Osnova prirodnog gasa, koji ima prirodno (prirodno) porijeklo je metan (CH4). Do stvaranja prirodnog gasa do?lo je u procesu organske transformacije. Sadr?aj metana u prirodnom gasu mo?e da se kre?e od 91 do 99%, sve ostalo su propan, etan, butan i azot.Ova varijacija u procentima je posledica razlike u hemijskom sastavu gasa koji se proizvodi u razli?itim delovima na?e Zemlje. Me?utim, prirodni plin razli?itog porijekla proizvodi istu koli?inu topline kada sagorijeva, ?to georeferenciranje ?ini potpuno irelevantnim i za vas i za va? motor. Zahvaljuju?i elektronskim senzorima plinske opreme, sastav plina se automatski odre?uje, nakon ?ega se prilago?ava udio mje?avine goriva, uzimaju?i u obzir karakteristike ovog plina.

Prednosti prirodnog gasa

Hemijski sastav prirodnog plina povoljno utje?e na stanje motora i ne uzrokuje probleme povezane s radom. Zbog odsustva aditiva u sastavu metana, koji su prisutni u te?nim ugljikovodi?nim plinovima ( LPG), proizvodi sagorevanja prirodnog gasa ne sadr?e ?tetne inkluzije. ?tavi?e, kada se sagori prirodni gas, emisija CO2 se smanjuje za 25%.

Koli?ina metana u prirodnom plinu je kao oktanski broj za benzin, uobi?ajeno je karakterizirati ovim parametrom prirodni gas. ?ta to zna?i za motor? Rad motora, kao i vjerojatnost takvog fenomena kao ?to je detonacija, ovisi o ovom parametru.

Komprimirani prirodni plin(LNG) ima niz neospornih prednosti u odnosu na te?ni naftni gas (LPG), uklju?uju?i ekolo?ku prihvatljivost i sigurnost. Metan, koji je, kao ?to ve? znate, najzastupljeniji u prirodnom gasu, brzo se otapa u vazduhu, ?to prakti?no elimini?e mogu?nost zapaljenja gasa u slu?aju o?te?enja. Na?in skladi?tenja prirodnog gasa smanjuje mogu?nost nekontrolisanog curenja. Popravljivi cilindri su potrebni da izdr?e pritisak pucanja ve?i od 600 bara, a zahvaljuju?i sistemu ventila dolazi do kontrolisanog snabdevanja gasom.

Kada radi na LNG, motor mo?e pokazati visoke performanse zbog visokog oktanskog broja (~130), posebno kada je motor opremljen turbinom ili sistemom za recirkulaciju izduvnih gasova, a po mogu?nosti oboje zajedno. Iako to ima negativnu stranu, na primjer, veliku potro?nju plina, kao i probleme s odvo?enjem topline. Nivo buke motora pri radu na prirodni plin smanjen je za 3 dB, tako da je ova vrsta goriva vrlo relevantna za javni prijevoz. Komprimirani prirodni plin, kao CIS mo?e se koristiti i na benzin i, iako ?ete u slu?aju dizela morati da se suo?ite sa niskom otplatom. Problem je u tome ?to ?e dizel motor morati da bude opremljen sistemom paljenja sve?om ili sistemom me?ovitog ciklusa, u kojem ?e dizel gorivo delovati kao upalja?.

Postoje i nedostaci ove vrste goriva.

1. Niska gustina energije. Zbog ove karakteristike, prirodni plin se vrlo ?esto koristi u komprimiranom obliku. Omjer pritiska ili kompresije je 20 MPa ili 200 bara. ?to se ti?e gustine energije, dobijamo 7 kJ/dm3, u pore?enju sa benzinom koji ima ovu cifru od 30 kJ/dm3, mo?e se dobiti bez ikakvih dodatnih operacija kompresije. Ova karakteristika prirodnog gasa dovodi do toga da motor da bi radio na ovo gorivo mora biti optimizovan za to, a istovremeno ?e biti znatno ve?i. Sa jednakim veli?inama gasa (LPG i LNG), TNG se mo?e vi?e voziti, pa kako bi se nadoknadile niske performanse, oni koji ?ele koristiti metan kao alternativno gorivo, morate staviti vi?e rezervoara za benzin na svoje automobile. To, kao ?to razumijete, dovodi do pove?anja ukupne te?ine automobila i smanjenja slobodnog prostora u prtlja?niku. Visok pritisak potreban za skladi?tenje napunjenih LNG rezervoara (obi?no cilindri?nih ili okruglih) ?ini rezervoare veoma glomaznim i, u slu?aju putni?kih automobila, zauzimaju mnogo prostora.

Postoje dva tipa sistema koji mogu da rade na prirodni gas - jednovalentni i dvovalentni.

• Monovalentno tip predvi?a sagorevanje samo LNG-a, koji dolazi iz posebnog rezervoara.
• dvovalentan tip predvi?a istovremenu upotrebu plina zajedno s glavnim gorivom, zbog ?ega dolazi do u?tede novca i smanjenja potro?nje benzina.

Plinoviti ugljovodonici proizvedeni iz plinskih i plinskih kondenzatnih polja obi?no se nazivaju prirodnim plinom. Prirodni plin je trenutno jedno od glavnih industrijskih goriva za doma?instvo i ekolo?ki prihvatljivo gorivo. Tako?er se koristi kao sirovina za proizvodnju vodonika, ?a?e (?a?i), etana, etilena i acetilena.

Prirodni gas se sastoji uglavnom od alkana, predstavljenih prvenstveno normalnim ugljovodonicima sa brojem atoma ugljenika od 1 do 4 (S G S 4) i izobutanom.

Glavna komponenta suhog prirodnog plina je metan (93-98%), u kojem je odnos H:C 33%. Preostale ugljikovodi?ne komponente sadr?ane su u manjim koli?inama. Gasni alkani u prirodnom gasu imaju ta?ke klju?anja pri normalnom pritisku od -162 C do 0 C.

Ako se u 20. veku glavna pa?nja u svetu poklanjala prou?avanju, istra?ivanju i razvoju nalazi?ta prirodnog gasa, koji su obi?ne (tradicionalne) gasne akumulacije ugljovodonika, onda u 21. veku ekonomska situacija ve? zahteva okretanje zna?ajnim potencijalnim resursima prirodnog gasa sadr?anim u nekonvencionalnim izvorima, prije samo hidratima prirodnog plina (GT). GG su veoma zna?ajan i jo? uvijek malo razvijen izvor prirodnog plina na Zemlji. Oni zaista mogu da konkuri?u tradicionalnim le?i?tima zbog svojih ogromnih resursa, ?irokog rasprostranjenja, plitkog rasprostranjenja i koncentrisanog gasnog stanja (jedan kubni metar prirodnog metan hidrata u ?vrstom stanju sadr?i oko 164 m3 metana u gasnoj fazi i 0,87 m3 vode) .

Pro?lo je nekoliko godina od otkri?a prvih nalazi?ta hidrata prirodnog gasa. Prioritet u njihovom otkri?u pripada ruskim nau?nicima. U martu 2000. godine rusko-belgijska ekspedicija otkrila je jedinstveno le?i?te gasnih hidrata u slatkovodnim sedimentima dna Bajkalskog jezera, na dubini od nekoliko stotina metara od povr?ine vode. Po prvi put su sa dna jezera prona?eni veliki kristali gasnih hidrata, veli?ine do 7 cm.

Studije sprovedene u razli?itim regionima sveta su utvrdile da se oko 98% resursa HT nalazi u vodama svetskog okeana (blizu obala Severne, Centralne i Ju?ne Amerike, Japana, Norve?ke i Afrike, kao i u Kaspijsko i Crno more) na dubinama vode ve?im od 200 -700 m, a samo 2% - u subpolarnim dijelovima kontinenata. Prema ponderisanim prosje?nim procjenama, resursi le?i?ta gasnih hidrata iznose oko 21.000 triliona m 3 . Na sada?njem nivou potro?nje energije, ?ak i uz kori?tenje samo 10% resursa plinskih hidrata, svijet ?e za 200 godina biti opskrbljen visokokvalitetnim sirovinama za ekolo?ki prihvatljivu proizvodnju energije.

Prema podacima Svjetskog energetskog savjeta, prirodni plin se do 2020. godine predstavlja kao tehnolo?ki najpripremljenije gorivo za motore s unutarnjim sagorijevanjem kako u pogledu pripreme vozila, zahtijevaju?i minimalne tro?kove za pretvaranje automobila sa te?nog na plinovito gorivo, tako i u smislu prirodnog goriva. rezerve gasa.

I vozila na plin i na benzin emituju pribli?no istu koli?inu ugljovodonika u atmosferu, ali nisu sami ugljovodonici opasni po zdravlje ljudi, ve? njihovi produkti oksidacije. Motor koji radi na benzin emituje mnogo raznih ugljikovodika, a plinski motor emituje metan, koji je najotporniji na oksidaciju od svih zasi?enih ugljikovodika. Stoga je emisija ugljikovodika iz automobila na plin manje opasna.

Po rezervama prirodnog gasa (uglavnom metana) i njegovoj proizvodnji, Rusija je na prvom mestu u svetu.

Udio prirodnog gasa u gorivno-energetskom bilansu svijeta je vrlo skroman - 23%. I stopa rasta gasne industrije u ve?ini zemalja svijeta je tako?er niska. Izuzetak su zemlje poput Rusije, Holandije, Norve?ke i niza drugih, u kojima se mo?e smatrati da je "epoha nafte" zamijenjena "epohom prirodnog gasa" ili "epohom metana".

Kada se koristi plin u karburatorskim motorima, 1 m 3 za kamione u prosjeku zamjenjuje 1 litar, a za automobile 1,2 litre benzina.

Upotreba CNG-a u drumskom transportu mo?e osigurati stvaranje automobila kapaciteta 30-40% ve?e od modernih automobila na benzin, sa efektivnom efikasno??u do 38-40% uz pove?anje vijeka trajanja motora za 1,5 puta i zamjenu ulja puta po dva puta.

Glavni nedostatak prirodnog gasa kao motornog goriva le?i prvenstveno u njegovoj ni?oj (1000 puta) zapreminskoj gustini energije u odnosu na te?na naftna goriva - 0,034 MJ/l za prirodni gas, 31,3 i 35,6 MJ/l za benzin i dizel gorivo.

Prirodni gas je sam po sebi veoma glomazno gorivo, jer je njegova gustina ?est stotina puta manja od gustine benzina. Da biste ga pohranili u komprimiranom stanju, morate koristiti posebne prili?no te?ke cilindre. Masivne plinske boce ugra?ene na automobil pove?avaju njegovu masu i smanjuju nosivost. Komprimirani plin se uglavnom skladi?ti u metalnim bocama. optimalan visoki omjer kompresije benzinskih motora automobila nije uspostavljen zbog potrebe da se odr?i sposobnost brzog prelaska na benzin, ?to dovodi do smanjenja snage motora (do 20%), zbog ?ega se smanjuje maksimalna brzina za 5-6%, te?ko je pokrenuti motor u hladnoj sezoni (ispod 0 °C), ?to se obja?njava vi?om temperaturom paljenja i samozapaljenjem prirodnog, pa su u strujnom krugu predvi?eni grija?i na plinsko gorivo; u nedostatku grijanja, mogu?e je pokrenuti motor na uljno gorivo s naknadnim prebacivanjem na plin nakon ?to se motor zagrije; dizajn sistema za gorivo postaje slo?eniji, njegova masa se pove?ava, a volumen i tro?kovi odr?avanja i popravka se pove?avaju za 3-10%;

Prema sigurnosnim propisima, plin mora proraditi prije stavljanja automobila na parking, a jo? vi?e u gara?u. A na po?etku radnog dana morate oti?i do specijalizirane benzinske stanice na te?no gorivo, ?to je vrlo nezgodno.

Katalizatori za vozila dizajnirani za benzin nisu efikasni u smanjenju du?ikovih oksida i metana kada rade na prirodni plin. Potrebno je pobolj?ati motore i katalizatore. U smislu za?tite okru?enje plinski motor sa varijabilnim trosmjernim katalizatorom mogao bi biti najperspektivnije rje?enje za postizanje preko 90% smanjenja svih emisija zaga?iva?a.

Kori?tenje prirodnog plina u dizel motorima ote?ava njegova relativno visoka temperatura samozapaljenja i shodno tome niski cetanski broj. Da bi se prevazi?la ova pote?ko?a, koristi se takozvani sistem sa dvostrukim gorivom - mala koli?ina dizel goriva se ubrizgava u komoru za sagorevanje kao pilot punjenje, a zatim se dovodi komprimovani prirodni gas. Ponekad morate instalirati sistem za paljenje. Dizel motori koji rade na prirodni plin imaju ?iroku primjenu u samoj plinskoj industriji u klipnim plinskim kompresorskim jedinicama i motor-generatorima sa paljenjem s iskricom i predkomornom bakljom.

Treba napomenuti da je plinovito gorivo jedina vrsta alternativnog goriva za koje su tehni?ki i ekolo?ki problemi kori?tenja uglavnom rije?eni u Rusiji, iako naru?avanje psihologije potro?a?a, koji ima predrasude prema neuobi?ajenom gorivu, izaziva odre?ene pote?ko?e.

Upotreba CNG-a u vazduhoplovstvu omogu?ava radikalnu promjenu ekolo?kih karakteristika izduvnih gasova, eliminisanje deficita u avio-gorivu tokom vi?e decenija i zna?ajno smanjenje tro?kova goriva.

Analiza perspektiva kori?tenja prirodnog plina na brodovima pokazala je da se ova vrsta energenta mo?e preporu?iti za kori?tenje samo na brodovima pomo?ne flote.

1.1.2 Gasovi ugljenih slojeva i podzemne hidrosfere koji sadr?e metan

Metan iz rudnika uglja, ekstrahovan iz kamenog uglja, na?ao je prakti?nu primenu. U posljednje vrijeme sasvim se definitivno spominje broj alternativnih vrsta goriva za automobile. Njegova koli?ina je uporediva sa resursima kamenog uglja (104 milijarde tona).

Iako se u svijetu proizvodi dio metana iz rudnika uglja, on je ve? iskori?ten. Do 1990. godine preko 90.000 vozila je radilo na metanu iz rudnika uglja u SAD, Italiji, Njema?koj i Velikoj Britaniji. U Velikoj Britaniji, na primjer, na?iroko se koristi kao motorno gorivo za redovne autobuse u regijama zemlje koje koriste ugalj. Sadr?aj metana u rudarskom gasu kre?e se od 1 do 98%. Kao motorno gorivo, najzanimljiviji je gas koji se ekstrahuje iz ugljenih slojeva, van zona uticaja rudarskih radova, kori??enjem tehnologija proizvodnje ugljenog gasa. Su?tina ovakvog polja je izvla?enje gasa iz bu?otina izbu?enih sa povr?ine, kori??enjem metoda stimulacije izvla?enja gasa, dok rudni?ki gas sadr?i 95-98% metana, 3-5% azota i 1-3% ugljen-dioksida.

U Rusiji rudni?ki metan, kao vrsta energetskog goriva i hemijske sirovine, privla?i pa?nju sa stanovi?ta potencijalnih rezervi koje su do sada identifikovane.

Treba napomenuti da sadr?aj zapaljivih plinova u ugljenim slojevima ovisi o dubini eksploatacije rezervi i raste kako raste. To dovodi do pove?anja intenziteta i zapremine ispu?tanja gasa u rudarske radove.

Trenutno se u Rusiji rudni?ki metan koji se nalazi u ugljenim slojevima i okolnim stijenama izvla?i na povr?inu vakuumskim pumpnim stanicama kroz posebno izbu?ene bu?otine, a iz rudni?kog prostora se kroz ventilacijski sistem ispu?ta u atmosferu.

U svim slu?ajevima upotreba mje?avine metana i zraka kao energetskog goriva odre?ena je njenim sastavom, tj. odnos metana kao takvog i vazduha u njemu. Procentualni odnos ovih komponenti predodre?uje energetsku vrijednost metan-vazdu?ne mje?avine i mogu?nost njenog kori?tenja, posebno u pogledu eksplozivnosti pri sagorijevanju.

Praksa je potvrdila da se me?avina metana i vazduha sa sadr?ajem metana u rasponu od 2,5 do 30% prema postoje?oj klasifikaciji klasifikuje kao substandardna i da je eksplozivna kada sagoreva, a sme?e koje sadr?e ?isti metan manje od 2,5 i vi?e od 30% su siguran kada se spali u energetskim instalacijama. Obje mje?avine su svakako potencijalni izvori energetskog goriva.

Tehni?ka upotreba podstandardne me?avine metana i vazduha je da se sadr?aj ?istog metana dovede na standardne nivoe (preko 30% i manje od 2,5%). To se mo?e posti?i, prije svega, pobolj?anjem sistema za otplinjavanje koji omogu?avaju odr?avanje sadr?aja metana u mje?avini iznad 30%. Ali implementacija ovog puta, sude?i po udjelu ispodstandardnog rudni?kog metana u ukupnoj strukturi proizvodnje metana, ima odre?enih pote?ko?a. Drugi na?in je pove?anje koncentracije metana dodavanjem prirodnog plina u smjesu. Tre?i pravac – smanjenje koncentracije metana na donju granicu eksplozivnosti razrje?ivanjem smjese zrakom – najjednostavniji je za prakti?nu primjenu.

Trenutno je u Rusiji najve?i uspjeh u otplinjavanju i kori?tenju metana iz rudnika postignut u basenu Vorkuta, gdje se koristi u kotlarnicama, lo?i?tima i su?arama. Savremene tehnologije omogu?avaju efikasnu ekstrakciju metana iz plitkih slojeva uglja velike debljine i velike zasi?enosti gasom, pri ?emu je mogu?e koristiti metode intenziviranja dotoka gasa na dno. Samo nekoliko ugljonosnih regiona u svetu ispunjava ove uslove, stoga, uprkos visokim resursima metana iz ugljenih le?i?ta, malo je verovatno da ?e stvarna proizvodnja gasa u narednim godinama prema?iti 5-10% ukupne proizvodnje gasa.

rastvorljiv u vodi a raspr?eni gasovi podzemne hidrosfere(do dubine od 4500 m) rasprostranjene su skoro svuda u zemljinoj kori. Ukupni resursi gasa u podzemnim vodama do dubine od 4.500 m, prema procenama VNIGRI, dosti?u 10.000 triliona m3 i do dubine, u proseku, ne ve?oj od 10 km,

Podzemna hidrosfera Zemlje, zbog visoke rastvorljivosti ugljovodonika i drugih gasnih komponenti u njoj, u geolo?kom vremenu je u stanju trajne, ponegde progresivne zasi?enosti gasom uglavnom ugljovodonicima, ?to neminovno rezultira formiranjem zona ograni?avanje zasi?enja gasom. Prou?avanje ovakvih zona, koje su danas pouzdano utvr?ene unutar mladih platformi, kao i onih koje su postojale u drevnim fazama razvoja niza regija, omogu?ava otkrivanje prirode geohemijskih odnosa izme?u le?i?ta ugljikovodika i zasi?enih plinom. podzemne vode.

Obim nau?nih istra?ivanja u oblasti hidrogeologije nafte i gasa je uspostavljanje op?teg obrasca, prema kome industrijska nalazi?ta gasa, a mo?da i nafte," posljedica su globalnog procesa gasnog zasi?enja podzemne hidrosfere.

Prikazani ?ematski model blisko korespondira sa prirodnim uslovima slede?ih specifi?nih gasonosnih provincija i gasonosnih regiona.

Biogas

Ranije u Rusiji niko nije ozbiljno razmi?ljao o gasovitim gorivima iz lokalnih izvora. Zemlja sa velikim rezervama nafte i gasa mogla bi to da priu?ti. U zemljama koje nemaju prirodne resurse, od sredine 1980-ih registrovani su i pu?teni u proizvodnju svi potencijalni lokalni izvori alternativnih motornih goriva. To prvenstveno uklju?uje razli?ite vrste biomase biljnog i ?ivotinjskog porijekla.

Biogas je mje?avina metana i uglji?nog dioksida koji nastaje tijekom metanske fermentacije razli?itih biomasa. Metanska fermentacija - rezultat prirodne biocenoze anaerobnih bakterija - te?e na temperaturama od 10 do 55 ° C u tri opsega: 10 ... 25 ° C - psihrofilna; 25,40 °S - mezofilno; 52...55 °S - termofilna. Vla?nost sistema se kre?e od 8 do 99 %, optimalna vrijednost je 92 - 93%. Sadr?aj metana u biogasu varira u zavisnosti od hemijskog sastava sirovine i mo?e biti 50-90%.

Biogas, sa stanovi?ta industrijske proizvodnje i upotrebe u motorima vozila, predstavlja ozbiljan prakti?ni interes za Rusiju. U na?oj zemlji se godi?nje akumulira do 300 miliona tona (po suvoj materiji) organskog otpada: 250 miliona tona u poljoprivrednoj proizvodnji, 50 miliona tona u obliku komunalnog otpada. Ovi otpadi su odli?na sirovina za proizvodnju biogasa. Potencijalni obim proizvedenog biogasa godi?nje mo?e biti 90 milijardi m 3 , odnosno 40 miliona tona naftnog ekvivalenta u iznosu od 20 milijardi eura. Ukupna potencijalna vrijednost proizvedenih biogoriva (syngas i biogas) mogla bi dosti?i 35 milijardi eura godi?nje.

Fermentaciju otpada najbolje je provoditi u digestorima - metalnim ili armirano-betonskim rezervoarima uz zagrijavanje i mije?anje.

Za proizvodnju biogasa iz ?vrstog komunalnog otpada (MSW), oni se prvo usitnjavaju, a zatim mije?aju u rezervoaru za metan sa kanalizacijskim muljem iz talo?nika postrojenja za pre?i??avanje otpadnih voda. Gasovi sadr?e do 50% metana, 25% uglji?nog dioksida, do 2% vodonika i du?ika. Ova tehnologija se ?iroko koristi u inostranstvu - u SAD, Nema?koj, Japanu, ?vedskoj.

Bioplin je jedna od najperspektivnijih vrsta motornih goriva proizvedenih od lokalnih sirovina u smislu industrijske proizvodnje i upotrebe u motorima vozila. Za kratko vrijeme stvorena je ?itava industrija za proizvodnju bioplina u mnogim zemljama svijeta.

Zna?ajan dio proizvedenog biogasa koristi se za proizvodnju elektri?ne energije.

Me?u industrijski razvijenim zemljama, vode?e mjesto u proizvodnji i kori?tenju bioplina pripada Danskoj.

Kao ?to pokazuje praksa, izlaz kanalizacionih gasova iz stanice za preradu koju napaja kanalizaciona mre?a koja opslu?uje naselje sa 100 hiljada stanovnika dosti?e vi?e od 2500 m 3 dnevno, ?to je ekvivalentno 2000 litara benzina.

Proizvodnja biogasa uklju?uje i proizvodnju deponijskog gasa, odnosno biogasa iz deponijskog otpada. Trenutno se u mnogim zemljama stvaraju posebno opremljena skladi?ta ?vrstog komunalnog otpada kako bi se iz njih izvla?io biogas za proizvodnju elektri?ne i toplotne energije. Zna?ajne koli?ine sirovina za fermentaciju su dostupne u poljoprivredi.

Biogas tehnologije su efikasne u bilo kojoj klimatskoj regiji ogromne Rusije. Na ovaj na?in se ve? proizvode gasovita goriva i visokoefikasna organska ?ubriva koja su toliko neophodna savremenoj ruskoj poljoprivredi.

Me?utim, stvaranje motora motornih vozila koji rade na plin niske kalorijske vrijednosti, poput bioplina, predstavlja odre?ene pote?ko?e. Stoga je svrsishodnije koristiti ne bioplin, ve? biometan dobiven iz njega. Da bi se to postiglo, CO 2 i druge ne?isto?e se uklanjaju iz biogasa. Dobijeni gas (biometan) sadr?i 90-97% CH4 i ima kalorijsku vrijednost od 35-40 MJ/m 3 . Pre?i??avanje biogasa od uglji?nog dioksida mo?e se vr?iti na razli?ite na?ine. Naj?e??i su ispiranje plinom te?nim apsorbentima (na primjer, voda), zamrzavanje, adsorpcija na niskim temperaturama.

Biometan, kao i druga plinovita goriva, ima nisku volumetrijsku koncentraciju energije.

Te?ni gasovi

Sli?ne informacije.

Plin koji se ekstrahuje iz utrobe zemlje ili je proizvod prerade drugih ugljovodonika mo?e se naknadno koristiti u te?nom ili komprimovanom obliku. Koje su karakteristike obe opcije za kori??enje odgovaraju?eg goriva?

?ta je te?ni gas?

Ispod te?ni Uobi?ajeno je da se podrazumeva prirodni gas, koji se iz po?etnog, zapravo gasovitog stanja, prelazi u te?no stanje - hla?enjem na veoma nisku temperaturu, oko minus 163 stepena Celzijusa. Koli?ina goriva je smanjena za oko 600 puta.

Transport ukapljenog gasa zahteva upotrebu posebnih kriogenih rezervoara koji su u stanju da odr?avaju potrebnu temperaturu doti?ne supstance. Prednost ove vrste goriva je mogu?nost isporuke na ona mjesta gdje je problemati?no postaviti konvencionalne plinovode.

Za pretvaranje ukapljenog gasa u prvobitno stanje potrebna je i posebna infrastruktura – terminali za regasifikaciju. Ciklus prerade razmatrane vrste goriva - ekstrakcija, ukapljivanje, transport i regasifikacija - zna?ajno pove?ava kona?nu cijenu gasa za potro?a?a.

Predmetno gorivo se koristi, naj?e??e u iste svrhe kao i prirodni gas u izvornom stanju - za grijanje prostorija, osiguranje funkcionisanja industrijske opreme, elektrana, kao sirovina u pojedinim segmentima hemijske industrije.

?ta je komprimovani prirodni gas?

Ispod komprimiran, ili komprimiran, uobi?ajeno je da se podrazumeva prirodni gas, koji se, kao i te?ni gas, tako?e nalazi u te?nom stanju, ?to se posti?e, me?utim, ne smanjenjem temperature goriva, ve? pove?anjem pritiska u posudi u kojoj se nalazi. Zapremina komprimovanog plina je oko 200 puta manja od koli?ine goriva u izvornom stanju.

Pretvaranje prirodnog gasa u te?nost kori??enjem visokog pritiska generalno je jeftinije od ukapljivanja goriva sni?avanjem njegove temperature. Transport razmatrane vrste gasa se obavlja u kontejnerima, po pravilu, tehnolo?ki manje slo?enim od kriocistera. Regasifikacija odgovaraju?e vrste goriva nije potrebna: budu?i da je pod visokim pritiskom, lako ga je ukloniti iz rezervoara - dovoljno je otvoriti ventile na njima. Stoga je tro?ak komprimiranog plina za potro?a?a u ve?ini slu?ajeva ni?i od onog koji karakterizira ukapljeno gorivo.

Komprimovani gas se naj?e??e koristi kao gorivo u raznim vozilima - automobilima, lokomotivama, brodovima, gasnoturbinskim motorima aviona.

Pore?enje

Glavna razlika izme?u ukapljenog i komprimovanog gasa je u tome ?to se prva vrsta goriva dobija sni?avanjem temperature po?etne gasovite supstance, ?to je pra?eno njenom transformacijom u te?nost. Komprimovani gas je tako?e te?no gorivo, ali se dobija stavljanjem u posudu pod visokim pritiskom. U prvom slu?aju, po?etna zapremina gasa je ve?a od obra?ene (prevedene u te?nost) oko 600 puta, u drugom slu?aju 200 puta.

Treba napomenuti da se ukapljeni gas naj?e??e dobija preradom „klasi?nog“ prirodnog gasa, koji predstavlja uglavnom metan. Komprimirana goriva se tako?er proizvode od mnogih drugih gasova koji se pojavljuju u prirodi, kao ?to su propan ili butan.

Nakon ?to smo utvrdili razliku izme?u ukapljenog i komprimiranog plina, zaklju?ke ?emo prikazati u tabeli.

Table

Prirodni gas se sastoji uglavnom od metana (najmanje 90%) sa malim primesama etana (do 6%), propana (do 1,7%) i butana (do 1%).

Gas metan je bez boje i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi, lak?i od vazduha. Odnosi se na zasi?ene ugljikovodike, ?iji se molekuli sastoje samo od ugljika i vodika. Visok sadr?aj vodonika obezbe?uje potpunije sagorevanje goriva u cilindrima motora u odnosu na benzin i te?ni naftni gas, pa je metan kompletno gorivo za automobile sa dobrim antidetonacionim karakteristikama.

Karakteristike metana.

Molekularna formula - CH 4

Molarna masa, kg/mol - 16.03

Gustina na temperaturi od 15°C i pritisku od 0,1 MPa:

- u plinovitom stanju, kg / m 3 - 0,717

– u te?nom stanju, kg/l – 0,42

Karbonski broj - 2,96

Ta?ka klju?anja, ° C - -161,7

Temperatura samozapaljenja (bljeska), ° C - 590

Neto kalorijska vrijednost:

- u gasovitom stanju, kJ / m 3 - 33800

– u te?nom stanju, kJ/l – 20900

Relativna gustina (po vazduhu) - 0,554

Korozivna aktivnost - nema

Toksi?nost - netoksi?no

Temperatura sagorevanja, ° C - 2030

Za referenciju . Toplota sagorevanja.

Toplota sagorevanja- koli?ina toplote koja se osloba?a tokom potpunog sagorevanja 1 m 3 gasa, pri atmosferskom pritisku i temperaturi od 20°C.

Postoji ve?a i ni?a kalorijska vrijednost sagorijevanja plina. Prilikom odre?ivanja bruto kalorijske vrijednosti uzima se u obzir sva toplina koja se osloba?a tokom sagorijevanja i uklanja iz produkata sagorijevanja hla?enjem na po?etnu temperaturu. U praksi se formirane vodene pare ne kondenzuju i odnose dio topline utro?ene na zagrijavanje 1 kg vode od 0 do 100 °C, ?to je jednako 418,6 kJ.

Tokom sagorevanja, toplota se tro?i da ispari vlagu sadr?anu u gorivu i dobijenu sagorevanjem vodonika. Zbog toga se za karakterizaciju gasnih goriva u praksi koristi ni?a kalori?na vrednost sagorevanja gasa, ?to je standardna vrednost.

Prije upotrebe kao motorno gorivo, prirodni plin prolazi preliminarnu pripremu za uskla?enost sa svojim parametrima za rad motora (uklanjanje ne?isto?a) i uvjetima skladi?tenja na vozilu.

Budu?i da se prirodni plin ukapljuje na temperaturi od -161,7°C, a to je nemogu?e u?initi u normalnim uvjetima, on se na automobilima skladi?ti u bocama u komprimiranom stanju do 20 MPa (200 kg/cm2).

Komprimovani gasovi se odlikuju ?injenicom da na temperaturi od 20°C i visokom pritisku (20 MPa) ostaju u gasovitom stanju.

Plin prirodno gorivo komprimirano (komprimirani prirodni plin).

U pogledu fizi?kih i hemijskih parametara i sadr?aja ne?isto?a, prirodni gorivni gas mora biti u skladu sa GOST 27577-2000 „Kompresovani prirodni gorivni gas za motore sa unutra?njim sagorevanjem“.

U pogledu fizi?kih i hemijskih parametara, gas prema ovom GOST-u mora biti u skladu sa zahtevima i standardima datim u tabeli 1.

Tabela 1.

Nedostaci i prednosti kori?tenja komprimiranog prirodnog plina u odnosu na benzin.

1. Nedostaci.

1.1. Sadr?aj plina pod visokim pritiskom zahtijeva upotrebu cilindara visoke ?vrsto?e koji imaju zna?ajnu masu i izra?eni su od visokokvalitetnih ?elika. Te?ina jednog cilindra kapaciteta 50 litara sa 10 m 3 gasa je oko 70 kg. Ugradnja plinskih cilindara na automobil podrazumijeva smanjenje nosivosti automobila za 10-12%, a domet automobila je tako?er smanjen.

Boce za LNG su posude visokog pritiska, za boce od legiranog ?elika ispitni period se postavlja jednom u 5 godina, a za uglji?ni ?elik - jednom u 3 godine.

1.2. Budu?i da je kalorijska vrijednost gasno-vazdu?ne mje?avine metana manja od ogrjevne vrijednosti mje?avine benzina i zraka (3,22 MJ/m 3 za metan sa zrakom i 3,55 MJ/m 3 za benzin sa zrakom), a zbog manjim omjerom punjenja cilindara, snaga motora pri pretvaranju na komprimirani plin se smanjuje za 18-20%.

1.3. Kada se koristi plinsko gorivo, te?ko je pokrenuti motor zimi na temperaturama ispod 15°C. Razlog je vi?a temperatura paljenja mje?avine plina i zraka i manja brzina ?irenja plamena.

1.4. Za odr?avanje i popravku gasno-balonskih vozila potrebna je ve?a kvalifikacija servisnog osoblja. U pore?enju sa odr?avanjem benzinskih i dizel motora, radni intenzitet odr?avanja i popravke gasne opreme raste za 13-15%, a tro?kovi - za 4-6%.

1.5. Rad motora na komprimirani plin pra?en je pogor?anjem vu?nih, dinami?kih i pogonskih karakteristika vozila: vrijeme ubrzanja se pove?ava za 25-30%; maksimalna brzina je smanjena za 5-7%.

2. Prednosti.

2.1. Plinsko gorivo potpunije sagorijeva u cilindrima motora zbog ?irih granica paljenja plina u odnosu na benzin. Ako su granice paljenja benzina pome?anog sa vazduhom 6,0 i 1,5%, respektivno, tada su granice paljenja komprimovanog gasa pome?anog sa vazduhom 15% za gornju granicu i 5% za donju granicu. Ovo omogu?ava iscrpljivanje zapaljive sme?e na a=1,2-1,3 u re?imima rada motora.

Kao rezultat toga, toksi?nost izduvnih gasova je zna?ajno smanjena (u pogledu sadr?aja uglji?nih oksida - za 2-3 puta, po sadr?aju du?ikovih oksida - za 1,2-2,0 puta, po sadr?aju ugljikovodika - za 1,1- 1,4 puta).

2.2. Komprimirani plin ne razrje?uje ulje u ku?i?tu radilice, ne ispire ulje sa stijenki cilindra i ne pogor?ava uvjete podmazivanja. Stoga je tro?enje dijelova motora koji rade na plin ni?e nego kod benzinskih motora. Kao rezultat toga, motorni resursi motora pove?avaju se za 1,3-1,5 puta. Vijek trajanja ulja se tako?er pove?ava za 1,5-2 puta, a cijena se smanjuje za 25-35 posto.

2.3. Cijene CNG-a su ni?e od benzina: U?tede u tro?kovima goriva su dostupne uprkos gubitku snage motora i smanjenoj nosivosti vozila.

Autotrans-consultant.ru.

Hemijski sastav gasa. Aplikacija

Glavni dio prirodnog plina je metan (CH4) - do 98%. Sastav prirodnog plina mo?e uklju?ivati i te?e ugljikovodike - homologe metana:

etan (C 2 H 6),

propan (C 3 H 8),

butan (C 4 H 10),

kao i druge neugljikovodi?ne tvari:

vodonik (H 2),

sumporovodik (H 2 S),

uglji?ni dioksid (CO 2),

helijum (He).

?isti prirodni gas je bez boje i mirisa. Kako bi se moglo prepoznati curenje po mirisu, u plin se dodaje mala koli?ina tvari jakog neugodnog mirisa (tzv. odoranti). Naj?e??i odorant je etil merkaptan.

Ugljikovodi?ne frakcije su vrijedna sirovina za hemijsku i petrohemijsku industriju. ?iroko se koriste za proizvodnju acetilena. Pirolizom etana nastaje etilen, va?an proizvod za organsku sintezu. Prilikom oksidacije propan-butanske frakcije nastaju acetaldehid, formaldehid, sir?etna kiselina, aceton i drugi produkti. Izobutan se koristi za proizvodnju visokooktanskih komponenti motornih goriva, kao i izobutilena, sirovine za proizvodnju sinteti?ke gume. Dehidrogenacijom izopentana nastaje izopren, va?an proizvod u proizvodnji sinteti?kih guma.

Komprimirani prirodni plin- Komprimovani prirodni gas koji se koristi kao motorno gorivo umesto benzina, dizel goriva i propana.

Prirodni plin, kao i svaki drugi, mo?e se komprimirati kompresorom. U isto vrijeme, volumen koji zauzimaju zna?ajno je smanjen. Prirodni gas se tradicionalno komprimuje na pritisak od 200-250 bara, ?to rezultira smanjenjem zapremine od 200-250 puta. Gas se komprimira (komprimuje) za transport kroz magistralne gasovode, kako bi se odr?ao ispravan pritisak unutar rezervoara (rezervoarski pritisak) tokom utiskivanja pod zemlju, a proizvodnja komprimovanog prirodnog gasa je me?ukorak u proizvodnji te?nog prirodnog gasa. Komprimirani prirodni plin je jeftiniji od tradicionalnih goriva, a efekat staklene ba?te uzrokovan produktima sagorijevanja je manji u odnosu na konvencionalna goriva, pa je sigurniji za okoli?. Skladi?tenje i transport komprimovanog prirodnog gasa odvija se u specijalnim rezervoarima za skladi?tenje gasa. Tako?er se koristi i dodavanje bioplina komprimiranom prirodnom plinu, ?ime se smanjuje emisija ugljika u atmosferu.

Komprimirani prirodni plin kao gorivo ima niz prednosti:

· Metan (glavni sastojak prirodnog gasa) je lak?i od vazduha i u slu?aju slu?ajnog izlivanja brzo isparava, za razliku od te?eg propana koji se akumulira u prirodnim i ve?ta?kim depresijama i stvara opasnost od eksplozije.

· Nije toksi?an u malim koncentracijama;

· Ne izaziva koroziju metala.

· Komprimirani prirodni plin je jeftiniji od bilo kojeg naftnog goriva, uklju?uju?i dizel, ali ih nadma?uje u smislu kalorijske vrijednosti.

· Niska ta?ka klju?anja garantuje potpuno isparavanje prirodnog gasa na najni?im temperaturama okoline.

· Prirodni gas sagoreva skoro potpuno i ne ostavlja ?a?, naru?avaju?i ?ivotnu sredinu i smanjuju?i efikasnost. Uklonjeni dimni plinovi ne sadr?e ne?isto?e sumpora i ne uni?tavaju metal dimnjaka.

· Operativni tro?kovi plinskih kotlova su tako?er ni?i od tradicionalnih.

Jo? jedna karakteristika komprimovanog prirodnog gasa je da kotlovi koji rade na prirodni gas imaju ve?u efikasnost - do 94%, ne zahtevaju potro?nju goriva za predgrevanje zimi (poput ulja i propan-butana).

Prirodni gas, ohla?en nakon pre?i??avanja od ne?isto?a do temperature kondenzacije (-161,5 0 C), pretvara se u te?nost tzv. te?ni prirodni gas. Te?ni gas je bezbojna te?nost bez mirisa, ?ija je gustina upola manja od vode. 75-99% se sastoji od metana. Ta?ka klju?anja -158 ... -163 0 C. U te?nom stanju je nezapaljiv, netoksi?an, neagresivan. Za upotrebu se podvrgava isparavanju do prvobitnog stanja. Kada se pare sagorijevaju, nastaju uglji?ni dioksid i vodena para. Zapremina gasa prilikom ukapljivanja smanjena je za 600 puta, ?to je jedna od glavnih prednosti ove tehnologije. Proces ukapljivanja odvija se u fazama, u svakoj od kojih se gas komprimira 5-12 puta, zatim hladi i prenosi u sljede?u fazu. Stvarno ukapljivanje nastaje tokom hla?enja nakon posljednje faze kompresije. Proces ukapljivanja stoga zahteva zna?ajnu koli?inu energije - do 25% njene koli?ine sadr?ane u te?nom gasu. Ukapljeni plin se proizvodi u takozvanim postrojenjima za ukapljivanje (postrojenja), nakon ?ega se mo?e transportovati u posebnim kriogenim kontejnerima - morskim tankerima ili cisternama za kopneni transport. Ovo omogu?ava isporuku gasa u podru?ja koja su udaljena od magistralnih gasovoda koji se tradicionalno koriste za transport konvencionalnog prirodnog gasa. Prirodni plin u te?nom obliku se skladi?ti dugo vremena, ?to vam omogu?ava stvaranje rezervi. Prije isporuke direktno potro?a?u, te?ni prirodni plin se vra?a u prvobitno plinovito stanje na terminalima za regasifikaciju. Prvi poku?aji ukapljivanja prirodnog gasa za industrijske potrebe datiraju s po?etka 20. veka. Godine 1917. proizveden je prvi te?ni prirodni gas u SAD, ali je razvoj sistema za isporuku cevovoda dugo odlo?io unapre?enje ove tehnologije. Godine 1941. u?injen je jo? jedan poku?aj proizvodnje LNG-a, ali proizvodnja je dostigla industrijske razmjere tek od sredine 1960-ih. U Rusiji je izgradnja prve fabrike te?nog prirodnog gasa po?ela 2006. godine u okviru projekta Sahalin-2. Sve?ano otvaranje fabrike odr?ano je u zimu 2009. godine.

Gas iz ?kriljaca- prirodni gas izva?en iz ?kriljaca, koji se sastoji uglavnom od metana. Prva komercijalna bu?otina za gas iz ?kriljaca izbu?ena je u Sjedinjenim Dr?avama 1821. godine. Devon Energy je u Sjedinjenim Dr?avama po?etkom 2000-ih pokrenuo veliku komercijalnu proizvodnju gasa iz ?kriljaca na polju Barnett Shale, koji je izbu?io prvu horizontalnu bu?otinu u ovoj oblasti. polju 2002. Zahvaljuju?i naglom pove?anju njegove proizvodnje, nazvanom "gasna revolucija", Sjedinjene Ameri?ke Dr?ave su 2009. godine postale svjetski lider u proizvodnji plina (745,3 milijarde m 3), s vi?e od 40% dolazi iz nekonvencionalnih izvora (metana iz ugljenog le?i?ta i ?kriljaca gas).

Izvori gasa iz ?kriljaca u svijetu iznose 200 triliona m 3 . U januaru 2011. godine, ekonomista A.D. Haitun je pisao o mogu?nosti da plin iz ?kriljaca "nasljedi sudbinu metana iz ugljena sa zna?ajnim padom rasta proizvodnje tokom dugotrajnog rada polja, ili sudbinu biogoriva, ?ija je ogromna ve?ina svjetske proizvodnje u Americi , a sada opada."

Rezerve i resursi gasa

Svjetske geolo?ke rezerve zapaljivih plinova na kontinentima, u zoni ?elfa i plitkih mora, prema prognosti?kim procjenama, dosti?u 10 15 m 3 , ?to je ekvivalentno 10 12 tona nafte.

Najve?a le?i?ta u SSSR-u bila su: Urengoj (4 triliona m 3) i Zapoljarnoje (1,5 biliona m 3), Vuktilskoje (452 milijarde m 3), Orenburg (650 milijardi m 3), Stavropoljskoe (220 milijardi m 3), Gazli (445 milijardi m 3) u Centralnoj Aziji; Shebslinskoye (390 bcm) u Ukrajini.

Na poluostrvu Jamal iu susednim vodenim podru?jima otkriveno je 11 gasnih i 15 naftnih i gasnih kondenzatnih polja, istra?ene i preliminarno procenjene (AVS 1 + S 2) rezerve gasa su oko 16 triliona m 3, obe?avaju?e i predvi?ene (S 3 -D 3) resursi gasa su oko 22 triliona m 3. Najzna?ajnije polje Yamal u smislu rezervi gasa je Bovanenkovskoe - 4,9 triliona m 3 (AVS 1 + S 2), koje ?e po?eti da se razvija 2012. godine, a gas ?e se isporu?ivati novom magistralnom gasovodu Bovanenkovo-Uhta. Po?etne rezerve polja Kharasaveyskoye, Kruzenshternskoye i Yuzhno-Tambeyskoye iznose oko 3,3 triliona m 3 gasa.

Isto?ni Sibir i Daleki istok ?ine oko 60% teritorije Ruske Federacije. Po?etni ukupni resursi gasa na kopnu na istoku Rusije su 52,4 triliona m 3 , na ?elfu 14,9 biliona m 3 .

Samo u Rusiji proizvodnja gasa od strane Gazproma u 2011. iznosila je 513,2 milijardi kubnih metara. Istovremeno, pove?anje rezervi kategorije C 1 dostiglo je rekordan nivo - 686,4 milijarde m 3, kondenzata - 38,6 miliona tona.U 2012. godini planirano je da se proizvede 528,6 milijardi m 3 gasa i 12,8 miliona tona gasnog kondenzata.

Kondenzat

Kondenzat– te?ni proizvod separacije prirodnih gasova. Predstavljen je uglavnom te?nim ugljovodonicima u normalnim uslovima - pentanom i te?im ugljovodonicima sastava alkana, ciklana i arena. Gustina obi?no ne prelazi 0,785 g/cm 3 , iako su poznate razlike sa gustinama do 0,82 g/cm 3 . Kraj klju?anja je od 200 do 350 0 C.

Razlikovati sirovo kondenzat iz odvajanja, i stabilan dobijen dubokim otplinjavanjem sirovog kondenzata. Koli?ina kondenzata u rezervoarskim gasovima izra?ava se ili odnosom njegove zapremine i zapremine izdvojenog gasa (cm 3 /m 3) i naziva se faktor kondenzata. Koli?ina kondenzata u odnosu na 1 m 3 izdvojenog (slobodnog) gasa dosti?e 700 cm 3 . U zavisnosti od vrijednosti faktora kondenzata, plinovi su "suhi" (manje od 10 cm 3 /m 3), "posni" (10-30 cm 3 /m 3) i "masni" (30-90 cm 3 /m 3). 3). Gasovi koje karakterizira GOR ve?i od 90 cm 3 /m 3 nazivaju se plinski kondenzat. Na naftno-gasnom kondenzatnom polju Vuktyl, faktor kondenzacije je 488-538 cm 3 /m 3, prirodni gasovi sa polja Zapadnog Sibira su obi?no „suvi“.