Gaz ziemny właściwości, skład i zastosowania

Gaz ziemny to mieszanina węglowodorów składająca się głównie z nasyconych lekkich parafin, takich jak metan i etan , z których oba są w stanie gazowym w warunkach atmosferycznych. Mieszanina może również zawierać inne węglowodory, takie jak propan ,butan ,pentan i heksan. W złożach gazu ziemnego nawet cięższe węglowodory występują w większości w postaci gazowej z powodu wyższych ciśnień. Zwykle upłynniają się na powierzchni (pod ciśnieniem atmosferycznym ) i są produkowane oddzielnie jako ciecze z gazu ziemnego (NGL), w separatorach polowych lub w zakładach przetwarzania gazu. Po oddzieleniu od strumienia gazu, NGL można dalej rozdzielić na frakcje, począwszy od najcięższych kondensatów (heksany, pentany i butany) poskroplony gaz ropopochodny (LPG; głównie butan i propan) na etan. To źródło lekkich węglowodorów jest szczególnie widoczne w Stanach Zjednoczonych, gdzie przetwarzanie gazu ziemnego stanowi główną część surowca etanu do produkcji olefin oraz LPG do celów grzewczych i handlowych.

Zawartość bez węglowodorów

Inne gazy, które często występują w połączeniu z gazami węglowodorowymi, to azot , dwutlenek węgla , wodór i takie szlachetne gazy jak hel i argon .Azot i dwutlenek węgla są niepalne i można je znaleźć w znacznych proporcjach. Azot jest obojętny, ale jeśli występuje w znacznych ilościach, obniża wartość opałową mieszaniny; dlatego należy go usunąć, zanim gaz będzie nadawał się na rynek komercyjny. Dwutlenek węgla jest usuwany w celu podniesienia wartości opałowej, zmniejszenia objętości i utrzymania równomiernych właściwości spalania.

Często gazy naturalne zawierają znaczne ilości siarkowodór lub inne organiczne związki siarki . W tym przypadku gaz jest znany jako „kwaśny gaz ”. Związki siarki są usuwane podczas przetwarzania, ponieważ są toksyczne podczas wdychania, działają korodująco na instalacje i rurociągi oraz są poważnymi zanieczyszczeniami, jeśli zostaną spalone w produktach wytworzonych z kwaśnego gazu. Jednak po usunięciu siarki do dostępnego w handlu gazu ziemnego zawsze dodaje się niewielką ilość szkodliwego merkaptanu, aby zapewnić szybkie wykrycie wszelkich wycieków, które mogą wystąpić podczas transportu lub użytkowania.

Ponieważ w złożu występuje jednocześnie gaz ziemny i woda złożowa, zawiera się w nim gaz odzyskany ze studni wody pary, który częściowo skrapla się w transmisji do zakładu przetwórczego.

Właściwości termiczne i fizyczne

Komercyjny gaz ziemny pozbawiony NGL i sprzedawany do celów grzewczych zawiera zwykle od 85 do 90 procent metanu , a pozostała część to głównie azot i etan. Zwykle ma wartość opałową lub grzewczą około 38 megadżuli (MJ; milion dżuli ) na metr sześcienny lub około 1050 Brytyjskie jednostki termiczne (BTU) na stopę sześcienną gazu.

Metan jest bezbarwny, bezwonny i wysoce łatwopalny. Jednak niektóre z gazów towarzyszących w gazie ziemnym, zwłaszcza siarkowodór, mają wyraźny i przenikliwy zapach, a kilka części na milion wystarcza, aby nadać gazowi ziemnemu określony zapach.

Przetwarzanie I Transport Gazu Ziemnego

Systemy pomiarowe

Ilości gazu zgromadzonego w zbiorniku, a także wyprodukowanego ze studni i transportowanego rurociągami są mierzone objętościowo, wyrażane w metrach sześciennych lub stopach sześciennych. Obliczenia dokonywane są w odniesieniu do objętości zajmowanej przez gaz przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym (tj. 760 mm słupa rtęci lub 14,7 funta na cal kwadratowy) i w temperaturze 15 ° C (60 ° F). Ponieważ gaz w zbiorniku jest sprężany pod wpływem wysokiego ciśnienia wywieranego pod ziemią, rozszerza się on po dotarciu na powierzchnię i tym samym zajmuje więcej miejsca. Jednakże, ponieważ jego objętość jest obliczana w odniesieniu do standardowych warunków temperatury i ciśnienia, rozszerzenie to nie stanowiwzrost ilości produkowanego gazu. Zasoby gazu ziemnego są zwykle mierzone w miliardach i trylionach metrów sześciennych (bcm i tcm) lub w miliardach i bilionach stóp sześciennych (bcf i tcf). Objętości wytwarzane codziennie w odwiertach są często mierzone w tysiącach i milionach metrów sześciennych (Mcm i MMcm) lub w tysiącach i milionach stóp sześciennych (Mcf i MMcf). Tradycyjnie w przemyśle gazu ziemnego rzymska cyfra M oznacza 1000, a MM (1000 × 1000) milion.

Na rynku gaz ziemny jest zwykle kupowany i sprzedawany nie według ilości, ale według wartości opałowej, która powyżej wynosi około 38 MJ na metr sześcienny lub około 1050 BTU na stopę sześcienną. Jednostki te są często skracane jako MJ / m ³ i BTU / ft ³ . W praktyce zakupy gazu ziemnego są zwykle wyrażane w znacznie większych jednostkach, takich jak GJ (gigadżule, miliardy dżuli) i MMBTU (miliony BTU).

W brytyjskim systemie imperialnym 1 MMBTU jest dogodnie równoważne około 1000 stóp sześciennych gazu ziemnego. Inną często używaną jednostką jest therm, co odpowiada 100 000 BTU lub około 100 stopom sześciennym gazu. Cena gazu ziemnego jest często podawana w przeliczeniu na therm, za MMBTU lub za GJ.

W brytyjskim systemie imperialnym 1 MMBTU jest dogodnie równoważne około 1000 stóp sześciennych gazu ziemnego. Inną często używaną jednostką jest therm, co odpowiada 100 000 BTU lub około 100 stopom sześciennym gazu. Cena gazu ziemnego jest często podawana w przeliczeniu na therm, za MMBTU lub za GJ.