Aplikace zemního plynu. Zemní plyn: složení, vlastnosti

Definice
Zemní plyn je minerál v plynném stavu. Je široce používán jako palivo. Zemní plyn se však jako palivo nepoužívá; jeho složky jsou z něj odděleny pro samostatné použití.

Složení zemního plynu
Až 98 % zemního plynu tvoří metan, patří sem i homology metanu – etan, propan a butan. Někdy může být přítomen oxid uhličitý, sirovodík a helium. Toto je složení zemního plynu.

Fyzikální vlastnosti
Zemní plyn je bezbarvý a bez zápachu (pokud neobsahuje sirovodík), je lehčí než vzduch. Hořlavý a výbušný.
Níže jsou uvedeny podrobnější vlastnosti složek zemního plynu.

Vlastnosti jednotlivých složek zemního plynu (zvažte podrobné složení zemního plynu)

Metan(CH4) je bezbarvý plyn bez zápachu, lehčí než vzduch. Je hořlavý, ale přesto se dá poměrně snadno skladovat.

Etan(C2H6) je bezbarvý plyn bez zápachu a barvy, o něco těžší než vzduch. Také hořlavý, ale nepoužívá se jako palivo.

Propan(C3H8) je bezbarvý plyn bez zápachu, jedovatý. Má užitečnou vlastnost: propan zkapalňuje pod nízkým tlakem, což usnadňuje jeho oddělení od nečistot a přepravu.

Butan(C4H10) – svými vlastnostmi je podobný propanu, má však vyšší hustotu. Dvakrát těžší jako vzduch.

Oxid uhličitý(CO2) je bezbarvý plyn bez zápachu s kyselou chutí. Na rozdíl od ostatních složek zemního plynu (kromě helia) oxid uhličitý nehoří. Oxid uhličitý je jedním z nejméně toxických plynů.

Hélium(He) je bezbarvý, velmi lehký (druhý nejlehčí plyn po vodíku), bezbarvý a bez zápachu. Extrémně inertní, za normálních podmínek nereaguje s žádnou z látek. Nepálí. Není toxický, ale při zvýšeném tlaku může způsobit narkózu, jako jiné inertní plyny.

Sirovodík(H2S) je bezbarvý těžký plyn se zápachem zkažených vajec. Velmi jedovatý, již ve velmi nízkých koncentracích způsobuje paralýzu čichového nervu.
Vlastnosti některých dalších plynů, které nejsou součástí zemního plynu, ale mají aplikace blízké využití zemního plynu

Ethylen(C2H4) – Bezbarvý plyn s příjemnou vůní. Jeho vlastnosti jsou podobné etanu, ale liší se od něj nižší hustotou a hořlavostí.

Acetylén(C2H2) je extrémně hořlavý a výbušný bezbarvý plyn. Při silném stlačení může explodovat. V každodenním životě se nepoužívá kvůli velmi vysokému riziku požáru nebo výbuchu. Hlavní použití je ve svářečských pracích.

Aplikace

Metan používá se jako palivo v plynových kamnech.

Propan a butan– jako palivo v některých autech. Zapalovače jsou také plněny zkapalněným propanem.

Etan Jako palivo se používá jen zřídka; jeho hlavním využitím je výroba ethylenu.

Ethylen je jednou z nejvíce produkovaných organických látek na světě. Je to surovina pro výrobu polyethylenu.

Acetylén používá se k vytvoření velmi vysokých teplot v metalurgii (kontrola a řezání kovů). Acetylén Je velmi hořlavý, proto se nepoužívá jako palivo v automobilech a i bez toho je nutné přísně dodržovat podmínky jeho skladování.

Sirovodík, i přes svou jedovatost se v malém množství používá v tzv. sirovodíkové lázně. Využívají některé z antiseptických vlastností sirovodíku.

Hlavní užitná vlastnost hélium je jeho velmi nízká hustota (7x lehčí než vzduch). Balony a vzducholodě jsou plněné heliem. Vodík je ještě lehčí než helium, ale zároveň hořlavý. Balónky nafouknuté heliem jsou mezi dětmi velmi oblíbené.

Toxicita

Oxid uhličitý. Ani velké množství oxidu uhličitého nemá žádný vliv na lidské zdraví. Zabraňuje však absorpci kyslíku, když je obsah v atmosféře od 3 % do 10 % objemových. Při takové koncentraci začíná dušení a dokonce smrt.

Hélium. Helium je za normálních podmínek díky své inertnosti zcela netoxické. Ale se zvýšeným krevním tlakem nastává počáteční fáze anestezie, podobná účinkům rajského plynu*.

Sirovodík. Toxické vlastnosti tohoto plynu jsou skvělé. Při delší expozici čichu se objevují závratě a zvracení. Ochrnutý je i čichový nerv, takže vzniká iluze nepřítomnosti sirovodíku, ale ve skutečnosti ho tělo už prostě necítí. K otravě sirovodíkem dochází při koncentraci 0,2–0,3 mg/m3, koncentrace nad 1 mg/m3 je smrtelná.

Proces spalování
Všechny uhlovodíky, když jsou plně oxidovány (přebytek kyslíku), uvolňují oxid uhličitý a vodu. Například:
CH4 + 302 = C02 + 2H20
V případě neúplného (nedostatek kyslíku) - oxid uhelnatý a voda:
2CH4 + 602 = 2CO + 4H20
S ještě menším množstvím kyslíku se uvolňuje jemně rozptýlený uhlík (saze):
CH4 + 02 = C + 2H20.
Metan hoří modrým plamenem, etan je téměř bezbarvý, jako alkohol, propan a butan jsou žluté, ethylen svítí, oxid uhelnatý je světle modrý. Acetylen je nažloutlý a silně kouří. Pokud máte doma plynový sporák a místo obvyklého modrého plamene vidíte žlutý, vězte, že se metan ředí propanem.

Poznámky

Hélium Na rozdíl od jakéhokoli jiného plynu neexistuje v pevném stavu.
Plyn k smíchu je triviální název pro oxid dusný N2O.

Komentáře a doplňky k článku jsou v komentářích.

Zemní plyn, jehož hlavní část tvoří metan (92-98 %), je dnes nejperspektivnějším alternativním palivem pro automobily. Zemní plyn lze použít jako palivo ve stlačené i zkapalněné formě.

Metan- nejjednodušší uhlovodík, bezbarvý plyn (za normálních podmínek), bez zápachu, chemický vzorec - CH4. Málo rozpustný ve vodě, lehčí než vzduch. Při použití v každodenním životě a průmyslu se do metanu obvykle přidávají odoranty (obvykle thioly) se specifickým „plynovým zápachem“. Metan je netoxický a neškodný pro lidské zdraví.

Těžba a doprava

Plyn se nachází v útrobách Země v hloubce jednoho až několika kilometrů. Před zahájením těžby plynu je nutné provést geologické průzkumné práce ke zjištění polohy ložisek. Plyn se těží pomocí vrtů vrtaných speciálně pro tento účel jednou z možných metod. Plyn se nejčastěji přepravuje plynovody. Celková délka plynovodů v Rusku je více než 632 tisíc kilometrů - tato vzdálenost je téměř 20krát větší než obvod Země. Délka hlavních plynovodů v Rusku je 162 tisíc kilometrů.

Využití zemního plynu

Rozsah zemního plynu je poměrně široký: používá se k vytápění prostor, vaření, ohřevu vody, výrobě barev, lepidel, kyseliny octové a hnojiv. Kromě toho lze zemní plyn ve stlačené nebo zkapalněné formě použít jako motorové palivo v motorových vozidlech, speciálních a zemědělských strojích, železniční a vodní dopravě.

Zemní plyn je ekologické motorové palivo

90 % znečištění ovzduší pochází z vozidel.

Přechod dopravy na ekologické motorové palivo – zemní plyn – umožňuje snížit emise sazí, vysoce toxických aromatických uhlovodíků, oxidu uhelnatého, nenasycených uhlovodíků a oxidů dusíku do atmosféry.

Při spalování 1000 litrů kapalného ropného motorového paliva se do ovzduší uvolňuje spolu s výfukovými plyny 180-300 kg oxidu uhelnatého, 20-40 kg uhlovodíků a 25-45 kg oxidů dusíku. Při použití zemního plynu místo ropného paliva se uvolňování toxických látek do životního prostředí sníží u oxidu uhelnatého přibližně 2-3krát, u oxidů dusíku - 2krát, u uhlovodíků - 3krát, u kouře - 9krát a chybí tvorba sazí, charakteristická pro dieselové motory.

Zemní plyn je ekonomické motorové palivo

Zemní plyn je nejúspornějším motorovým palivem. Jeho zpracování vyžaduje minimální náklady. V podstatě vše, co musíte udělat s plynem, než natankujete do auta, je stlačit ho v kompresoru. Dnes je průměrná maloobchodní cena 1 krychlového metru metanu (který se svými energetickými vlastnostmi rovná 1 litru benzínu) 13 rublů. To je 2-3krát levnější než benzín nebo nafta.

Zemní plyn je bezpečné motorové palivo

Koncentrační* a teplotní** limity hořlavosti zemního plynu jsou výrazně vyšší než u benzínu a motorové nafty. Metan je dvakrát lehčí než vzduch a v případě úniku se rychle rozpouští v atmosféře.

Podle „Klasifikace hořlavých látek podle stupně citlivosti“ ruského ministerstva pro mimořádné situace je stlačený zemní plyn klasifikován jako nejbezpečnější čtvrtá třída a propan-butan je klasifikován jako druhá.

* Ke vzniku výbušné koncentrace dochází, když je obsah plynných par ve vzduchu od 5 % do 15 %. V otevřeném prostoru nedochází ke vzniku výbušné směsi.
** Spodní hranice samovznícení metanu je 650°C.

Zemní plyn - technologické motorové palivo

Zemní plyn netvoří usazeniny v palivovém systému a nesmývá olejový film ze stěn válce, čímž snižuje tření a snižuje
opotřebení motoru.

Při spalování zemního plynu nevznikají pevné částice a popel, které způsobují zvýšené opotřebení válců a pístů motoru.

Použití zemního plynu jako motorového paliva vám tedy umožňuje prodloužit životnost motoru 1,5-2krát.

Níže uvedená tabulka ukazuje několik faktů o CNG a LNG:

Je zde směs metanu CH 4 s malým množstvím dusíku N 2 a oxidu uhličitého CO 2 - tedy složením kvalitativně shodná s plynem uvolňovaným z bažin.

Encyklopedický YouTube

    1 / 4

    ✪ Zemní plyn – to je zajímavé

    ✪ Zemní plyn. Jak to funguje?

    ✪ Zemní plyn a ropa (záhada původu a problém vyčerpání)

    ✪ č. 53. Organická chemie. Téma 14. Zdroje uhlovodíků. Část 1. Zemní plyn

    titulky

Chemické složení

Hlavní část zemního plynu tvoří metan (CH 4) – od 70 do 98 %. Zemní plyn může obsahovat těžší uhlovodíky - homology metanu:

  • ethan (C2H6),
  • propan (C3H8),
  • butan (C4H10).

Zemní plyn obsahuje také další látky, které nejsou uhlovodíky:

  • helium (He) a další inertní plyny.

Čistý zemní plyn je bezbarvý a bez zápachu. Pro snazší odhalování úniků plynu se v malém množství přidávají odoranty – látky silně nepříjemného zápachu (shnilé zelí, shnilé seno, zkažená vejce). Nejčastěji se jako odorant používají thioly (merkaptany), např. ethylmerkaptan (16 g na 1000 m³ zemního plynu).

Fyzikální vlastnosti

Přibližné fyzikální vlastnosti (v závislosti na složení; za normálních podmínek, pokud není uvedeno jinak):

Pole zemního plynu

Obrovská ložiska zemního plynu jsou soustředěna v sedimentárním obalu zemské kůry. Podle teorie biogenního (organického) původu ropy vznikají v důsledku rozkladu zbytků živých organismů. Předpokládá se, že zemní plyn vzniká v sedimentu při vyšších teplotách a tlacích než ropa. V souladu s tím je skutečnost, že plynová pole se často nacházejí hlouběji než ropná pole.

Obrovské zásoby zemního plynu má Rusko (pole Urengoy), Írán, většina zemí Perského zálivu, USA a Kanada. Z evropských zemí stojí za zmínku Norsko a Nizozemsko. Mezi bývalými republikami Sovětského svazu mají velké zásoby plynu Turkmenistán, Ázerbájdžán, Uzbekistán a také Kazachstán (pole Karačaganak).

Metan a některé další uhlovodíky jsou ve vesmíru rozšířeny. Metan je po vodíku a heliu třetím nejrozšířenějším plynem ve vesmíru. Ve formě metanového ledu se podílí na struktuře mnoha planet a asteroidů daleko od Slunce, ale takové akumulace zpravidla nejsou klasifikovány jako ložiska zemního plynu a dosud nenašly praktické uplatnění. Významné množství uhlovodíků je přítomno v zemském plášti, ale také o ně není zájem.

Plyn hydratuje

Ve vědě se dlouho věřilo, že akumulace uhlovodíků s molekulovou hmotností vyšší než 60 jsou v zemské kůře v kapalném stavu, zatímco lehčí jsou v plynném stavu. Ve druhé polovině 20. století však skupina zaměstnanců A. A. Trofimuk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu F. Makogon, V. G. Vasiliev objevila vlastnost zemního plynu za určitých termodynamických podmínek přeměnit se v zemské kůře na pevnou látku. stav a tvoří usazeniny hydrátů plynu. Později se zjistilo, že zásoby zemního plynu v tomto státě jsou obrovské.

Plyn přechází v zemské kůře do pevného skupenství a slučuje se s tvorbou vody při hydrostatických tlacích do 250 atm a relativně nízkých teplotách (do +22 °C). Ložiska plynových hydrátů mají nesrovnatelně vyšší koncentraci plynu na jednotku objemu porézního média než u konvenčních plynových polí, protože jeden objem vody při přechodu do hydrátového stavu váže až 220 objemů plynu. Distribuční zóny ložisek hydrátů plynu jsou soustředěny především v oblastech permafrostu a také v mělkých hloubkách pod dnem oceánu.

Zásoby zemního plynu

Těžba a doprava

Zemní plyn se nachází v zemi v hloubkách od 1000 m do několika kilometrů. Ultrahluboký vrt poblíž města Nový Urengoy přijal příliv plynu z hloubky více než 6000 metrů. V hlubinách se plyn nachází v mikroskopických dutinách (pórech). Póry jsou navzájem spojeny mikroskopickými kanálky - trhlinami těmito kanálky proudí plyn z pórů s vysokým tlakem do pórů s nižším tlakem, až skončí ve vrtu. Pohyb plynu ve formaci se řídí určitými zákony.

Plyn se těží z hlubin země pomocí vrtů. Studny se snaží rozmístit rovnoměrně po celém území pole, aby byl zajištěn rovnoměrný pokles tlaku v nádrži v ložisku. V opačném případě jsou možné proudění plynu mezi oblastmi pole a také předčasné zavlažování ložiska.

Plyn vychází z hlubin kvůli skutečnosti, že formace je pod tlakem mnohonásobně větším než atmosférický tlak. Hnací silou je tedy tlakový rozdíl mezi zásobníkem a sběrným systémem.

Světová produkce zemního plynu v roce 2014 činila 3 460,6 miliard m3. Přední místa v produkci plynu zaujímají Rusko a USA.

Největší světoví producenti plynu
Země 2010 2006
těžba,
miliard m³
Podíl světa
trh (%)
těžba,
miliard m³
Podíl světa
trh (%)
Rusko 647 673,46 18
USA 619 667 18
Kanada 158
Írán 152 170 5
Norsko 110 143 4
Čína 98
Nizozemí 89 77,67 2,1
Indonésie 82 88,1 2,4
Saúdská Arábie 77 85,7 2,3
Alžírsko 68 171,3 5
Uzbekistán 65
Turkmenistán 66,2 1,8
Egypt 63
Spojené království 60
Malajsie 59 69,9 1,9
Indie 53
Spojené arabské emiráty 52
Mexiko 50
Ázerbajdžán 41 1,1
Jiné země 1440,17 38,4
Světová produkce plynu 100 3646 100

Příprava zemního plynu pro přepravu

Plyn vycházející z vrtů musí být připraven k přepravě ke konečnému uživateli – chemické továrně, kotelna, tepelná elektrárna, městské plynárenské sítě. Potřeba přípravy plynu je způsobena přítomností v něm kromě cílových složek (různé složky jsou cílovými pro různé spotřebitele) také nečistot, které způsobují potíže při přepravě nebo používání. Vodní pára obsažená v plynu tak může za určitých podmínek vytvářet hydráty nebo se kondenzací hromadit na různých místech (např. ohyb potrubí), což narušuje pohyb plynu; Sirovodík způsobuje silnou korozi plynových zařízení (potrubí, nádrží výměníků tepla atd.). Kromě přípravy samotného plynu je nutné připravit i potrubí. Hojně se zde využívají dusíkové jednotky, které slouží k vytvoření inertního prostředí v potrubí.

Plyn se připravuje podle různých schémat. Podle jednoho z nich se v bezprostřední blízkosti pole staví integrovaná jednotka na úpravu plynu (CGTU), která čistí a dehydratuje plyn v absorpčních kolonách. Toto schéma bylo implementováno na poli Urengoyskoye. Rovněž je vhodné připravovat plyn pomocí membránové technologie.

K přípravě plynu pro přepravu se používají technologická řešení využívající membránovou separaci plynů, kterou lze oddělit těžké uhlovodíky (C 3 H 8 a vyšší), dusík, oxid uhličitý, sirovodík a také výrazně snížit teplotu rosného bodu vody. a uhlovodíky před dodáním GTS.

Pokud plyn obsahuje velké množství helia nebo sirovodíku, pak se plyn zpracovává v závodě na zpracování plynu, kde se síra odděluje v jednotkách na čištění aminů a Clausových jednotkách a helium se odděluje v kryogenních heliových jednotkách (CHU). Toto schéma bylo realizováno například na poli Orenburg. Pokud plyn obsahuje méně než 1,5 % obj., pak je vhodné uvažovat i o membránové technologii pro přípravu zemního plynu, protože její použití umožňuje snížit investiční a provozní náklady o 1,5-5 %.

Přeprava zemního plynu

V současné době je hlavním způsobem dopravy potrubí. Plyn pod tlakem 75 atm je čerpán potrubím o průměru až 1,42 m. Plyn při pohybu potrubím ztrácí potenciál při překonávání třecích sil jak mezi plynem a stěnou potrubí, tak mezi vrstvami plynu. energie, která se odvádí ve formě tepla. Proto je v určitých intervalech nutné budovat kompresorové stanice (CS), ve kterých je plyn obvykle natlakován na tlak 55 až 120 atm a následně ochlazen. Výstavba a údržba plynovodu je velmi nákladná, ale přesto jde o nejlevnější způsob přepravy plynu na krátké a střední vzdálenosti z hlediska počátečních investic a organizace.

Kromě potrubní dopravy jsou široce používány speciální tankery na plyn. Jde o speciální lodě, na kterých se plyn přepravuje ve zkapalněném stavu ve specializovaných izotermických nádobách při teplotách od −160 do −150 °C.

Aby se plyn zkapalnil, ochlazuje se za zvýšeného tlaku. Kompresní poměr přitom dosahuje 600násobku, v závislosti na potřebách. Pro přepravu plynu tímto způsobem je tedy nutné protáhnout plynovod z pole k nejbližšímu mořskému pobřeží, postavit pobřežní terminál, který je mnohem levnější než klasický přístav, aby se plyn zkapalnil a přečerpal na tankery, a samotné tankery. Typická kapacita moderních tankerů je mezi 150 000 a 250 000 m³. Tento způsob přepravy je výrazně ekonomičtější než potrubní, počínaje vzdáleností ke spotřebiteli zkapalněného plynu více než 2000–3000 km, protože hlavním nákladem není přeprava, ale operace nakládky a vykládky, ale vyžaduje vyšší počáteční investice do infrastruktura než metoda potrubí. Mezi jeho výhody patří také to, že zkapalněný plyn je při přepravě a skladování mnohem bezpečnější než plyn stlačený.

V roce 2004 činily mezinárodní dodávky plynu potrubím 502 miliard m³, zkapalněný plyn - 178 miliard m³.

Existují i ​​další technologie přepravy plynu, například pomocí železničních cisteren.

Použití projektů přepravy plynu

Mrtvé živé organismy klesly na mořské dno a ocitly se v podmínkách, kdy se nemohly rozpadnout ani v důsledku oxidace (na dně moře prakticky není vzduch a kyslík), ani vlivem. V důsledku toho tyto organismy vytvořily bahnité sedimenty.

Tyto sedimenty se vlivem geologických pohybů propadaly do stále větších hloubek a pronikaly do útrob země. Po miliony let byly sedimenty vystaveny vysokým tlakům a teplotám. V důsledku tohoto dopadu v těchto sedimentech proběhl proces, ve kterém se uhlík, který obsahovaly, přeměnil na sloučeniny zvané uhlovodíky.

Vysokomolekulární uhlovodíky (s velkými molekulami) jsou kapalné látky. Z nich vznikl olej. Ale uhlovodíky s nízkou molekulovou hmotností jsou plyny. Právě z posledně jmenovaného vzniká zemní plyn. K tvorbě plynu jsou zapotřebí pouze vyšší teploty a tlaky. Proto je v ropném poli vždy zemní plyn.

Postupem času šla ložiska ropy a plynu do větších hloubek. Během milionů let byly pokryty sedimentárními horninami.

Zemní plyn je směs plynů, nikoli homogenní látka. Hlavní část této směsi, asi 98 %, tvoří plynný metan. Zemní plyn zahrnuje kromě metanu ethan, propan, butan a některé neuhlovodíkové prvky – vodík, dusík, oxid uhličitý, sirovodík.

Kde se zemní plyn nachází?

Zemní plyn se nachází v útrobách země v hloubce asi 1000 m a hlouběji. Tam vyplňuje mikroskopické dutiny - póry, které jsou spojeny prasklinami. Těmito trhlinami se plyn v zemi může pohybovat z pórů s vysokým tlakem do pórů s nízkým tlakem.

Plyn může být také umístěn ve formě plynového uzávěru nad ropným polem. Navíc může být i v rozpuštěném stavu – v oleji nebo vodě. Čistý zemní plyn je bezbarvý a bez zápachu.

Výroba a přeprava plynu

Plyn se těží ze země pomocí studní. Vzhledem k tomu, že v hloubce je tlak větší, plyn z vrtů uniká potrubím.

Pro usnadnění přepravy a skladování se zemní plyn zkapalňuje působením nízkých teplot a zvýšeného tlaku. Metan a ethan nemohou existovat v kapalném stavu, takže plyn je oddělen. V důsledku toho se ve válcích přepravuje pouze směs propanu a těžších uhlovodíků.

Spalování zemního plynu

Zemní plyn je minerál v plynném stavu. Jako palivo se používá velmi široce. Zemní plyn se však jako palivo nepoužívá; jeho složky jsou z něj odděleny pro samostatné použití. Často je to přidružený plyn při těžbě ropy. Zemní plyn v podmínkách rezervoárů (podmínky výskytu v útrobách země) je v plynném stavu ve formě oddělených akumulací (ložisek plynu) nebo ve formě plynového uzávěru ropných a plynových polí - to je plyn zdarma; buď v rozpuštěném stavu v ropě nebo vodě (v podmínkách nádrže), a ve standardních podmínkách - pouze v plynném stavu. Zemní plyn může být také ve formě plynových hydrátů.

Téměř 90 % tvoří uhlovodíky, především metan (CH 4). Dále obsahuje těžší uhlovodíky – ethan, propan, butan, dále merkaptany a sirovodík (většinou tyto nečistoty škodí), dusík a oxid uhličitý (jsou v podstatě nepoužitelné, ale neškodí), vodní páru, prospěšné nečistoty helia a jiné inertní látky plyny

Chemické složení

Hlavní část zemního plynu tvoří metan (CH 4) – až 98 %. Zemní plyn může obsahovat i těžší uhlovodíky - homology metanu:

  • ethan (C2H6),
  • propan (C3H8),
  • butan (C4H10),
  • a další alkany - od C 5 a výše

Stejně jako další neuhlovodíkové látky:

  • Důkladnější analýza umožnila detekovat malá množství helia (He) v zemním plynu.

Fyzikální vlastnosti

Přibližné fyzikální vlastnosti (v závislosti na složení):

  • Hustota:
    • od 0,7 do 1,0 kg/m 3 - suchý plynný, při n. u
    • 400 kg/m 3 - kapalina.
  • Spalné teplo 1 m 3 zemního plynu v plynném stavu za normálních podmínek: 28-46 MJ, nebo 6,7-11,0 Mcal.
  • Oktanové číslo při použití ve spalovacích motorech: 120-130.
  • Koncentrační limity vznícení (výbuchu) zemního plynu (metanu) jsou v rozmezí od 5 do 15 %. Mimo tyto hranice není směs plynu a vzduchu schopna šířit plamen. Při výbuchu stoupne tlak v uzavřeném objemu na 0,8... 1 MPa.
  • Čistý zemní plyn je bezbarvý a bez zápachu. Aby bylo možné odhalit únik čichem, přidává se do plynu malé množství odorantů (nejčastěji se jako odorant používá etylmerkaptan), které mají silný nepříjemný zápach, jedná se o odoranty.
  • Zemní plyn se rychle odpařuje a rozptyluje do atmosféry, což je důležité z hlediska bezpečnosti.

Zásoby zemního plynu

Mapa zásob zemního plynu ve světě

Metan a některé další uhlovodíky jsou ve vesmíru rozšířeny. Metan- třetí nejběžnější plyn ve vesmíru, po vodíku a heliu. Ve formě metanového ledu se podílí na struktuře mnoha planet a asteroidů daleko od Slunce, ale takové akumulace zpravidla nejsou klasifikovány jako ložiska zemního plynu a dosud nenašly praktické uplatnění. Významné množství uhlovodíků je přítomno v zemském plášti, ale také o ně není zájem.

Obrovská ložiska zemního plynu jsou soustředěna v sedimentárním obalu zemské kůry. Podle teorie biogenního (organického) původu ropy vznikají v důsledku rozkladu zbytků živých organismů. Předpokládá se, že zemní plyn vzniká v sedimentárních skořápkách při vyšších teplotách a tlacích než ropa. V souladu s tím je skutečnost, že plynová pole se často nacházejí hlouběji než ropná pole.

Obrovské zásoby zemního plynu mají Rusko (pole Urengoyskoye), USA, Kanada. Z dalších evropských zemí stojí za povšimnutí Norsko, jehož zásoby jsou však malé. Mezi bývalými republikami Sovětského svazu má velké zásoby plynu Turkmenistán a také Kazachstán (pole Karačaganak).

Ve druhé polovině 20. století na univerzitě. I. M. Gubkin objevil hydráty zemního plynu (nebo hydráty metanu). Později se ukázalo, že zásoby zemního plynu v tomto státě jsou obrovské. Nacházejí se jak v podzemí, tak v mírné prohlubni pod mořským dnem.

Největší světoví producenti plynu
Země 2010 2006
těžba,
miliardy metrů krychlových
Podíl světa
trh (%)
těžba,
miliardy metrů krychlových
Podíl světa
trh (%)
Ruská federace647 673,46 18
Spojené státy americké619 667 18
Kanada158
Írán152 170 5
Norsko110 143 4
Čína98
Nizozemí89 77,67 2,1
Indonésie82 88,1 2,4
Saúdská Arábie77 85,7 2,3
Alžírsko68 171,3 5
Uzbekistán65
Turkmenistán 66,2 1,8
Egypt63
Spojené království60
Malajsie59 69,9 1,9
Indie53
Spojené arabské emiráty52
Mexiko50
Ázerbajdžán 41 1,1
Jiné země 1440,17 38,4
Světová produkce plynu 100 3646 100

Výroba a zpracování zemního plynu

Plynová pole

Zásobník ropy nebo plynu je nahromaděním uhlovodíků, které vyplňují póry propustných hornin. Pokud je akumulace velká a její využití je ekonomicky proveditelné, je ložisko považováno za průmyslové. Ložiska zabírající významné plochy tvoří ložiska.

Sušení plynem

Vlhkost plynu během jeho přepravy často způsobuje vážné provozní potíže. Za určitých vnějších podmínek (teplota a tlak) může vlhkost kondenzovat, vytvářet ledové zátky a krystalické hydráty a v přítomnosti sirovodíku a kyslíku způsobit korozi potrubí a zařízení. Aby se předešlo těmto potížím, dochází k sušení plynu snížením teploty rosného bodu o 5...7 °C pod provozní teplotu v plynovodu.

Čištění plynu ze sirovodíku a oxidu uhličitého

V hořlavých plynech používaných pro zásobování měst plynem by obsah sirovodíku neměl překročit 2 g na 100 m 3 plynu. Neexistují žádné normy omezující obsah oxidu uhličitého, ale z technických a ekonomických důvodů by v přepravovaném plynu neměl překročit 2 %.

Odorizace plynu

Zemní plyn je bez zápachu. Proto, aby včas odhalili únik plynu, dávají mu pach - plyn je odorizován. Ethylmerkaptan (C 2 H 5 SH) se používá jako odorant. Z hlediska toxicity je kvalitativně i kvantitativně identický se sirovodíkem a má ostrý nepříjemný zápach.

Přeprava

Hlavním typem přepravy plynu je v současnosti plynovod. Plyn se pohybuje potrubím velkého průměru pod tlakem 75 atmosfér (7,5 MPa). Jak se plyn pohybuje potrubím, ztrácí energii, kterou spotřebuje na překonání třecí síly jak mezi stěnou potrubí a plynem, tak mezi vrstvami plynu samotného. Aby se tlak v potrubí udržoval na dané úrovni, je potřeba mít kompresorové stanice (CS) v určité vzdálenosti od sebe, které musí udržovat tlak v potrubí na úrovni 75 atmosfér. Údržba a výstavba ropovodu stojí spoustu peněz, přesto je ropovod nejlevnějším způsobem přepravy ropy a plynu.

Dalším způsobem přepravy plynu je použití speciálních tankerů – přepravců plynu. Jde o speciálně vybavené lodě pro přepravu plynu ve zkapalněném stavu za určitých podmínek. Pro přepravu plynu tímto způsobem je nutné kromě samotných tankerů provést řadu přípravných opatření umožňujících jejich použití. Je nutné prodloužit plynovod k mořskému pobřeží, vybudovat přístav pro tankery, zařízení na zkapalňování plynu a samotné tankery. Tento typ přepravy plynu je však ekonomicky proveditelný, když je spotřebitel vzdálen více než 3000 km od výrobních míst.

Syntéza zemního plynu

Existuje mnoho způsobů, jak získat zemní plyn z jiných organických látek, jako jsou odpady ze zemědělské činnosti, dřevozpracujícího a potravinářského průmyslu atd.