išsiskyrimas iš žemės gelmių, garavimas iš vandens telkinių paviršiaus.
2. Žmogaus veiklos rezultatai, įskaitant išmetamus teršalus deginant visų rūšių degalus.

Kaip naudinga medžiaga ji naudojama:

1. Anglies dioksido gesintuvuose.
2. Balionuose, skirtuose lankinis suvirinimas  tinkamoje CO 2 aplinkoje.
3. Maisto pramonėje kaip konservantas ir skirtas gazuoti vandenį.
4. Kaip laikinas aušinimo šaltnešis.
5. Chemijos pramonėje.
6. Metalurgijoje.

Būdamas nepakeičiamas planetos, žmogaus, mašinų ir ištisų gamyklų gyvenimo komponentas, jis kaupiasi apatiniame ir viršutiniame atmosferos sluoksniuose, atidėdamas šilumos išsiskyrimą ir sukurdamas „šiltnamio efektą“.

  ir jo vaidmuo

Tarp natūralios kilmės medžiagų ir technologiniais tikslais išskiriamos tos, kurios turi aukštą degumo ir kaloringumą. Sandėliavimui, transportavimui ir naudojimui naudojamos šios suskystintų dujų rūšys: metano, propano, butano, taip pat propano-butano mišiniai.

Butanas (C 4 H 10) ir propanas yra naftos dujų komponentai. Pirmieji suskystėja esant -1 - -0,5 ° C temperatūrai. Grynas butanas gabenamas ir nenaudojamas esant šaltam orui dėl jo užšalimo. Propano (C 3 H 8) skystinimo temperatūra yra nuo -41 iki -42 ° C, o kritinis slėgis - 4,27 MPa.

Metanas (CH 4) - pagrindinis komponentas Dujų šaltinio tipai - naftos telkiniai, biogeninių procesų produktai. Suskystinimas vyksta laipsniškai suspaudžiant ir sumažinant šilumą iki -160 - -161 -С. Kiekviename etape jis suspaudžiamas 5-10 kartų.

Skystymas atliekamas specialiuose augaluose. Gaminamas propanas, butanas, taip pat jų mišiniai buitiniam ir pramoniniam naudojimui. Metanas naudojamas pramonėje ir kaip degalai transporto priemonėms. Pastarieji taip pat gali būti gaminami suspausto pavidalo.

Suslėgtos dujos ir jų vaidmuo

Neseniai suslėgtos gamtinės dujos įgijo populiarumą. Jei propanas ir butanas yra tik suskystinti, metanas gali būti pagamintas tiek suskystinto, tiek suspausto pavidalo. Dujos balionuose, kurių aukštas slėgis yra 20 MPa, turi keletą pranašumų prieš gerai žinomą suskystintą.

1. Didelis garavimo greitis, įskaitant esant neigiamoms oro temperatūroms, neigiamo kaupimosi poveikio nebuvimas.
2. Mažesnis toksiškumas.
3. Visiškas degimas, didelis efektyvumas, jokio neigiamo poveikio įrangai ir atmosferai.

Jis vis dažniau naudojamas ne tik sunkvežimiams, bet ir automobiliams, taip pat katilų įrangai.

Dujos yra nepastebima, bet nepakeičiama žmogaus gyvenimo medžiaga. Kai kurių iš jų aukšta kaloringumas pagrindžia platų įvairių gamtinių dujų komponentų naudojimą kaip kurą pramonei ir transportui.

Gamtinės dujos yra mineralas. Dujos, tokios kaip nafta ir anglis,

susidaro žemės dubenyse iš organinių gyvūninės kilmės medžiagų

(t. y. ilgaamžių organizmų sankaupos), veikiamos didelio slėgio ir

temperatūros.

Gyvi organizmai, mirę ir nuskendę jūros dugne, pateko į tokius

sąlygos, kuriose jie negalėjo suirti dėl oksidacijos (galų gale, jūrinėse

apačioje nėra oro ir deguonies), taip pat jų nenaikina mikrobai (jų paprasčiausiai nebuvo).

Šių organizmų nuosėdos sudarė dumblo nuosėdas. Dėl to

geologinius judesius, šios nuosėdos prasiskverbė į didelę gelmę. Ten pagal

milijonai metų, veikiami slėgio ir šilumos

procesas, kurio metu nuosėdose esanti anglis paverčiama junginiais,

vadinami angliavandeniliais. Jie gavo savo vardą, nes jų

molekulės yra sudarytos iš anglies ir vandenilio. Didelės molekulės angliavandeniliai

(didelės molekulinės masės) - tai skystos medžiagos, iš jų susidarė aliejus. A

mažos molekulinės masės angliavandeniliai (kurie turi mažas molekules) yra dujos. Jie-

jie sudarė gamtines dujas. Tačiau veikiant daugiau dujų susidarė tik dujos

aukštesnė temperatūra ir slėgis nei alyvoje.

Štai kodėl naftos telkiniuose visada yra gamtinių dujų.

Laikui bėgant šie telkiniai gilėjo žemyn - jie buvo padengti nuosėdinių uolienų sluoksniais.

Gamtinės dujos nėra vienalytė medžiaga. Jį sudaro dujų mišinys.

Didžiąją gamtinių dujų dalį (98%) sudaro metano dujos. Be metano, in

Į gamtinių dujų sudėtį įeina etanas, propanas, butanas, taip pat šiek tiek

ne angliavandenilių medžiagos - vandenilis, azotas, anglies dioksidas, vandenilio sulfidas.

Gamtinės dujos yra žemėje nuo 1 iki kelių kilometrų gylyje. Į

Žemės žarnyne dujos yra mikroskopinėse tuštumose - porose. Poros

sujungti mikroskopiniais kanalais - įtrūkimai. Ant jų

dujos teka iš aukšto slėgio porų į apatines poras

slėgis.

Dujos gaminamos iš žemės žarnų, naudojant šulinius. Dujos iš žarnyno išeina

gerai išgyvena dėl to, kad rezervuaras pakartotinai yra veikiamas slėgio

viršija atmosferos. Taigi varomoji jėga gaminant dujas su

gylis yra slėgio skirtumas rezervuare ir surinkimo sistemoje.

Šiuo metu gamtinės dujos yra plačiai naudojamos kuro, energetikos ir chemijos pramonėje.

Gamtinės dujos yra plačiai naudojamos kaip pigus kuras gyvenamuosiuose privačiuose ir daugiabučiuose namuose šildymui, vandens šildymui ir maisto ruošimui. Jis naudojamas kaip kuras automobiliams, katilinėms, šiluminėms elektrinėms. Tai yra viena iš geriausių kuro rūšių buities ir pramonės reikmėms. Gamtinių dujų vertė kaip

kuras taip pat susideda iš to, kad tai yra ekologiškas mineralinis kuras. Jos degimo metu susidaro daug mažiau kenksmingų medžiagų, palyginti su kitomis kuro rūšimis. Todėl gamtinės dujos yra vienas pagrindinių žmogaus veiklos energijos šaltinių.

Chemijos pramonėje gamtinės dujos naudojamos kaip žaliava gaminant įvairias organines medžiagas, pavyzdžiui, plastikus, gumą, alkoholį, organines rūgštis. Būtent gamtinių dujų naudojimas padėjo susintetinti daugelį gamtoje neegzistuojančių cheminių medžiagų, pavyzdžiui, polietileną.

Iš pradžių žmonės neturėjo supratimo apie naudingas dujų savybes. Gaminant naftą, jos dažnai būna susijusios su dujomis. Tokios susijusios dujos būdavo tiesiog deginamos tiesiai gamybos vietoje. Tais laikais gabenti ir parduoti gamtines dujas nebuvo pelninga, tačiau laikui bėgant buvo sukurti veiksmingi gamtinių dujų transportavimo vartotojams būdai, iš kurių pagrindinis buvo dujotiekis. Šiuo metodu iš anksčiau išgrynintos šulinių dujos patenka į vamzdžius esant didžiuliam 75 atmosferų slėgiui. Be to, naudojamas metodas suskystintoms dujoms gabenti specialiuose tanklaiviuose - dujų transportavimo priemonėse. Suskystintos dujos transportavimo ir laikymo metu yra saugesnės nei suslėgtos dujos.

Deginimas gamtinėse dujose daugelyje valstybių yra draudžiamas įstatymų, tačiau kai kuriose šalyse tai praktikuojama šiandien ...

Ar žinojai, kad ...

Grynos gamtinės dujos yra bespalvės ir bekvapės. Norint aptikti buitinių dujų nuotėkį pagal kvapą, į jį pridedama nedaug medžiagų, turinčių stiprų nemalonų kvapą. Dažniausiai šiam tikslui naudojamas etilo merkaptanas.

Natūralios dujos, kurių didžiąją dalį sudaro metanas (92–98%), yra pats perspektyviausias alternatyvus degalai automobiliams. Gamtinės dujos gali būti naudojamos kaip kuro rūšys tiek suslėgtos (suspaustos), tiek ir kaip suskystinta forma.

Metanas - paprasčiausias angliavandenilis, bespalvės dujos (normaliomis sąlygomis) bekvapės, cheminė formulė yra CH4. Šiek tiek tirpsta vandenyje, lengvesnis už orą. Kai metaną naudoja kasdieniniame gyvenime, kvapiųjų medžiagų (paprastai tiolių), turinčių specifinį „dujų kvapą“. Metanas yra netoksiškas ir nepavojingas žmonių sveikatai.

Kasyba ir transportavimas

Dujos yra žemės žarnyne nuo vieno iki kelių kilometrų gylyje. Prieš pradedant dujų gamybą, būtina atlikti žvalgymo darbus, leidžiančius nustatyti telkinių vietą. Dujos gaminamos naudojant specialiai tam gręžiamus šulinius, naudojant vieną iš galimų metodų. Dujos dažniausiai transportuojamos dujotiekiais. Bendras dujų paskirstymo vamzdynų ilgis Rusijoje yra daugiau kaip 632 tūkstančiai kilometrų - atstumas, beveik 20 kartų didesnis už Žemės perimetrą. Dujotiekių ilgis Rusijoje siekia 162 tūkstančius kilometrų.

Gamtinių dujų naudojimas

Gamtinių dujų spektras yra gana platus: jos naudojamos patalpoms šildyti, maisto ruošimui, vandens šildymui, dažams, klijams, acto rūgščiai ir trąšoms gaminti. Be to, suslėgtos ar suskystintos gamtinės dujos gali būti naudojamos kaip variklių degalai transporto priemonėse, specialiose ir žemės ūkio mašinose, geležinkelio ir vandens transporte.

Gamtinės dujos - ekologiškas variklių degalai

90% oro taršos sukelia transporto priemonės.

Transporto priemonėms pereinant prie ekologiško variklinio kuro - gamtinių dujų - į atmosferą sumažėja suodžių, labai toksiškų aromatinių angliavandenilių, anglies monoksido, nesočiųjų angliavandenilių ir azoto oksidų emisija.

Deginant 1000 litrų skysto naftos variklio kuro, į orą kartu su išmetamosiomis dujomis išmetama 180–300 kg anglies monoksido, 20–40 kg angliavandenilių, 25–45 kg azoto oksidų. Kai vietoj naftos degalų naudojamos gamtinės dujos, toksinių medžiagų išmetimas į aplinką sumažėja maždaug 2–3 kartus: anglies monoksidas, azoto oksidai - 2 kartus, angliavandeniliai - 3 kartus, dūmai - 9 kartus ir susidaro suodžiai, nėra būdinga dyzeliniams varikliams.

Gamtinės dujos - degalus taupantis variklių kuras

Gamtinės dujos yra pats ekonomiškiausias variklių kuras. Jo apdorojimas reikalauja minimalių išlaidų. Tiesą sakant, viskas, ką jums reikia padaryti su dujomis prieš degalų papildymą automobiliu, yra suspausti jas kompresoriuje. Šiandien vidutinė mažiausia 1 kubinio metro metano (kurio energinės savybės yra 1 litras benzino) mažmeninė kaina yra 13 rublių. Tai yra 2–3 kartus pigiau nei benzinas ar dyzelinas.

Gamtinės dujos - saugus variklių kuras

Gamtinių dujų užsidegimo koncentracijos * ir temperatūros ** ribos yra daug didesnės nei benzino ir dyzelino. Metanas yra dvigubai lengvesnis už orą ir, nutekėjęs, greitai ištirpsta atmosferoje.

Pagal Rusijos degiųjų medžiagų klasifikaciją pagal jautrumą, EMERCOM, suslėgtos gamtinės dujos priskiriamos saugiausiai, ketvirtai klasei, o propanas-butanas - antrajai.

* Sprogiosios koncentracijos susidaro, kai dujų garų kiekis ore yra nuo 5% iki 15%. Atviroje erdvėje sprogstamasis mišinys nesusidaro.
  ** Žemiausia metano savaiminio užsidegimo riba yra 650 ° C.

Gamtinės dujos - technologinis variklių kuras

Gamtinės dujos nesudaro nuosėdų kuro sistemoje, neišplauna alyvos plėvelės nuo cilindro sienelių ir taip sumažina trintį bei
  variklio nusidėvėjimas.

Deginant gamtines dujas, kietosios dalelės ir pelenai nesusidaro, todėl variklio cilindrai ir stūmokliai yra labiau nusidėvėję.

Taigi, naudojant gamtines dujas kaip variklio degalus, galima padidinti variklio tarnavimo laiką 1,5–2 kartus.

  Žemiau esančioje lentelėje parodyti keli faktai apie SGD ir SGD: