Zemní plyn

2007 školy výběr Wikipedie., Related subjects: Business; Chemical compounds

Natural gas
General
Other names	Marsh gas, Swamp gas
Molecular formula	CH4
Appearance	Clear Gas, Blue Flame
Properties
Density and phase	0.,717 kg/m3, gas
Melting point	−182.5°C (90.6 K) at 1 atm 25 °C (298 K) at 1.5 G Pa
Boiling point	−161.6°C (111.55 K)
Triple point	90.7 K, 0.,emperature	537°C
Maximum burning temperature:	2148°C
Explosive limits	5–15%
Related compounds
Related alkanes	Ethane Propane
Related compounds	Methanol Chloromethane
Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa) Infobox disclaimer and references
See methane for a more complete list.,

zemní plyn je plynné fosilní palivo sestávající především z metanu. Nachází se v ropných polích a polích zemního plynu a v uhelných lůžkách. Když jsou plyny bohaté na metan produkovány anaerobním rozpadem nefosilního organického materiálu, označují se jako bioplyn. Zdroje bioplynu zahrnují bažiny, bažiny a skládky (viz skládkový plyn), jakož i odpadní kaly a hnůj prostřednictvím anaerobních digesterů, kromě enterické fermentace zejména u skotu., Zemní plyn je často neformálně označován jako jednoduše plyn, zejména ve srovnání s jinými zdroji energie, jako je elektřina.

chemické složení

primární složkou zemního plynu je metan (CH4), nejkratší a nejlehčí uhlovodíková molekula. Obsahuje také těžší plynné uhlovodíky, jako je etan (C2H6), propan (C3H8) a butan (C4H10), stejně jako jiné síru obsahující plyny, v různém množství, viz také kondenzát zemního plynu. Zemní plyn také obsahuje a je primárním tržním zdrojem helia.,

složka	wt. %
Metan (CH4)	80-95
Ethanu (C2H6)	5-15
Propan (C3H8) a Butan (C4H10)	< 5

Dusík, helium, oxid uhličitý a stopové množství sirovodíku, vody a odoranty mohou být také přítomen . Rtuť je také přítomna v malých množstvích v zemním plynu extrahovaném z některých polí. Přesné složení zemního plynu se liší mezi plynovými poli.,

Organosulfurové sloučeniny a sirovodík jsou běžné kontaminanty, které musí být odstraněny před většinou použití. Plyn s významným množstvím nečistot síry, jako je sirovodík, se nazývá kyselý plyn a často se označuje jako „kyselý plyn“. Zpracovaný zemní plyn, který je k dispozici koncovým uživatelům, je bez chuti a bez zápachu, nicméně před distribucí plynu koncovým uživatelům je odorizován přidáním malého množství thiolů, které pomáhají při detekci úniku., Zpracovaný Zemní plyn je sám o sobě neškodný pro lidské tělo, nicméně, zemní plyn je jednoduchý, dušení a může zabít, pokud to vytlačuje vzduch do bodu, kde obsah kyslíku nebude podporovat život.

zemní plyn může být také nebezpečný pro život a majetek výbuchem. Zemní plyn je lehčí než vzduch, a tak má tendenci se rozptýlit do atmosféry. Když je však zemní plyn omezen, například v domě, koncentrace plynu mohou dosáhnout výbušných směsí a, pokud je zapálen, vést k výbuchům, které by mohly zničit budovy., Metan má nižší výbušný limit 5% ve vzduchu a horní výbušný limit 15%.

Výbušné obavy stlačený zemní plyn používaný ve vozidlech jsou téměř neexistující, v důsledku úniku povaze plynu, a že je třeba k udržení koncentrace mezi 5% a 15% vyvolat explozi.

obsah Energie a statistiky

Množství zemního plynu se měří v normálních metrech krychlových (odpovídá 0° C při 1 atm), nebo ve standardních krychlových stop (což odpovídá 60° F a 30 inHg)., Hrubé spalné teplo jednu normální metr krychlový komerční kvality zemního plynu je kolem 39 megajoulech (≈10.8 kWh), ale to se může lišit o několik procent. V amerických jednotkách produkuje jedna standardní kubická noha zemního plynu kolem 1000 britských tepelných jednotek (BTUs).

skutečná hodnota ohřevu, když vytvořená voda nekondenzuje, je čisté teplo spalování a může být až o 10% méně.

cena zemního plynu se velmi liší v závislosti na umístění a typu spotřebitele, ale od roku 2006 je v USA typická cena 10 $za 1000 kubických stop., To korreponduje kolem $10 za milion BTU, nebo kolem $10 za gigajoule.

v USA se v maloobchodě zemní plyn často prodává v jednotkách therms( th); 1 therm = 100 000 BTU. Velkoobchodní transakce jsou obvykle provádí v decatherms (Dth), nebo v tisíc decatherms (MDth), nebo v milionech decatherms (MMDth). Milion desetikorun je zhruba miliarda metrů krychlových zemního plynu.

Skladování a přepravě

hlavním problémem při používání zemního plynu je přeprava a skladování kvůli nízké hustotě. Plynovody na zemní plyn jsou ekonomické, ale jsou nepraktické přes oceány. Mnoho stávajících plynovodů v Severní Americe se blíží k dosažení své kapacity, což přimělo některé politiky v chladnějším podnebí, aby veřejně hovořili o potenciálním nedostatku.

nosiče LNG lze použít k přepravě zkapalněného zemního plynu (LNG) přes oceány, zatímco cisternové vozy mohou přepravovat zkapalněný nebo stlačený zemní plyn (CNG) na kratší vzdálenosti., Mohou přepravovat zemní plyn přímo koncovým uživatelům nebo do distribučních míst, jako jsou potrubí pro další přepravu. Ty mohou mít vyšší náklady, které vyžadují další zařízení pro zkapalnění nebo stlačení ve výrobním bodě, a poté zplyňování nebo dekompresi v zařízeních pro konečné použití nebo v potrubí.

V minulosti, zemního plynu, která byla získána v průběhu zotavuje ropné nemohl být se ziskem prodal, a byl prostě spálen na ropné pole (známé jako planoucí)., Tato zbytečná praxe je nyní v mnoha zemích nezákonná, zejména proto, že přidává znečištění skleníkových plynů do zemské atmosféry. Společnosti navíc nyní uznávají, že hodnota plynu může být v budoucnu dosažena pomocí LNG, CNG nebo jiných způsobů přepravy koncovým uživatelům. Plyn je nyní znovu vstřikován zpět do formace pro pozdější zotavení. To také pomáhá čerpání ropy tím, že udržuje podzemní tlaky vyšší. V Saúdské Arábii, na konci 70. let, byl vytvořen „hlavní plynový systém“, který ukončil potřebu vzplanutí., Zemní plyn se používá k výrobě elektřiny a tepla pro odsolování. Podobně, některé skládky, které také vypouštění metanu plynů byly nastaveny pro zachycení metanu a výrobě elektřiny.

zemní plyn je často skladován v podzemních jeskyních vytvořených uvnitř vyčerpaných plynových nádrží z předchozích plynových vrtů, solných kopulí nebo v nádržích jako zkapalněný zemní plyn. Plyn se vstřikuje během období nízké poptávky a extrahuje se během období vyšší poptávky. Úložiště v blízkosti konečných koncových uživatelů pomáhá nejlépe vyhovět nestálým požadavkům, ale nemusí to být vždy možné.,

krize v dodávkách Zemního plynu

mnoho politiků a významných osobností Severní Ameriky veřejně hovořilo o možné krizi zemního plynu. To zahrnuje i bývalý Ministr Energetiky Spencer Abraham, bývalý Předseda Federálního Rezervního systému Alan Greenspan, a Ontario Ministr Energetiky Dwight Duncan.,

krize zemního plynu je obvykle popsána rostoucí cenou zemního plynu v USA v posledních několika letech, kvůli poklesu domácí nabídky a nárůstu poptávky po výrobě elektřiny. Původní dodávky klesla z 20,570,295 MMcf v roce 2001 na 19,144,768 MMcf v roce 2005., Kvůli poklesu výroby (zhoršuje dramatický zásah do výroby, který přišel z Hurikánů Katrina a Rita) a pokračující růst poptávky, cena se stala tak vysoká, že mnoho průmyslových uživatelů, především v petrochemickém průmyslu, uzavřely své rostliny, což způsobuje ztrátu pracovních míst. Greenspan navrhl, že řešením krize zemního plynu je dovoz LNG.,

toto řešení je jak kapitálově náročné, tak politicky nabité kvůli veřejnému vnímání, že terminály LNG jsou výbušná rizika, zejména v důsledku teroristických útoků 9/11 ve Spojených státech. Americké ministerstvo vnitřní bezpečnosti je zodpovědné za zachování jejich bezpečnosti.

nové nebo rozšířené terminály LNG vytvářejí těžké problémy s infrastrukturou a vyžadují vysoké kapitálové výdaje. Terminály LNG vyžadují velmi prostorný-nejméně 40 stop (12,2 m) hluboký přístav, stejně jako chráněné před větrem a vlnami., Tyto „vhodné“ stránky jsou tak hluboko v dobře osídlené námořních přístavů, které jsou také zatíženy s pravým-of-způsob, jak obavy pro LNG, plynovody, nebo naopak, je nutné, aby také hostit LNG rozšíření zařízení a konečné využití (petrochemický) rostliny uprostřed vysoké hustoty obyvatelstva z velkých měst, s tím spojené výpary, více vážná rizika pro bezpečnost.

pro dosažení „dobře chráněných“ vod jsou vhodné přístavní lokality dobře v řekách nebo ústí řek, které pravděpodobně nebudou dostatečně hluboko vytěženy., Od té doby se tyto velmi velké lodě se musí pohybovat pomalu a těžkopádně v uzavřených vodách, doba přepravy do a z terminálu stát nákladné, jako více remorkéry a bezpečnosti lodě přístřeší a ochranu velkých cév. Provozně, LNG tankery jsou (například v Bostonu) účinně uděleno výhradní použití harbor, nucen přijet a odchýlit se během non-špičky, a nemohou zabírat stejný přístav, dokud první je no-odešel. Tyto faktory zvyšují provozní náklady a snižují atraktivitu kapitálových investic.,

výrazně zvýšit množství LNG používá pro dodávky zemního plynu do Severní Ameriky, a to nejen musí „re-zplyňování“ rostliny být postaven na severoamerickém pobřeží-obtížné z výše uvedených důvodů … někdo také musí dát podstatné, nové zkapalňovací stanice v Indonésii, na Středním Východě a v Africe, aby se mohl soustředit na plyn, obvykle spojené s těžbou ropy v těchto oblastech. Musí také dojít k podstatnému rozšíření flotily nosičů LNG, aby se přesunulo obrovské množství paliva potřebného k vyrovnání nadcházejícího nedostatku v severovýchodní Americe.,

používá

výroba elektřiny

zemní plyn je hlavním zdrojem pro výrobu elektřiny pomocí plynových turbín a parních turbín. Zvláště vysoké účinnosti lze dosáhnout kombinací plynových turbín s parní turbínou v režimu kombinovaného cyklu. Zemní plyn spaluje čistší než jiná fosilní paliva, jako je ropa a uhlí, a produkuje méně skleníkových plynů na jednotku uvolněné energie. Pro ekvivalentní množství tepla produkuje spalování zemního plynu asi o 30% méně oxidu uhličitého než spalování ropy a asi o 45% méně než spalování uhlí ., Kombinovaný cyklus výroby elektrické energie pomocí zemního plynu je tedy nejčistší zdroj energie k dispozici pomocí fosilních paliv, a tato technologie je široce používán všude, kde plyn mohou být získány za rozumnou cenu. Technologie palivových článků může nakonec poskytnout čistší možnosti pro přeměnu zemního plynu na elektřinu, ale zatím není cenově konkurenceschopná. Také dodávka zemního plynu údajně vrcholí kolem roku 2030, 20 let po vrcholu ropy. Předpokládá se také, že světová dodávka zemního plynu by měla být vyčerpána kolem roku 2085.,

vodík

zemní plyn lze použít k výrobě vodíku, který lze použít ve vodíkových vozidlech. Jednou z běžných metod je vodíkový reformátor.

vozidla na zemní plyn

stlačený zemní plyn (metan) se používá jako čistá alternativa k jiným automobilovým palivům, jako je benzín (benzín) a nafta. Od roku 2005 byly země s největším počtem vozidel na zemní plyn Argentina, Brazílie, Pákistán, Itálie a Indie., Energetická účinnost je obecně rovná benzínových motorů, ale nižší ve srovnání s moderními dieselovými motory, částečně vzhledem k tomu, že motorů na zemní plyn funkce pomocí Otto cyklu, ale výzkum je na jeho způsob, jak zlepšit proces ( Westport Cyklu).

zkapalněný ropný plyn (směs propanu a butanu) se také používá k pohonu vozidel. Palivové systémy vozidel LPG a CNG nejsou kompatibilní. CNG také vyžaduje vyšší tlakové nádrže, které jsou obvykle mnohem těžší než ty, které se používají pro LPG.,

Rezidenční domácí použití

Zemní plyn je dodáván do domácností, kde se používá pro takové účely, jako je vaření v zemní plyn-poháněl rozsahy a/nebo trouby, zemní plyn-vyhřívané oblečení, vlasů a topení/ chlazení. Domácí nebo jiné vytápění budov může zahrnovat kotle, pece a ohřívače vody. CNG se používá ve venkovských domech bez připojení k potrubím-ve veřejných službách nebo s přenosnými grily.

hnojivo

zemní plyn je hlavní surovinou pro výrobu amoniaku prostřednictvím Haberského procesu pro použití při výrobě hnojiv.,

Ostatní

zemní plyn se také používá při výrobě tkanin, skla, oceli, plastů, nátěrů a dalších výrobků.

bezpečnost

v jakékoli formě se do jinak bezbarvého a bez zápachu plynu přidá minutové množství odorantu, jako je t-butyl merkaptan, s hnilobným zápachem. Někdy se používá příbuzná sloučenina, Thiofan, s vůní shnilého vajíčka. Přidání zápachu na zemní plyn začalo ve Spojených státech po výbuchu školy v New London v roce 1937., Nahromadění plynu ve škole zůstalo bez povšimnutí a zabilo tři sta studentů a fakulty, když se vznítilo. Odoranty jsou považovány za netoxické v extrémně nízkých koncentracích vyskytujících se v zemním plynu dodaném konečnému uživateli.

v dolech, kde metan prosakující ze skalních útvarů nemá zápach, se používají senzory a důlní zařízení bylo speciálně vyvinuto, aby se zabránilo zdrojům vznícení,např.

výbuchy způsobené únikem zemního plynu se vyskytují několikrát ročně., Jednotlivé domy, malé podniky a lodě jsou nejčastěji postiženy, když vnitřní únik vytváří plyn uvnitř konstrukce. Často bude výbuch stačit k výraznému poškození budovy,ale ponechá ji stát. V těchto případech mají lidé uvnitř tendenci mít drobná až středně těžká zranění. Občas se plyn může shromažďovat v dostatečně velkém množství, aby způsobil smrtící výbuch a rozpadl jednu nebo více budov v procesu. Plyn se obvykle snadno rozptýlí venku, ale někdy se může shromažďovat v nebezpečných množstvích, pokud jsou povětrnostní podmínky správné., Také s ohledem na desítky milionů konstrukcí, které používají palivo, je individuální riziko používání zemního plynu velmi nízké.

některá plynová pole produkují kyselý plyn obsahující sirovodík (H2S). Tento neupravený plyn je toxický. Zpracování aminového plynu, proces průmyslového měřítka, který odstraňuje kyselé plynné složky, se často používá k odstranění sirovodíku ze zemního plynu.

extrakce zemního plynu (nebo oleje) vede ke snížení tlaku v nádrži. To zase může vést k poklesu na úrovni terénu., Pokles může ovlivnit ekosystémy, vodní cesty,kanalizační a vodovodní systémy, základy atd.