La prima menzione dell'uso del gas in cucina risale al I secolo d.C.

La prima stufa a gas fu installata in Persia. Per ordine del re, nel luogo dell'uscita del gas fu costruita una cucina del palazzo. Questa è la prima volta che carbone e legname vengono sostituiti da combustibili volatili. L'inopportunità dell'uso di questo combustibile consisteva solo nello spreco, perché spegnendolo, una volta dato fuoco, primavera naturale impossibile.

Il gas è stato utilizzato in modo più economico in Russia per l'illuminazione stradale. Solo che non veniva estratto da risorse naturali, ma dal carbone. A questo scopo, a San Pietroburgo nel 1835, fu costruito appositamente un impianto per la produzione di gas, chiamato gas illuminante, che ne rispecchia lo scopo.

Ovviamente, il metodo di separazione del gas dal combustibile solido in serbatoi chiusi è servito da prototipo per la caldaia di Pavlov, utilizzata come pistola termica dai dipendenti del Ministero delle situazioni di emergenza. Questo principio viene utilizzato nella produzione di inserti per camini economici ed ecologici.

La fornitura del gas illuminante alle lanterne avveniva tramite condotte, che ricordano molto l'attuale sistema centralizzato di gasdotti.

Storia dell'uso del gas naturale

Il medico e chimico olandese Van Helmont all'inizio del XVII secolo riuscì in laboratorio a decomporre l'aria in due parti componenti, chiamando queste parti gas.

Per gas si intendeva una sostanza capace di diffondersi in tutto il volume disponibile. La parola gas divenne ampiamente conosciuta dopo la pubblicazione del “Libro di testo elementare di chimica” del chimico francese Lavoisier nel 1789.

La storia nell'antichità

DI gas infiammabiliè conosciuto fin dall'antichità. Le torce a gas ardenti erano chiamate "fuoco eterno", erano adorate e accanto a loro furono costruiti templi e santuari.

I "fuochi sacri" esistevano in molti paesi mondo antico– in Iran, nel Caucaso, in America del Nord, India, Cina, ecc. Marco Polo descrisse anche l'uso del gas naturale in Cina, dove veniva utilizzato per l'illuminazione, il riscaldamento e per l'evaporazione del sale.

Cos'è il gas naturale

Il gas naturale è considerato una miscela di gas formata a seguito della decomposizione materia organica nelle viscere della Terra. In genere, il gas naturale viene raccolto a una profondità compresa tra uno e diversi chilometri, sebbene esistano pozzi più profondi di 6 km.
In condizioni standard, questa è una sostanza gassosa sotto forma di:

• accumuli individuali (depositi di gas);
• tappo del gas dei giacimenti di petrolio e gas.

Russia, Iran, Turkmenistan, Azerbaigian, i paesi del Golfo Persico e gli Stati Uniti dispongono di grandi riserve.

Utilizzo del gas naturale

Uso pratico dei gas infiammabili, iniziò a metà del XIX secolo dopo l'invenzione Chimico tedesco Bruciatore a gas Robert Bunsen.

I becchi Bunsen funzionavano con “gas illuminante” artificiale ottenuto durante la lavorazione del carbone o scisti bituminosi. Molto rapidamente, i bruciatori a gas hanno illuminato le strade e gli edifici residenziali di molte capitali e grandi città di tutto il mondo.

IN Impero russo Contemporaneamente a San Pietroburgo, i bruciatori a gas apparvero a Lvov, Varsavia, Mosca, Odessa, Kharkov e Kiev.

Alcune varietà di gas naturale

Viene fatta una distinzione tra gas naturale e gas “associato” o “petrolio”. La differenza tra loro è la quantità di idrocarburi pesanti che contengono. Negli idrocarburi naturali pesanti (metano) costituiscono oltre l’80% della composizione totale del gas, nei gas “associati” non più del 40%, e il resto è etano, propano, butano e altri.

Il gas "associato" è contenuto nei giacimenti petroliferi sopra il petrolio, formando un tappo di gas che si raccoglie nella roccia porosa coperta da scisto.

Lo scisto impedisce la fuoriuscita del gas. A volte durante le operazioni di perforazione, a seguito di un improvviso cambiamento di pressione, il gas si separa dal petrolio e può fuoriuscire. Lo svantaggio del gas “associato” è la necessità di depurarlo dalle impurità, mentre il gas naturale non necessita di purificazione.

Composizione approssimativa del gas naturale

Il gas proveniente da campi diversi può avere composizioni diverse.

In media, il contenuto dei componenti è il seguente:

• metano 80-99%
• etano 0,5-0,4%
• propano 0,2-1,5%
• butano 0,1-1%
• pentano 0-1%
• gas nobili (elio, argon) - centesimi e millesimi di percentuale.

I depositi di sostanze infiammabili con un contenuto di elio del 5-8% sono estremamente rari. L'elio è molto prezioso e ha una pronunciata passività chimica.

Allo stato liquefatto, l'elio viene utilizzato per il raffreddamento reattori nucleari. I metalli di elevata purezza vengono fusi in un'atmosfera di elio. Il gas naturale è l’unica fonte di elio. La composizione può includere idrogeno solforato, da cui si ottiene lo zolfo utilizzato nell'industria. Altre sostanze possono variare dal 2% al 13% del volume totale. Un giacimento petrolifero su cinque è un giacimento di petrolio e gas e spesso questo giacimento non contiene gas associato, ma naturale, che ha lo stesso valore del petrolio.

Industria del gas della Russia

IN Russia pre-rivoluzionaria non è stato utilizzato gas naturale, anche se ne è stata rilevata la presenza.

Solo dopo Rivoluzione d'Ottobre Nel 1917, il governo sovietico si stabilì il compito di utilizzare il gas prodotto insieme al petrolio. Fino alla fine degli anni '30 del XX secolo Russia sovietica non aveva un'industria del gas indipendente, era un'industria petrolifera di accompagnamento e i giacimenti di gas venivano scoperti esclusivamente nel processo di esplorazione e produzione di petrolio.

L'esplorazione dei giacimenti di gas iniziò nel 1939 a Regione di Saratov: il gas fu trovato nel 1940, ed il primo pozzo funzionante fu installato nel 1941.

Carenza di carburante verificatasi all'inizio del Grande Guerra Patriottica 1941-1945 (i depositi di carbone del Donbass e giacimenti petroliferi Caucaso settentrionale), ci ha costretti a impegnarci nell'esplorazione e nella produzione di gas naturale con la massima intensità. Già nel 1941, nelle regioni di Saratov e Kuibyshev, produzione industriale gas naturale. La produttività giornaliera di un pozzo di gas era di 800mila.

metri cubi gas Lo sfruttamento di questi giacimenti segnò l'inizio dell'industria del gas. Inizialmente, il gas veniva utilizzato per far funzionare la centrale elettrica del distretto statale di Saratov e nel 1942 iniziò la costruzione del gasdotto Saratov-Mosca.

La costruzione fu supervisionata da Lavrentiy Beria e fu completata nel luglio 1946. Ogni giorno più di 30mila persone lavoravano al gasdotto. Da Saratov a Mosca, 840 km di gasdotto sono stati posati manualmente attraverso 487 barriere. È stato costruito:

• 84 attraversamenti di fiumi e canali;
• 250 attraversamenti ferroviari;
• sei stazioni di compressione a pistoni;
• Sono stati rimossi più di 3,5 milioni di metri cubi di terreno.

Il gasdotto attraversava i territori delle regioni di Saratov, Penza, Tambov, Ryazan e Mosca.

Per informazioni

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Cos'è il gas naturale, qual è la sua composizione e come viene prodotto?

m di gas a Mosca ha sostituito il consumo giornaliero:

• milioni di metri cubi di legna da ardere;
• 650mila tonnellate di carbone;
• 150mila tonnellate di cherosene;
• 100mila tonnellate di gasolio da riscaldamento.

Nel dopoguerra furono scoperti grandi giacimenti industriali Regione di Stavropol, nella Russia settentrionale e in Siberia.

L'importanza dell'industria del gas nell'economia russa

L'importanza dell'industria del gas è determinata, innanzitutto, dal fatto che nella struttura del consumo globale di carburante ed energia, il gas naturale è al terzo posto dopo petrolio e carbone - circa il 20%. È inoltre di grande importanza che tra questi tre tipi di risorse energetiche primarie, il gas naturale sia la più pulita dal punto di vista ambientale.

Gas – migliore vista carburante. Si distingue per la combustione completa senza fumo e fuliggine; assenza di ceneri dopo la combustione; facilità di accensione e regolazione del processo di combustione; coefficiente elevato azione utile impianti che utilizzano combustibile; convenienza e facilità di trasporto al consumatore; possibilità di stoccaggio allo stato compresso e liquefatto; assenza di sostanze nocive.

L'utilizzo del gas è vario: la parte principale è utilizzata per il fabbisogno energetico (combustibile per centrali termoelettriche, centrali termiche); l'altro viene utilizzato come combustibile tecnologico per l'essiccazione di prodotti vari (evaporazione di soluzioni acquose); per i consumi delle famiglie nei servizi pubblici.

Nei motori viene utilizzato il gas in forma liquefatta o compressa combustione interna nelle automobili e può essere utilizzato negli aeroplani. L'utilizzo energetico del gas naturale è determinato dal suo alto potere calorifico, semplicità dotazioni tecnologiche per la combustione del gas e un minimo inquinamento ambientale.

È il tipo di carburante più promettente al mondo.

Dalla seconda metà del 20° secolo. il gas naturale riceve molto ampia applicazione come materia prima per numerosi settori.

Il più grande consumatore di gas come materia prima tecnologica è diventata l’industria chimica, che si concentra sulla produzione di azoto.

La produzione di ammoniaca e di tutti i tipi di fertilizzanti azotati si basa sull'utilizzo del gas naturale. alcool metilico, la cui produzione globale raggiunge già decine di milioni di tonnellate e continua a crescere ad un ritmo veloce. Una quantità significativa di gas viene utilizzata per produrre nerofumo per la gomma e molti altri prodotti chimici.

Anche le proteine ​​​​del mangime (lievito per mangimi) vengono prodotte dal gas naturale. Partecipa ai processi di riduzione diretta del ferro (produzione di metallo senza scoppio), nonché al processo di altoforno durante la fusione della ghisa.

Il gas naturale è anche una fonte di materie prime chimiche, compresa la produzione di gas zolfo dall'idrogeno solforato di numerosi giacimenti. Lo zolfo gassoso ha aumentato significativamente le risorse mondiali totali di materie prime contenenti zolfo.

Insieme al gas naturale, in alcuni giacimenti viene estratto l’elio, un gas nobile. Trova largo impiego nella tecnologia criogenica, per la creazione di ambienti inerti, oltre che in aeronautica.

Quando si sviluppano depositi di gas condensato di gas naturale, viene rilasciato gas condensato (una miscela di idrocarburi liquidi) - carburante per motori e preziose materie prime per la produzione di prodotti chimici organici. Sotto questo aspetto è vicino al gas associato derivante dalla produzione di petrolio. Alcuni depositi di gas naturale contengono azoto puro, che viene utilizzato anche in numerose industrie. Inoltre, sia naturali che associati gas di petrolio se necessario, viene iniettato nuovamente nei giacimenti petroliferi per mantenere un'elevata pressione durante la produzione di petrolio.

Anche il gas di petrolio associato, estratto durante la produzione del petrolio, è un combustibile ad alto contenuto calorico, ma è ancora più prezioso come materia prima per l'industria petrolchimica e petrolchimica. industria chimica.

Contiene molto etano, propano, butano, ecc., che vengono utilizzati per produrre plastica, gomme sintetiche e altri prodotti. A differenza della produzione mirata di gas naturale, il gas associato viene spesso bruciato nei siti di produzione di petrolio.

Richiede la separazione in frazioni in speciali impianti di trattamento del gas (GPP), la cui costruzione non è pianificata o è ritardata prima dell'inizio della produzione di petrolio.

L'industria del gas è un ramo dell'industria dei combustibili, che copre l'esplorazione e lo sfruttamento dei giacimenti di gas naturale, la fornitura di gas a lunga distanza attraverso gasdotti, la produzione di gas artificiale da carbone e scisto, la lavorazione del gas, il suo utilizzo in varie industrie e servizi pubblici .

L'industria del gas è una delle componenti complesso di combustibili ed energia (FEC), che comprende imprese per l'estrazione e la lavorazione di tutti i tipi di carburante (industria dei combustibili), produzione di elettricità e suo trasporto (industria dell'energia elettrica).

Lo sviluppo dell'industria dei combustibili, a quanto pare, è determinato principalmente dalle riserve disponibili vari tipi carburante: dopotutto, se non ci sono, non può esserci la loro produzione.

Tuttavia, la realtà è più complessa. Dobbiamo l'enorme estensione del territorio russo al fatto che il nostro Paese dispone di grandi riserve di carburante, di tutti i tipi. Pertanto, il criterio decisivo per lo sviluppo del campo è economico. È necessario decidere quale dei depositi esistenti è opportuno e più efficiente sviluppare.

Il ruolo dei singoli tipi di carburante nell’economia russa è cambiato. All'inizio del sec grande valore aveva legna da ardere.

Poi iniziarono gradualmente a essere sostituiti dal carbone (negli anni '50 l'industria del carbone forniva più della metà di tutto il carburante). E più tardi iniziò la crescita del petrolio e del gas. Nel 1994 la produzione totale di energia primaria in Russia ammontava a 1.410 milioni di tonnellate equivalenti di carburante. La quota del gas, in quanto combustibile più economico, è in aumento ultimi anniè cresciuto rapidamente (a causa di una riduzione della produzione di petrolio e carbone).

Gas dentro grandi quantità utilizzato come combustibile nella metallurgia, nel vetro, nel cemento, nella ceramica, nella luce e industria alimentare, sostituisce completamente o parzialmente combustibili come carbone, coke, olio combustibile o è una materia prima nell'industria chimica.

Il più grande consumatore di gas nell'industria è la metallurgia ferrosa. Negli altiforni, l'uso parziale del gas naturale consente di risparmiare fino al 15% (1 metro cubo) di coke, che è scarso.

m di gas naturale sostituisce 0,9 - 1,3 kg di coke), aumenta la produttività del forno, migliora la qualità della ghisa e ne riduce i costi. Nei forni a cubilotto, l'uso del gas riduce della metà il consumo di coke.

Anche il metodo di riduzione diretta del ferro dai minerali si basa sull'uso del gas combustibile.

Nella metallurgia e nell'ingegneria meccanica, il gas naturale viene utilizzato anche per riscaldare forni ed essiccatoi di laminazione, forgiatura, termici e di fusione. Nella lavorazione dei metalli, l'uso del gas ha aumentato l'efficienza dei forni di quasi 2 volte e il tempo di riscaldamento delle parti è stato ridotto del 40%.

L'uso del gas nella metallurgia, inoltre, prolunga la durata del rivestimento. La quantità di zolfo nella ghisa è ridotta.

L’uso del gas naturale nell’industria del vetro al posto del gas del generatore aumenta la produttività dei forni per vetro del 10–13% riducendo al contempo il consumo specifico di carburante del 20–30%. Il costo del cemento è ridotto del 20 - 25%.

Nella produzione di mattoni il ciclo si riduce del 20% e la produttività del lavoro aumenta del 40%.

Quando si introduce gas naturale nella fusione del vetro, sono necessarie misure speciali per portare la luminosità del gas (cioè aumentare il trasferimento di calore dal cannello al vetro fuso) al livello di luminosità del cannello a combustibile liquido, cioè 2-3 volte, che si ottiene attraverso la formazione di fuliggine in un ambiente gassoso.

Nell'industria alimentare, per l'essiccazione viene utilizzato il gas prodotti alimentari, verdure, frutta, prodotti da forno e dolciari.

Quando si utilizza il gas nelle centrali elettriche, i costi operativi associati allo stoccaggio, alla preparazione e alle perdite di carburante e al funzionamento del sistema di rimozione delle ceneri vengono ridotti, il chilometraggio di revisione delle caldaie aumenta, il terreno per i depositi di cenere non viene occupato, il consumo di elettricità per le proprie esigenze è ridotto, il numero del personale operativo viene ridotto e i costi di capitale vengono ridotti.

Quindi, i prodotti del settore in esame sono forniti dall’industria (circa il 45% del consumo economico totale), settore dell'energia termica(35%), servizi domestici comunali (più del 10%). Il gas è il combustibile più rispettoso dell'ambiente e una preziosa materia prima per la produzione di prodotti chimici. Consideriamo ora la composizione dell'industria del gas.

Comprende i seguenti elementi:

— produzione di gas naturale; produzione gas associato;

— produzione di gas combustibile da carbone e scisto; stoccaggio del gas.

I gas associati non possono essere diretti nel gasdotto principale, perché gli idrocarburi pesanti, quando raffreddati o compressi, vengono rilasciati nel tubo sotto forma di liquido che, a contatto con l'umidità, forma un tappo idrato, riducendo la sezione trasversale del gasdotto. il gasdotto o ostruirlo completamente.

Pertanto, questi gas vengono inviati agli impianti di trattamento del gas (benzina), dove ne vengono estratti idrocarburi pesanti e altri componenti, dopodiché il gas strippato (secco), costituito principalmente da metano, viene inviato ai consumatori.

Il consumo di gas non è uniforme durante tutto l’anno; mesi estivi e sorge in inverno.

Per appianare i consumi irregolari e creare riserve di gas di emergenza per i grandi consumatori, ad esempio nelle città, sono stati costruiti speciali impianti di stoccaggio: serbatoi di gas in cui si accumulava il gas in eccesso.

I serbatoi di gas presentano numerosi svantaggi significativi: sono costosi, occupano grandi aree e di volume insufficiente.

Il problema dell'accumulo di gas in grandi quantità è stato risolto quando è stato sviluppato un metodo per creare impianti di stoccaggio sotterraneo del gas.

L’industria del gas non è un’industria puramente monoprodotto.

Come viene utilizzato il gas?

Insieme alle forniture di gas naturale attraverso le condutture principali, vengono prodotti petrolio, condensa, zolfo, gas liquefatti, prodotti tecnici e agricoli, ecc. Tuttavia, la base dell'industria che lo fornisce vantaggi competitivi, È Sistema unificato fornitura di gas (UGSS), che combina la produzione e il trasporto di gas naturale in un unico tecnologico, tecnico e sistema economico all'interno della Russia, collegato ai sistemi di fornitura di gas delle repubbliche dell'Asia centrale e della Transcaucasia della CSI e che ha la sua continuazione nei sistemi di fornitura di gas russo a tre paesi europei della CSI e ad altri venti paesi europei.

OJSC Gazprom è la più grande compagnia di gas al mondo.

Le attività principali sono l'esplorazione geologica, la produzione, il trasporto, lo stoccaggio, la lavorazione e la vendita di gas e altri idrocarburi. Lo Stato possiede una partecipazione di controllo in Gazprom - 50,002%.

Gazprom considera la propria missione la fornitura di gas più efficiente ed equilibrata ai consumatori Federazione Russa, adempiendo a contratti di esportazione di gas a lungo termine con un elevato grado di affidabilità.

L'obiettivo strategico è quello di affermare OAO Gazprom come leader tra le società energetiche globali attraverso lo sviluppo di nuovi mercati, la diversificazione delle attività e la garanzia dell'affidabilità delle forniture.

Gas naturale: composizione e proprietà fondamentali

Molti di noi credono erroneamente che il gas naturale sia un gas limpido con un odore pungente che brucia con una fiamma blu.

Gas naturale. Proprietà, produzione, applicazione e prezzo del gas naturale

È tempo di dissipare queste idee sbagliate, saperne di più sulle proprietà di base del gas naturale e studiarne la composizione.

Composizione del gas naturale

Siamo abituati ad associare il concetto di “gas naturale” al metano, ma contiene tutta una miscela di gas e varie impurità.

Il metano cosiddetto “selvaggio”, appena fuoriuscito dallo spessore delle rocce terrestri, è una miscela di gas: metano (90-98%), anidride carbonica e azoto.

In questo flusso possono essere presenti anche propano, butano, idrogeno, etano, idrogeno solforato ed elio.

La lavorazione del gas naturale, oltre al metano, consente di estrarre numerosi altri prodotti ampiamente utilizzati nell'industria e nell'economia: zolfo, propano e butano, olio combustibile, gasolio, benzina 92 ​​e 95.

Caratteristiche fisico-chimiche del gas naturale:

• il metano purificato è inodore e insapore, e l'odore pungente che sentiamo quando c'è una fuga di gas è il risultato dell'odorizzazione (aromatizzazione) del metano prima della fornitura al consumatore;
• si accende spontaneamente ad una temperatura di 650-700 C;
• quasi 2 volte più leggero dell'aria quindi, in caso di perdita, si concentra strati superiori edifici.

  La densità del gas nel suo stato normale è 0,68-0,85 kg/m3.

• quando la temperatura scende a -160 gradi può essere compresso fino a 600 volte (gas liquefatto);
• diventa esplosivo se miscelato con aria in un volume del 5-15%;
• alla combustione libera anidride carbonica e idrogeno;
• poter essere dentro stato solido sotto forma di depositi di gas idrati.

Tipi di gas naturale:

magro (il tipo più comune, contenente una percentuale sufficiente di metano e una piccola percentuale di idrocarburi pesanti);

grasso (contenente una quantità significativa di idrocarburi pesanti ed elementi di materia inorganica: azoto, argon, idrogeno solforato, elio, anidride carbonica).

Applicazioni:

Il gas naturale è un vero tesoro, necessario in molti ambiti della vita umana, ad esempio:

• motori a gas;
• carburante per trasporti terrestri;
• esigenze domestiche (riscaldamento degli ambienti e cucina);
• produzione di armi;
• produzione di fertilizzanti;
• creazione di ambienti inerti;
• industria petrolifera e mineraria;
• produzione di plastica.

Impatto sull'ambiente:

Sembrerebbe che il gas naturale faccia bene a tutti, ma ha anche un lato “oscuro”.

Quando viene bruciato, ne rilascia una quantità significativa anidride carbonica, avendo così un effetto distruttivo su strato di ozono Terra. Inoltre, una sostanza come l’anidride carbonica si accumula nell’atmosfera – un’altra “ effetto collaterale“reazione di combustione di un gas classificato come gas ad effetto serra. Di conseguenza, la situazione con la minaccia per noi effetto serraè aggravato anche dall’industria del gas.

Stato sotto forma di gas naturale idrati.

Composizione chimica

La parte principale del gas naturale è il metano (CH 4) - dal 70 al 98%. Il gas naturale può contenere idrocarburi più pesanti - omologhi del metano:

• etano (C2H6),
• propano (C3H8),
• butano (C4H10).

Il gas naturale contiene anche altre sostanze che non sono idrocarburi:

• elio (He) e altri gas nobili.

Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per facilitare l'individuazione di fughe di gas al suo interno, piccola quantità aggiungere odori - sostanze che hanno un sapore pungente cattivo odore(cavolo marcio, fieno marcio, uova marce). Molto spesso, come odorizzante, vengono utilizzati tioli (mercaptani), ad esempio l'etil mercaptano (16 g per 1000 m³ di gas naturale).

Proprietà fisiche

Approssimativo caratteristiche fisiche(dipende dalla composizione; con condizioni normali, se non diversamente specificato):

Giacimenti di gas naturale

Nel guscio sedimentario crosta terrestre Si concentrano enormi giacimenti di gas naturale. Secondo la teoria dell'origine biogenica (organica) del petrolio, si formano a seguito della decomposizione dei resti di organismi viventi. Si ritiene che il gas naturale si formi nei sedimenti a temperature e pressioni più elevate rispetto al petrolio. Coerente con ciò è il fatto che i giacimenti di gas sono spesso situati più in profondità rispetto ai giacimenti petroliferi.

La Russia (giacimento di Urengoy), l'Iran, la maggior parte dei paesi del Golfo Persico, gli Stati Uniti e il Canada dispongono di enormi riserve di gas naturale. Da Paesi europei Vale la pena notare la Norvegia e i Paesi Bassi. Tra le ex repubbliche Unione Sovietica Turkmenistan, Azerbaigian, Uzbekistan e Kazakistan (giacimento di Karachaganak) dispongono di grandi riserve di gas.

Il metano e alcuni altri idrocarburi sono diffusi nello spazio. Il metano è il terzo gas più abbondante nell’Universo, dopo l’idrogeno e l’elio. Sotto forma di ghiaccio di metano, partecipa alla struttura di molti pianeti e asteroidi lontani dal Sole, ma tali accumuli, di regola, non sono classificati come depositi di gas naturale e non hanno ancora trovato applicazione pratica. Nel mantello terrestre è presente una quantità significativa di idrocarburi, ma anche questi non sono interessanti.

I gas idrati

Nella scienza per molto tempo Si credeva che accumuli di idrocarburi con un peso molecolare superiore a 60 risiedessero nella crosta terrestre allo stato liquido e quelli più leggeri allo stato gassoso. Tuttavia, nella seconda metà del 20 ° secolo, un gruppo di dipendenti A. A. Trofimuk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu. F. Makogon, V. G. Vasiliev scoprirono la proprietà del gas naturale in determinate condizioni termodinamiche di trasformarsi nella crosta terrestre in solido. stato e forma depositi di gas idrati. Successivamente si scoprì che le riserve di gas naturale in questo stato sono enormi.

Il gas passa allo stato solido nella crosta terrestre, combinandosi con l'acqua di formazione a pressioni idrostatiche fino a 250 atm e relativamente basse temperature(fino a +22°C). I depositi di gas idrati hanno una concentrazione di gas per unità di volume di mezzo poroso incomparabilmente più elevata rispetto ai giacimenti di gas convenzionali, poiché un volume di acqua, quando passa allo stato idrato, lega fino a 220 volumi di gas. Le zone di distribuzione dei depositi di gas idrati sono concentrate principalmente nelle aree di permafrost, così come nelle aree non permafrost. grande profondità Sotto fondale oceanico.

Riserve di gas naturale

Estrazione e trasporto

Produzione

Esistono anche altre tecnologie per il trasporto del gas, ad esempio utilizzando i vagoni cisterna. Sono stati sviluppati anche progetti per il trasporto del gas tramite dirigibili o allo stato di gas idrato, ma questi sviluppi non sono stati utilizzati per vari motivi.

Ecologia

Applicazione

Il gas naturale è ampiamente utilizzato come combustibile in ambito residenziale, privato e condomini per riscaldamento, riscaldamento dell'acqua e cucina; Come

Il gas è il tipo di carburante più rispettoso dell’ambiente. Si distingue per la combustione completa senza fumo e fuliggine; assenza di ceneri dopo la combustione; facilità di accensione e regolazione del processo di combustione; alta efficienza degli impianti che utilizzano combustibile; convenienza e facilità di trasporto al consumatore; possibilità di stoccaggio allo stato compresso e liquefatto; assenza di sostanze nocive.

Anche il basso costo di produzione del gas rispetto al costo di produzione di altri tipi di combustibile - carbone, torba, petrolio - gioca un ruolo significativo. Se consideriamo il costo del carbone (in termini di 1 tonnellata di carburante standard) pari al 100%, il costo del gas sarà solo del 10%.

A causa delle sue elevate proprietà di consumo, dei bassi costi di produzione e trasporto e di un’ampia gamma di applicazioni in molti settori dell’attività umana, il gas naturale si colloca posto speciale nel settore dei combustibili, dell’energia e delle materie prime. A questo proposito, l’aumento delle riserve e dei consumi procede a ritmo sostenuto.

L'industria del gas è il ramo più giovane del complesso dei combustibili. Il gas viene utilizzato in economia nazionale come combustibile nell'industria e nella vita di tutti i giorni, nonché come materia prima per l'industria chimica. L'economia nazionale utilizza il gas naturale estratto dai giacimenti di gas, il gas prodotto come sottoprodotto del petrolio e il gas artificiale estratto durante la gassificazione dello scisto dal carbone. Inoltre, il gas ottenuto da processi produttivi in alcuni settori dell’industria metallurgica e della raffinazione del petrolio.

Il gas viene utilizzato in grandi quantità come combustibile nell'industria metallurgica, del vetro, del cemento, della ceramica, leggera e alimentare, sostituendo completamente o parzialmente combustibili come carbone, coke, olio combustibile, oppure costituisce una materia prima nell'industria chimica.

Il più grande consumatore di gas nell'industria è la metallurgia ferrosa. Negli altiforni, l'uso parziale del gas naturale consente di risparmiare fino al 15% sul coke scarso (1 metro cubo di gas naturale sostituisce 0,9 - 1,3 kg di coke), aumenta la produttività del forno, migliora la qualità della ghisa e ne riduce i costi. Nei forni a cubilotto, l'uso del gas riduce della metà il consumo di coke.

Anche il metodo di riduzione diretta del ferro dai minerali si basa sull'uso del gas combustibile.

Nella metallurgia e nell'ingegneria meccanica, il gas naturale viene utilizzato anche per riscaldare forni ed essiccatoi di laminazione, forgiatura, termici e di fusione. Nella lavorazione dei metalli, l'uso del gas ha aumentato l'efficienza dei forni di quasi 2 volte e il tempo di riscaldamento delle parti è stato ridotto del 40%. L'uso del gas nella metallurgia, inoltre, prolunga la durata del rivestimento. La quantità di zolfo nella ghisa è ridotta.

L’uso del gas naturale nell’industria del vetro al posto del gas del generatore aumenta la produttività dei forni per vetro del 10–13% riducendo al contempo il consumo specifico di carburante del 20–30%. Il costo del cemento è ridotto del 20 - 25%. Nella produzione di mattoni il ciclo si riduce del 20% e la produttività del lavoro aumenta del 40%.

Quando si introduce il gas naturale nella fusione del vetro, sono necessarie misure speciali per portare la luminosità del gas (cioè aumentare il trasferimento di calore dal cannello al vetro fuso) al livello di luminosità di un cannello a combustibile liquido, cioè , 2–3 volte, che si ottiene mediante la formazione di fuliggine in un ambiente gassoso.

Nell'industria alimentare, il gas viene utilizzato per essiccare prodotti alimentari, verdure, frutta, prodotti da forno e dolciumi.

Quando si utilizza il gas nelle centrali elettriche, i costi operativi associati allo stoccaggio, alla preparazione e alle perdite di carburante e al funzionamento del sistema di rimozione delle ceneri vengono ridotti, il chilometraggio di revisione delle caldaie aumenta, il terreno per i depositi di cenere non viene occupato, il consumo di elettricità per le proprie esigenze è ridotto, il numero del personale operativo viene ridotto e i costi di capitale vengono ridotti.

Pertanto, i prodotti del settore in esame sono forniti dall'industria (circa il 45% del consumo economico totale), dalla produzione di energia termica (35%) e dai servizi domestici comunali (oltre il 10%). Il gas è il combustibile più rispettoso dell'ambiente e una preziosa materia prima per la produzione di prodotti chimici.

Capitolo 2. Il posto della Russia nelle riserve mondiali di gas naturale

La Russia è al primo posto nel mondo in termini di riserve di gas; 2° posto per volumi di produzione annui; 2° posto nel consumo di gas e fornisce il 21% del commercio mondiale di questo tipo di carburante. Circa il 75% del gas viene utilizzato nel mercato interno; il gas fornisce il 50% dell'elettricità del Paese. Grazie alla presenza di un sistema di trasporto del gas unico, la Russia svolge un ruolo importante nel garantire il transito del gas dell’Asia centrale verso l’Europa e i paesi della CSI.

L'industria russa del gas è un insieme di imprese impegnate nell'esplorazione geologica terrestre e offshore, nella perforazione di pozzi di produzione, nella produzione e lavorazione di gas naturale, gas condensato e petrolio, trasporto e distribuzione, stoccaggio sotterraneo, ecc. IN industria del gas Si verifica la seguente catena di operazioni: esplorazione geologica > produzione > stoccaggio > lavorazione > trasporto > distribuzione. La composizione tematica del mercato del gas comprende produttori di gas, organizzazioni di distribuzione del gas, società di vendita di gas e consumatori di gas. La struttura del complesso del gas russo è mostrata nella Figura 1.

Lo stato attuale delle risorse di gas naturale russo è caratterizzato da un elevato esaurimento dei giacimenti di base. Vi è la tendenza ad aumentare la quota delle riserve complesse e difficili da recuperare. I problemi del loro sviluppo sono associati a difficili condizioni naturali e climatiche, alla lontananza del futuro centri maggiori produzione di gas da centri consolidati di sviluppo dell’industria del gas. L'assenza di un programma statale per la riproduzione e l'uso razionale delle risorse minerarie ha un impatto influenza negativa sull’efficienza del lavoro di esplorazione geologica. OJSC Gazprom occupa una posizione leader nella produzione di gas. La società possiede le riserve di gas naturale più ricche del mondo.

Riso. 1 – Struttura del complesso del gas russo



Gas naturale

Il gas naturale è una miscela di gas che si forma nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche.

Il gas naturale è una risorsa minerale. Il gas naturale in condizioni di giacimento (condizioni di presenza nelle viscere della terra) è allo stato gassoso - sotto forma di accumuli separati (depositi di gas) o sotto forma di tappo di gas di giacimenti di petrolio e gas, o in forma disciolta stato in olio o acqua. In condizioni standard (101.325 kPa e 20°C), il gas naturale è solo allo stato gassoso. Può entrare anche il gas naturale stato cristallino sotto forma di idrati di gas naturale.

Sir Humphry Davy (chimico) nel 1813 concluse dalle sue analisi che il gas di grisù è una miscela di metano CH4 con una piccola quantità di azoto N2 e anidride carbonica CO 2 - cioè che è qualitativamente identico nella composizione al gas rilasciato da le paludi.

La parte principale del gas naturale è il metano (CH4) - dal 92 al 98%. Il gas naturale può contenere anche idrocarburi più pesanti - omologhi del metano:

• · etano (C2H6),
• · propano (C3H8),
• · butano (C4H10).

Oltre ad altre sostanze non idrocarburiche:

• idrogeno (H2),
• idrogeno solforato (H2S),
• anidride carbonica (CO2),
• azoto (N2),
• elio (He)

Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per facilitare il rilevamento di una perdita di gas, in piccole quantità vengono aggiunti odori - sostanze che hanno un forte odore sgradevole (cavolo marcio, fieno marcio, uova marce). Molto spesso, come odorizzante, i tioli vengono utilizzati, ad esempio l'etil mercaptano (16 g per 1000 metri cubi di gas naturale).

Enormi depositi di gas naturale sono concentrati nel guscio sedimentario della crosta terrestre. Secondo la teoria dell'origine biogenica (organica) del petrolio, si formano a seguito della decomposizione dei resti di organismi viventi. Si ritiene che il gas naturale si formi nel guscio sedimentario a temperature e pressioni più elevate rispetto al petrolio. Coerente con ciò è il fatto che i giacimenti di gas sono spesso situati più in profondità rispetto ai giacimenti petroliferi.

La Russia (giacimento di Urengoy), l'Iran, la maggior parte dei paesi del Golfo Persico, gli Stati Uniti e il Canada dispongono di enormi riserve di gas naturale. Tra i paesi europei vale la pena notare la Norvegia e i Paesi Bassi. Tra le ex repubbliche dell'Unione Sovietica, il Turkmenistan, l'Azerbaigian, l'Uzbekistan e il Kazakistan (giacimento di Karachaganak) dispongono di grandi riserve di gas.

Nella seconda metà del XX secolo all'Università. IM Gubkin scoprì gli idrati di gas naturale (o idrati di metano). Successivamente si è scoperto che le riserve di gas naturale erano disponibili questo stato Enorme. Si trovano sia sottoterra che in una leggera depressione sotto il fondale marino.

Il metano e alcuni altri idrocarburi sono diffusi nello spazio. Il metano è il terzo gas più abbondante nell’universo, dopo l’idrogeno e l’elio. Sotto forma di ghiaccio di metano, partecipa alla struttura di molti pianeti e asteroidi lontani dal Sole, ma tali accumuli, di regola, non sono classificati come depositi di gas naturale e non hanno ancora trovato applicazione pratica. Nel mantello terrestre è presente una quantità significativa di idrocarburi, ma anche questi non sono interessanti.

Applicazione del gas naturale

Il gas naturale è ampiamente utilizzato come combustibile negli edifici residenziali, privati ​​e condominiali per il riscaldamento, il riscaldamento dell'acqua e la cucina; come carburante per automobili (sistema di alimentazione a gas di un'auto), caldaie, centrali termiche, ecc. Ora viene utilizzato nell'industria chimica come materia prima per la produzione di varie sostanze organiche, ad esempio la plastica. Nel 19esimo secolo il gas naturale venne utilizzato nei primi semafori e per l'illuminazione (si usarono lampade a gas)

Il gas naturale è un minerale del gruppo sedimentario rocce, che è una miscela di gas. Questa risorsa è nata a seguito della decomposizione della materia organica nelle viscere della Terra. Gli ambientalisti riconoscono il gas naturale come il tipo più pulito di combustibile fossile.

Caratteristiche e tipologie del gas naturale

Le caratteristiche del gas naturale dipendono dalla sua composizione. È 1,8 volte più leggero dell'aria, la temperatura di combustione spontanea è di 650°C. Il gas secco ha una densità compresa tra 0,68 kg/m3 e 0,85 kg/m3, mentre il gas liquido ha una densità di 400 kg/m3. Una miscela di gas e aria compresa tra il 5% e il 15% del volume è esplosiva. Calore specifico combustione da 8-12 kW-h/m3. Quando si utilizza gas naturale nei motori a combustione interna, il numero di ottano è compreso tra 120 e 130.

La maggior parte del gas naturale è una miscela di idrocarburi gassosi. La parte principale è il metano (CH 4 - fino al 98%), così come gli idrocarburi pesanti: etano C 2 H 6, propano C 3 H 8, butano C 4 H 10. La composizione comprende anche altre sostanze non carboniose: idrogeno H2, idrogeno solforato H2S, anidride carbonica CO2, azoto N2, elio He.

IN forma pura Il gas naturale è incolore e inodore. Per facilitare la determinazione della posizione della perdita, vengono mescolati odori, sostanze con un odore sgradevole.

Tipi di gas naturale:

• liquefatto (GPL);
• pantano;
• olio;
• carbonico;
• gas idrati;
• ardesia;
• illuminazione;
• coke;
• compresso o compresso (CNG);
• petrolio associato;
• per livelli e sottolivelli dello strato di terra Periodo Cretaceo, dove viene estratto oggi: Turonian, Cenomanian, Valanginian, Achimov.

Giacimento di gas naturale

Fondamentalmente, i depositi di gas naturale si trovano nel guscio sedimentario della crosta terrestre. La Russia ha enormi riserve di gas naturale (giacimento di Urengoy), in Europa - Norvegia, Paesi Bassi, la maggior parte dei paesi del Golfo Persico, Iran, Canada, Stati Uniti, ci sono grandi giacimenti in Azerbaigian, Uzbekistan, Turkmenistan e Kazakistan. Gli idrati di gas sono presenti in grandi quantità a grandi profondità sotto il fondale marino, così come nel sottosuolo.

Produzione di gas naturale

Prima dell'estrazione mineraria, viene effettuata l'esplorazione: gravitazionale, magnetica, sismica o geochimica. Tuttavia, l’unico modo affidabile per scoprire se c’è una riserva di gas sotto di te è perforare un pozzo. Il gas naturale si trova a una profondità di un chilometro. Nelle viscere della Terra, il gas si trova in pori microscopici, collegati tra loro da canali - fessure, attraverso i quali alta pressione questa importante risorsa penetra maggiormente nei pori bassa pressione finché non è dentro i pozzi. Tutto ciò viene eseguito secondo la legge di Darcy: la filtrazione di gas e liquidi in un mezzo poroso. Il gas esce dalle profondità a causa del fatto che nei pozzi è sotto pressione, che è molte volte superiore alla pressione atmosferica.

L'estrazione del gas avviene tramite pozzi distribuiti uniformemente su tutta l'area del giacimento. Questo viene fatto per garantire una caduta uniforme della pressione del serbatoio nel serbatoio. Il gas estratto viene preparato per il trasporto. Il gas viene trasportato tramite gasdotti, navi cisterna speciali e cisterne ferroviarie.

Utilizzo del gas naturale

Il gas naturale viene utilizzato come combustibile altamente economico per le centrali elettriche, l'industria del cemento e del vetro, la metallurgia ferrosa e non ferrosa, la produzione di materiali da costruzione e la produzione di vari composti organici. Questa importante risorsa viene utilizzata per le esigenze comunali e domestiche. Una fonte di energia per le megalopoli, carburante per motori, vernici, colla, aceto, ammoniaca: tutto questo lo abbiamo grazie al gas naturale.