Гост р 57608-2017 газ горючий природный. качество. термины и определения (переиздание)

Основные свойства газов

Все газы (не только топливо) объединяет сравнительно незначительный показатель плотности. Для рассматриваемых природного газа и его искусственных аналогов его значение держится в районе 0,8 килограмма на метр кубический. Плотность сжиженного газообразного топлива несколько выше и составляет примерно 2,3 килограмма на метр кубический.

Газы в большинстве своем являются токсичными веществами. Токсичность возрастает по мере увеличения содержания оксидов углерода и соединений серы с водородом в газе. При содержании одного и более процентов описанных вредных газов в атмосфере человек за три минуты вдохнет летальную дозу отравляющего вещества.

Рассматриваемые газы являются взрывоопасными. Причем с повышением процентного содержания окиси углерода и водорода опасность детонации возрастает. Интересная особенность: при содержании этих веществ более чем 74% вероятность детонации газа практически равна нулю.

Инертные

Не вступают в химическое взаимодействие с металлами и практически не растворяются в металлах

Аргон (Ar) — бесцветный, без запаха, негорючий, неядовитый газ, почти в 1,5 раза тяжелее воздуха. В металлах нерастворим как в жидком, так и в твердом состояниях. Выпускается (ГОСТ 10157-79) двух сортов: высшего и первого.

В газе высшего сорта содержится 99,993 % аргона, не более 0,006 % азота и не более 0,0007 % кислорода. Рекомендуется для сварки ответственных металлоконструкций из активных и редких металлов и сплавов, цветных металлов.

В газе первого сорта содержится 99,98 % аргона, до 0,01 % азота и не более 0,002 % кислорода. Рекомендуется для сварки стали и чистого алюминия.

Гелий (Не) — бесцветный газ, без запаха, неядовитый, значительно легче воздуха и аргона. Выпускается (ГОСТ 20461-75) двух сортов: высокой чистоты (до 99,985 %) и технический (99,8%).

Используется реже, чем аргон, из-за его дефицитности и высокой стоимости. Однако при одном и том же значении тока дуга в гелии выделяет в 1,5 — 2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это способствует более глубокому проплавлению металла и значительному увеличению скорости сварки.

Гелий применяют при сварке химически чистых и активных материалов, а также сплавов на основе алюминия и магния.

Азот (N₂) — газ без цвета, запаха п вкуса, неядовитый. Используется только для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным газом. Выпускается (ГОСТ 9293-74) четырех сортов: высшего — 99,9% азота; 1-го — 99,5%; 2-го — 99,0%; 3-го — 97,0%.

Температура пламени обычной газовой плиты.

Температура пламени в обычных плитах, которые стоят на кухнях, зависит от вида используемого топлива (газа). В качестве топлива в бытовых плитах разрешается использовать метан (G20) и пропан-бутан (G30). Вид топлива, на котором работает плита можно определить по шильдику на задней панели. Температура пламени метана около 1900ГрС, пропан-бутана – около 3000ГрС.

Чтобы понять какая температура горения газа в конфорке, нужно вспомнить что именно горит. А горит природный газ. Температура его горения может отличаться в зависимости от расстояния, на котором вы фиксируете температура. У самой конфорки она будет не высокой – примерно 300-400 градусов. Зато на пике температура может доходить до 1500 гр. Цельсия.

Но когда вы готовите на конфорке, то нужно брать среднее значение (вы же не держите кастрюлю над конфоркой) – примерно 800 градусов.

• По сравнению с температурой пламени спички (750 — 850 град), спичечной головки (1500 град), сигареты (700 — 800 град), спиртовки (900 — 1300 град), или свечи (800 — 1400 град) температура на конфорке бытовой газовой плиты примерно такая же или немного выше.
• Природный газ ( смесь пропана 15-35 % и бутана 65-85 %) позволяет нам получить температуру пламени на конфорке газовой плиты от 800 до 1000 градусов по шкале Цельсия, достаточную для приготовления пищи на бытовых плитах в посуде емкостью до 20-40 литров, при этом происходит образование сажи и копоти в незначительных количествах.
• Температура в духовом шкафу в зависимости от настроек может варьироваться от 100 до 300 градусов Цельсия.

По сравнению с конфоркой бытовой плиты, газовая горелка (для стеклодувных работ или для резки и сварки металла) имеет температуру пламени от 800 до 1900 или от 800 до 3150 градусов в зависимости от природы газа и настройки подачи горючего газа и воздуха. Благодаря использованию чистого кислорода и ацетилена в пламени газовой горелке можно достичь высоких температур до 3150 градусов по шкале Цельсия.

Это зависит от того, какой это газ. Газ из газовых баллонов, с помощью которых готовят пищу например на дачах. Или же магистральный газ. Хотя в принципе, по температуре они отличаются не так и значительно. Самое горячее пламе-на конце его “язычков”. И его температура превышает 1000-1200 градусов. В середине-пламя средней температуры. Его показатели 600-800 градусов. И самое “холодное” пламя непосредственно у газовой конфорки. Его температура равняется примерно от 400 до 600 градусов Цельсия.

Опыты ученых, показали, что температура такого газа, может достигать 900 градусов. У этого газа на плите, есть своя специфика, вызванная тем, что у него есть свой состав и компоненты, главным из которых является метан, а сам газ, именуется как природный.

Однако верхние пределы температурных показателей в плане этого газа, встречаются редко, а в основном, о его потенциале, можно судить по нижним и средним пределам. Этим нижним пределом, считаются показатели, от 600 градусов, а средний интервал температурного режима, заканчивается на 700 градусах, а 800, это уже большой огонь и по сути, считается верхним показателем.

Симптомы отравления газом

По мере приспособления природного газа, не имеющего ни цвета, ни запаха к бытовым условиям были придуманы простые и действенные способы определения наличия его утечки. С помощью несложной технологии к природному газу стали добавлять вещества, придающие ему характерный запах.

Однако люди, имеющие пониженную чувствительность к запахам, подвергаются серьезной опасности в случае утечки, так как могут надышаться газом. Эта проблема весьма остро стоит в помещениях. На улице концентрация этого летучего вещества практически никогда не достигает критических отметок.

Отравление газом весьма опасно. Ввиду своей природы газ, проходя через легкие, проникает в кровь и с ее током разносится по организму, негативно влияя на многие органы (прежде всего на мозг и центральную нервную систему). Человек может потерять сознание, а если помещение не проветривается, итог будет печален.

Поэтому не менее важным методом профилактики остается умение проверить утечку газа из внутреннего газопровода. Специалисты рекомендуют применять для этого мыльную пену. В случае утечки будут надуваться пузыри, которые легко заметить. Применение вспененного мыльного раствора, который наносится на места соединения труб газопровода с помощью старой кисточки для бритья, весьма эффективно.

Еще одной опасностью при нарушении условий эксплуатации газовых плит является накапливающийся в помещении угарный газ (неизбежный продукт горения любого топлива). Он легко проникает в кровь на уровне химических реакций. При отсутствии вентиляции угореть довольно просто. Человек продолжает дышать, так как этот газ не имеет какого-либо запаха, вначале совершенно не замечая воздействия этого вещества.

Признаки отравления проявляются уже при довольно высокой концентрации угарного газа в крови.

Основные симптомы отравления угарным газом:

• усиливающаяся головная боль;
• головокружение;
• нарастающий «стук в висках».

При большей концентрации наблюдаются:

• боли в груди;
• сухой кашель;
• тошнота;
• рвота.

Средняя тяжесть отравления проявляется теми же симптомами, к которым следует добавить затуманенность сознания, нескоординированность движений, галлюцинации. Тяжелая степень отравления проявляется потерей сознания и даже комой. Если вовремя не прекратить поступление угарного газа в организм, отравление может иметь летальный исход.

Таким образом, безопасная эксплуатация газовой плиты возможна лишь при наличии надежной вентиляции помещений, регулярном проветривании и систематической проверке герметичности всех соединений газопроводов. Также ни в коем случае нельзя игнорировать проверки газового оборудования, организуемые соответствующими службами, специалисты которых имеют лицензию на проведение профилактических и ремонтных работ.

Сжимаемость

Сжимаемость пластовых газов – это очень важное свойство природных газов. Объем газа в пластовых условиях на 2 порядка (т.е

примерно в 100 раз) меньше, чем объем его в стандартных условиях на поверхности земли. Это происходит потому, что газ имеет высокую степень сжимаемости при высоких давлениях и температурах.

Степень сжимаемости изображается через объемный коэффициент пластового газа, который представляет отношение объема газа в пластовых условиях к объему того же количества газа при атмосферных условиях.

С явлениями сжимаемости газов и растворимости в них жидких углеводородов тесно связано конденсатообразование. В пластовых условиях с ростом давления жидкие компоненты переходят в газообразное состояние, образуя «газорастворенную нефть» или газоконденсат. При падении давления процесс идет в обратном направлении, т.е. происходит частичная конденсация газа (или пара) в жидкое состояние. Поэтому при добыче газа на поверхность извлекается также и конденсат.

Содержание конденсата в добываемом газе оценивается через конденсатный фактор.

Транспортировка

Подготовка газа к транспортировке

Несмотря на то, что на некоторых месторождениях газ отличается исключительно качественным составом, в общем случае природный газ – это не готовый продукт. Помимо целевого содержания компонентов (при этом целевые компоненты могут различаться в зависимости от конечного пользователя), в газе содержаться примеси, которые затрудняют транспортировку и являются нежелательными при применении.

Например, пары воды могут конденсироваться и скапливаться в различных местах трубопровода, чаще всего, изгибах, мешая таким образом продвижению газа. Сероводород – сильный коррозионный агент, пагубно влияющий на трубопроводы, сопоуствуеющее оборудование и емкости для хранения.

В связи с этим, перед отправкой в магистральный нефтепровод или на нефтехимический завод газ проходит процедуру подготовки на газоперерабатывающем заводе (ГПЗ).

Первый этап подготовки – очистка от нежелательных примесей и осушка. После этого газ компримируют – сжимают до давления, необходимого для переработки. Традиционно природный газ сжимают до давления 200 — 250 бар, что приводит к уменьшению занимаемого объема в 200 — 250 раз.

Далее идет этап отбензинивания: на специальных установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ. Именно отбензиненный газ направляется в магистральные газопроводы и на нефтехимические производства.

Нестабильный газовый бензин подается на газофракционирующие установки, где из него выделяют легкий углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Данные вещества также являются ценным сырьем, в частности для производства полимеров. А смесь бутана и пропана – уже готовый продукт, используемый, в частности, в качестве бытового топлива.

Газопровод

Основным видом транспортировки природного газа является его прокачка по трубопроводу.

Стандартный диаметр трубы магистрального газопровода составляет 1,42 м. Газ в трубопроводе прокачивается под давлением 75 атм. По мере продвижения по трубе, газ, за счет преодоления сил трения, постепенно теряет энергию, которая рассеивается в виде тепла. В связи с этим, через определенные промежутки на газопроводе сооружаются специальные компрессорные станции подкачки. На них газ дожимается до необходимого давления и охлаждается.

Для доставки непосредственно до потребителя от магистрального газопровода отводят трубы меньшего диаметра — газораспределительные сети.

Газопровод

Транспортировка СПГ

Что делать с труднодоступными районами, находящимися вдали от основных магистральных газопроводов? В такие районы газ транспортируется в сжиженном состоянии (сжиженный природный газ, СПГ) в специальных криогенных емкостях по морю, и по суше.

По морю сжиженный газ перевозится на газовозах (СПГ-танкерах), судах оборудованных изотермическими емкостями.

СПГ перевозят также и сухопутным транспортом, как железнодорожным, так и автомобильными. Для этого используются специальных цистерны с двойными стенками, способными поддерживать необходимую температуру определенное время.

Углекислый газ и сероводород

Углекислый газ и сероводород в газовой смеси появляются в основном за счет окисления углеводородов в приповерхностных условиях при помощи кислорода и с участием аэробных бактерий.

На больших глубинах при соприкосновении углеводородов с природными сульфатными пластовыми водами образуются как углекислый газ, так и сероводород.

Со своей стороны сероводород легко вступает в окислительные реакции, особенно под воздействием серных бактерий и тогда выделяется чистая сера.

Таким образом, сероводород, сера и углекислый газ постоянно сопровождают углеводородные газы.

Содержание СО₂ в газах колеблется от долей до нескольких процентов, но известны залежи природного газа с содержанием углекислоты до 80 – 90 %.

Содержание сероводорода в газах также от долей процента до 1 – 2 %, но есть газы с высоким его содержанием. Примерами могут служить Оренбургское месторождение (до 5 %), Карачаганакское (до 7 – 10 %), Астраханское (до 25 %). На том же Астраханском месторождении и доля углекислого газа достигает 20 %.

Растворимость газа

Растворимость в нефти

Растворимость газа в нефти зависит от давления, температуры и состава нефти и газа. С ростом давления растворимость газа также возрастает. С ростом температуры растворимость газа снижается. Низкомолекулярные газы труднее растворяются в нефтях, чем более жирные.

С повышением плотности нефти, т.е. по мере роста в ней содержания высокомолекулярных соединений растворимость газа в ней снижается.

Показателем растворимости газа в нефти является газовый фактор – Г, показывающий количество газа в 1 м3 (или 1 т) дегазированной нефти. Он измеряется в м3/м3 или м3 /т.

По этому показателю залежи делятся на:

1) нефтяные — Г<650 м3/м3;

2) нефтяные с газовой шапкой – Г- 650 – 900 м3/м3;

3) газоконденсатные — Г>900 м3/м3.

Растворимость воды в сжатом газе

Вода растворяется в сжатом газе при высоком давлении. Это давление обусловливает возможность перемещения воды в недрах не только в жидкой, но и в газовой фазе, что обеспечивает ее большую подвижность и проницаемость через горные породы. С ростом минерализации воды растворимость ее в газе уменьшается.

Растворимость жидких углеводородов в сжатых газах

Жидкие углеводороды хорошо растворяются в сжатых газах, создавая газоконденсатные смеси. Это создает возможность переноса (миграции) жидких углеводородов в газовой фазе, обеспечивая более легкий и быстрый процесс ее перемещения сквозь толщу горных пород.

С ростом давления и температуры растворимость жидких углеводородов в газе растет.

Виды и происхождение горючих газов

Горючие газы содержат метан, пропан, бутан, этан, водород и окись углерода, иногда с примесями гексана и пентана. Их получают двумя способами – из природных месторождений и искусственным путем. Газы природного происхождения – топливо, результат естественного биохимического процесса разложения органики. Большинство залежей расположены на глубине менее 1,5 км и состоят преимущественно из метана с малыми примесями пропана, бутана и этана. С увеличением глубины залегания растет процентное содержание примесей. Добывается из природных залежей или в качестве сопутствующих газов нефтяных месторождений.

Чаще всего залежи природного газа сконцентрированы в осадочных породах (песчаники, галечники). Покрывающими и подстилающими слоями служат плотные глинистые породы. В качестве подошвы в основном выступают нефть и вода. Искусственные – горючие газы, получаемые вследствие термической переработки различного вида твердых топлив (кокс и др.) и производные продукты нефтепереработки.

Основным компонентом природных газов, добываемых в сухих месторождениях, является метан с небольшим количеством пропана, бутана и этана. Природный газ характеризуется постоянством состава, относится к категории сухих. Состав газа, получаемый при нефтепереработке и из смешанных газонефтяных залежей, непостоянен и зависит от величины газового фактора, природы нефти и условий раздела нефтегазовых смесей. В него входит значительное количество пропана, бутана, этана, а также другие легкие и тяжелые углеводороды, содержащиеся в нефти, вплоть до керосиновых и бензиновых фракций.

Добыча горючих природных газов заключается в извлечении его из недр, сбор, удаление лишней влаги и подготовку к транспортировке потребителю. Особенность добычи газа состоит в том, что на всех стадиях от пласта до конечного потребителя весь процесс герметизирован.

Ресурс — углеводородное сырье

Ресурсы углеводородного сырья, используемые в промышленности, можно разделить на две большие группы: природные углеводородные газы ( природный, попутный, газ нефтестабилизации); углеводородные газы и жидкие углеводороды, получаемые при переработке нефти, сланцев, коксования. Могут использоваться и другие газы — генераторный, газы подземной газификации угля, коксования торфа, но они пока практического значения в промышленности не имеют.
 

Ресурсы углеводородного сырья перспективных НПЗ позволяют создать крупнотоннажные производства нефтехимических продуктов массового применения, в том числе полиэтилена 50 тыс. т / год, фенола и ацетона 60 и 36 тыс. т / год, СЖК, СЖС и БВК на основе жидких парафинов 140 тыс. т / год и др., объемы производства и номенклатура которых должны быть уточнены применительно к конкретным районам строительства заводов.
 

Дополнительными ресурсами углеводородного сырья может — служить конденсат Джебольского газоконденсатного месторождения.
 

Дифференциация ресурсов углеводородного сырья с учетом найденных стоимостных параметров ( МПЦ) и принятых рыночных цен ( РЦ) на активные ( МПЦ РЦ) и пассивные ( МПЦ РЦ) элементы ресурсной базы и сведение воедино полученных значений активных элементов служат логическим завершением комплексной экономической оценки ресурсов нефти и газа.
 

Из ресурсов легкого углеводородного сырья для пиролиза может быть использован сухой газ нефтепереработки.
 

При определении ресурсов углеводородного сырья по месторождению необходимо знать не только количество газа, но него углеводородный состав, который изменяется в зависимости от давления разгазирования. Из общего анализа пластовых нефтей обычно бывает известен состав газа однократного разгазирования.
 

США располагают большими ресурсами углеводородного сырья для развития химической промышленности. На долю этой страны приходилось в 1971 г. 23 9 % добычи сырой нефти, 71 5 % добычи природного газа и 28 % мощностей нефтеперерабатывающих заводов капиталистических и развивающихся стран.
 

США располагает значительными ресурсами углеводородного сырья, имеет развитую нефтгпсмсрабагываюшую промышленность с высоким уровнем вторичных процессов, большие мощности по переработке попутных и природных газов.
 

Современное состояние проблемы ресурсов углеводородного сырья обусловливает необходимость включать в разработку нефтяные месторождения с осложненными условиями их освоения. Возникающие трудности при этом во многом определяются аномалиями реологических свойств нефтей, которые вызваны высоким содержанием в них твердых парафинов. Промышленная нефтегазоносность миоценового комплекса пород установлена в континентальной части бассейна. К настоящему времени открыто одно газовое ( Западно-Озерное) и три нефтегазоконденсатных многопластовых месторождения: Верхне-Эчинское, Верхне-Телекайское и Ольховское. Локальное поднятие, осложненное двумя куполами и выявленное в 1973 г. съемкой 2D — MOB, располагается примерно в 20 — 25 км от северных подножий горных массивов, входящих в систему Корякского нагорья.
 

Основным районом сосредоточения ресурсов газового углеводородного сырья является Средняя Волга, на долю которой приходится до 55 % всех имеющихся ресурсов нефтеперерабатывающих заводов. Выгодное географическое расположение этого района, его относительная близость к центральным и восточным областям страны позволят в случае необходимости использовать эти ресурсы для развития нефтехимической промышленности в.
 

Газовые конденсаты являются существенным ресурсом углеводородного сырья. Их суммарная добыча сейчас достигает 25 — 28 млн т / год, что в среднем по стране составляет около 40 г на 1 м3 добываемого газа.
 

Наша страна располагает неограниченными ресурсами углеводородного сырья, из которых основными являются природные и попутные газы.
 

Омская область располагает незначительными ресурсами углеводородного сырья.
 

Получение газа путем газификации твердого топлива

Один из распространенных методов получения газообразного топлива – так называемая газификация. Она заключается в химико-термической обработки твердого топлива (совместном воздействии высоких температур и химической обработке). Атомы углерода, содержащегося в твердом топливе, взаимодействуют и вступают в реакцию с водой и паром, образуя газ (топливо). В процессе газификации протекает и сухая перегонка. Газогенератор – это прибор для газификации твердых видов топлива (прежде всего – угля). Это устройство вырабатывает следующие вещества: метан, водород и угарный газ. Помимо озвученных газов вырабатываются и негорючие вещества (двуокись углерода, кислород с азотом и водяной пар).

Конструкций газогенераторов – огромное множество. Схема и перечень узлов зависит в первую очередь, от вида исходного сырья. В общем случае он представляет собой цилиндр с металлическими стенками. В нем имеются отверстия для вентиляции (поступления воздуха) и для выхода вырабатываемого газа. Подача воздуха осуществляется принудительно, с использованием мощных вентиляторов. Конструкцией должен быть предусмотрен люк для оператора. Топливо загружается через крышу. Таким образом, внешне этот агрегат до боли напоминает всем известную «буржуйку». Однако есть одно отличие – отсутствие дымохода.

Газогенератор – лишь основа всей установки, ядро, так сказать. Если посмотреть на схемы подобного оборудования, то станет понятно, что все остальные узлы и устройства предназначены для приведения газа в нормальное состояние (очистка, охлаждение и так далее).