какие газы бывают в природе

Список газов

Связанные понятия

К пе́рвому пери́оду периоди́ческой систе́мы относятся элементы верхней строки (или периода) периодической системы химических элементов. Строение периодической таблицы основано на строках для иллюстрации повторяющихся (периодических) химических свойств элементов при увеличении атомного числа: новая строка начинается тогда, когда увеличивается количество энергетических уровней, что означает попадание элементов с аналогичными свойствами в тот же вертикальный столбец. Первый период содержит меньше всего.

Для защиты органов дыхания при работе в загрязнённой атмосфере используются СИЗОД. Частое применение находят недорогие и удобные фильтрующие респираторы. Пригодный для дыхания воздух получается путём очистки окружающего воздуха на противогазных фильтрах. Срок службы таких фильтров ограничен, поэтому для сохранения здоровья рабочих фильтры должны своевременно заменяться. Существуют различные способы определения срока замены фильтров.

Согласно Директивам Комиссии Евросоюза по энергетике и транспорту ЕС (92/75/CEE, 94/2/CE, 95/12/CE, 96/89/CE, 2003/66/CE, и другим) у большинства бытовых товаров, от лампочки до автомобилей, должен быть указан класс энергоэффективности ЕС — DIRECTIVE 2009/125/EC, диаграмма ясно показывающая энергоэффективные свойства товара. Эффективность использования энергии обозначается классами — от A до G.

Водород считается одним из наиболее перспективных топлив как эффективный и экологически чистый энергоноситель. С практической точки зрения горение водорода связано с его использованием в энергетических установках и топливных элементах и безопасностью соответствующих технологических процессов и устройств. Удельная теплота сгорания водорода составляет примерно 140 МДж/кг (верхняя) или 120 МДж/кг (нижняя), что в несколько раз превышает удельную теплоту сгорания углеводородных топлив (для метана — около.

Мети́л-трет-бути́ловый эфи́р (трет-бутилметиловый эфир, 2-метил-2-метоксипропан, МТБЭ) — химическое вещество с химической формулой СН3—O—C(СН3)3, один из важнейших представителей простых эфиров.

Источник

Виды природного газа

Современный мир сложно представить без природного газа. Он широко используется в качестве топлива для обогрева жилья, на промышленных предприятиях, в бытовых газовых плитах и других устройствах. Двигатели многих транспортных средств также работают на газе. Что такое природный газ, и какой он бывает?

Природный газ

Это полезное ископаемое, добываемое из глубоких слоев земной коры. Природный газ содержится в огромных «хранилищах», представляющих собой подземные камеры. Часто газовые скопления соседствуют с нефтяными, но чаще расположены глубже. В случае соседства с нефтью, природный газ может быть растворен в ней. В нормальных же условиях, он пребывает исключительно в газообразном состоянии.

Считается, что этот вид газа образуется в результате гниения органических останков, попадающих в почву. Он не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому, перед использованием потребителями, в состав вводятся ароматические вещества. Это делается для того, чтобы можно было вовремя почувствовать и устранить утечку.

Природный газ взрывоопасен. Более того, он может самовозгореться, но для этого требуется высокая температура не ниже 650 градусов Цельсия. Взрывоопасность наиболее ярко проявляется при утечках бытового газа, которые иногда приводят к обрушению зданий и человеческим жертвам. Для взрыва большой концентрации газа достаточно крошечной искры, поэтому так важно не допускать утечек из бытовых газовых плит и баллонов.

Состав природного газа разнообразен. Грубо говоря, это смесь сразу нескольких газов.

Метан

Пропан

Пропан выделяется из общего состава природного газа при определенных химических реакциях, а также высокотемпературной обработке нефти (крекинге). Он не имеет ни цвета, ни запаха, при этом представляет опасность для здоровья и жизни человека. Пропан оказывает угнетающее воздействие на нервную систему, при вдыхании большого количества наблюдается отравление, рвота. При особо большой концентрации возможен летальный исход. Также пропан является взрыво- и пожароопасным газом. Однако, при соблюдении техники безопасности, он широко применяется в промышленности.

Бутан

Данный газ также образуется при переработке нефти. Он взрывоопасен, легко воспламеняется и, в отличие от двух предыдущих газов, обладает специфическим запахом. Благодаря этому, он не нуждается в добавлении предупредительных ароматических веществ. Бутан оказывает негативное воздействие на здоровье человека. Вдыхание его приводит к дисфункции легких и угнетению нервной системы.

Азот входит в число самых распространенных химических элементов на планете. Присутствует он и в природном газе. Азот невозможно увидеть или почувствовать, так как он не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса. Он широко применяется для создания инертной среды во множестве технологических процессов (например, сварка металлов), а в жидком состоянии – как хладагент (в медицине – для удаления бородавок и прочих неопасных новообразований кожи).

Гелий

Гелий выделяется из природного газа путем фракционной перегонки при низкой температуре. Он также не имеет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Гелий широко применяется в самых разных сферах жизнедеятельности человека. Пожалуй, самая простая из них – наполнение праздничных воздушных шариков. Из серьезного – медицина, военная промышленность, геология и т.д.

Источник

Типы газов

CO Угарный газ (Оксид углерода, окись углерода, монооксид углерода) — бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха. Горюч. Так называемый «запах угарного газа» на самом деле представляет собой запах органических примесей.

C₃H₈ Пропан органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа, как побочная продукция при различных химических реакциях. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, не имеет запаха, обладает слабыми наркотическими свойствами.

CNG Cжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива вместо бензина, дизельного топлива и пропана. Он дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды.

LPG Сжиженные углеводородные газы смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов с температурой кипения от 50 до 0 °C редназначены для применения в качестве топлива. Состав может существенно различаться, основные компоненты: пропан, пропилен, изобутан, изобутилен, н-бутан и бутилен.

O₃ Озон состоящая из трёхатомных молекул O₃ аллотропная модификация кислорода. При нормальных условиях — голубой газ. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.

NH₃ Аммиак нитрид водорода, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха.

H₂S Сероводород бесцветный газ с запахом тухлых яиц и сладковатым вкусом. Химическая формула — H₂S. Плохо растворим в воде, хорошо — в этаноле. Ядовит. При больших концентрациях разъедает многие металлы. Концентрационные пределы воспламенения с воздухом составляют 4,5 — 45% сероводорода.

C₂H₅OH Этанол (этиловый спирт, метилкарбинол, винный спирт, часто в просторечии просто «спирт» или алкоголь) — одноатомный спирт.

H₂ Водород в обычных условиях бесцветный газ, без вкуса и запаха, по виду не отличающийся от воздуха. Самый распространенный элемент во вселенной, первый элемент периодической системы элементов.

CO₂ Углекислый газ: бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом.

РН₃ ФОСФИН, фосфористый водород (РН₃). Бесцветный высокотоксичный ГАЗ, получаемый в процессе реакции между фосфидом кальция и водой или разбавленной кислотой. Небольшие примеси дифосфина заставляют газ самопроизвольно воспламеняться.

SO₂ Оксид серы в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички)

Природный газ Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

Бензин Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/см³.

CCL4 Четыреххлористый углерод — Тетрахлорметан (четырёххлористый углерод) CCl4 бесцветная тяжёлая жидкость, по запаху напоминающая хлороформ, не горюча.

Контактная информация

Отгрузка датчиков газа со склада в Москве осуществляется только по предварительному заказу по телефону (495)795-08-05 или по электронной почте info@rct.ru

127015, Москва, ул. Новодмитровская, д. 2, корп. 2, этаж 14, офис «Радиотех»

Отгрузка товара Пн.—Пт. 09:00—18:00, обед 14:00—14:30

Минск

Белрадиотех-Трейд, 220014, Беларусь, г. Минск, 3-й Железнодорожный переулок, д. 10, пом. 245
Тел.: +375 (17) 276-27-14
Факс: +375 (17) 276-27-13
Сайт.: http://brtt.by

Будьте в курсе последних событий, подпишитесь и узнавайте первым о новом приходе товара на склад.

Источник

Газы природные

ГАЗЫ ПРИРОДНЫЕ (а. natural gases; н. naturliche Gase; ф. gaz naturels; и. gases naturales) — совокупность газовых компонентов, встречающихся в различных состояниях: свободном (воздушная атмосфера Земли, газовые залежи и струи в пористых и трещиноватых горных породах и углях), растворённом (в гидросфере, подземных водах и нефтях), сорбированном породами и твёрдом виде (в виде кристаллогидратов).

Газы природные в основном горючие (углеводородные), они образуют в литосфере крупные скопления и являются объектами добычи (см. газы природные горючие). Доля остальных газов природных незначительна. По химическому составу газы природные — смесь углеводородов от CH₄ до С₅Н₁₂, азота, углекислого газа, сероводорода, кислорода, водорода, окиси углерода, сернистого газа, аргона, ксенона, неона, гелия, криптона, паров ртути, летучих жирных кислот и др. Газовые компоненты представлены как отдельными атомами, так и сложными химическими соединениями.

Газы природные классифицируются по условиям нахождения в природе: газы атмосферы (смесь газов химического, биохимического и радиогенного происхождения: N₂, О₂ с примесями CO₂, Н₂, О₃, благородных газов и др.); газы у земной поверхности (почвенные и подпочвенные, болотные, торфяные в основном биохимического происхождения: CO₂, N₂, О₂, CH₄ с примесями CO, NH₃, Н₂ и др.); газы осадочных пород (в нефти и каменном угле, смешанные, главным образом химического происхождения: CH₄, N₂, CO₂, CH₄ с примесями Н₂ и др.); газы океанов и морей (биохимического, химического и радиогенного происхождения: CO₂, N₂ с примесями Н₂, О₂, NH₃ и др.); газы метаморфических пород (химического происхождения: CO₂, N₂, Н₂ с примесями CH₄ и др.); газы магматических пород (химического происхождения: CO₂, Н₂ с примесями N₂, Н₂S, SO₂ и др.); газы вулканические (химического происхождения: CO₂, Н₂, SO₂, HCl, HF — с примесями N₂, CO, NH₃ и др.); газы космоса (реликтовые, диссипированные из внешних слоёв атмосфер звёзд или выброшенные при взрывах новых и сверхновых: Н₂, He, ионизованный водород, примеси CO, радикалы CH, OH и др.). Количество газов природных в геосферах Земли возрастает в глубь планеты. Общая масса газов в осадочном слое 0,214•10 15 т, в «гранитном» и базальтовом слое 7,8•10 15 т и в верхней мантии 435•10 15 т.

Реклама

По происхождению газы природные различают: вулканического, биохимического, катагенетического (термокаталитического), метаморфического радиоактивного и воздушного происхождения. Второстепенное значение имеют газы ядерных реакций, газы радиохимического происхождения. Вулканические газы поступают из глубин Земли и связаны с дегазацией магмы. Биохимические газы (метан и его гомологи, сероводород, азот, двуокись углерода, кислород, водород и др.) образуются при бактериальном разложении органических веществ и реже при восстановлении минеральных солей. Эта группа газов образует скопления в самых верхних частях земной коры, значительная часть их выделяется в атмосферу.

Радиоактивные газы возникают в процессе распада радиоактивных элементов. К ним относятся гелий (см. гелийсодержащие газы), недолговечные эманации радия, тория и др. Самостоятельных скоплений не образуют. Газы из атмосферы проникают вглубь земной коры главным образом в форме водных растворов. Они состоят из азота, кислорода и инертных газов (аргон, криптон и ксенон). По химическому составу выделяются 3 основные группы газов природных: углеводородные, углекислотные, сероводородные.

Особое свойство газов природных — большая способность мигрировать как в свободном, так и в водорастворённом состоянии — обуславливает смешивание газов природных разного происхождения и вместе с тем их широкое распространение в природе.

Газы природные из различных источников значительно отличаются по химическому составу. Основные компоненты газов в осадочных толщах, изученных главным образом в нефтегазоносных районах: CH₄; в значительно меньшем количестве — N₂, CO₂, CO, N₂S, Н2, SO₂; группа инертных газов (He, Ar, Kr и др.). В ряде районов преобладающим является углекислый газ, встречаются зоны сероводородного обогащения (редко водородного), иногда — окись углерода. Инертные газы в качестве примеси распространены повсеместно, чаще всего в незначительных количествах. Например, химический состав газов природных в газовых месторождениях (%): Медвежье (Западная Сибирь) — CH₄ 98,44, С₂Н₆ + высш. 0,15, CO₂ 0,34, Н₂ 0,004, N₂ 1,03, инертные газы 0,033; Астраханское (Нижнее Поволжье) — CH₄ 47,48, С₂Н₆ + высш. 6,49, CO₂ 21,59, Н₂S 22,5, N₂, инертные газы 1,98. Попутный газ нефтяных месторождений Западного Предкавказья содержит CH₄ 84,57, С₂Н₆ 6,54, CO₂ 7,68, N₂ 1,2, Н₂S 0,01, инертные газы до 0,52.

В районах активного современного вулканизма в составе газов природных выделяются также летучие соединения хлора, фтора, серы и др., поступающих в осадочную толщу из подкоровых глубин или образующихся в результате термических реакций. Например, химический состав газов из вулкана Этна представлен (%): CH₄ 1,0, CO₂ 28,8, CO 0,5, Н₂ 16,5, SO₂ 34,5, N₂ и инертные газы 18,7. Большая масса газов природных находится в растворённом состоянии в подземных водах.

Из газов природных извлекают гелий, серу, ртуть, гомологи метана и др. В США и других странах извлекается CO₂ (используется для закачки в нефтяной пласт с целью поддержания пластового давления); из газа месторождений Гронинген получают в промышленных масштабах ртуть. С использованием газов природных производится 80% стали, 85% чугуна, около 40% проката, 20% цветных металлов, 60% цемента, 85% удобрений.

Источник

Какие бывают газы

ГАЗЫ ПРИРОДНЫЕ, совокупность газовых компонентов, встречающихся в свободном (атмосфера Земли, газовые залежи, струи газа в трещиноватых и пористых горных породах, углях), растворённом (в гидросфере, в том числе в подземных водах), сорбированном породами и окклюдированном (газовые гидраты) видах. Количество газов природных в литосфере Земли возрастает вглубь планеты. Общая масса газов в осадочном слое 0,214·1015 тонн, в верхнем (гранитогнейсовом) и нижнем (гранулит-базитовом) слоях консолидированной земной коры 7,8·1015 тонн, в верхней части верхней мантии Земли 435·1015 т.

Реклама

Способность газов природных мигрировать как в свободном, так и в растворённом (в воде и нефти) состоянии обусловливает смешивание газов разного происхождения и состава и их широкое распространение в природе. Из газов природных только газы природные горючие (углеводородные газы) образуют в литосфере крупные самостоятельные скопления и являются объектами добычи. Чисто углекислые и азотные скопления весьма редки и объектами добычи не являются. Скопления чистого гелия в недрах не образуются. Гелий содержат газы природные в основном углеводородного состава, но наиболее высокие его концентрации — в азотных газах, поэтому при обнаружении азотных газов природных проводятся разведочные работы на гелий.

Лит.: Соколов В.А. Геохимия газов земной коры и атмосферы. Геохимия природных газов. М., 1966; Природные газы осадочной толщи. Л., 1976; Высоцкий И. В. Геология природного газа. М., 1979.

ПРИРОДНЫЕ И ПОПУТНЫЕ ГАЗЫ.

ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗА

Газ может находиться в природе в залежах трех типов: газовых, газонефтяных и газоконденсатных.

В залежах первого типа — газовых — газ образует огромные естественные подземные скопления, не имеющие непосредственной связи с нефтяными месторождениями.

В залежах второго типа — газонефтяных — газ сопровождает нефть или нефть сопровождает газ. Газонефтяные залежи, как указано выше, бывают двух типов: нефтяные с газовой шапкой (в них основной объем занимает нефть) и газовые с нефтяной оторочкой (основной объем занимает газ). Каждая газонефтяная залежь характеризуется га­зовым фактором — количеством газа (в м3), приходящимся на 1000 кг нефти.

Газоконденсатные залежи характеризуются высоким давлением (более 3–107 Па) и высокими температурами (80–100°С и выше) в пласте. В этих условиях в газ переходят углеводороды С5 и выше, а при снижении давления происходит конденсация этих углеводородов — процесс обратной конденсации.

Газы всех рассмотренных залежей называются природ­ными газами, в отличие от попутных нефтяных газов, растворенных в нефти и выделяющихся из нее при добыче.

Природные газы

Природные газы состоят в основном из метана. Наряду с метаном в них обычно содержатся этан, пропан, бутан, небольшое количество пентана и высших гомологов и незначительные количества неуглеводородных компонентов: углекислого газа, азота, сероводо­рода и инертных газов (аргона, гелия и др.).

Углекислый газ, который обычно присутствует во всех природных газах, является одним из главных продуктов превращения в природе органического исходного вещества углеводородов. Его содержание в природном газе ниже, чем можно было бы ожидать, исходя из механизма химических превращений органических остатков в при­роде, так как углекислый газ — активный компонент, он переходит в пластовую воду, образуя растворы бикарбонатов. Как правило, содержание углекислого газа не превышает 2,5%. Содержание азота, также обычно присутствующего в природных, связано либо с попаданием атмосферного воздуха, либо с реакциями распада белков живых организмов. Количество азота обычно выше в тех случаях, когда образование газового место­рождения происходило в известняковых и гипсовых породах.

Особое место в составе некоторых природных газов занимает гелий. В природе гелий встречается часто (в воздухе, природном газе и др.), но в ограниченных количествах.

Хотя содержание гелия в природном газе невелико (максимально до 1–1,2%), выделение его оказывается выгодным из-за большого дефицита этого газа, а также благодаря большому объему добычи природного газа.

Сероводород, как правило, отсутствует в газовых залежах. Исключение составляет, например, Усть-Вилюйская залежь, где содержание H2S достигает 2,5%, и некоторые другие. По-видимому, наличие сероводорода в газе связано с составом вмещающих пород. Замечено, что газ, находящийся в контакте с сульфатами (гипсом и др.) или сульфитами (пирит), содержит относительно больше серо­водорода.

Газ газоконденсатных залежей характеризуется содержанием выпавшего конденсата (в см3 на 1 м3 газа).

Образование газоконденсатных залежей связано с тем, что при больших давлениях происходит явление обратного растворения — обратной конденсации нефти в сжатом газе. При давлениях около 75×106 Па нефть растворяется в сжатом этане и пропане, плотность которых при этом значительно превышает плотность нефти.

Состав конденсата зависит от режима эксплуатации скважины. Так, при поддержании постоянного пластового давления качество конденсата стабильно, но при уменьшении давления в пласте состав и количество конденсата изменяются.

Состав стабильных конденсатов некоторых месторождений хо­рошо изучен. Конец кипения их обычно не выше 300°С. По групповому составу: большую часть составляют метановые углеводороды, несколько меньше — нафтено­вые и еще меньше — ароматические. Состав газов газоконденсатных месторождений после отделения конденсата близок к составу сухих газов. Плотность природного газа относительно воздуха (плотность воздуха принята за единицу) колеблется от 0,560 до 0,650. Теплота сгорания около 37700–54600 Дж/кг.

Попутные (нефтяные) газы

Попутным газом называется не весь газ данной залежи, а газ, растворенный в нефти и выделяющийся из нее при добыче.

Нефть и газ по выходе из скважины проходят через газосепараторы, в которых попутный газ отделяется от не­стабильной нефти, направляемой на дальнейшую переработку.

Попутные газы являются ценным сырьем для промышленного нефтехимического синтеза. Качественно они не отличаются по составу от природных газов, однако количественное отличие весьма существенное. Содержание метана в них может не превышать 25–30%, зато значительно больше его гомологов — этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Поэтому эти газы относят к жирным.

В связи с различием в количественном составе попутных и при­родных газов их физические свойства различны. Плотность (по воз­духу) попутных газов выше, чем природных, — она достигает 1,0 и более; теплота сгорания их составляет 46000–50000 Дж/кг.

Применение газа

Одна из главных областей применения углеводородных газов — это использование их в качестве топлива. Высокая теплота сгорания, удобство и экономичность использования бесспорно ставят газ на одно из первых мест среди других видов энергетических ресурсов.

Другой важный вид использования попутного нефтяного газа — его отбензинивание, т. е. извлечение из него газового бензина на газоперерабатывающих заводах или установках. Газ подвергается при помощи мощных компрессоров сильному сжатию и охлаждению, при этом пары жидких углеводородов конденсируются, частично растворяя газообразные углеводороды (этан, пропан, бутан, изобутан). Образуется летучая жидкость — нестабильный газовый бензин, который легко отделяется от остальной неконденсирующейся массы газа в сепараторе. После фракционирования — отделения этана, пропана, части бутанов — получается стабильный газовый бензин, который используют в качестве добавки к товарным бензи­нам, повышающей их испаряемость.

Она применяется главным образом в резиновой промышленности. Пропусканием метана с водяным паром над никелевым катализатором при температуре 850°С получают смесь водорода и окиси угле­рода — «синтез — газ»:

CH4 + H2O à CO + 3H2

При пропускании этой смеси над катализатором FeO при 450°С окись углерода превращается в двуокись и выделяется дополни­тельное количество водорода:

Полученный при этом водород применяют для синтеза аммиака. При обработке хлором и бромом метана и дру­гих алканов получаются продукты замещения:

1. СН4 + Сl2 à СН3С1 +НСl — хлористый метил;

2. СН4 + 2С12 à СН2С12 + 2НС1 — хлористый метилен;

3. CH4 + 3Cl2 à CHCl3 + 3HCl — хлороформ;

4. CH4 + 4Cl2 à CCl4 + 4HCl — четыреххлористый углерод.

Метан служит также сырьем для получения синильной кислоты:

2СH4 + 2NH3 + 3O2 à 2HCN + 6H2O, а также для производства сероуглерода CS2, нитрометана CH3NO2, который используется как растворитель для лаков.

Этан применяется как сырье для производства этилена путем пиролиза. Этилен, в свою очередь, является исходным сырьем для получения окиси этилена, этилового спирта, полиэтилена, стирола и др.

Пропан используется для выработки ацетона, уксусной кислоты, формальдегида, бутан — для получения олефинов: этилена, пропилена, бутиленов, а также ацетилена и бутадиена (сырья для синтетического каучука). При окислении бутана образуется ацетальдегид, уксусная кислота, формальдегид, ацетон и др.

Все эти виды химической переработки газов более детально рас­сматриваются в курсах нефтехимии.

Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 2360 | Нарушение авторских прав

ГАЗЫ ПРИРОДНЫЕ (а. natural gases; н. naturliche Gase; ф. gaz naturels; и. gases naturales) — совокупность газовых компонентов, встречающихся в различных состояниях: свободном (воздушная атмосфера Земли, газовые залежи и струи в пористых и трещиноватых горных породах и углях), растворённом (в гидросфере, подземных водах и нефтях), сорбированном породами и твёрдом виде (в виде кристаллогидратов).

Газы природные в основном горючие (углеводородные), они образуют в литосфере крупные скопления и являются объектами добычи (см. газы природные горючие). Доля остальных газов природных незначительна. По химическому составу газы природные — смесь углеводородов от CH4 до С5Н12, азота, углекислого газа, сероводорода, кислорода, водорода, окиси углерода, сернистого газа, аргона, ксенона, неона, гелия, криптона, паров ртути, летучих жирных кислот и др. Газовые компоненты представлены как отдельными атомами, так и сложными химическими соединениями.

Газы природные классифицируются по условиям нахождения в природе: газы атмосферы (смесь газов химического, биохимического и радиогенного происхождения: N2, О2 с примесями CO2, Н2, О3, благородных газов и др.); газы у земной поверхности (почвенные и подпочвенные, болотные, торфяные в основном биохимического происхождения: CO2, N2, О2, CH4 с примесями CO, NH3, Н2 и др.); газы осадочных пород (в нефти и каменном угле, смешанные, главным образом химического происхождения: CH4, N2, CO2, CH4 с примесями Н2 и др.); газы океанов и морей (биохимического, химического и радиогенного происхождения: CO2, N2 с примесями Н2, О2, NH3 и др.); газы метаморфических пород (химического происхождения: CO2, N2, Н2 с примесями CH4 и др.); газы магматических пород (химического происхождения: CO2, Н2 с примесями N2, Н2S, SO2 и др.); газы вулканические (химического происхождения: CO2, Н2, SO2, HCl, HF — с примесями N2, CO, NH3 и др.); газы космоса (реликтовые, диссипированные из внешних слоёв атмосфер звёзд или выброшенные при взрывах новых и сверхновых: Н2, He, ионизованный водород, примеси CO, радикалы CH, OH и др.). Количество газов природных в геосферах Земли возрастает в глубь планеты. Общая масса газов в осадочном слое 0,214•1015 т, в «гранитном» и базальтовом слое 7,8•1015 т и в верхней мантии 435•1015 т.

По происхождению газы природные различают: вулканического, биохимического, катагенетического (термокаталитического), метаморфического радиоактивного и воздушного происхождения. Второстепенное значение имеют газы ядерных реакций, газы радиохимического происхождения. Вулканические газы поступают из глубин Земли и связаны с дегазациеймагмы. Биохимические газы (метан и его гомологи, сероводород, азот, двуокись углерода, кислород, водород и др.) образуются при бактериальном разложении органических веществ и реже при восстановлении минеральных солей. Эта группа газов образует скопления в самых верхних частях земной коры, значительная часть их выделяется в атмосферу.

Радиоактивные газы возникают в процессе распада радиоактивных элементов. К ним относятся гелий (см. гелийсодержащие газы), недолговечные эманации радия, тория и др. Самостоятельных скоплений не образуют. Газы из атмосферы проникают вглубь земной коры главным образом в форме водных растворов. Они состоят из азота, кислорода и инертных газов (аргон, криптон и ксенон). По химическому составу выделяются 3 основные группы газов природных: углеводородные, углекислотные, сероводородные.

Особое свойство газов природных — большая способность мигрировать как в свободном, так и в водорастворённом состоянии — обуславливает смешивание газов природных разного происхождения и вместе с тем их широкое распространение в природе.

Газы природные из различных источников значительно отличаются по химическому составу. Основные компоненты газов в осадочных толщах, изученных главным образом в нефтегазоносных районах: CH4; в значительно меньшем количестве — N2, CO2, CO, N2S, Н2, SO2; группа инертных газов (He, Ar, Kr и др.). В ряде районов преобладающим является углекислый газ, встречаются зоны сероводородного обогащения (редко водородного), иногда — окись углерода. Инертные газы в качестве примеси распространены повсеместно, чаще всего в незначительных количествах. Например, химический состав газов природных в газовых месторождениях (%): Медвежье (Западная Сибирь) — CH4 98,44, С2Н6 + высш. 0,15, CO2 0,34, Н2 0,004, N2 1,03, инертные газы 0,033; Астраханское (Нижнее Поволжье) — CH4 47,48, С2Н6 + высш. 6,49, CO2 21,59, Н2S 22,5, N2, инертные газы 1,98. Попутный газ нефтяных месторождений Западного Предкавказья содержит CH4 84,57, С2Н6 6,54, CO2 7,68, N2 1,2, Н2S 0,01, инертные газы до 0,52.

В районах активного современного вулканизма в составе газов природных выделяются также летучие соединения хлора, фтора, серы и др., поступающих в осадочную толщу из подкоровых глубин или образующихся в результате термических реакций. Например, химический состав газов из вулкана Этна представлен (%): CH4 1,0, CO2 28,8, CO 0,5, Н2 16,5, SO2 34,5, N2 и инертные газы 18,7. Большая масса газов природных находится в растворённом состоянии в подземных водах.

Газы природные, выделяясь из подземных вод, создают самостоятельные скопления (см. газовая залежь). Выделение газа в свободное состояние (образование залежей) обязано гравитационным силам и свойственно, прежде всего, углеводородным, углекисло-углеводородным и азотно-углеводородным газам. Чисто углекислые и азотные скопления весьма редки. Известно свыше 10 тысяч чисто газовых месторождений (около 30 тысяч газовых залежей с объёмами от несколько тысяч м3 до трлн. м3). Запасы газа более 90% всех известных месторождений не превышают (каждое) 50 млрд. м3, и только 12 месторождений содержат запасы от 1 до 6 трлн. м3.

В угленосных толщах в свободном и сорбированном состоянии находится 240-260 трлн. м3 газов природных. Количество газов, сорбированных рассеянным органическим веществом, 15•1016 м3. Газы природные в форме кристаллогидратов занимают около 20% поверхности материков и свыше 90% площади Мирового океана. В пределах ложа Мирового океана запасы кристаллогидратов 106 трлн. м3 (по В. Л. Царёву).

Из газов природных извлекают гелий, серу, ртуть, гомологи метана и др. В США и других странах извлекается CO2 (используется для закачки в нефтяной пласт с целью поддержания пластового давления); из газа месторождений Гронинген получают в промышленных масштабах ртуть. С использованием газов природных производится 80% стали, 85% чугуна, около 40% проката, 20% цветных металлов, 60% цемента, 85% удобрений.

Классификация природных газов

Вопрос классификации природных газов очень сложен, так как они имеют разнообразный состав, различное происхождение, разные условия нахождения и физическое состояние в природе. Кроме того, газы обладают большой эмиграционной способностью, создают различные смеси и редко бывают однородными по химическому составу. Одновременно с процессами образования газов идут процессы их разрушения. Например, при действии кислорода на сероводород образуется свободная сера и вода.

Первую классификацию природных газов составил В.И. Вернадский (1912), где он указал, что при изучении газов необходимо знать три следующие фактора: форму или условия нахождения газов в природе, источники их происхождения или генезис и химический состав. Согласно этим факторам В.И. Вернадский выделил три группы газов.

По форме нахождения:

Жидкие растворы газов:

По источникам происхождения:

По составу (разделение для тектонических газов):

Позже, в развитие этой классификации был создан целый ряд классификационных схем природных газов по условиям нахождения и физическому состоянию в природе, по химическому составу, генезису и по их практической ценности и содержанию полезных компонентов. В отечественной литературе опубликовано более 20 классификаций природных газов только по химическому составу.

Ряд классификационных схем разработали М.И. Суббота и А.Ф. Романюк, которые приведены ниже.

Классификация по условиям нахождения газа в природе

Газы земной поверхности:

Газы поверхностной гидросферы:

Газы, рассеянные в горных породах:

Газы подземной гидросферы:

Свободные газы залежей:

Газы, растворенные и сорбированные в биогенных ископаемых:

Классификация газов по химическому составу

Преимущественно метановый (СН4 > 50 %):

Преимущественно углеводородный (тяжелее метана, ТУ >50 %):

Преимущественно азотный (N2 > 50 %):

Преимущественно углекислый (СО2 > 50 %):

Преимущественно водородный (Н2 > 50 %):

Классификация и индексация В.И. Старосельского, классификация В.А. Соколова.

В зависимости от пределов процентного содержания какого-либо компонента в газе, около его буквенного индекса ставится цифра от 1 до 4. Состав газа обозначается суммой индексов. Например, состав газов Астраханского газоконденсатного месторождения будет выражен следующим индексом: М2Э1Т2У4А1Св4К4. Он означает, что газ содержит метана от 30 до 70 %, этана менее 3 %, тяжелых углеводородов 5-10 %, углекислого газа более 15 %, азота менее 3 %, сероводорода более 1 % и конденсата более 200 г/м3.

Природные газы подразделяются в этой классификации по содержанию этана, который является ценным химическим сырьем, а также – по содержанию тяжелых УВ на метановые, этановые, этан-пропановые и пропан-бутановые. Метановые газы характерны для газовых скоплений. Они содержат метана от 90 до100 %, этана до 3 % и тяжелых УВ до 5 %. Этановые газы содержат этана от 3 до 6 %, тяжелых УВ от 5 до 10 %, а этан-пропановые газы — этана от 6 до 9 %, тяжелых УВ — от 10 до 30 %. Эти газы характерны, в основном, для газоконденсатных и нефтегазоконденсатных залежей. В пропан-бутановых газах концентрация тяжелых УВ составляет более 30 % и этана более 9 %. Они характерны для нефтяных залежей.

Применение природного газа в мире

Ежу понятно, что число ударов за 1 сек зависит от скорости молекул, и числа молекул n в единице объёма. При не очень сжатом газе можно считать, что N пропорционально n и v, т.е. р пропорционально nmv2.

Итак, для того чтобы рассчитать с помощью молекулярной теории давление газа, мы должны знать следующие характеристики микромира молекул: массу m, скорость v и число молекул n в единице объёма. Для того чтобы найти эти микро характеристики молекул, мы должны установить, от каких характеристик макромира зависит давление газа, т.е.

установить на опыте законы газового давления. Сравнив эти опытные законы с законами, рассчитанными при помощи молекулярной теории, мы получим возможность определить характеристики микромира, например скорости газовых молекул.

Применение природного газа.

Природный газ широко применяется в качестве горючего, для отопления жилых домов, как топливо для машин, электростанций и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например пластмасс.

В XIX в. природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы). газовая лампа В настоящее время за рубежом СПГ в основном предназначен для применения в качестве топлива на крупных электростанциях, для газоснабжения населения и промышленных объектов, покрытия пиковых нагрузок, а также как сырье для химической промышленности.

Однако, в последнее десятилетие обозначилась и наиболее интенсивно развивается еще одна область применения СПГ — это использование как универсального моторного топлива.

Применение сжиженного природного газа в качестве моторного топлива для различных видов транспортных средств (автомобильного, воздушного, железнодорожного, водного и т. д.) дает энергетические и экологические преимущества, а также является экономически выгодным, по сравнению с традиционными нефтяными и другими альтернативными видами моторного топлива.

Перспективность использования СПГ в качестве альтернативного моторного топлива для автотранспорта стало очевидным для большинства стран мира. Особенно интенсивно это направление в автомобильной технике развивается в США. В США СПГ как моторное топливо используют более 25 % муниципального транспорта Аналогичная ситуация и в Западной Европе. Так, во многих городах Германии планируется перевести на СПГ муниципальный транспорт. В Италии принята экологическая программа применения СПГ на автотранспорте. Расширяется применение СПГ и на водном транспорте. В Норвегии компания «Statoil» приступила к серийному производству судов на СПГ. В 2003 г. были построены первые два судна. Преимущества СПГ по сравнению с обычным бункерным топливом с экологической точки зрения очевидны: его использование только на двух судах в течение года сокращает выбросы окислов азота до 120 тонн. автобус на газе Инициатива «Statoil» активно поддерживается министром нефти и энергетики Норвегии, который считает ее началом полномасштабного перехода судов на СПГ. Экспериментальные суда на СПГ построены и эксплуатируются в США, Германии и ряде других стран мира.

СПГ как моторное топливо широко используется и на морских судах-метановозах, предназначенных для перевозки СПГ. За рубежом расширяется также применение сжиженного природного газа и на железнодорожном транспорте. Многолетняя безаварийная эксплуатация магистральных и маневровых тепловозов на СПГ железнодорожными компаниями «Берлингтон Нозерн», «Моррисон-Кнудсен», «Санта Фе», «Юн ион Пасифик» говорят об объективных преимуществах этого вида топлива.

В России широкого применения сжиженный природный газ пока не нашел, т. к. практически отсутствует его промышленное производство. Однако, уже обсуждаются планы о переводе всего Московского общественного транспорта на СПГ. В Москве уже появилось ряд заправочных станций, где реализуется сжиженный природный газ (метан). Такие же заправочные станции можно наблюдать и в Краснодарском крае и в Кабардино-Балкарии. применение попутного нефтеного газа

Природный газ в промышленности В последнее десятилетие 20 века в мировой экономике начала набирать силу 3-я волна популярности природного газа, как моторного топлива. По прогнозам специалистов эта волна достигнет своего высшего уровня к концу первой четверти 21 века. Первое же применение природного газа в качестве моторного топлива относится к середине 19 века, когда во Франции инженером Ленуаром был создан первый двигатель внутреннего сгорания. Топливом для этого двигателя был природный газ. Применение газового топлива в моторах с «колыбели» двигателестроения и неоднократное возвращение к применению этого вида топлива не случайно. По своим свойствам оно более всего приближается к представлениям об идеальном моторном топливе.

Природный газ по своим энергетическим, физико-химическим и экологическим показателям является очень перспективным топливом и его применение должно дать положительный эффект во многих аспектах, главными из них являются: — экономика газового моторного топлива; — энергетика природного газа; — топливная экономичность газового двигателя; — износостойкость газового двигателя; запасы газа на карте — экологическая безопасность газовых двигателей.

Источник