Переработка природного газа

Природный газ – полезное ископаемое, добываемое из недр Земли. Для его использования в промышленных целях он подвергается специальной переработке для очищения от нежелательных примесей.

Природный газ

Он относится к горным породам и представляет собой сложное соединение из совокупности газов. Главный компонент – метан. Другие углеводороды:

• азот;
• бутан;
• гелий;
• пропан;
• сероводород.

Используется как топливо. Применяется в основных направлениях промышленной химии.

Газ образуется после процесса разложения живых организмов в осадочной оболочке и поднятия их на уровень с меньшим давлением. Это возможно только при изначальном высоком давлении и температуре. Он располагается глубже, чем залежи нефти.

В земле он находится в виде отдельных образований в газообразном состоянии. В воде или нефти его можно обнаружить в растворенном виде. Это ископаемое прозрачное, без запаха. Специфический аромат ему придается с помощью одоризации.

Есть несколько версий возникновения этого вещества.

1. В начале развития Земли большую часть занимал океан. Существовавшие в нем живые организмы со временем погибали, накапливаясь в пространстве, в котором не было бактерий и доступа к воздуху. Это помогало противостоять разложению. Со временем эти организмы погружались все глубже. Высокая температура и сильное давление способствовали их химическому воздействию с водородом. В результате этого образовались углеводороды.
2. Геологические процессы стали причиной поднятия углеводородов с глубин земной коры наверх, где было меньшее давление. В результате появились газовые, нефтяные залежи.

Именно этих основных версий, объясняющих появление природного газа, придерживаются ученые.

Экологическое значение

Природный газ наносит минимальный ущерб окружающей среде. Данный вид топлива экологически чист. При его горении практически не выделяется вредных отходов, в отличие от угля, дров и нефти. Но существует другая опасность для биосферы.

За прошлый век было использовано большое количество топлива, включая природный газ. Это повлекло за собой увеличение доли углекислого газа в атмосфере. Ученые обеспокоены, что из-за этого возможен парниковый эффект с последующим глобальным потеплением. Как результат – таяние ледников, поднятие уровня воды Мирового океана.

В 1997 году многие страны мира подписали Киотский протокол, чтобы помочь остановить процесс глобального потепления. Он является дополнительным документом к конвенции ООН 1992 года об изменении климата. Международное соглашение было подписано в городе Киото (Япония).

Протокол ратифицирован 192 странами. На эти страны приходится больше половины мировых загрязнений. Главная цель государств – сокращение выбросов парниковых газов. Ученые ищут другие пути получения топливной энергии.

После этого последовало внедрение программы по преодолению техноэкологического кризиса. Задачей является преобразование цен на источники энергии, исходя из их топливной калорийности.

Добыча

В России целенаправленная добыча газа в промышленных масштабах зародилась в прошлом веке. До этого его обнаруживали случайно при бурении скважин для доступа к воде или поиске нефти.

Залежи природного газа находятся не только в земляных пустотах, но и в горных породах с пористой структурой. Благодаря этому процесс добычи его на поверхность упрощается. Он может находиться на разной глубине.

Добыча полезного ископаемого состоит из нескольких этапов. К ним относятся:

• работы по определению места и глубины залежи минеральных образований;
• приготовление скважин, они не делаются глубже, чем 12 километров;
• бурение проводится на всей территории, где располагается полезное ископаемое, это помогает достичь уменьшения давления на природный газ и облегчить добычу из недр земной коры;
• извлечение, в процессе поддерживается разное давление в пласте с веществом и земной оболочке;
• наружу он выходит по установленным скважинам, попадая в механизм сбора, во время этого происходит извлечение и попутных образований, которые находятся в нефти;
• транспортировка, сначала газ проверяется на количество наличия в нем посторонних примесей, при превышении нормы его очищают в краткие сроки на специальных установках в зоне месторождения и добычи;
• если примесей мало, то ископаемое перевозят на территорию завода для переработки.

Перевозка газа осуществляется с помощью трубопровода. Транспортировка проводится под давлением. Другой способ связан с использованием танкеров-газовозов. Они перевозят вещество в жидком состоянии при температуре ниже 60 градусов при повышенном давлении.

Только пройдя эти основные этапы, возможна добыча подходящего к применению природного газа. Он должен быть без большого количества примесей.

Переработка

Полезное ископаемое образовалось в каменноугольный период, в момент появления пород с пористой структурой, нефти и угольных пластов. Большую часть природного газа содержит метан, но у него есть некоторое количество примесей, что делает его неоднородным. Это затрудняет перевозку и дальнейшее использование. Применяются основные направления переработки.

После добычи он проходит первичную переработку сушки для удаления из него пара воды и серы. Затем он отправляется на завод. Цель – принятие компонентами газа товарного вида для дальнейшего применения. Важно, чтобы при осуществлении данного плана не нанести непоправимый ущерб окружающей среде.

Переработка природного газа выполняется тремя способами:

1. Термохимическим. Применяется термическое воздействие. В результате этого возникают непредельные углеводороды. Способ возможен только при высоких температурах и давлении.
2. Физико-энергетическим. Данная технология способствует сжатию и делению газа на компоненты. Используется сильное нагревание или охлаждение. Чаще всего к этому способу обращаются на участках добычи полезного ископаемого. Сжимание и деление происходит благодаря компрессорам и нефтяным насосам.
3. Химико-каталитическим. Метан модифицируется в синтез-газ для возможности осуществления переработки. Используется парциальное окисление или паровая, углекислая конверсия. В химическом методе полученное вещество не нуждается в разделении компонентов.

Только при помощи данных способов возможна переработка природного газа, освобождение его от ненужных примесей.

Результаты переработки

Полученное вещество после переработки используется не только как источник энергии. Выделяются следующие продукты переработки нефти и газа:

• аммиак – необходим для производства удобрений, полимеров, растворителя, нашатырного спирта; бесцветен, присутствует сильный специфический запах;
• анилин – основа для создания красок, полиуретана, каучука; бесцветная жидкость с резким запахом, плохая растворимость в воде;
• гелий – применяется для высоких технологий при изготовлении медицинских изделий и ядерных реакторов, спутников; необходим геологам, так как они с помощью гелиевой съемки определяют глубинные разломы на поверхности земной коры, нет цвета, вкуса и запаха;
• метанол – используется как растворитель и топливный элемент, жидкость без цвета, но присутствует запах этилового спирта; принимать внутрь смертельно опасно;
• уксусная кислота – нужна при изготовлении текстильной продукции, не в сильной концентрации для кулинарии, применяется как растворитель, присутствует резкий запах и кислый вкус;
• формальдегид – применяется в производстве строительных материалов, фенопластов, хорошо работает в качестве антисептика, консерванта для косметических средств, бесцветен, нет резкого запаха;
• этан – из него изготавливаются изделия из пластмассы, необходим для получения соединения этилена; нет цвета, вкуса и запаха.

Продукты переработки природного газа являются востребованным сырьем во многих отраслях промышленности. Главное – использовать их исключительно в своих областях применения.

Природный газ – ценное минеральное образование из недр Земли. Используется как необходимый источник тепловой энергии. Некоторые его производные применяются во многих отраслях промышленности. После извлечения обязательно проходит процесс переработки природного газа для очищения его от ненужных примесей.