Все чаще на телевидении, в газетах и журналах мы слышим, что природный газ – это «наше все», а наша страна только и может что «газ качать». Однако, мало кто знает, что представляет собой природный газ, одинаков ли он в различных скважинах и трубах. Почему мы чувствуем по запаху утечку газа, хотя специалисты говорят, что газ не пахнет. Попробуем ответить на эти и другие вопросы.
Что такое «природный газ»
То, что мы по привычке называем «природным газом» представляет собой совокупность разнообразных газов, возникших в недрах планеты в ходе распада органических веществ при отсутствии воздуха. Располагается этот углеводород в пластах земли везде по-разному: залегает он в недрах не равномерно по всей планете на протяжении различного временного периода, формируется он при разных давлениях и температурах из органических веществ различных по своему составу. Поэтому природный газ так отличается на том или ином месторождении. Разнообразный состав и пропорции химических веществ требуют выработки индивидуального подхода к переработке газа на каждом конкретном месторождении перед его транспортировкой на электростанции, непосредственно потребителю или далее по магистральному трубопроводу.
На некоторых месторождениях газ добывать «легко», на других – необходимо приложить много усилий для добычи его из газовых шапок, нефти и воде, в которых он растворен. При нормальном атмосферном давлении 762 мм рт. ст. и 0oC это природное ископаемое всегда находится в газообразном состоянии. Попадаются месторождения, где природный газ находится в виде кристаллов – естественных газовых гидратов.
Газовая смесь
В основном природный газ в своем составе содержит метан, его концентрация составляет 70-98%. Данный разброс можно объяснить различными условиями, при которых он формировался. Одно из важнейших свойств метана, не имеющего ни цвета, ни запаха, его горючесть и взрывоопасность при превышении концентрации в воздухе 4,5%. Поэтому очень часто по всему миру мы слышим новости о взрыве газа в шахтах. Тем не менее, метан обладает отличной теплотворностью, которая полностью покрывает все потребности газовых электростанций в том объеме электроэнергии, который необходим для обеспечения нужд промышленных производств и обычных потребителей.
-
Помимо метана в состав природного газа входят более тяжелые углеводороды:
- не имеющий цвета и запаха, но более горючий этан (С2Н6), который в основном используют химики для получения этилена.
- пропан (С3Н8), также не имеющий цвета и запаха. Его широко применяют в различных целях: как топливо для переносных электрогенераторов, для нагрева асфальта и битума, для резки металла. Пропаном заправляют автомобили и бытовые газовые баллоны.
- бутан, также бесцветен, но отличается от двух предыдущих специфическим запахом. Применяют как топливо, смешивая с пропаном, тем самым увеличивая октановое число. Кроме того он имеет особую ценность в химической промышленности, где используется в качестве сырья для бутилена.
Другие примеси
Помимо «стандартных» углеводородов в природном газе находятся и другие примеси: сероводород и углекислый газ. Они присутствуют в приповерхностных слоях, где могут вступать в реакции с кислородом. В нижних слоях природный газ вступает во взаимодействие с сульфатными пластовыми водами, в результате чего в ходе различных реакций образуется чистая сера. Все эти три примеси обязательно присутствуют в составе природного газа.
В небольших объемах (0,01%-0,15%) в газе содержаться азот, гелий, аргон и другие инертные газы.
Транспортировка газа - не все так просто
Только что добытый природный газ нельзя сразу транспортировать по трубопроводу, его необходимо подготовить, так как необработанный газ может вызвать неисправности в системе. Он содержит механические примеси, которые в ходе транспортировки под большим давлением ведут себя как абразивные частицы и могут повредить поверхность трубопровода, трубопроводной арматуры и другого оборудования в ходе транспортировки.
Кроме того все газы тяжелее метана в трубопроводной системе конденсируются и образуют осадок в самых низких точках трубопроводной системы, тем самым сокращая проходное сечение. Коррозию трубопровода могут спровоцировать водяные пары, находящиеся в природном газе. Кроме этого, возможно образование гидратов, которые представляют собой снегоподобные вещества, вызывающие закупорку труб. Опаснее всего сероводород, который при контакте с влагой дает серную и сернистую кислоты, разрушающие систему и оборудование на ней. Углекислый газ негативно влияет на химический состав природного газа, уменьшает его температуру сгорания, а также провоцирует коррозию. Таким образом, необработанный газ сразу после его добычи непригоден к транспортировке.
При этом не существует стандартных установок комплексной подготовки газа (УКПГ), все оснащение комплекса подбирают конкретно под каждое месторождение, учитывая метод очистки и химический состав газа, а также природные климатические условия.
Согласно требованиям ОСТ 51.40-83 в газопроводную систему должна поступать одна и та же смесь, несмотря на отличия в составе добытого на различных месторождениях природного газа.
