2007 școli Wikipedia selecție., 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., | ||
gazul Natural este un combustibil fosil gazos format în principal din metan. Se găsește în câmpurile petroliere și în câmpurile de gaze naturale și în paturile de cărbune. Când gazele bogate în metan sunt produse prin descompunerea anaerobă a materialului organic non-fosil, acestea sunt denumite biogaz. Sursele de biogaz includ mlaștini, mlaștini și depozite de deșeuri (a se vedea gazul de gunoi), precum și nămolul de canalizare și gunoiul de grajd prin intermediul digestorilor anaerobi, pe lângă fermentația enterică, în special la bovine., Gazul Natural este adesea denumit informal pur și simplu gaz, în special în comparație cu alte surse de energie, cum ar fi electricitatea.
compoziția chimică
componenta primară a gazului natural este metanul (CH4), cea mai scurtă și mai ușoară moleculă de hidrocarburi. De asemenea, conține hidrocarburi gazoase mai grele, cum ar fi etanul (C2H6), propanul (c3h8) și butanul (C4H10), precum și alte gaze care conțin sulf, în cantități diferite, a se vedea și condensatul de gaze naturale. Gazul Natural conține, de asemenea, și este sursa principală de piață de heliu.,
| componenta | wt. % |
|---|---|
| Metanul (CH4) | 80-95 |
| Etan (C2H6) | 5-15 |
| Propan (C3H8) și Butan (C4H10) | < 5 |
Azot, heliu, dioxid de carbon și urme de hidrogen sulfurat, apă și substanțe aromate pot fi, de asemenea, prezent . Mercurul este, de asemenea, prezent în cantități mici în gazele naturale extrase din unele câmpuri. Compoziția exactă a gazelor naturale variază între câmpurile de gaze.,compușii Organosulfurici și hidrogenul sulfurat sunt contaminanți comuni care trebuie îndepărtați înainte de majoritatea utilizărilor. Gazul cu o cantitate semnificativă de impurități de sulf, cum ar fi hidrogenul sulfurat, este denumit gaz acru și adesea denumit „gaz acid”. Gazul natural prelucrat care este disponibil pentru utilizatorii finali este insipid și inodor, cu toate acestea, înainte ca gazul să fie distribuit utilizatorilor finali, acesta este odorizat prin adăugarea unor cantități mici de tioli, pentru a ajuta la detectarea scurgerilor., Gazul natural prelucrat este, în sine, inofensiv pentru corpul uman, cu toate acestea, gazul natural este un asfixiant simplu și poate ucide dacă deplasează aerul până la punctul în care conținutul de oxigen nu va susține viața.gazul Natural poate fi, de asemenea, periculos pentru viață și proprietate printr-o explozie. Gazul Natural este mai ușor decât aerul și astfel tinde să se disipeze în atmosferă. Dar când gazul natural este limitat, cum ar fi într-o casă, concentrațiile de gaz pot ajunge la amestecuri explozive și, dacă sunt aprinse, pot duce la explozii care ar putea distruge clădirile., Metanul are o limită explozivă mai mică de 5% în aer și o limită explozivă superioară de 15%.problemele explozive cu gazul natural comprimat utilizat în vehicule sunt aproape inexistente, din cauza naturii scăpate a gazului și a necesității de a menține concentrații între 5% și 15% pentru a declanșa explozii.
conținutul energetic și statisticile
cantitățile de gaze naturale sunt măsurate în metri cubi normali (corespunzând la 0° C la 1 atm) sau în picioare cubice standard (corespunzând la 60° F și 30 inHg)., Căldura brută de ardere a unui metru cub normal de gaze naturale de calitate comercială este de aproximativ 39 megajouli (≈10.8 kWh), dar aceasta poate varia cu câteva procente. În unitățile americane, un picior cubic standard de gaz natural produce aproximativ 1000 de unități termice britanice (BTU).
valoarea reală de încălzire atunci când apa formată nu se condensează este căldura netă de ardere și poate fi la fel de mult ca 10% mai puțin.prețul gazelor naturale variază foarte mult în funcție de locație și tipul de consumator, dar din 2006 un preț de 10 dolari pe 1000 de metri cubi este tipic în SUA., Acest lucru correponds la aproximativ 10 dolari pe milion de BTU, sau în jurul valorii de 10 dolari pe gigajoule.în SUA, la vânzare cu amănuntul, gazul natural este adesea vândut în unități de Terme (th); 1 therm = 100,000 BTU. Tranzacții pe piața angro sunt, în general, făcut în decatherms (Dth), sau în mii de decatherms (MDth), sau în milioane de decatherms (MMDth). Un milion de decaterme este de aproximativ un miliard de metri cubi de gaze naturale.
Stocare și transport
Polietilena de gaz principal fiind pus într-un șanț.,dificultatea majoră în utilizarea gazelor naturale este transportul și depozitarea datorită densității sale scăzute. Conductele de gaze naturale sunt economice, dar sunt impracticabile în oceane. Multe conducte existente în America de Nord sunt aproape de a-și atinge capacitatea, determinând unii politicieni din zonele cu climă mai rece să vorbească public despre potențialele lipsuri.transportatorii de GNL pot fi utilizați pentru transportul gazelor naturale lichefiate (GNL) peste oceane, în timp ce camioanele-Cisternă pot transporta gaze naturale lichefiate sau comprimate (GNC) pe distanțe mai scurte., Acestea pot transporta gaze naturale direct către utilizatorii finali sau către puncte de distribuție, cum ar fi conductele, pentru transport ulterior. Acestea pot avea un cost mai mare, necesitând facilități suplimentare pentru lichefiere sau comprimare la punctul de producție și apoi gazificare sau decompresie la instalațiile de utilizare finală sau într-o conductă.în trecut, gazul natural care a fost recuperat în cursul recuperării petrolului nu a putut fi vândut în mod profitabil și a fost pur și simplu ars la câmpul petrolier (cunoscut sub numele de ardere)., Această practică risipitoare este acum ilegală în multe țări, mai ales că adaugă poluarea cu gaze cu efect de seră în atmosfera pământului. În plus, companiile recunosc acum că valoarea gazului poate fi obținută cu GNL, CNG sau alte metode de transport către utilizatorii finali în viitor. Gazul este acum re-injectat înapoi în formație pentru recuperare ulterioară. Acest lucru ajută, de asemenea, pomparea uleiului prin menținerea presiunilor subterane mai mari. În Arabia Saudită, la sfârșitul anilor 1970, a fost creat un „sistem principal de gaze”, care pune capăt nevoii de ardere., Gazul natural este utilizat pentru a genera energie electrică și termică pentru desalinizare. În mod similar, unele depozite de deșeuri care descarcă și gaze metan au fost înființate pentru a capta metanul și a genera energie electrică.gazul Natural este adesea depozitat în caverne subterane formate în interiorul rezervoarelor de gaze epuizate din puțurile de gaz anterioare, cupolele de sare sau în rezervoare ca gaz natural lichefiat. Gazul este injectat în perioadele cu cerere scăzută și extras în perioadele cu cerere mai mare. Stocarea în apropierea utilizatorilor finali finali ajută la satisfacerea cea mai bună a cerințelor volatile, dar acest lucru nu poate fi întotdeauna practicabil.,
criză a gazelor Naturale
flăcări Albastre de un arzător pe gaze naturale aragaz.mulți politicieni și figuri proeminente din America de Nord au vorbit public despre o posibilă criză a gazelor naturale. Aceasta include fostul secretar al energiei Spencer Abraham, fostul președinte al Rezervei Federale Alan Greenspan și Ministrul Energiei din Ontario, Dwight Duncan.,criza gazelor naturale este de obicei descrisă de creșterea prețului gazelor naturale în SUA în ultimii ani, din cauza scăderii ofertei indigene și a creșterii cererii de producere a energiei electrice. Oferta indigenă a scăzut de la 20.570.295 MMcf în 2001 la 19.144.768 MMcf în 2005., Din cauza scăderii producției (exacerbată de dramatică a lovit de producție care a venit de la Uraganele Katrina și Rita) și creșterea continuă a cererii, prețul a devenit așa de mare încât mulți utilizatori industriali, în special în industria petrochimică, și-au închis plante care cauzează pierderea de locuri de muncă. Greenspan a sugerat că o soluție la criza gazelor naturale este importul de GNL.,această soluție este atât intensivă de capital, cât și încărcată politic datorită percepției publice că terminalele GNL sunt riscuri explozive, în special în urma atacurilor teroriste 9/11 din Statele Unite. Departamentul de Securitate Internă al SUA este responsabil pentru menținerea securității lor.terminalele noi sau extinse GNL creează probleme dificile de infrastructură și necesită cheltuieli mari de capital. Terminalele GNL necesită un port foarte spațios—cel puțin 40 de picioare (12,2 m) adâncime, precum și adăpostit de vânt și valuri., Aceste „potrivit” site-uri sunt astfel adânc în bine populate, porturi maritime, care sunt, de asemenea, împovărat cu dreapta preocupări pentru GNL conducte, sau dimpotrivă, este necesar pentru a găzdui, de asemenea, GNL extinderea planta facilități și utilizarea finală (petrochimie) plante mijlocul ridicate densități ale populației din marile orașe, cu asociat fum, mai multe riscuri grave pentru siguranță.în mod obișnuit ,pentru a obține ape „bine protejate”, siturile portuare adecvate sunt râuri sau estuare, care sunt puțin probabil să fie dragate suficient de adânc., Deoarece aceste nave foarte mari trebuie să se deplaseze încet și cu greutate în ape restrânse, timpii de tranzit către și dinspre terminal devin costisitori, deoarece remorcherele multiple și bărcile de securitate adăpostesc și protejează navele mari. Din punct de vedere operațional, petrolierele GNL sunt (de exemplu, în Boston) efectiv utilizate exclusiv în port, forțate să sosească și să plece în timpul orelor de vârf și împiedicate să ocupe același port până când primul este bine plecat. Acești factori cresc costurile de exploatare și fac investițiile de capital mai puțin atractive.,
pentru a crește substanțial cantitatea de GNL utilizată pentru a furniza gaze naturale Americii de Nord, nu numai că trebuie construite instalații de „re-gazificare” pe țărmurile Americii de Nord-dificile din motivele menționate mai sus-cineva trebuie, de asemenea, să pună noi stații de lichefiere substanțiale în Indonezia, Orientul Mijlociu și Africa, pentru a concentra gazul asociat în general cu producția de petrol în acele zone. O extindere substanțială a flotei de transportatori de GNL, de asemenea, trebuie să aibă loc, pentru a muta cantitatea imensă de combustibil necesară pentru a compensa deficitul care vine în nord-estul Americii.,
utilizări
generarea de energie
gazul Natural este o sursă majoră pentru generarea de energie electrică prin utilizarea turbinelor cu gaz și a turbinelor cu abur. Eficiență deosebit de ridicată poate fi obținută prin combinarea turbinelor cu gaz cu o turbină cu abur în modul ciclu combinat. Gazul natural arde mai curat decât alți combustibili fosili, cum ar fi petrolul și cărbunele, și produce mai puțin gaz cu efect de seră pe unitatea de energie eliberată. Pentru o cantitate echivalentă de căldură, arderea gazelor naturale produce aproximativ 30% mai puțin dioxid de carbon decât arderea petrolului și aproximativ 45% mai puțin decât arderea cărbunelui ., Generarea de energie cu ciclu combinat folosind gaze naturale este astfel cea mai curată sursă de energie disponibilă folosind combustibili fosili, iar această tehnologie este utilizată pe scară largă oriunde gazul poate fi obținut la un cost rezonabil. Tehnologia de celule de combustibil poate oferi în cele din urmă curat opțiuni de conversie a gazelor naturale în energie electrică, dar încă nu este preț competitiv. De asemenea, se spune că aprovizionarea cu gaze naturale va atinge un vârf în jurul anului 2030, la 20 de ani de la vârful petrolului. De asemenea, se estimează că aprovizionarea mondială cu gaze naturale ar trebui epuizată în jurul anului 2085.,
hidrogen
gazul Natural poate fi utilizat pentru a produce hidrogen care poate fi utilizat în vehiculele cu hidrogen. O metodă comună este reformatorul de hidrogen.
vehicule cu gaz Natural
gazul natural comprimat (metan) este utilizat ca o alternativă curată la alți combustibili auto, cum ar fi benzina (benzină) și motorina. Începând cu anul 2005, țările cu cel mai mare număr de vehicule pe gaz natural erau Argentina, Brazilia, Pakistan, Italia și India., Eficiența energetică este în general egală cu cea a motoarelor pe benzină, dar mai mică în comparație cu motoarele diesel moderne, parțial datorită faptului că motoarele cu gaz natural funcționează folosind ciclul Otto, dar cercetarea este pe cale să îmbunătățească procesul ( ciclul Westport).gazul petrolier lichefiat (un amestec de propan și butan) este, de asemenea, utilizat pentru alimentarea vehiculelor. Sistemele de combustibil pentru vehicule cu GPL și GNC nu sunt compatibile. CNG necesită, de asemenea, rezervoare de presiune mai mari, care sunt de obicei mult mai grele decât cele utilizate pentru GPL.,
uz casnic rezidențial
gazul Natural este furnizat locuințelor, unde este utilizat în scopuri precum gătirea în intervale alimentate cu gaze naturale și/ sau cuptoare, Uscătoare de haine încălzite cu gaze naturale și încălzire / răcire. Încălzirea locuinței sau a altor clădiri poate include cazane, cuptoare și încălzitoare de apă. CNG este utilizat în casele rurale fără conexiuni la serviciile de utilități publice prin conducte sau cu grătare portabile.
îngrășământ
gazul Natural este o materie primă majoră pentru producerea amoniacului, prin procesul Haber, pentru utilizarea în producția de îngrășăminte.,gazul Natural este de asemenea utilizat la fabricarea țesăturilor, sticlei, oțelului, materialelor plastice, vopselelor și a altor produse.în orice formă, se adaugă o cantitate minusculă de odorant, cum ar fi T-butil mercaptan, cu miros de varză putrezită, la gazul altfel incolor și inodor, astfel încât scurgerile pot fi detectate înainte de apariția unui incendiu sau a unei explozii. Uneori se utilizează un compus înrudit, tiofan, cu un miros de ou putred. Adăugarea odorantului la gazele naturale a început în Statele Unite după explozia școlii New London din 1937., Acumularea de gaz în școală a trecut neobservată, ucigând trei sute de studenți și facultate când s-a aprins. Odoranții sunt considerați netoxici în concentrațiile extrem de scăzute care apar în gazele naturale livrate utilizatorului final.
în Mine, unde metanul care se scurge din formațiunile de rocă nu are miros, se folosesc senzori, iar aparatul minier a fost dezvoltat special pentru a evita sursele de aprindere, de exemplu, lampa Davy.exploziile cauzate de scurgerile de gaze naturale apar de câteva ori în fiecare an., Casele individuale, întreprinderile mici și bărcile sunt cel mai frecvent afectate atunci când o scurgere internă acumulează gaz în interiorul structurii. Frecvent, explozia va fi suficientă pentru a deteriora semnificativ o clădire, dar lăsați-o în picioare. În aceste cazuri, persoanele din interior tind să aibă leziuni minore până la moderate. Ocazional, gazul se poate colecta în cantități suficient de mari pentru a provoca o explozie mortală, dezintegrând una sau mai multe clădiri în proces. De obicei, gazul se disipează ușor în aer liber, dar uneori se poate colecta în cantități periculoase dacă condițiile meteorologice sunt corecte., De asemenea, având în vedere zecile de milioane de structuri care utilizează combustibilul, riscul individual de utilizare a gazelor naturale este foarte scăzut.unele câmpuri de gaze produc gaze acide care conțin hidrogen sulfurat (H2S). Acest gaz netratat este toxic. Tratarea gazelor de amină, un proces la scară industrială care elimină componentele gazoase acide, este adesea folosit pentru a îndepărta hidrogenul sulfurat din gazele naturale. extracția gazelor naturale (sau a petrolului) duce la scăderea presiunii în rezervor. Aceasta, la rândul său, poate duce la scăderea la nivelul solului., Subsidența poate afecta ecosistemele, căile navigabile, sistemele de canalizare și alimentare cu apă, fundațiile etc.