Уже в первой половине ХХ столетия переработка газа ускорила развитие многих промышленных направлений, влияя на производство большого количества сопутствующих продуктов. Газ активно использовался как топливо и источник энергии, что оправдано с экономической точки зрения.
Природный газ: происхождение сырья и его характеристики
Природный газ сам по себе является углеродной смесью разных элементов с примесями и относится к полезным ископаемым. Его состав может различаться в зависимости от места происхождения. Основной характеристикой сырья считается отсутствие цвета и запаха, что делает его незаметным и труднодоступным в природе без специального оборудования.
Большинство ученых считает, что все материки раньше были океаном. Когда жители глубин гибли, их остатки накапливались на дне без кислорода и организмов, дающих возможность разлагаться. Со временем все эти массы опустились максимально глубоко в недра Земли, где уже под воздействием кислорода, температуры и повышенного давления происходили химические реакции, позволившие образоваться углеводородам. Таким образом объясняется появление и происхождение сырья в земной коре.
Нужно отметить, что многие газовые месторождения располагаются не глубже 2 км. Такое сырье относится к топливному, поскольку в большей части состоит из метана и примесей.
Чем глубже располагается газ, тем выше в нем содержание примесей.
![Природный газ: происхождение сырья и его характеристики](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Prirodnyj-gaz-proishozhdenie-syrya-i-ego-harakteristiki.jpg)
Компонентный состав природного газа и сферы его применение
Сам по себе газ не имеет единой химической формулы, поскольку соотношение его компонентов может меняться в зависимости от месторождения. В составе может быть:
- азот;
- бутан;
- водород;
- гелий;
- диоксид углерода;
- этан;
- пропан;
- сероводород;
- углекислый газ.
Основную массу чаще составляет метан. В зависимости от его содержания газ делится на группы:
- Н (высококалорийный газ) – считается наиболее качественным, содержание метана в составе (87-99%);
- L (низкокалорийный газ) – отличается низким содержанием метана (80-87%).
На сегодняшний день природный газ является единым безопасным источником энергии, который в процессе сгорания почти не выделяет СО2. Такая высокая теплотворная функция позволяет эффективно использовать его во многих сферах промышленности.
Природный газ применяется:
- как горючее для электростанций;
- в цементной и стекольной сфере;
- при изготовлении строительных материалов;
- в коммунально-бытовых сферах;
- в металлургии при выплавке металлов;
- в процессе получения бензина, сажи, метилового спирта и т.д.
В современном мире это природное ископаемое является одним из главных источников энергии во многих странах.
Видео: Вся цепочка добычи и подготовки природного газа
Переработка газа: основные экономические цели и экологические задачи
Предприятия, основная задача которых переработка природного газа, пытаются извлекать все газовые компоненты и придавать им товарное состояние. При этом их главной целью остается защита окружающей среды, земных недр и безопасная утилизация остатков с минимальными финансовыми затратами.
Ключевыми аспектами деятельности газоперерабатывающих предприятий являются:
- использование простых и финансово доступных методик производства моторного топлива и других сопутствующих продуктов, отличающихся от привычных;
- разработка способов решения проблем, связанных с экологией;
- разработка возможности перерабатывать газ непосредственно в местах добычи.
Стоит напомнить, что в большей мере попутный газ состоит из метана с прочими примесями, из-за чего возникают трудности в транспортировке и использовании смеси в первозданном виде. Поэтому важна переработка попутного газа.
Существует несколько направлений процесса. Непосредственно после извлечения, смесь проходит первичную обработку, состоящую в удалении из состава серы и паров воды. Полученную массу отправляют на заводы, где газ получает товарное состояние и делится на сопутствующие продукты.
Переработка углекислого и попутного газа необходима для транспортировки и дальнейшего хранения. В дальнейшем сырье смешивается с веществом Одорантом, который придает ему резкий запах, позволяющий быстро находить опасные утечки.
Технологическая схема переработки газа
![Технологическая схема переработки газа](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Tehnologicheskaya-shema-pererabotki-gaza.jpg)
Методы переработки газа — основные процессы
Существует несколько используемых методов переработки газа. Изначально возникает необходимость оценки и анализа накоплений, в процессе добычи, ориентируясь на месторождение.
Современные технологии позволяют добывать смеси с глубины до 13 км. Чаще всего переработка газообразного сырья осуществляется сразу после добычи. Если территория позволяет, на месторождениях располагаются станции по переработке.
![Методы переработки газа - основные процессы](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Metody-pererabotki-gaza-osnovnye-protsessy.jpg)
Термохимический метод
Переработка газа таким методов предусматривает термическое воздействие. Применяется с использованием высокой температуры и давления, что позволяет образовываться непредельным углеводородам.
Суть термохимического метода в поочередном влиянии на смесь высокой и низкой температуры, запускающей химические реакции с образованием различных соединений.
Дальнейшая обработка полученного термохимическим методом сырья — процесс нелегкий и дорогостоящий. Для этого необходимы затраты на оборудование, которое сможет обеспечить давление до 3 атмосфер и температуру выше 11 000 градусов.
Физико-энергетический метод
Физико-энергетический процесс заключается в сжатии газа и разделении его на составляющие. Переработка может происходить под влиянием высокой температуры или при сильном охлаждении. Этот метод применяется при обработке непосредственно на участках добычи сырья. Сжатие и деление осуществляется компрессорами и специальными насосами.
![Физико-энергетический метод](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Fiziko-energeticheskij-metod.jpg)
Химико-каталитический метод
Данный метод позволяет перерабатывать метан в смесь углерода и водорода, которая в дальнейшем преобразовывается. Химико-каталитический способ обработки подразумевает применение парциального окисления или парового/углекислого преобразования газа.
Парциальное окисление
Популярность данного метода обусловлена удобным проведением процесса в автотермическом режиме. Метод отличается быстрой реакцией, поскольку при частичном окислении сырье нагревается под воздействием тепловыделения. При этом нет необходимости использовать катализаторы. Полученная таким методом продукция в дальнейшем не делится на компоненты.
![Парциальное окисление](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Partsialnoe-okislenie.jpg)
Углекислотная (паровая) конверсия
Углекислотное (паровое) преобразование позволяет получить чистый водород из смеси углеводорода. Сейчас этот метод производства водорода считается самым выгодным в финансовом плане. Но возникает необходимость в использовании катализаторов.
![Углекислотная (паровая) конверсия](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Uglekislotnaya-parovaya-konversiya.jpg)
Таблица: Продукты переработки природного газа, востребованные во многих отраслях промышленности
Элемент | Характеристики | Сфера применения |
---|---|---|
Аммиак | Без цвета, отличается резким специфическим запахом | Сельское хозяйство: изготовление удобрений; Фармацевтика: производство нашатырного спирта; Пищевая промышленность: усилитель вкуса; Входит в основу полимеров и растворителей |
Анилин | Жидкое, бесцветное вещество с сильным запахом. Сложно растворить в воде | В процессе производства полиуретана, каучука и бытовых красок |
Гелий | Не имеет цвета, запаха и вкуса | Применяется для изготовления медицинского оборудования, магнитных подушек для транспорта общего пользования. Встречается при конструировании ядерных ракет, спутников. Используется геологами для определения расколов земной коры |
Метанол | Жидкость отличается сильным запахом этилового спирта, не имеет цвета | Используется как топливо для автомобильного транспорта. Может входить в состав растворителей |
Уксусная кислота | Есть кислый вкус и резкий запах | В кулинарии в малой концентрации. Является природным растворителем и применяется в текстильной промышленности |
Этан | Не имеет вкуса, цвета и запаха | Является основой полиэтилена и пластика. Используется при получении этиленовых соединений |
Формальдегид | Не имеет цвета и запаха | В строительной промышленности. Необходим в составе косметики как антисептик и консервант. Является сырьем для тормозных накладок, бильярдных столов, прочих фенопластов и смол |
![Продукты переработки природного газа, востребованные во многих отраслях промышленности](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Produkty-pererabotki-prirodnogo-gaza-vostrebovannye-vo-mnogih-otraslyah-promyshlennosti.jpg)
Основные мощности Группы «Газпром» по переработке в том числе газового конденсата
Наконец 2020 года в состав группы Газпром по переработке природного газа вошли:
- Астраханский ГПЗ;
- Московский НПЗ;
- Мозырский НПЗ Республика Беларусь;
- НПЗв гг. Панчево и Нови-Сад, Сербия;
- Омский НПЗ;
- Оренбургский ГПЗ;
- Сосногорский ГПЗ;
- Сургутский завод по стабилизации конденсата им. В. С. Черномырдина;
- Уренгойский завод по подготовке конденсата к транспорту;
- Ярославнефтеоргсинтез;
- НПЗ ООО «Газпром нефтехим Салават».
![Основные мощности Группы «Газпром» по переработке в том числе газового конденсата](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Osnovnye-moshhnosti-Gruppy-Gazprom-po-pererabotke-v-tom-chisle-gazovogo-kondensata.jpg)
Влияние добычи газа на экологию
Природный газ, используемый как топливо, считается экологически чистым продуктом, поскольку наносит минимальный вред окружающей среде. В процессе его горения не выделяются вредные составляющие, что отличает элемент от нефти, дров или угля.
Мнение эколога
![Бурцев О. П.](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/02/Burtsev-O.-P.-03.jpg)
![Влияние добычи газа на экологию](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/03/Vliyanie-dobychi-gaza-na-ekologiyu.jpg)
Комментарий юриста
![Маркин О.Г.](https://vseomusore.com/wp-content/uploads/2021/02/YUrist-sajta-Markin-O.G..jpg)