Maakaasu

2007 koulut Wikipedian valinta., 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.,

– maakaasu on kaasumainen fossiilinen polttoaine, joka koostuu pääasiassa metaanista. Sitä tavataan öljykentillä ja maakaasukentillä sekä kivihiilikentillä. Kun metaanipitoisia kaasuja syntyy muun kuin fossiilisen orgaanisen aineksen anaerobisella hajoamisella, niistä käytetään nimitystä biokaasu. Lähteet biokaasu sisältää suot, suot, ja kaatopaikat (ks. kaatopaikkakaasu), sekä puhdistamolietteen ja lannan tapa anaerobinen keittimien lisäksi suolistokäymisen erityisesti karjaa., Maakaasua kutsutaan usein epävirallisesti pelkäksi kaasuksi, varsinkin kun sitä verrataan muihin energialähteisiin, kuten sähköön.

Kemiallinen koostumus

ensisijainen osa maakaasu on metaania (CH4), lyhin ja kevein hiilivety-molekyylin. Se sisältää myös raskaampaa kaasumaiset hiilivedyt kuten etaani (C2H6), propaania (C3H8) ja butaani (C4H10), sekä muita rikkiä sisältäviä kaasuja, vaihtelevia määriä, ks. myös maakaasu-lauhde. Myös maakaasu Sisältää ja on heliumin ensisijainen markkinalähde.,

– Komponentti	wt. %
Metaani (CH4)	80-95
Etaania (C2H6)	5-15
Propaani (C3H8) ja Butaani (C4H10)	< 5

Typpeä, heliumia, hiilidioksidia ja pieniä määriä rikkivetyä, vettä ja hajusteita voi myös olla läsnä . Elohopeaa on myös pieninä määrinä eräiltä pelloilta louhitussa maakaasussa. Maakaasun tarkka koostumus vaihtelee kaasukenttien välillä.,

Organosulfuriyhdisteet ja rikkivety ovat yleisiä vierasaineita, jotka on poistettava ennen useimpia käyttötarkoituksia. Kaasun kanssa huomattavan määrän rikkiä epäpuhtauksia, kuten rikkivetyä, kutsutaan hapan kaasu-ja usein nimitystä ”happo kaasu”. Loppukäyttäjien käytettävissä oleva prosessoitu maakaasu on kuitenkin mautonta ja hajutonta, ennen kuin kaasua jaetaan loppukäyttäjille, se hajaantuu lisäämällä pieniä määriä tioleja, jotka auttavat vuotojen havaitsemisessa., Prosessoitu maakaasu on sinänsä vaaraton ihmisen elimistöön, mutta maakaasu on yksinkertainen tukahduttava aine, ja se voi tappaa, jos se syrjäyttää ilmaa kohdassa, jossa happipitoisuus ei tue elämää.

maakaasu voi myös olla räjähdyksen kautta vaarallista hengelle ja omaisuudelle. Maakaasu on ilmaa kevyempää ja pyrkii siten haihtumaan ilmakehään. Mutta kun maakaasu on suljettuna esimerkiksi talon sisällä, kaasupitoisuudet voivat saavuttaa räjähtäviä seoksia ja syttyessään johtaa räjäytyksiin, jotka voivat tuhota rakennuksia., Metaanin räjähdysraja on ilmassa alle 5 prosenttia ja yläraja 15 prosenttia.

Räjähtävä huolenaiheita paineistettua maakaasua käytetään ajoneuvoissa on lähes olematon, koska pakenevat luonnon kaasu, ja tarve säilyttää pitoisuuksien välillä 5% ja 15% laukaista räjähdystä.

energiasisältö ja tilastot

Määriä maakaasua mitataan normaali kuutiometriä (vastaa 0° C at 1 atm) tai standard kuutiojalkaa (vastaa 60° F ja 30 inHg)., Brutto palamislämpö yksi normaali kuutiometri kaupallinen laatu maakaasu on noin 39 megajoulea (≈10.8 kWh), mutta tämä voi vaihdella useita prosentteja. Yhdysvaltain yksiköissä yksi normaali kuutiojalka maakaasua tuottaa noin 1000 brittiläistä lämpöyksikköä (BTUs).

varsinainen lämmitys-arvo, kun muodostunut vesi ei tiivisty on net palamislämpö ja voi olla peräti 10% vähemmän.

maakaasun hinta vaihtelee suuresti riippuen sijainnista ja tyypistä kuluttaja, mutta vuodesta 2006 alkaen hinta on $10 per 1000 kuutiometriä on tyypillistä yhdysvalloissa., Tämä korreponds noin $10 per miljoona BTU: n, tai noin $10 per gigajoule.

Yhdysvalloissa, vähittäiskaupassa maakaasua myydään usein Terms-yksiköinä (th); 1 therm = 100 000 BTU. Tukku-tapahtumat ovat yleensä tehty decatherms (Dth), tai tuhatta decatherms (MDth), tai miljoonaa decatherms (MMDth). Miljoona desathermiä on noin miljardi kuutiometriä maakaasua.

Varastointi ja kuljetus

suurin vaikeus maakaasun käytössä on kuljetus ja varastointi sen alhaisen tiheyden vuoksi. Maakaasuputket ovat taloudellisia, mutta epäkäytännöllisiä valtamerten yli. Monet pohjois-Amerikan nykyiset putkistot ovat lähellä kapasiteettiaan, mikä saa jotkut kylmemmässä ilmastossa olevat poliitikot puhumaan julkisesti mahdollisesta pulasta.

LNG voidaan kuljettaa nesteytettyä maakaasua (LNG), kaikilla valtamerillä, kun säiliö kuorma voi kuljettaa nesteytettyä tai paineistettua maakaasua (CNG) lyhyillä matkoilla., He saattavat kuljettaa maakaasua suoraan loppukäyttäjille tai jakelu pistettä, kuten putkistojen kuljetettavaksi. Nämä saattaa olla suurempi kustannus, joka edellyttää muita palveluja nesteyttämiseen tai puristus tuotannon vaiheessa, ja sitten kaasutus tai purku lopussa käyttää palveluita tai osaksi putki.

aiemmin, luonnon kaasua, joka oli toipunut aikana toipumassa öljy ei voi kannattavasti myydä, ja oli yksinkertaisesti poltettiin öljyä alalla (tunnetaan soihdutus)., Tämä tuhlaileva käytäntö on nykyään laiton monissa maissa, varsinkin kun se lisää kasvihuonekaasujen saastumista maapallon ilmakehään. Lisäksi yritykset tunnustavat nyt, että kaasun arvo voidaan tulevaisuudessa saavuttaa nesteytetyn maakaasun, CNG: n tai muiden kuljetusmenetelmien avulla loppukäyttäjille. Kaasu ruiskutetaan nyt uudelleen muodostelmaan myöhempää talteenottoa varten. Tämä auttaa myös öljyn pumppausta pitämällä maanalaiset paineet korkeampina. Saudi-Arabiassa luotiin 1970-luvun lopulla ”Mestarikaasujärjestelmä”, joka lopetti leimahduksen tarpeen., Maakaasua käytetään sähkön ja lämmön tuottamiseen desalinisaatiota varten. Samoin on perustettu joitakin kaatopaikkoja, jotka päästävät myös metaanikaasuja talteen ja tuottavat sähköä.

maakaasua varastoidaan usein maanalaisiin luoliin, jotka on muodostettu aiempien kaasukaivojen, suolakupujen tai nesteytetyn maakaasun säiliöiden sisään. Kaasu ruiskutetaan alhaisen kysynnän aikana ja uutetaan korkeamman kysynnän aikoina. Varastointi lähellä lopullisia loppukäyttäjiä auttaa parhaiten vastaamaan epävakaisiin vaatimuksiin, mutta tämä ei välttämättä ole aina mahdollista.,

maakaasun kriisi

Monet poliitikot ja merkkihenkilöitä Pohjois-Amerikassa ovat julkisesti puhuneet mahdollisesta maakaasun kriisi. Tähän kuuluvat entinen energiaministeri Spencer Abraham, entinen keskuspankin puheenjohtaja Alan Greenspan ja Ontarion energiaministeri Dwight Duncan.,

maakaasun kriisi on tyypillisesti kuvattu lisääntyvä maakaasun hinta YHDYSVALLOISSA viime vuosina, koska lasku alkuperäiskansojen tarjonnan ja kysynnän kasvua sähköntuotannossa. Alkuperäiskansojen tarjonta on laskenut 20,570,295 MMcf vuonna 2001 19,144,768 MMcf vuonna 2005., Koska tuotannon lasku (pahentaa dramaattinen hit tuotantoon, joka tuli Hurrikaanit Katrina ja Rita) ja jatkuva kysynnän kasvu, hinta on tullut niin suuri, että monet teolliset käyttäjät, pääasiassa petrokemian teollisuudessa, ovat sulkeneet kasveja, aiheuttaa työpaikkojen menetyksiä. Greenspan on esittänyt, että ratkaisu maakaasukriisiin on nesteytetyn maakaasun tuonti.,

Tämä ratkaisu on sekä pääomavaltaista ja poliittisesti latautunut, koska yleinen käsitys, että LNG-terminaalit ovat räjähtäviä riskejä, erityisesti vanavedessä 9/11 terrori-iskut yhdysvalloissa. Yhdysvaltain turvallisuusministeriö vastaa heidän turvallisuutensa ylläpitämisestä.

uudet tai laajennetut nesteytetyn maakaasun terminaalit aiheuttavat vaikeita infrastruktuuriongelmia ja vaativat suuria pääomamenoja. Nesteytetyn maakaasun terminaalit edellyttävät erittäin tilavaa-vähintään 12,2 metrin syväsatamaa sekä suojautumista tuulelta ja aalloilta., Näitä ”sopivia” sivustot ovat näin syvällä hyvin asutuilla satamat, jotka ovat myös rasittaa oikeus-ja-tapa koskee LNG-putkistojen, tai päinvastoin, tarvitaan myös isäntä LNG-laajennus tehtaan tilat ja loppukäyttö (petrokemian) kasvien keskellä korkea asukastiheys suurissa kaupungeissa, liittyvät höyryjä, useita vakavia turvallisuusriskejä.

tyypillisesti ”hyvin suojaisten” vesien saavuttamiseksi sopivia satamapaikkoja ovat hyvin ylös joet tai suistot, joita ei todennäköisesti ruopata tarpeeksi syvälle., Koska nämä erittäin suuret alukset täytyy liikkua hitaasti ja ponderously rajoitetuilla vesialueilla, kauttakulku kertaa ja terminaalista tulla kalliiksi, kuten useita hinaajia ja turvallisuus veneitä suojaa ja turvata suurten alusten. Toiminnallisesti, LNG-tankkerit ovat (esimerkiksi Bostonissa) tehokkaasti antanut yksinomaan satama, pakko saapuvat ja lähtevät aikana ei-ruuhka-aikoina, ja he eivät voi miehittää samaan satamaan, kunnes ensimmäinen on hyvin lähti. Nämä tekijät lisäävät toimintakustannuksia ja tekevät pääomainvestoinneista vähemmän houkuttelevia.,

lisää merkittävästi määrä LNG: tä käytetään toimittaa maakaasua Pohjois-Amerikassa, ei vain on ”kaasuttamiseen” kasvit on rakennettu Pohjois-Amerikan rannoille — vaikeaa edellä mainituista syistä. jonkun täytyy myös laittaa merkittäviä, uusia nesteytys asemat Indonesiassa, Lähi-Idässä ja Afrikassa, jotta voidaan keskittyä kaasu yleisesti liittyvät öljyn tuotannon aloilla. Huomattavaa laajentamista laivaston LNG täytyy myös ilmetä, liikkua valtava määrä polttoainetta tarvitaan kuromiseksi tulossa vajetta Koillis-Amerikassa.,

Käyttää

sähköntuotanto

– maakaasu on merkittävä lähde sähköntuotantoon käyttämällä kaasuturbiinit ja höyryturbiinit. Erityisen suuri hyötysuhde voidaan saavuttaa yhdistämällä kaasuturbiinit ja höyryturbiini yhdistetyssä syklitilassa. Maakaasu palaa puhtaammin kuin muut fossiiliset polttoaineet, kuten öljy ja kivihiili, ja tuottaa vähemmän kasvihuonekaasuja vapautuvaa energiayksikköä kohti. Vastaavan määrän lämpöä maakaasun polttaminen tuottaa noin 30 prosenttia vähemmän hiilidioksidia kuin öljyn polttaminen ja noin 45 prosenttia vähemmän kuin kivihiilen polttaminen ., Yhdistetyn syklin sähköntuotanto maakaasulla on siis puhtain voimanlähde saatavilla käyttämällä fossiilisia polttoaineita, ja tämä tekniikka on laajasti käytössä kaikkialla, missä kaasu voidaan saada kohtuullisin kustannuksin. Polttokennoteknologia voi lopulta tarjota puhtaampia vaihtoehtoja maakaasun muuntamiseksi sähköksi, mutta toistaiseksi se ei ole hintakilpailukykyinen. Myös maakaasun tarjonnan sanotaan olevan huipussaan noin vuonna 2030, 20 vuotta öljyhuipun jälkeen. Lisäksi ennustetaan, että maailman maakaasutoimitukset loppuvat vuoden 2085 tienoilla.,

Vety

maakaasua voidaan tuottaa vetyä, joka voidaan käyttää vetyä ajoneuvoissa. Yksi yleinen menetelmä on vedyn uudistaja.

maakaasun ajoneuvojen

Paineistettua maakaasua ( metaania) käytetään puhdistaa vaihtoehto muille autoteollisuuden polttoaineet, kuten bensiini (bensiini) ja diesel. Vuonna 2005 maakaasuautoja oli eniten Argentiinassa, Brasiliassa, Pakistanissa, Italiassa ja Intiassa., Energiatehokkuus on yleensä yhtä suuri kuin bensiinimoottorit, mutta pienempi verrattuna nykyaikaiset dieselmoottorit, osittain johtuen siitä, että maakaasun moottorit toiminto käyttää Otto-syklin mukaisesti, mutta tutkimus on sen tapa parantaa prosessia ( Westport Sykli).

nesteytettyä maaöljykaasua (propaani-ja butaaniseos) käytetään myös ajoneuvojen polttoaineena. Nestekaasu – ja CNG-ajoneuvojen polttoainejärjestelmät eivät ole yhteensopivia. CNG vaatii myös suurempia painesäiliöitä, jotka ovat tyypillisesti paljon raskaampia kuin nestekaasuun käytettävät säiliöt.,

Asuin kotikäyttöön

– maakaasu on mukana koteihin, joissa sitä käytetään tarkoituksiin, kuten ruoanlaitto luonnon kaasu-powered-alueet ja/tai uunit, maakaasu -, lämmitetty vaatteita kuivausrummut, ja lämmitys/ jäähdytys. Kodin tai muun rakennuksen lämmitys voi sisältää kattilat, uunit, ja vedenlämmittimet. CNG: tä käytetään maaseutuasunnoissa, joissa ei ole liittymiä yleishyödyllisiin palveluihin tai kannettaviin grilleihin.

Lannoite

– maakaasu on merkittävä raaka-aineena ammoniakkia, kautta Haber prosessi, jota käytetään lannoitteiden tuotanto.,

muuta

maakaasua käytetään myös kankaiden, lasin, teräksen, muovien, maalin ja muiden tuotteiden valmistuksessa.

Turvallisuus

missään muodossa, pieni määrä tuoksu, kuten t-butyl mercaptan, jossa on mätää-kaali-kuten haju, lisätään muuten väritön ja hajuton kaasu, niin, että vuodot voidaan havaita ennen kuin tulipalo tai räjähdys tapahtuu. Joskus käytetään siihen liittyvää yhdistettä, tiofaania, jolla on mätämunainen haju. Odorantin lisääminen maakaasuun alkoi Yhdysvalloissa vuoden 1937 uuden Lontoon kouluräjähdyksen jälkeen., Bensan kertyminen kouluun jäi huomaamatta, ja sen syttyessä kuoli kolmesataa oppilasta ja tiedekuntaa. Hajusteita pidetään myrkytön erittäin pieninä pitoisuuksina esiintyvät maakaasu toimitetaan loppukäyttäjälle.

kaivoksissa, joissa metaania vuotaa päässä kallioperään on hajutonta, antureita käytetään, ja kaivos-laitteet on kehitetty erityisesti vältettävä syttymislähteitä, esim., Davy lamppu.

maakaasuvuotojen aiheuttamat räjähdykset tapahtuvat muutaman kerran vuodessa., Yksittäiset kodit, pienyritykset ja veneet kärsivät useimmin, kun sisäinen vuoto rakentaa kaasua rakenteen sisälle. Usein räjähdys riittää vahingoittamaan rakennusta merkittävästi, mutta jättää sen pystyyn. Näissä tapauksissa sisällä olevilla on taipumus saada lieviä tai kohtalaisia vammoja. Joskus, kaasu voi kerätä tarpeeksi suuri määrä aiheuttaa tappava räjähdys, hajoamassa yksi tai useampia rakennuksia prosessissa. Kaasu yleensä haihtuu helposti ulkona, mutta voi joskus kerätä vaarallisia määriä, jos sää olosuhteet ovat oikeat., Kun otetaan huomioon myös ne kymmenet miljoonat rakenteet, jotka käyttävät polttoainetta, maakaasun käytön yksilöllinen riski on hyvin pieni.

jotkut kaasukentät tuottavat rikkivetyä (H2S) sisältävää hapanta kaasua. Käsittelemätön kaasu on myrkyllistä. Amiini kaasu hoitoon, teollisen mittakaavan prosessi, joka poistaa hapan kaasumaiset komponentit, käytetään usein poistaa rikkivetyä maakaasusta.

maakaasun (tai öljyn) uuttaminen johtaa paineenlaskuun säiliössä. Tämä taas voi johtaa maan tasolla vajoamiseen., Vajoaminen voi vaikuttaa ekosysteemeihin, vesistöihin, viemäreihin ja vesihuoltojärjestelmiin, säätiöihin jne.