Метан и пропан отличия характеристики: Какой газ лучше заправлять в авто, метан или пропан

Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения

Это природный газ, искусственно сжиженный  путем охлаждения до −160 °C

ИА Neftegaz.RU. Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C, для облегчения хранения и транспортировки. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.
На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.
В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.
Для использования подвергается испарению до исходного состояния.
При сгорании паров образуется диоксид углерода( углекислый газ, CO₂) и водяной пар. В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.
СПГ получают из природного газа путем сжатия с последующим охлаждением.
При сжижении природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз.

Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м

³). 1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м³ природного газа после регазификации.
Примерно — потому что плотность газа и компонентный на разных месторождения разная.
Формулу Менделеева — Клайперона никто не отменял.
Кроме метана в состав природного газа могут входить: этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.
Плотность газа изменяется в интервале 0,68 — 0,85 кг/м³, но зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.
Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101.

325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP).
Плотность компонентов газа сильно различается:

• Метан — 0,668 кг/м³, 
• Этан — 1,263 кг/м³, 
• Пропан — 1,872 кг/м³.

Поэтому, в зависимости от компонентного состава изменяется и количество м³ газа при переводе из тонн.

Перевод 1 м³ СПГ в 1 м³ регазифицированного природного газа
Пропорции тоже зависят от компонентного состава.
В среднем принимается соотношение 1: 600.
1 м³ СПГ — это примерно 600 м³ природного газа после регазификации.

Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень.  Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.
Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.

Ныне применяются 2 техпроцесса:

• конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости,
• теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.

В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов.

При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м³ газа.

Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.

Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.

Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:

• каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения,
• цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана,
• расширительные циклы сжижения.

Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:

• для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products,
• технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips,
• использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях,
• локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива (ГМТ),
• использование морских судов с установкой сжижения природного газа (FLNG), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры,
• использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.

Процесс сжижения газа

Оборудование СПГ-завода

• установка предварительной очистки и сжижения газа,
• технологические линии производства СПГ,
• резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
• для загрузки на танкеры — газовозы,
• для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях (ГРС) при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа):

• используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.
• дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.
На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.
При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.
Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.
Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.
Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.
СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.

Транспортировка СПГ— это процесс, включающий в себя несколько этапов:

• морской переход танкера — газовоза,
• автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
• ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
• регазификация СПГ до газообразного состояния.

Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.

Основные производители СПГ по данным 2009 г:

Катар -49,4 млрд м³, Малайзия — 29,5 млрд м³; Индонезия-26,0 млрд м³; Австралия — 24,2 млрд м³; Алжир — 20,9 млрд м³; Тринидад и Тобаго -19,7 млрд м³.
Основные импортеры СПГ в 2009 г: Япония — 85,9 млрд м³; Республика Корея -34,3 млрд м³; Испания- 27,0 млрд м³; Франция- 13,1 млрд м³; США — 12,8 млрд м³; Индия-12,6 млрд м³.

Производство СПГ в России

На 2021 г в РФ действует 4 СПГ-завода.

СПГ-завод проекта Сахалин-2 запущен в 2009 г, контрольный пакет принадлежит Газпрому, у Shell доля участия 27,5%, японских Mitsui и Mitsubishi — 12,5% и 10% . 

По итогам 2015 г производство составило 10,8 млн т/год, превысив проектную мощность на 1,2 млн т/год.

Однако из-за падения цен на мировом рынке доходы от экспорта СПГ в долларовом исчислении сократились по сравнению с 2014 г на 13,3% до 4,5 млрд долл США/год.

2^м крупным игроком на рынке российского СПГ становится компания НОВАТЭК, которая в январе 2018 г ввела в эксплуатацию СПГ — завод на проекте Ямал-СПГ.

Новатэк-Юрхаровнефтегаз (дочернее предприятие Новатэка ) выиграл аукцион на право пользования Няхартинским участком недр в ЯНАО.

Няхартинский участок недр нужен компании для развития проекта Арктик СПГ. Это 2^й проект Новатэка, ориентированный на экспорт СПГ.

В США введены в эксплуатацию 5 терминалов по экспорту СПГ общей мощностью 57,8 млн т/год. 

На европейском газовом рынке началось жесткое противостояние американского СПГ и российского сетевого газа.

Все об угарном газе — Новости

16. октябрь 2018

В домашнем хозяйстве в Эстонии используется два типа газа – природный газ и сжиженный газ. Природный газ поступает к нам из России по длинным газопроводам, и в Эстонии распределяется по разным потребителям. Сжиженный газ, однако, хранится в баллонах и его распределение происходит баллонами.

В больших районах установлены специальные подземные газохранилища, откуда газ поступает пользователям по трубам. Поэтому стоит знать, что хозяйственный газ, который находится в баллонах – это сжиженный газ, а газ, который мы получаем по трубам, в зависимости от района, может быть, как природный, так и сжиженный.

Что такое природный газ?

• Основной составляющей природного газа является метан – это газ без цвета и запаха. Для того чтобы обнаружить утечку газа к нему добавлено немного веществ для усиления запаха.
• Природный газ легче воздуха, поэтому в случае утечки, перемешавшись с воздухом, он поднимается наверх. Всегда стоит помнить, что вентиляция или иные потоки воздуха могут направить газ и в сторону. Это означает, что обычно в случае утечки газа в опасности находятся квартиры сверху, но газ может и двигаться в соседние квартиры.
• Природный газ оказывает на людей удушающее воздействие. Это не очень ядовитый газ. Скорее он обладает наркотическими свойствами. Если газом наполнено приблизительно 10% помещения, то он вызывает сонливость, головную боль и плохое самочувствие. Если содержание газа в квартире поднимается до 20-30%, то происходит нехватка кислорода, что может вызвать удушение.

Что такое сжиженный газ?

• Основной составляющей сжиженного газа является пропан. Как и метан, пропан бесцветный и не имеет запаха. Чтобы человек обнаружил в хозяйстве утечку газа, то к нему добавляется немного веществ для усиления запаха. Из-за таких веществ у газа появляется четко выраженный запах.
• Пропан не ядовитый газ, но попав в воздух в больших количествах и в условиях уменьшения кислорода, может возникнуть удушение. Вдыхая такой газ, может возникнуть головокружение, сонливость, тошнота и слабость.
• Пропан тяжелее воздуха и поэтому, в случае утечки, газ оседает на пол, в подвал, в канализации и прочие углубления. Поэтому в случае утечки газа в опасности находятся квартиры на низких этажах и подвалы.

Что такое угарный газ?

• Даже обычное пригорание еды дома может вызвать угарный газ, а как следствие этого — отравление. Однако, в домах и квартирах основной причиной возникновения угарного газа является рано закрытая печная заслонка, плохо отрегулированная газовая плита или газовый бойлер с плохой тягой.
• По своим свойствам угарный газ, или монооксид углерода (CO), представляет собой не имеющий цвета, запаха и вкуса отравляющий газ и распространяется совершенно незаметно для человека. Чаще всего при пожарах люди погибают именно вследствие вдыхания отравляющего дыма.
• Из-за попадания угарного газа в организм человека, кровь теряет возможность переносить кислород. Гемоглобин, который должен переносить кислород в крови, наоборот, начинает переносить угарный газ. В следствии этого в организме человека образуется опасное вещество – карбоксигемоглобин.
• Количество кислорода в различных частях тела снижается, так как гемоглобин больше не доставляет туда кислород. Человек начинает задыхаться. Одним разом сердце выбрасывает в организм почти один стакан крови, и угарный газ попадает через легкие в другие части тела очень быстро.
• Отравившись угарным газом, мы не понимаем масштаб ситуации. Человек находится в замешательстве и не может себе помочь, хотя и чувствует, что с ним что-то не так. Человек может и не сопоставить эти симптомы с отравлением угарным газом, а находясь во сне и вовсе ничего не почувствовать.
• Симптомы зависят от количества газа. От маленького количества может возникнуть пульсация в висках, сонливость, слабость, головная боль, потеря равновесия, шум в ушах, слабость в ногах, тошнота и рвота. Позднее могут возникнуть галлюцинации, учащение пульса, поднятие давления, может возникнуть слабость, сонливость, потеря давления, осложнения при дыхании. При сильном отравлении человек теряет сознание и наступает смерть.
• Человек может умереть от отравления угарным газом без имеющегося возгорания. Например, когда печную заслонку закрывают слишком рано, или газовый прибор работает в условиях кислородного голодания и как следствие этого образуется угарный газ. Также угарный газ может к вам просочится из соседних квартир.
• Дымовой датчик не способен обнаружить угарный газ. Чтобы на ранних стадиях обнаружить угарный газ необходим датчик угарного газа.

Типичные случаи

• Газовые установки бывают разных типов. Обычно несчастные случаи случаются с такими котлами, работа которых зависит от воздуха. Это означает, что для работы они получают необходимое количество воздуха с комнаты. Часто устанавливали такие котлы в закрытые шкафы.
• Также причиной может быть и утепление дома. Многие дома, в которых изначально имелась естественная вентиляция, уже утеплили, поменяли окна, сделали беспечную перестройку. Например, газовые установки соединили друг с другом в неподходящие дымоходы. Часто устанавливали такие газовые установки в закрытые шкафы. Со временем дымоходы забивались, а сгораемый воздух оставался в квартире.
• Каждая газовая установка нуждается в регулярном контроле и обслуживании. Важно следить за тем чтобы из соединений труб не было утечки, а дымоход не был бы забитым.
• Газовое пламя обычно синего цвета. Если пламя зеленое, то это определенно указывает на опасность.

Кто несет ответственность?

• В квартирах и частных домах ответственность за работу и исправность газовых установок несет владелец. Необходимо проверять и обслуживать домашние газовые установки раз в год.
• За газовые трубы на лестничных площадках в многоквартирных домах ответственность несут члены товарищества.
• За строительство, контроль и обслуживание газовых приборов отвечает фирма, осуществляющая данные услуги. Человеческие жизни зависят от качества таких услуг.
• Государство осуществляет надзор над владельцами домов и квартир, а также предприятий за соблюдением данных предписаний.

Датчик угарного газа

• С 1 января 2018 года установка датчика угарного газа является обязательной во всех жилых помещениях, в которых находится подсоединенная к трубе газовая установка.
• Прежде всего к таким установкам относятся работающие на газе водонагреватели. Датчик угарного газа становится обязательным при наличии газового отопления, однако разумно установить соответствующий датчик во всех жилых помещениях, в которых находится связанное с процессами горения оборудование, например, печь на древесном топливе, камин, плита или газовый бойлер. Установка датчика является добровольной в том случае, если предприняты технические меры, исключающие утечку угарного газа и его попадание в жилое помещение, например, если забор воздуха для горения газовой установки осуществляется непосредственно из наружного воздуха и выделяемые при горении газы также выводятся непосредственно через предназначенную для этого трубу в наружный воздух.
• Датчик угарного газа дает сигнал только тогда, когда концентрация угарного газа в воздухе приближается к уровню, опасному для здоровья человека.
• Один датчик угарного газа предназначен для использования в одном помещении, так как устройство показывает только уровень СО, распространяющегося вблизи датчика.

Где установить датчик угарного газа?

• При установке датчика угарного газа необходимо в первую очередь следовать инструкциям производителя.
• В отличие от датчика дыма датчик угарного газа крепят на стену помещения, на высоте приблизительно 0,5-1,5 метра от пола. Опытные специалисты рекомендуют устанавливать датчик, так сказать, на уровне дыхательных путей человека, или на том уровне, на котором находится лицо человека, когда он сидит на диване, а в спальной комнате ‒ примерно на высоте подушки.
• Устройство устанавливают на расстоянии 1-3 метра от источника угарного газа, также не следует устанавливать датчик вблизи вентиляционных систем и воздуховодов.
• В доме из нескольких этажей рекомендуется установить датчики угарного газа на каждом этаже. По возможности также в каждой спальной комнате.
• Если газовый бойлер находится в ванной комнате, необходимо убедиться, что датчик угарного газа подходит для установки во влажных помещениях. Для этого датчик должен иметь обозначение IP, которое должно соответствовать уровню IP44.
• Датчики угарного газа не устанавливают в гаражах, на кухнях, в котельных, в ванных комнатах и в других местах, в которых температура опускается ниже 10°C или поднимается выше 40°C.

Как осуществлять уход?

• Проверять, находится ли датчик угарного газа в рабочем состоянии, необходимо раз в месяц, нажимая тестовую кнопку. Звуковой сигнал подтверждает, что устройство находится в рабочем состоянии.
• Датчик угарного газа необходимо регулярно очищать от пыли. Для этого можно использовать как пылесос, так и тряпку.
• Источником питания датчика угарного газа являются батарейки – прерывистый регулярный звуковой сигнал датчика свидетельствует об опустошении батареек. Это значит, что батарейку следует немедленно заменить.
• Дополнительную информацию о газовой безопасности для бытовых потребителей найдете

Что делать если сработал датчик угарного газа?

• Быстро открыть окна и двери и тщательно проветрить комнату.
• Выключить все отопительные системы или потушить огонь в печке или плите.
• Вызовите на место профессионального техника, который поможет разрешить проблему. До приезда техника сами не включайте отопительные приборы.
• Если заметили у кого-то симптомы отравления угарным газом, то немедленно выведите человека на свежий воздух, вызовите скорую

Статистика

Выезды Спасательного департамента на случаи, связанные с газом:
2015 – 291
2016 – 403
2017 – 421
2018* – 356

*По состоянию на 14 октября

Основные регионы, откуда часто поступают вызовы — Харьюмаа и Ида-Вирумаа. Города Таллинн, Кохтла-Ярве, Тарту и Нарва.

71% случаев происходит в жилых помещениях

60% в квартирах

25% на лестничных площадках

Возьмите на заметку!

• Никогда не осуществляйте ремонт газовых установок сами!
• Установите датчик угарного газа – он обязателен с 1 января 2018 года!
• Домашние газовые установки должен проверять и обслуживать специалист один раз в год! Дополнительные требования могут возникнуть из устройства по эксплуатации устройства.
• Дымоход газового устройства необходимо прочищать согласно инструкции. Если в инструкции по эксплуатации совет отсутствует, тогда это необходимо делать один раз в год. Дымоход может чистить только квалифицированный трубочист, который имеет соответствующее удостоверение.
• Строительство, ремонт и обслуживание могут производить только лица, имеющие необходимые для работы с газом навыки.
• Список фирм и их контактов на страничке Департамента технического надзора

• Наличие профессиональных навыков можно проверить по название предприятия на сайте

Вопросы/ответы

На этот вопрос тоже нет однозначного ответа. Опять же по теории клапана работают в более теплонагруженном режиме и поэтому их ресурс должен уменьшаться. Однако практика показывает, что езда на газе никак не влияет на состояние клапанов. Вернее не влияет езда на правильно настроенном оборудовании. Так что катайтесь на газе, и не думайте не про какие клапана!

Скажем сразу каких баллонов не бывает. Не бывает угловатых баллонов, все газовые баллоны округлые.

Баллоны бывают двух видов- цилиндрические и тороидальные. Цилиндрические бывают различного диаметра и различной длины. Тороидальные баллоны, как правило, небольшого объема и предназначены для установки в нишу запасного колеса. Их полезный объем, как правило, составляет 30-98 литров.

Да, можно. Мы предлагаем клиентам установку электронного уровня топлива с выводом его показаний в салон автомобиля.

Каждый день приходится отвечать на вопрос, какого поколения оборудование мы устанавливаем. Среди установщиков газобаллонного оборудования существует классификация газового оборудования по поколениям.

К системам ГБО первого поколения относят оборудование с раздельным редуктором и испарителем газа.

Различие между вторым и третьим поколением ГБО состоит только в способе дозирования подачи газа в двигатель автомобиля. В ГБО второго поколения регулирование подачи газа в смеситель осуществляется вручную, с помощью так называемого дозатора, который представляет собой обычный патрубок с изменяющимся проходным сечением при ввинчивании или вывинчивании обычного винта, вставленного поперек патрубка. В дозаторе выбирается некое среднее положение винта, при котором мотор стабильно работает на газе. Это положение винта при эксплуатации автомобиля остается практически неизменным (иногда корректируется при засорении воздушного фильтра.

В оборудовании третьего поколения — ГБО 3 используется не ручной, а электронный дозатор, который осуществляет регулирование газа с помощью шагового электродвигателя. Управление дозатором осуществляет электронный блок, который, в свою очередь, использует в основном информацию, поступающую от лямбда-зонда. ГБО этого поколения настраивается с помощью ПК.

Проще всего отличить оборудование четвертого поколения — ГБО 4. В данном случае между установщиками отсутствуют разночтения в классификации. В системах четвертого поколения — ГБО 4 газ из редуктора поступает к газовым форсункам, представляющим собой электромагнитные клапаны, работающие по такому же принципу, как и бензиновые форсунки. Форсунки подают газ через тарированные жиклеры в район расположения впускных клапанов двигателя автомобиля.Управление работой газовых форсунок ГБО 4 осуществляет блок управления, аналогичный штатному контроллеру автомобиля. «Газовый» блок в своей работе использует сигналы бензиновых форсунок и при помощи собственного программного обеспечения пересчитывает параметры дозирования под использование газового топлива. Настройка оборудования 4-го поколения осуществляется только с использованием ПК и своего собственного программного обеспечения.

Системы ГБО 4 поколения нельзя установить на автомобиль с системой впрыска бензина непосредственно в цилиндр автомобиля (например, Mitsubishi GDI (Gasoline Direct Injection)).

Пятое поколение ГБО (ГБО 5). Сейчас уже существует система LPI, разработанная в Голландии и Корее, где газ впрыскивается не в газообразном, а сжиженном виде непосредственно в цилиндр автомобиля. То есть. эту систему уже можно устанавливать на двигатели GDI. ее уже называют 5-м поколением газового оборудования — ГБО 5. LPI работает только с насосом высокого давления, который находится внутри баллона. К сожалению, качество Российского газа губительно сказывается на работе этого насоса.  Оборудование 5-го поколения в данный момент в наших условиях НЕРАБОТОСПОСОБНО. Оборудование 6-го и далее поколения не существует.

Происхождение нефти, ее состав и основные свойства

Нефтяные месторождения — уникальное хранилище энергии, образованной и накопленной на протяжении миллионов лет в недрах нашей планеты. В этом материале — о том, какой путь проделала нефть, прежде чем там оказаться, из чего она состоит и какими свойствами обладает

Две гипотезы

У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории происхождения нефти. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы.

Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе градиента характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном случае — в зависимости от глубины пласта давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.

60 млн лет может занимать природный процесс образования нефти из органических останков

Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти.

Состав и свойства нефти

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТИ МОГУТ ЗНАЧИТЕЛЬНО РАЗЛИЧАТЬСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.).

От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³.Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

Большинство ученых сегодня объясняют происхождение нефти биогенной теорией. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?

С точки зрения современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Этапы образования нефти

СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

• осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке;
• биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
• протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления;
• мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФ Н), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C.  При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки;
• апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180—250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

В ловушке

Помимо чисто научного интереса гипотезы, объясняющие происхождение нефти и газа, имеют еще и политическое звучание. Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образования не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для нефтяников вопрос о том, откуда берется нефть, принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше.

В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах.

Под действием различных факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров.

Типы коллекторов

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЗАПАСОВ НЕФТИ СОДЕРЖИТСЯ В ДВУХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ

Терригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор.

Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др. ) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений.

Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Двигаясь по коллектору, флюид в какой-то момент может упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой.

Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате изгибов пластов осадочного чехла. Однако помимо изгибов внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Антиклиналь

Тектоническая экранированная ловушка

Соляной купол

Стратиграфическая ловушка

Ровесница динозавров

Когда же образовались те структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.

Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами.

Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена(66—23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).

Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молодым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

Смешанные свойства

Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее.

В своей основе нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин.

Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются определять зрелость и другие свойства нефти.

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине.

Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта.

Почему пропан хранится в бытовых резервуарах, а природный газ — нет?

Категория: Химия      Опубликовано: 2 мая 2013 г.

Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

Чтобы получить полезное количество газообразного топлива в баке разумного размера, вы должны сжижать его. Некоторые виды топлива легче сжижать, чем другие. Согласно учебнику «Органическая химия» Джозефа М. Хорнбэка, температура кипения пропана составляет -44° F (-42° C) при атмосферном давлении, а метана (природный газ) имеет температуру кипения -260° F (- 162°С) при атмосферном давлении. Это означает, что метан должен быть охлажден до гораздо более низкой температуры, чем пропан, чтобы превратиться в жидкость, которую можно хранить в резервуаре. Молекулы пропана состоят из трех атомов углерода, связанных в цепочку с восемью атомами водорода, связанными с этими атомами углерода. Напротив, молекула метана состоит всего из одного атома углерода, связанного с четырьмя атомами водорода. Молекулы метана обладают высокой степенью симметрии. В результате у них нет постоянного электрического диполя. Связь между постоянными диполями является доминирующим механизмом связи между молекулами, поскольку они превращаются в жидкость для многих веществ, таких как вода.Симметрия метана и, следовательно, отсутствие постоянного электрического диполя означает, что его молекулы могут связываться только благодаря гораздо более слабому эффекту, известному как лондонская дисперсионная сила или сила Ван-дер-Ваальса. В этом эффекте молекулы индуцируют временные диполи друг в друге, и эти диполи затем соединяются. Поскольку этот механизм связывания очень слаб, молекулы метана должны быть охлаждены до низкой температуры, пока они не станут достаточными для связывания и образования жидкости. Напротив, пропан не требует такой низкой температуры для сжижения.

Но бытовой пропан обычно не хранится в жидком состоянии при низкой температуре. Вместо этого используется высокое давление. Чтобы пропан оставался жидким при комнатной температуре (70° F или 21° C), его необходимо держать в резервуаре под давлением около 850 кПа. Этого можно добиться с помощью прочного металлического бака. Напротив, для поддержания метана в жидком состоянии при комнатной температуре требуется резервуар, который может поддерживать давление около 32 000 кПа. Бытовые металлические баки не выдерживают такого давления. Короче говоря, метан не хранится в бытовых резервуарах, потому что симметрия его молекул затрудняет его сжижение.В принципе, вы можете хранить метан в резервуаре в газообразном состоянии, но плотность метана в газообразном состоянии настолько мала, что вы не сможете хранить его в пригодном для использования количестве. Вместо этого природный газ перерабатывается и хранится на нефтеперерабатывающих заводах, а затем в газообразном состоянии подается в домохозяйства по трубам. Свойства различных основных видов топлива приведены ниже, хорошо показывая тенденцию изменения давления жидкости при комнатной температуре. Обратите внимание, что значения давления приблизительны.

Топливо	Температура кипения (°С)	Давление пара при 21°C (кПа)
Метан CH 4	-162	32000
Этан C 2 H 6	-89	3800
Пропан C 3 H 8	-42	850
Бутан C 4 H 10	0	230
Пентан C 5 H 12	36	60
Гексан C 6 H 14	69	17
Гептан C 7 H 16	98	5
Октан C 8 H 18	126	1

Темы: топливо, жидкость, метан, природный газ, фаза, фазовая диаграмма, давление, пропан, хранилище пропана, баллоны с пропаном, давление паров

Сравнение характеристик взрыва облаков водорода, пропана и метана при стехиометрических концентрациях

https://doi. org/10.1016/j.ijhydene.2017.04.201Получить права и содержание

Основные моменты

•

Взрывное избыточное давление водорода/воздуха повышается локально с расстоянием, в отличие от метана или пропана.

•

Максимальные пиковые динамические давления взрыва водорода/воздуха достигаются за пределами исходного облака.

•

Пиковое динамическое давление взрыва водородно-воздушного облака того же порядка, что и избыточное давление.

•

Температуры взрыва мало различаются между тремя смесями, исследованными в этом исследовании.

Abstract

Численное моделирование было проведено для изучения взрывных характеристик безнапорных облаков. Объем исследуемого облака составлял 4 м × 4 м × 2 м. Встроенное препятствие внутри облака представляло собой массив перпендикулярных стержней 8 × 8 × 4. Коэффициент блокировки объема препятствия составил 0,74. Рассматривались три газа: водород/воздух при стехиометрических концентрациях, пропан/воздух при стехиометрических концентрациях и метан/воздух при стехиометрических концентрациях. Взрыв водородно-воздушного облака имеет более высокое пиковое избыточное давление, и избыточное давление повышается локально в близлежащей области границы облака. Избыточное давление при взрыве метана/воздуха и пропана/воздуха ниже по сравнению с водородом/воздухом и уменьшается с расстоянием. Максимальное пиковое динамическое давление достигается за пределами исходного облака, что явно отличается от пика избыточного давления взрыва. Кроме того, динамическое давление взрыва облака имеет тот же порядок, что и избыточное давление.Область пламени взрыва для водородно-воздушного облака примерно в 1,25 раза больше исходной ширины облака. Области пламени взрыва для облаков пропан/воздух или метан/воздух примерно в 1,4 раза больше исходной ширины облака. В отличие от избыточного давления взрыва, температуры взрыва мало отличаются между тремя рассматриваемыми в данном исследовании смесями. Более высокая энергия взрывчатой ​​смеси создает опасный эффект высокой температуры, но более высокая энергия взрывчатой ​​смеси может не вызывать большего опасного эффекта избыточного давления при аварии со взрывом газа.

Ключевые слова

Водород

Пропан

Метан

Взрыв облака

Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

Показать полный текст

© 2017 Hydrogen Energy Publications LLC. Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Климатология и химия атмосферы неметановых углеводородов этана и пропана над Северной Атлантикой NMHC на горе Пико | Элемента: Наука антропоцена

Результаты на рисунках 6 и 7 иллюстрируют широкий спектр режимов переноса, при этом большая часть переноса в PMO происходит в полосе широт ∼ 30–60 ° северной широты.Шесть сезонных групп не обнаруживают явных различий в поведении транспорта между сезонами. Двумя характерными видами транспорта являются прямой перенос из регионов с наветренной стороны на запад и круговая схема движения по часовой стрелке с западным транспортом, циркулирующим обратно вниз к PMO с северо-востока от Азорских островов. Большинство обратных траекторий в течение года проходят над Северной Америкой. Есть несколько обратных траекторий (<5%), проходящих над Африкой и Европой. По оценкам, 20–30% транспорта приходится на более высокие широты (> 50 ^o северной широты) Северной Америки, т.е.е. Канада.

Эти результаты показывают некоторые характерные черты взаимосвязи между транспортным поведением и старением NMHC. Цвета траекторий от оранжевого до красного обычно связаны с далеко идущими обратными траекториями, что указывает на то, что быстрый перенос является основной причиной атмосферных условий с высоким содержанием молярных долей NMHC и низкой степенью фотохимической обработки. Большинство этих траекторий проходят над США и Канадой, а некоторые из этих случаев простираются далеко в канадскую Арктику.Только несколько траекторий с высоким значением ln([пропан]/[этан]) происходят из Западной Европы. Сильно состаренный воздух, связанный с низкими значениями ln([пропан]/[этан]), т. е. цвета траектории от синего до зеленого, в основном возникает в результате отбора проб воздуха, который находился над приморским атлантическим регионом. Преобладающим режимом течения является циркуляция вокруг Азорско-Бермудского высокогорья, которое переносит воздушные массы к северо-востоку от Азорских островов, а затем на юг к ПМО. В конце лета и осенью несколько большее количество траекторий исходит южнее в субтропическом атлантическом регионе, чем из других регионов-источников.

Наши результаты в целом согласуются с более ранней работой, касающейся летнего транспорта в PMO. Хонрат и др. (2004), используя анализ траекторий, аналогичный представленному здесь, обнаружили, что большинство событий переноса загрязнения произошло над США с двумя основными путями переноса. Используя транспортный анализ FLEXPART в сочетании с фотохимическим моделированием скорости распада NMHC, Honrath et al. (2008) пришел к выводу, что воздух, поступающий в ОУП, обычно подвергался фотохимическому старению в течение 3–10 дней с момента последнего столкновения со значительными выбросами.

Первый путь приносит относительно свежие выбросы с восточного побережья США в ОУП, а второй приносит более старые выбросы США из западной части США, иногда смешанные с выбросами от сжигания биомассы из западной части США, Аляски и Канады. Эти пути потока очевидны в полученных здесь результатах, связанных с большинством наблюдений с высоким значением ln([пропан]/[этан]). Хонрат и др. (2004) также обнаружили, что периоды с более низкими уровнями загрязнения, как правило, связаны с траекториями, которые совершали круги над Атлантикой в ​​течение многих дней, такая же траектория идентифицирована здесь с низкими значениями ln([пропан]/[этан]).Эти основные схемы переноса были распространены среди исследований, в которых изучалась взаимосвязь между транспортом и уровнями загрязнения, наблюдаемыми в ОУП. Оуэн и др. (2006) показали, что случаи загрязнения, переносимые из восточной части США, часто связаны с теплым воздушным потоком конвейерной ленты, в то время как последующий перенос над Атлантикой определяется геострофическими ветрами между Азорскими/Бермудскими островами и северными понижениями, что является заметной моделью потока в Атмосфера Северной Атлантики, при этом некоторые переносы происходят на довольно низких высотах. Другие химические трассерные измерения показали увеличение содержания окиси углерода и оксидов азота, а также увеличение содержания озона в этом потоке. Также было показано, что образование озона продолжается в этом потоке в течение нескольких дней во время переноса через Атлантический океан (Zhang et al., 2015). Преобладание повышенных уровней NMHC, наблюдаемых в этой схеме переноса, еще больше подчеркивает роль выбросов ЛОС с североамериканского континента в подпитке этого производства озона.

Осенью, зимой и весной было проведено меньше измерений NMHC, чем летом, что привело к меньшему количеству траекторий для анализа переноса (рис. 6).Несмотря на меньший набор данных за эти сезоны, нет очевидного значительного сдвига в путях потока и относительном распределении воздушного транспорта и ассоциации окисления НМУ, что позволяет предположить, что сезонные различия в переносе и их влияние на появление НМУ в ПМО относительно невелики. Чжан и др. (2015) является единственным другим исследованием, в котором был проведен значительный анализ сезонных перевозок в ОУП. Эти исследователи использовали дисперсионную модель FLEXPART для определения регионов-источников и режимов транспортировки, которые доставляли загрязненный и чистый воздух в ОУП в течение 11 лет (2001–2011 гг.).Их исследование выявило пять транспортных режимов, связанных в первую очередь с переносом антропогенных выбросов из США в ОУП, три класса случаев сжигания биомассы, одну широкую категорию переноса состарившегося воздуха Северной Атлантики, а также перенос из Европы, Африки, тропических регионов, опускание из средней и верхней свободной тропосферы. На протяжении всех сезонов преобладала та или иная форма переноса из нижней и средней тропосферы Северной Америки (0–5 км над ур. ) и осенью (сентябрь-октябрь) соответственно.Перенос стареющего фонового воздуха из Северной Атлантики был вторым наиболее частым видом переноса, в то время как перенос из других регионов происходил реже. Несмотря на то, что существуют сезонные сдвиги в конкретных уровнях каждого региона-источника и путей переноса, сохраняется общая тенденция: во все сезоны преобладает перенос с североамериканского континента, за которым следует стареющий фоновый воздух. Вал-Мартин и др. (2008b) обсуждали характерные для конкретных событий характеристики летнего транспорта в ОУП.Они показали, что, по-видимому, наблюдается больший экспорт и перенос оксидов азота из пограничного слоя Северной Америки в PMO в течение летнего сезона, что обусловлено более сильным подъемом воздуха пограничного слоя в континентальной части Северной Америки в нижнюю свободную тропосферу в летних условиях. Пэрриш и др. (2004) предположили, что неглубокая вентиляция континентального пограничного слоя в нижнюю свободную тропосферу, вызванная нагревом поверхности и связанная с кучевым облаком хорошей погоды, прорывающимся через дневной пограничный слой, может обеспечить важный механизм подъема антропогенных выбросов над востоком Соединенных Штатов. Этот механизм, который, как ожидается, будет наиболее частым летом, может привести к значительному экспорту оксидов азота в регион Северной Атлантики (Parrish et al., 2004; Li et al., 2005; Hudman et al., 2007). Кроме того, в весенне-осенний период, достигая максимума в конце лета, в воздухе, достигающем станции, можно обнаружить признаки горения биомассы (Val-Martin et al., 2008a). Таким образом, эти предыдущие исследования предполагают сезонные различия в химических признаках оттока из Северной Америки. Наша работа основывается на химических индикаторах NMHC, представленных здесь и (Zhang et al., 2015) добавляют к этим выводам, показывая, что PMO подвержены и подвержены влиянию переноса из Северной Америки в одинаковой степени круглый год, подразумевая, что, хотя источники химических веществ с наветренной стороны и условия смешивания могут меняться в зависимости от сезона, сезонные колебания в доминирующие транспортные схемы через Северную Атлантику.

Характеристики газов

Аммиак (R-717)

Бесцветный газ; очень резкий запах. Нижний предел человеческого восприятия составляет 53 промилле. Смеси аммиака и воздуха взрываются при воспламенении. при благоприятных условиях.

Возможные симптомы передозировки: раздражение глаз, носа и горла; одышка, бронхоспазм и боль в груди; отек легких; розовый пенистый мокрота, кожные ожоги и везикуляция. (Индекс Мерк)

 

Углерод Диоксид

Бесцветный негорючий газ без запаха.

Потенциальные симптомы передозировки: головная боль, головокружение, беспокойство и парестезии; одышка; потливость, недомогание; учащение пульса и пульсовое давление; повышенное артериальное давление; кома; асфиксия; и судороги при высоких концентрациях. (Индекс Мерк)

 

 

Углерод Монооксид

Сильно ядовитый газ без запаха, цвета и вкуса.

Взаимодействует с гемоглобином крови с образованием карбоксигемоглобина который бесполезен в качестве переносчика кислорода. К токсическим симптомам относятся: головная боль, умственная отсталость, головокружение, слабость, тошнота, рвота, потеря мышечный контроль, увеличение, затем уменьшение пульса и дыхания скорость, коллапс, потеря сознания и смерть. (Индекс Мерк)

 

Хлор/Хлорамин

Хлор может быть в жидком или газообразном состоянии.жидкий хлор это прозрачная жидкость янтарного цвета. Газообразный хлор имеет зеленовато-желтый цвет. Хлор имеет неприятный удушливый запах с раздражающим воздействие на нос и горло. Он широко используется в качестве дезинфицирующего средства. и отбеливатель для домашнего хозяйства, а также промышленности.

Хлорамин – побочный продукт взаимодействия хлора с водой. Лучший способ измерения, контроля и измерения хлорамина – это для измерения хлора, поскольку он производится хлорамином

«Вдыхание низких концентраций хлора вызывает рефлексы, кашель, резь в глазах, общее самочувствие неприятные ощущения в груди, тошнота и рвота.При высоких концентрациях, хлор вызывает отек легких, и это смертельно.

Интервал:

Датчики не имеют «допустимого радиуса» или «площади». покрытия «Для того, чтобы датчик обнаружил концентрацию газа, газ должен мигрировать из места источника в место расположения датчика. Поскольку это расстояние от источника до датчика увеличивает миграцию время также увеличивается, как и время обнаружения и время подачи сигнала тревоги.В качестве общего руководства мы предлагаем минимальное расстояние 5000 кв. футов и максимальное расстояние 0,000 sq. ft для каждого датчика.

 

 

Горючие материалы

Все горючие газы имеют нижний предел взрываемости (НПВ). НПВ минимальная концентрация горючего газа в помещении, при которой возгорание произойдет при наличии источника воспламенения. Общие горючие газы включают метан (природный газ), пропан, бутан, водород.

Наиболее распространенным горючим газом является метан. Он широко распространен в природе и составляет примерно 85% американского природного газа. Он бесцветен и не имеет запаха, не ядовит и горит бледным, слабо светящееся пламя.

НПВ метана составляет 5,53% по объему в воздухе

Примечание. Каждый горючий газ имеет различный процент НПВ

Интервал:

Датчики не имеют «допустимого радиуса» или «площади». охвата» Для того, чтобы датчик определял концентрацию газа; газ должен мигрировать из места источника в место расположения датчика. Поскольку это расстояние от источника до датчика увеличивает миграцию время также увеличивается, как и время обнаружения и время подачи сигнала тревоги. В качестве общего руководства мы предлагаем минимальное расстояние 5000 кв. футов и максимальное расстояние 0,000 sq.ft для каждого датчика.

 

 

Водород

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. Он бесцветный, газ без запаха и вкуса; воспламеняется при смешивании с воздухом, кислородом, хлор и др.Не оказывает специфического токсического действия. В высоких концентрациях он может действовать так же просто, как удушающий. (Индекс Мерк)

 

 

Сероводород

h3S является побочным продуктом добычи нефти и газа. это содержащихся в газе или сырой нефти под землей. Когда хорошо, что производит нефть или газ, содержит сероводород, его называют кислым ну, когда это не так, это называется сладкий колодец.

Сероводород выделяется также при разложении органических материалов, например, на очистных сооружениях.

Это токсичный газ, чрезвычайно ядовитый в очень малых количествах. Хотя запах можно обнаружить даже при очень низкой концентрации, обоняние пропадает уже через несколько минут после воздействия, из-за к обонятельной усталости. Это делает невозможным ощущение опасности концентрации.

Вдыхание h3S с концентрацией в несколько сотен частей на миллион может привести к острому отравлению, и хотя газ является раздражителем, системные эффекты от абсорбции h3S в кровотоке затмевают раздражающие эффекты.

Когда количество газа, поглощенного кровью, превышает легко окисляется, возникает системное отравление с общим действие на нервную систему. За секунды и без предупреждения возможны потеря сознания и коллапс. По этой причине многие лица потеряли свои жизни, пытаясь спасти жертву, которая потеряла сознание от воздействия.

Интервал:

Датчики не имеют «допустимого радиуса» или «площади». покрытия «Для того, чтобы датчик обнаружил концентрацию газа, газ должен мигрировать из места источника в место расположения датчика. Поскольку это расстояние от источника до датчика увеличивает миграцию время также увеличивается, как и время обнаружения и время подачи сигнала тревоги.В качестве общего руководства мы предлагаем минимальное расстояние 5000 кв. футов и максимальное расстояние 0,000 sq.ft для каждого датчика.

 

Метан

Бесцветный, без запаха, неядовитый, легковоспламеняющийся газ. горит с бледное, слабо светящееся пламя. Образуют взрывоопасные смеси с воздухом. Воздух, содержащий менее 5,53% метана, больше не взрывается. Воздух, содержащий более 14% метана сгорает без шума.Метан тоже простой удушающий. (Индекс Мерк)

 

Кислород

При нормальных условиях воздух содержит 20,9% кислорода. Уровень кислорода свыше 20,9 усиливают горение. Уровень кислорода значительно ниже 20,9% вызовет удушье.

Кислородный датчик

обычно используется для обнаружения присутствия инертных газы, вытесняющие кислород. Общие области применения — кабинеты МРТ в для обнаружения утечек инертных газов, которые используются для охлаждения аппарат МРТ.

Интервал:

Датчики не имеют «допустимого радиуса» или «площади». покрытия «Для того, чтобы датчик обнаружил концентрацию газа, газ должен мигрировать из места источника в место расположения датчика. Поскольку это расстояние от источника до датчика увеличивает миграцию время также увеличивается, как и время обнаружения и время подачи сигнала тревоги. В качестве общего руководства мы рекомендуем минимальное расстояние 5000 кв.футов и максимальное расстояние 10 000 кв. футов для каждого датчика.

 

 

Природный газ

Обычно содержит 85% метана, бесцветного, без запаха, неядовитый, легковоспламеняющийся газ. Горит бледным, слабо светящимся пламя. Образуют взрывоопасные смеси с воздухом. Воздух, содержащий менее 5,53% метан больше не взрывается. Воздух, содержащий более 14% метана горит без шума.Метан также является простым удушающим средством. (Мерк Индекс)

 

 

Азот Диоксид

Красновато-коричневый газ. Раздражающий запах. Смертельный яд!

Потенциальные симптомы передозировки: кашель, слизистая пена мокрота и одышка, боль в груди, отек легких, цианоз, тахипноэ и тахикардия; раздражение глаз. Один из самых коварных газов. Воспаление легких может сопровождаться незначительной болью или проходить незаметно, но возникший отек через несколько дней может привести к смерти.100 Промилле опасно даже при кратковременном воздействии, а 200 промилле могут привести к летальному исходу. (Индекс Мерк)

 

 

Пропан

В чистом виде газ не имеет запаха. Горит дымным пламенем. не взорвется по объему менее 2,37 % в воздухе или более 9,5 % в воздухе. потенциал симптомы передозировки – головокружение, дезориентация, возбуждение и обморожение. (Индекс Мерк)

 

 

Р-11 (трихлорфторметан) ХФУ

Жидкость при температуре ниже 23.7 градусов по Фаренгейту. Слабый эфирный запах. Негорючий.

Потенциальные симптомы передозировки: нарушение координации, тремор; дерматит; обморожение; нарушения сердечного ритма и остановка сердца. (Мерк Индекс)

 

 

R-12 (дихлордифторметан) ХФУ

Бесцветный, практически без запаха, некоррозионный, нераздражающий, негорючий газ. Слабый эфироподобный запах в высоких концентрациях.

Возможные последствия для здоровья

Вдыхание высоких концентраций паров вредно и может вызвать нарушение сердечного ритма, потеря сознания или смерть. Преднамеренное неправильное использование или преднамеренное вдыхание может привести к смерти без предупреждения. Пар уменьшает количество кислорода, доступного для дыхания, и тяжелее воздуха. Контакт с жидкостью может вызвать обморожение. Может вызвать раздражение глаз.

Последствия для здоровья человека при чрезмерном воздействии паров на глаза может включать раздражение глаз с дискомфортом, слезотечением или размытостью зрения. Контакт кожи с жидкостью может вызвать обморожение. Вдыхание паров может вызвать временное угнетение нервной системы с анестезирующие эффекты, такие как головокружение, головная боль, спутанность сознания, нарушение координации, и потеря сознания; временное изменение электрической активности сердца активность с нерегулярным пульсом, учащенным сердцебиением или неадекватным кровообращением, или последствия исключения кислорода при чрезмерно чрезмерном воздействии.

Лица с ранее существовавшими заболеваниями центральной нервной или сердечно-сосудистая система может иметь повышенную восприимчивость к токсичности чрезмерных экспозиций.

Информация о канцерогенности

Ни один из компонентов, присутствующих в этом материале в концентрациях равные или превышающие 0,1%, перечислены IARC, NTP, OSHA или ACGIH. как канцероген.

 

 

R-22 (хлордифторметан) ГХФУ

Бесцветная летучая жидкость с легким эфирным и слабым сладковатым привкусом. запах. Негорючий материал

Потенциальное воздействие на здоровье

Вдыхание высоких концентраций паров вредно и может вызвать нарушение сердечного ритма, потеря сознания или смерть.Преднамеренное неправильное использование или преднамеренное вдыхание может привести к смерти без предупреждения. Пар уменьшает количество кислорода, доступного для дыхания, и тяжелее воздуха.

Контакт кожи с жидкостью может привести к обморожению. Длительная передержка может вызвать обезжиривание или сухость кожи. Контакт глаз с жидкостью может включать раздражение глаз с дискомфортом, слезотечением или размытостью зрения.

Вдыхание может вызвать временное угнетение нервной системы с анестезирующие эффекты, такие как головокружение, головная боль, спутанность сознания, нарушение координации, и потеря сознания.

Более высокие дозы облучения могут привести к временным изменениям сердечной деятельности. электрическая активность с нерегулярным пульсом, учащенным сердцебиением или неадекватным обращение. Смертельный исход может наступить из-за сильного передержки. Физические лица с предшествующими заболеваниями центральной нервной или сердечно-сосудистой системы система может иметь повышенную восприимчивость к токсичности чрезмерного воздействия.

Информация о канцерогенности

Ни один из компонентов, присутствующих в этом материале в концентрациях равно или больше 0.1% перечислены IARC, NTP, OSHA или ACGIH. как канцероген.

 

 

R-123 (дихлортрифторэтан) ГХФУ

Газ бесцветный, с запахом эфира. Он не воспламеняется до температуры 100 градусов С при атмосферном давлении.

Возможные последствия для здоровья

Вдыхание высоких концентраций паров вредно и может вызвать нарушение сердечного ритма, потеря сознания или смерть.Преднамеренное неправильное использование или преднамеренное вдыхание может привести к смерти без предупреждения. Пар уменьшает количество кислорода, доступного для дыхания, и тяжелее воздуха. Продукт вызывает легкое раздражение глаз. Продукты разложения опасны.

Попадание в глаза может вызвать раздражение с дискомфортом, слезотечением или размытостью зрения.

Чрезмерное воздействие при вдыхании может вызвать повреждение печени с изменением уровень ферментов и временное угнетение нервной системы с помощью анестетика эффекты, такие как головокружение, слабость, головная боль, спутанность сознания, нарушение координации, и потеря сознания.При передержке (>2%), возможно временное изменение электрической активности сердца с нерегулярными пульс, сердцебиение или недостаточное кровообращение. Повышенная восприимчивость воздействие этого материала может наблюдаться у лиц с ранее существовавшим заболевания центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы и печень.

Информация о канцерогенности

Ни один из компонентов, присутствующих в этом материале в концентрациях равно или больше 0.1% перечислены IARC, NTP, OSHA или ACGIH. как канцероген.

 

 

R-134a (тетрафторэтан) ГФУ

Инертен в обычных условиях.

Возможные последствия для здоровья

ПРИ ВДЫХАНИИ: Сильное передозировка может вызвать: системная депрессия с головокружением, спутанностью сознания, нарушением координации, сонливостью или бессознательное состояние. Нерегулярное сердцебиение со странным ощущением в груди «стучит сердце», опасения, головокружение, чувство обморока, головокружение, слабость, иногда прогрессирующие к потере сознания и смерти. Удушье, если воздух вытесняется по парам.

КОНТАКТ С КОЖЕЙ: Непосредственные последствия чрезмерного воздействия могут включать: Обморожение, если жидкость или выходящий пар попали на кожу.

ПОПАДАНИЕ В ГЛАЗА: могут возникать эффекты, подобные обморожению. если жидкость или выделившиеся пары попали в глаза.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ: Повышенная восприимчивость к эффекты этого материала могут наблюдаться у лиц с ранее существовавшим заболевания: центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы.

Информация о канцерогенности

Ни один из компонентов, присутствующих в этом материале в концентрациях равные или превышающие 0,1%, перечислены IARC, NTP, OSHA или ACGIH. как канцероген.

Основная информация о свалочном газе

На этой странице:

Свалочный газ (СГ) является естественным побочным продуктом разложения органических материалов на свалках. Свалочный газ состоит примерно на 50 процентов из метана (основного компонента природного газа), на 50 процентов из двуокиси углерода (CO ₂ ) и небольшого количества неметановых органических соединений.Согласно последнему оценочному отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) (AR5), метан является мощным парниковым газом, в 28–36 раз более эффективным, чем CO ₂ , в удержании тепла в атмосфере в течение 100 лет.

Узнайте больше о выбросах метана в США.

Выбросы метана со свалок

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019 гг.

Увеличьте изображение для сохранения или печати

Свалки твердых бытовых отходов (ТБО) являются третьим по величине источником выбросов метана, связанных с деятельностью человека, в Соединенных Штатах, на которые приходится примерно 15.1 процент от этих выбросов в 2019 году. Выбросы метана со свалок ТКО в 2019 году были примерно эквивалентны выбросам парниковых газов (ПГ) от более чем 21,6 млн пассажирских транспортных средств, которыми управляют в течение одного года, или выбросам CO ₂ от почти 12,0 млн домов. «Использование энергии в течение одного года. В то же время выбросы метана со свалок ТКО представляют собой упущенную возможность улавливания и использования значительного энергетического ресурса.

Когда ТБО впервые вывозятся на свалку, они проходят стадию аэробного (с кислородом) разложения, когда выделяется мало метана.Затем, обычно менее чем за 1 год, устанавливаются анаэробные условия, и бактерии, производящие метан, начинают разлагать отходы и генерировать метан.

На следующей диаграмме показаны изменения типичного состава биогаза после размещения отходов. Бактерии разлагают мусор на полигонах в четыре этапа. Состав газа меняется с каждой фазой, и отходы на свалке могут проходить сразу несколько фаз разложения. Масштаб времени после размещения (общее время и продолжительность фазы) зависит от условий полигона.

Рисунок адаптирован из ATSDR 2008. Глава 2: Основы свалочного газа. In Landfill Gas Primer — обзор для специалистов по гигиене окружающей среды. Рисунок 2-1, стр. 5-6. https://www.atsdr.cdc.gov/HAC/landfill/PDFs/Landfill_2001_ch3mod.pdf (PDF) (12 стр., 2 МБ)

Узнайте больше в Главе 1. Основы энергетики свалочного газа в Руководстве по разработке проектов LMOP Energy Project LFG.

В октябре 2009 года Агентство по охране окружающей среды издало правило (40 CFR, часть 98), которое требует предоставления отчетов о выбросах (ПГ) из крупных источников и поставщиков в США и предназначено для сбора точных и своевременных данных о выбросах для обоснования будущих политических решений.

Ежегодно Агентство по охране окружающей среды выпускает кадастровый отчет, в котором представлены оценки правительства США по выбросам и поглощению парниковых газов, связанных с деятельностью человека, за каждый год, начиная с 1990 года. В этом кадастре представлены выбросы из сектора отходов, а также из других секторов.

Сбор и обработка свалочного газа

Вместо того, чтобы улетучиваться в воздух, свалочный газ можно улавливать, перерабатывать и использовать в качестве возобновляемого источника энергии. Использование свалочного газа помогает уменьшить запахи и другие опасности, связанные с выбросами свалочного газа, а также предотвращает миграцию метана в атмосферу и способствует образованию местного смога и глобальному изменению климата.Кроме того, энергетические проекты LFG приносят доход и создают рабочие места в обществе и за его пределами. Узнайте больше о преимуществах использования LFG.

На рисунке показан сбор и переработка свалочного газа для производства метана для многократного использования. Во-первых, свалочный газ собирается по вертикальным и горизонтальным трубопроводам, закопанным на свалке ТБО. Затем свалочный газ обрабатывается и обрабатывается для использования. На графике показано потенциальное конечное использование свалочного газа, включая промышленное/учрежденческое использование, декоративно-прикладное искусство, трубопроводный газ и автомобильное топливо. На этом рисунке показаны три этапа обработки свалочного газа. Первичная очистка удаляет влагу по мере того, как газ проходит через выбивной бак, фильтр и воздуходувку. Вторичная обработка включает в себя использование доохладителя или другого дополнительного удаления влаги (при необходимости) с последующим удалением силоксана/серы и сжатием (при необходимости). После удаления примесей на этапе вторичной обработки свалочный газ можно использовать для выработки электроэнергии или в качестве топлива средней БТЕ для декоративно-прикладного искусства или котлов. Усовершенствованная обработка удаляет дополнительные примеси (CO2, N2, O2 и летучие органические соединения) и сжимает свалочный газ в газ с высоким содержанием Btu, который можно использовать в качестве автомобильного топлива или вводить в газопровод.Отработанный/хвостовой газ направляется на факел или в установку термического окисления.

Блок-схема базовой системы сбора и переработки свалочного газа

Свалочный газ

извлекается из свалок с использованием ряда колодцев и воздуходувки/факельной (или вакуумной) системы. Эта система направляет собранный газ в центральную точку, где он может быть обработан и обработан в зависимости от конечного использования газа. С этого момента газ можно сжигать в факелах или с пользой использовать в энергетическом проекте на свалочном газе. Нажмите на блок-схему, чтобы просмотреть более подробную информацию, включая фотографии систем сбора и переработки свалочного газа.

— Нажмите на блок-схему, чтобы просмотреть подробности —

 

Типы энергетических проектов, связанных со свалочным газом

Существует множество вариантов преобразования свалочного газа в энергию. Различные типы энергетических проектов на свалочном газе сгруппированы ниже в три широкие категории: производство электроэнергии, прямое использование газа средней БТЕ и возобновляемый природный газ. Описание технологий проекта включено в каждый тип проекта. Для получения дополнительной информации о вариантах технологии энергетического проекта LFG, а также о преимуществах и недостатках каждого из них см. главу 3.Варианты проектных технологий из Справочника по разработке проектов LFG Energy от LMOP.

Производство электроэнергии

Около 70 процентов действующих в настоящее время энергетических проектов на свалочном газе в США вырабатывают электроэнергию. Различные технологии, в том числе поршневые двигатели внутреннего сгорания, турбины, микротурбины и топливные элементы, могут использоваться для выработки электроэнергии для использования на месте и/или продажи в сеть. Поршневой двигатель является наиболее часто используемой технологией преобразования свалочного газа в электроэнергию из-за его относительно низкой стоимости, высокой эффективности и размеров, которые дополняют выход газа на многих свалках.Газовые турбины обычно используются в более крупных энергетических проектах по свалке, тогда как микротурбины обычно используются для меньших объемов свалочного газа и в нишевых приложениях.

Когенерация, также известная как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), использует свалочный газ для производства как электроэнергии, так и тепловой энергии, обычно в виде пара или горячей воды. Несколько проектов когенерации с использованием двигателей или турбин были установлены на промышленных, коммерческих и институциональных объектах с использованием двигателей или турбин. Повышение эффективности за счет использования тепловой энергии в дополнение к производству электроэнергии может сделать этот тип проекта очень привлекательным.

Прямое использование газа средней БТЕ

Непосредственное использование свалочного газа для компенсации использования другого топлива (например, природного газа, угля или мазута) происходит примерно в 17 процентах действующих в настоящее время проектов. LFG можно использовать непосредственно в котле, сушилке, печи, теплице или другом тепловом оборудовании. В этих проектах газ направляется непосредственно к ближайшему потребителю для использования в оборудовании для сжигания в качестве замены или дополнительного топлива. Требуется лишь ограниченное удаление конденсата и фильтрация, хотя может потребоваться некоторая модификация существующего оборудования для сжигания.

LFG также можно использовать непосредственно для выпаривания фильтрата. Испарение фильтрата с использованием биогаза является хорошим вариантом для полигонов, где утилизация фильтрата на установке по восстановлению водных ресурсов невозможна или дорога. Свалочный газ используется для выпаривания фильтрата до более концентрированного и более легко удаляемого объема сточных вод.

Инновационное прямое использование газа средней БТЕ включает обжиг гончарных изделий и стеклодувных печей; электроснабжение и отопление теплиц; и испарение отходов краски. Текущие отрасли, использующие свалочный газ, включают автомобилестроение, химическое производство, производство продуктов питания и напитков, фармацевтику, производство цемента и кирпича, очистку сточных вод, бытовую электронику и товары, производство бумаги и стали, а также тюрьмы и больницы.

Возобновляемый природный газ

LFG может быть преобразован в возобновляемый природный газ (RNG), газ с высоким содержанием Btu, посредством процессов очистки за счет увеличения содержания в нем метана и, наоборот, снижения содержания CO ₂ , азота и кислорода. ГСЧ можно использовать вместо ископаемого природного газа в качестве газа трубопроводного качества, компримированного природного газа (КПГ) или сжиженного природного газа (СПГ). Около 13 процентов действующих в настоящее время энергетических проектов на свалочном газе создают ГСЧ.

Варианты использования RNG включают тепловые приложения, для производства электроэнергии или в качестве топлива для транспортных средств.ГСЧ можно использовать локально на месте добычи газа или вводить в трубопроводы передачи или распределения природного газа для доставки в другое место.

Полигон для захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) представляет собой обособленный участок земли или выемки, на который поступают бытовые отходы, а также могут поступать другие виды неопасных отходов. Сбор свалочного газа обычно начинается после того, как часть полигона, известная как «ячейка», закрывается для размещения отходов.

Уплотнение отходов на действующей свалке Мусоровозы на действующей свалке Закрытая ячейка действующего полигона Закрытая свалка Системы сбора свалочного газа

могут быть выполнены в виде вертикальных колодцев или горизонтальных траншей. Наиболее распространенным методом является бурение вертикальных скважин в массе отходов и подключение устьев скважин к боковым трубопроводам, по которым газ транспортируется к сборному коллектору с помощью воздуходувки или вакуумной индукционной системы. Горизонтальные траншейные системы полезны в зонах активной засыпки. На некоторых свалках используется комбинация вертикальных колодцев и горизонтальных коллекторов. Операторы системы сбора «настраивают» или корректируют скважинное поле для улучшения сбора.

Бурение вертикальной скважины
(Фото предоставлено Smith Gardner, Inc.) Создание траншеи для установки горизонтального коллектора
Боковая линия от удаленного вертикального устья
(Фото предоставлено Smith Gardner, Inc.) Установка соединительной трубы к главному коллектору
(Фото предоставлено Smith Gardner, Inc.) Устье и регулирующий клапан
на вертикальной скважине Группа вертикальных устьев
на участке скважины Мембрана над покрытием колодца 
(Фото предоставлено Smith Gardner, Inc. ) Выполнение испытания под давлением трубы LFG
(Фото предоставлено Smith Gardner, Inc.)

Базовая установка для обработки свалочного газа включает выталкивающий барабан для удаления влаги, воздуходувки для создания вакуума для «вытягивания» газа и давления для подачи газа, а также факельную установку. Системные операторы контролируют параметры, чтобы максимизировать эффективность системы.

Блок базовой обработки с удалением конденсата, нагнетателями и свечным факелом Блок базовой обработки с отводом конденсата, воздуходувками и теплообменником Закрытый факел LFG
Установленные на салазках панели управления контролируют такие параметры биогаза, как вакуум, температура и скорость потока. Выход интерфейса для расхода свалочного газа и качества газа (фото предоставлено Smith Gardner, Inc.) Система SCADA для измерения расхода свалочного газа на воздуходувку, факельную установку и генераторные установки (фото предоставлено Smith Gardner, Inc. )

Использование свалочного газа в системе рекуперации энергии обычно требует некоторой обработки газа для удаления избыточной влаги, твердых частиц и других примесей.Тип и объем очистки зависят от характеристик свалочного газа на конкретном участке и типа системы рекуперации энергии. Некоторые виды конечного использования, такие как закачка в трубопроводы или проекты по производству автомобильного топлива, требуют дополнительной очистки и сжатия свалочного газа.

Фильтры могут удалять химические соединения, такие как силоксаны или сероводород. Пример компрессора мощностью 600 л.с. для проекта закачки свалочного газа в трубопровод Очистные башни на проекте закачки свалочного газа в трубопровод для удаления CO2, воды, сероводорода, силоксанов и других примесей с помощью процесса физического растворения

Объяснение природного газа — У.S. Управление энергетической информации (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, образовавшийся глубоко под землей. Природный газ содержит множество различных соединений. Самым большим компонентом природного газа является метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (CH ₄ ). Природный газ также содержит небольшое количество сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как двуокись углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива и для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и в течение длительных периодов времени остатки растений и животных (таких как диатомовые водоросли), образовавшиеся толстыми слоями на земной поверхности и дне океанов, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция . Со временем эти слои были погребены под песком, илом и камнем. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), часть в природный газ.

Где добывают природный газ?

В некоторых местах природный газ перемещался в большие трещины и пространства между слоями вышележащих пород. Природный газ, обнаруженный в этих типах формаций, иногда называют обычным природным газом . В других местах природный газ встречается в крошечных порах (пространствах) в некоторых образованиях сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называют сланцевым газом или газом плотных пород , а иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается в месторождениях сырой нефти, и этот природный газ называется попутным природным газом . Месторождения природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под океанским дном. Тип природного газа, обнаруженный в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: Адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите, чтобы увеличить

Операторы, подготавливающие шурф для зарядов взрывчатых веществ, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищено авторским правом)

Где найти природный газ?

Поиски природного газа начинаются с геологов, изучающих строение и процессы земли. Они обнаруживают типы геологических образований, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсморазведку на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсморазведка создает и измеряет сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. При сейсморазведке на суше может использоваться грузовик-ударник , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле, создавая сейсмические волны в нижележащей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатых веществ. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны для изучения геологии под океанским дном.

Если результаты сейсморазведки показывают, что участок имеет потенциал для добычи природного газа, бурится и испытывается разведочная скважина. Результаты испытаний предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, имеющегося в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты пробной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, бурятся одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины для природного газа можно бурить вертикально и горизонтально в газоносных пластах. В обычных месторождениях природного газа природный газ обычно легко вытекает через скважины на поверхность.

В Соединенных Штатах и ​​в некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных горных пород путем нагнетания воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидравлическим разрывом пласта или гидроразрывом пласта , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и подниматься на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ поступает в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, газовые компании добавляют в природный газ меркаптан, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, что помогает обнаруживать утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество с запахом тухлых яиц.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, извлекаемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , поскольку наряду с метаном он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и двуокись углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

С устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие заводы, где удаляются пары воды и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяются от влажного газа и продаются отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенные ШФЛУ называются жидкостями завода природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухим , потребительским или трубопроводным качеством природным газом.Часть скважинного природного газа является достаточно осушенной и удовлетворяет стандартам трубопроводного транспорта без переработки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ направляется по трубопроводам в подземные хранилища или распределительным компаниям, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, или может быть сброшен или сожжен (факел).Повторная закачка неликвидного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан угольных пластов можно извлекать из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть потребляемого в США природного газа производится в США. Некоторое количество природного газа импортируется из Канады и Мексики по трубопроводам. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 2 декабря 2021 г.

Разница между природным газом и пропаном

Основное отличие — природный газ против пропана

Природный газ и пропан являются горючими газами. Природный газ представляет собой смесь нескольких различных соединений. Это ископаемое топливо. Пропан состоит из молекул пропана. Это углеводород. Пропан сжимаем и может быть сжижен в транспортабельную жидкость. Поскольку природный газ и пропан являются топливом, они очень важны для производства энергии. С точки зрения воздействия на окружающую среду пропан более безопасен для окружающей среды, чем природный газ. Основное различие между природным газом и пропаном заключается в том, что пропан тяжелее воздуха в газовой фазе, тогда как природный газ легче воздуха.

Ключевые области охвата

1. Что такое природный газ?Какая связь между природным газом и пропаном
      – Природный газ и пропан
4. В чем разница между природным газом и пропаном
      – Сравнение основных различий

Ключевые термины: бутан, двуокись углерода, сырая нефть, этан, ископаемое топливо, сжиженный нефтяной газ, метан, природный газ, нефть, пропан, относительная плотность

Что такое природный газ

Природный газ представляет собой смесь простых углеводородных соединений.Этот газ горюч и обычно находится в глубоких подземных местах, где разложение органического вещества происходило миллионы лет. Природный газ в основном состоит из метана. Другие компоненты, присутствующие в природном газе, включают простые алканы, двуокись углерода, азот и гелий. Поэтому при сгорании природного газа образуются побочные продукты, такие как двуокись углерода, водяной пар и оксиды азота.

Рисунок 1: Образование природного газа

Природный газ легче воздуха.Это связано с тем, что относительная плотность природного газа ниже 1. По этой причине природный газ будет поступать наверх контейнера в смеси природного газа и обычного воздуха. Природный газ нельзя хранить в специальных резервуарах. Для получения газа необходимо подключение к сети природного газа.

Природный газ часто называют самым чистым топливом, поскольку он производит гораздо меньше углекислого газа и других вредных веществ по сравнению с сырой нефтью. Но природный газ может вызывать образование загрязняющих веществ, таких как окись углерода, двуокись серы и оксиды азота.

По результатам исследований было установлено, что большая часть запасов природного газа находится в странах Ближнего Востока.

Рисунок 2: Ресурсы природного газа в мире

Переработка природного газа — это процесс, при котором сырой природный газ преобразуется в газ, который может быть продан. Этот процесс производит много побочных продуктов, таких как алканы, природный бензин и т. д. Алканы включают простые углеводороды, такие как этан, пропан и бутан. Другими словами, переработка природного газа относится к удалению бутана, пропана и этана.Это удаление делается для того, чтобы избежать конденсации этого газа внутри трубопроводов.

Компоненты и их процентное содержание в природном газе могут варьироваться в зависимости от местоположения.

Основные компоненты природного газа

• Метан
• Этан
• Пропан
• Изобутан
• Бутан
• Изопентан
• Пентан
• Гексан
• Углекислый газ

Что такое пропан

Пропан – это горючий газ, имеющий химическую формулу C ₃ H ₈ . Молярная масса составляет около 44 г/моль. Это бесцветный газ без запаха. Пропан сжимаем и может быть превращен в транспортабельное жидкое топливо. Пропан — простой алкан, не имеющий ненасыщенности. Пропан может быть получен как побочный продукт переработки природного газа или нефтепереработки. Таким образом, основными источниками пропана являются природный газ и нефтяное масло.

При сгорании пропана образуется двуокись углерода, водяной пар и тепловая энергия, когда он подвергается полному сгоранию. Но в присутствии небольшого количества кислорода пропан подвергается неполному сгоранию с образованием двуокиси углерода, угарного газа, водяного пара и тепловой энергии.

Температура кипения пропана составляет около -42 ^o C. Эта низкая температура кипения заставляет его быстро испаряться. Таким образом, даже если он сжат и сделан в виде жидкости, это быстрое испарение помогает использовать этот газ в качестве источника энергии (пример: сжиженный нефтяной газ). Это указывает на то, что жидкий пропан не нуждается в каком-либо испарителе, чтобы заставить его испаряться.

Рис. 3: Пропан может быть сжижен при относительно низком давлении и заправлен в газовые баллоны для хранения и простоты использования.

Пропан тяжелее обычного воздуха, потому что относительная плотность пропана выше 1. Поэтому он собирается на дне контейнера, где он присутствует вместе с обычным воздухом.

Связь между природным газом и пропаном

• Пропан может быть получен при переработке природного газа, так как природный газ состоит из значительного количества пропана в качестве компонента.

Разница между природным газом и пропаном

Определение

Природный газ: Природный газ представляет собой смесь простых углеводородных соединений.

Пропан : Пропан представляет собой горючий газ, имеющий химическую формулу C ₃ H ₈ .

Плотность

Природный газ: Относительная плотность природного газа низкая. Следовательно, он легче воздуха.

Пропан : Относительная плотность газообразного пропана высока. Следовательно, он тяжелее воздуха.

Хранение

Природный газ: Природный газ нельзя хранить в резервуарах.

Пропан : Пропан можно хранить в резервуарах.

Компоненты

Природный газ: Природный газ состоит в основном из метана и других простых углеводородных веществ.

Пропан : Пропан состоит из молекул пропана.

Сжимаемость

Природный газ: Природный газ нельзя легко сжать для сжижения.

Пропан : Пропан можно легко сжать, чтобы сделать пропан жидким.

Воздействие на окружающую среду

Природный газ: Природный газ производит меньше вредных веществ, чем сырая нефть.

Пропан : Пропан производит большое количество вредных веществ по сравнению с природными газами.

Заключение

Природный газ и пропан являются важными источниками энергии. Поскольку природный газ нельзя хранить в резервуарах, он доступен только там, где расположены сети природного газа. Поэтому пропан является хорошей альтернативой для районов, где природный газ недоступен.Пропан присутствует в природном газе в значительном количестве. Поэтому природный газ является хорошим источником для производства пропана. Основное различие между природным газом и пропаном заключается в том, что газообразный пропан тяжелее воздушной фазы, тогда как природный газ легче воздуха. Это связано с тем, что относительная плотность пропана выше 1, тогда как относительная плотность природного газа ниже 1.

Каталожные номера:

1. «Химический состав природного газа – Union Gas». Юнионгаз.com. N.p., n.d. Web. Available here. 03 Aug.