Состав газообразного топлива.

В состав горючих газов входят: водород, метан, другие углеводородные соединения, сероводород, негорючие газы, двуокись углерода, кислород, азот и незначительное количество водяных паров, а также др. элементы.

Природный газ бесцветен и не имеет запаха (в том случае, если не имеет в своём составе сероводорода), он легче воздуха. Горюч и взрывоопасен.

Горючие элементы природного газа, характеристики:

Метан – это бесцветный газ без запаха, легче воздуха. Горюч, но всё же его можно хранить с достаточной лёгкостью. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.

Для обнаружения утечки газа, газ подвергают одоризации, иначе говоря добавляют сильнопахнущее вещество (этилмеркаптан). При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1%.

Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы - пропан, бутан и этан.

Этан – бесцветный газ без запаха и цвета, чуть тяжелее воздуха. Также горюч, но не используется как топливо.

Пропан – бесцветный газ без запаха, ядовит. У него имеется полезное свойство: пропан сжижается при небольшом давлении, что позволяет легко отделять его от примесей и транспортировать.

Бутан – по свойствам близок к пропану, но имеет более высокую плотность. Вдвое тяжелее воздуха.

Водород — самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз. Очевидно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость при одной и той же температуре. Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому. Отсюда следует, что водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ. Его теплопроводность примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха.

Молекула водорода двухатомна — Н₂. При нормальных условиях — это газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность 0,08987 г/л (н. у.), температура кипения −252,76°C, удельная теплота сгорания 120,9·106 Дж/кг, малорастворим в воде: растворимость — 18,8 мл/л.

Водород отличается высокой реакционной способностью, водородно-воздушные смеси имеют широкие пределы воспламеняемости и весьма взрывоопасны.

Оксид углерода — представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха. Горюч. Так называемый «запах угарного газа» на самом деле представляет собой запах органических примесей.

Основными типами химических реакций, в которых участвует оксид углерода(II), являются реакции присоединения и окислительно-восстановительные реакции, в которых он проявляет восстановительные свойства.

Окись углерода оказывает на организм человека токсическое воздействие, так как легко вступает в соединение с гемоглобином крови.

Негорючие элементы природного газа, характеристики:

Углекислый газ — углекислый газ, газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха, растворим в воде, при сильном охлаждении кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». При атмосферном давлении он не плавится, а испаряется, температура сублимации −78°С. Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Мало растворим в воде (1 объём углекислого газа в одном объёме воды при 15°С).

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов.

Углекислый газ является тяжелым, по сравнению с воздухом, газом без цвета и запаха. Воздействие его повышенных концентраций на живые организмы относит его к удушающим газам. Отравление этим газом не приводит к долговременным последствиям и после его завершения происходит полное восстановление организма.

Гелий (He) — практически инертный, наименее химически активный элемент восьмой группы таблицы Менделеева (инертные газы). При нормальных условиях гелий ведёт себя практически как идеальный газ. Простое вещество гелий — нетоксично, не имеет цвета, запаха и вкуса.

Сероводород (сернистый водород, сульфид водорода, дигидросульфид) — бесцветный газ с запахом протухших яиц и сладковатым вкусом. Химическая формула — H₂S. Плохо растворим в воде, хорошо — в этаноле. Ядовит. При больших концентрациях разъедает многие металлы. Концентрационные пределы воспламенения с воздухом составляют 4,5 ÷ 45% сероводорода. В природе встречается очень редко в виде смешанных веществ нефти и газа.

Очень токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При небольших концентрациях довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц», и он перестаёт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус.

Кислоро́д — элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8.). Масса 1м³ кислорода составляет 1,43кг.

Сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элементами, образуя оксиды. Степень окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры.

Содержание кислорода в газе понижает его теплотворную способность и делает газ взрывоопасным. Поэтому содержание кислорода в газе не должно быть более 1% по объему.

Азот — элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 7. Азот практически не реагирует с кислородом, поэтому при расчетах процессов горения его рассматривают как инертный газ. Содержание азота в различных газах колеблется в значительных пределах.

 

1.3. Газовые месторождения России.

Газовые месторождении классифицируется на:

— мелкие: до 10 млрд м³ газа;

—средние: 10 — 100 млрд м³ газа;

— крупные: 100—1000 млрд м³ газа;

— крупнейшие (гигантские): 1 ÷ 5 трлн м³ газа;

—уникальные (супергигантские): 5 трлн м³ и более.

Согласно последней научной оценке суммарные начальные ресурсы газа в России составляют 235,6 трлн.куб.м, из которых почти 100 трлн.куб.м приходится на Западную Сибирь, 60 трлн.куб.м на остальные районы суши и 75 трлн.куб.м на континентальный шельф окраинных и внутренних морей страны, главным образом Арктических – Карского и Баренцева. В России открыто около 750 газовых (газоконденсатных, газонефтяных) месторождений с общими разведанными запасами газа около 46,9 трлн.куб.м. По оценке зарубежных экспертов, мировые разведанные запасы газа составляют 150,2 трлн.куб.м, доля стран СНГ в которых близка к 37,8%, в том числе России – 32,1.

Основные газовые месторождения Росси:

1. Альбановское — нефтегазокондесатный участок в Баренцевом море, в территориальных водах России. Участок находиться в стадии изучении геологического строении.

Прогнозные ресурсы нефти, газа и конденсата в пределах Альбановского участка недр на основании количественной оценки ресурсов углеводородного сырья РФ по состоянию на 1 января 2009 г. составляют по по газу - 1,254 трлн куб.м; по конденсату - 43,3 млн т (геологические), 30,3 млн т (извлекаемые).

2. Астраханское газоконденсатное месторождение — месторождение газа, расположеное в юго-западной части Прикаспийской впадины (Прикаспийская НГП), в 60 км к северо-востоку от Астрахани.

Размеры залежи 100×40 км. Добыча ведётся с глубины 4100 м. Запасы оцениваются в 2,5 трлн м³ газа и 400 млн т. конденсата с высоким содержанием сероводорода (26 %) и углекислого газа (16 %). При годовой добыче в 12 млрд. кубометров, запасов газа в месторождении хватит на сотни лет.

3. Ковыктинское месторождение (Ковыкта) — перспективное газоконденсатное месторождение в Иркутской области России. Открыто в 1987.

Месторождение расположено в необжитой местности на востоке Иркутской области, в 450 км к северо-востоку от Иркутска, на территории Жигаловского и Казачинско-Ленского районов. Запасы природного газа на месторождении оцениваются в 1,9 трлн кубометров газа, 2,3 млрд кубометров гелия и 115 млн т жидкого газового конденсата.

4. Русановское газовое месторождение — газовое месторождение России, расположено в Карском море. Открыто в 1992 году. Месторождение содержит семь залежей конденсатсодержащего газа. Залежи на глубине 1650 — 2450 м. Начальные запасы 3,0 трлн м³ природного газа.

5. Уренго́йское газовое месторождение — супергигантское газовое месторождение, третье в мире по величине газовых запасов, которые превышают 10 триллионов кубических метров (10¹³ м³). Находится в Ямало-НенецкомАОТюменской области России, немного южнее северного полярного круга.

6. Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение (ЯНГКМ) — месторождение газа, газового конденсата и нефти. Открыто в 1969 году. Расположено в Заполярной части Западносибирской равнины, на Тазовском полуострове в субарктической зоне. За период эксплуатации Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения предприятием Газпром добыча Ямбург — 100%-ное дочернее общество ОАО «Газпром» — добыто более 4 триллионов кубометров газа и около 18 млн. т. газового конденсата.