Природный газ вред и польза
Ежегодно, с наступлением отопительного сезона по всей стране увеличивается потребление природного газа. Жители всех газифицированных населенных пунктов включают отопительные котлы и начинают активно пользоваться газом. С учетом наших реалий, когда централизованное отопление включается несвоевременно или его качество невысоко, многие используют для отопления газовые плиты. Такие меры, конечно, являются вынужденными и никак не могут быть признаны безопасными.
В то же время использование электрических отопительных приборов ограничено из-за высокой стоимости электроэнергии. Природный газ является самым дешевым и технологичным энергоносителем. В нашей стране имеется большое количество месторождений природного газа. Газ легко транспортировать и распределять между потребителями, при сгорании он выделят много энергии и совсем мало вредных продуктов горения.
Газовые котлы и плиты просты в использовании и очень удобны в быту. Однако газ таит в себе скрытую угрозу и нарушение правил пользования газовыми приборами может привести к очень серьезным последствиям. Природный газ является пожароопасным и взрывоопасным веществом.
В состав природного и сжиженного газа входят несколько горючих компонентов – метан, пропан, бутан, этан и другие. Так в природном газе содержатся негорючие составляющие – углекислый газ, водяной пар, азот, кислород.
Сам по себе природный газ безопасен. Однако при его утечке образуется газо-воздушная смесь, которая может взорваться от малейшей искры. Наиболее взрывоопасным компонентом газа является метан. Наиболее опасна такая смесь при концентрации в воздухе от 5 до 15% метана.
При этом в нормализованном природном газе метан может составлять до 98% его состава. После взрыва газа неминуемо возникает пожар и самые печальные последствия, вплоть до разрушения зданий и сооружений. В момент взрыва внутри здания резко повышается давление и температура, возникает ударная волна, которая и приводит к разрушениям.
Кроме того утечки газа бывает весьма сложно обнаружить. Природный газ не имеет ярко выраженного запаха. Для того, чтобы было легче обнаружить присутствие газа в атмосфере в него добавляют специальные ароматические вещества – отдушки. Благодаря им человек способен через органы обоняния обнаружить уже однопроцентную концентрацию газа. А это значит, что до достижения опасной концентрации в 5% можно успеть принять какие то меры.
В бытовых и производственных помещениях необходимо немедленно открыть окна и двери, чтобы обеспечить в помещении интенсивных воздухообмен. Желательно создать сквозняк. Кроме того, необходимо немедленно отключить все газовые приборы, нельзя включать электроприборы и пользоваться огнем. Если есть такая возможность, то необходимо перекрыть вентиль на газопроводе. При этом важно сразу же сообщить в местную газовую службу о факте утечки. При сильной загазованности воздуха необходимо организовать эвакуацию из дома всех жильцов и ожидать прибытия специалистов.
Природный газ очень удобен в использовании, однако пренебрежение элементарными правилами и несвоевременное обслуживание газовых систем может стать причиной серьезных аварий. Автономная газификация коттеджа подразумевает использование сжиженного углеводородного газа (СУГ)
Чем может быть опасен природный газ? alexandravivat 6 лет назад Природный газ на 97% состоит из метана. Сам по себе метан не токсичен и не отравляет организм человека. Однако обладает удушающим эффектом. Дело в том, что растворяясь в воздухе, метан начинает стремительно вытеснять из него кислород. Человек, вдыхающий такой воздух, испытывает кислородное голодание, подобное наркотическому опьянению, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Основная опасность метана в том, что он не имеет выраженного запаха и обнаружить утечку без использования специальной аппаратуры не получиться. Именно поэтому природный газ, используемый в быту, часто насыщают одорантами, веществами, придающими специфический «аромат». Помимо этого, метан в сочетании с воздухом образует взрывоопасную смесь. Малейшие нарушения в процессе горения могут привести к выделению большого количества окиси углерода (угарного газа), длительное воздействие которого на организм чревато тяжелыми формами отравления и даже летальным исходом. Если вы используете природный газ, учтите, что он горит исключительно синим пламенем. Так что, заметив оранжево-желтое горение или коптящее пламя, срочно принимайте меры. Плюс ко всему, в составе природного газа присутствует сероводород. Очень ядовитый газ, способный даже при маленькой концентрации вызвать паралич обоняния. автор вопроса выбрал этот ответ лучшим Марат 111 3 года назад Природный газ опасен тем что его не видно, очень взрывоопасен и легко воспламеняем. Человек может легко отравиться природным газом, если слишком много им надышаться. Газ также быстро может вас усыпить и вы не поймете почему вы уснули. Rafail 6 лет назад Основной компонент природного газа – метан, поэтому будем рассматривать именно его. Сам по себе метан не ядовит, и вреда здоровью не приносит. Но… Вы знаете, что грубо говоря воздух состоит из 80 % азота и 20 % кислорода. Этих 20 % кислорода нам хватает, и мы прекрасно им дышим. теперь представьте, что смешали равные количества воздуха и метана. Тогда в такой смеси содержание метана составит 50 %, азота 40 %, и кислорода 10 %. Вот такое содержание кислорода явно мало, и человек умрет, но не от отравления метаном, а из-за отсутствия, точнее, недостатка, кислорода. Человек может выжить при минимальном содержании кислорода 16 %. Это значит, что достаточно чтобы метан смешался с воздухом в соотношении 1:4 (на 4 объема воздуха 1 объем метана), и человек умрет. Второй момент: смесь метана с воздухом может взорваться от открытого пламени или даже от искры, при содержании метана от 5 до 15 %. Поскольку сам метан и другие его природные компоненты не пахнут, мы не можем узнать об утечке газа. Чтобы узнать об утечке, в природный газ СПЕЦИАЛЬНО добавляют сильно пахнущие вещества – “одоранты”, чаще всего этилмеркаптан. И то, что мы называем запахом газа, это на самом деле запах меркаптана. ЯнаМарина 5 лет назад Есть места, где выход природного газа сильно портит людям жизнь. Накапливаясь в подвалах и погребах домов, он в конце концов детонирует и взрывается. Дом горит, и люди в нем тоже сгорают. Особенно, если дело происходит ночью. Большое количество скопившегося метана приводит к удущью и сонливости. Обычно от него страдают жители шахтерских поселков, и люди, живущие на болотистой местности. Охот ник 5 лет назад Природный газ опасен тем, что он практически не имеет запаха и человек может отравиться, ничего не почувствовав. Именно по этой причине в газ, которым мы пользуемся, добавляют еще один газ с едким запахом, чтобы в случае его протечки можно ыбло своевременно принять меры. Природный газ – это ископаемое топливо на основе углерода, и его побочные продукты сгорания включают соединения углерода [такие как диоксид углерода и / или монооксиды], которые способствуют возникновению экологически вредного “парникового эффекта”. Знаете ответ? |
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 октября 2017;
проверки требуют 43 правки.
Природный газ — большое скопление газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ.
Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.
Сэр Гемфри Дэви (учёный-химик) ещё в 1813 г. заключил из своих анализов, что рудничный газ есть смесь метана CH4 с небольшим количеством азота N2 и углекислого газа СО2 — то есть, что он качественно тождественен по составу с газом, выделяющимся из болот.
Химический состав[править | править код]
Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — от 70 до 98 %. В состав природного газа могут входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана[1]:
- этан (C2H6),
- пропан (C3H8),
- бутан (C4H10),
- пентан (C5H12).
Природный газ содержит также другие вещества, не являющиеся углеводородами:
- водород (H2),
- сероводород (H2S),
- углекислый газ (СО2)[1],
- азот (N2)[1],
- гелий (He) и другие инертные газы.
Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Для облегчения возможности определения утечки газа в него в небольшом количестве добавляют одоранты — вещества, имеющие резкий неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц). Чаще всего в качестве одоранта применяется тиолы (меркаптаны), например, этилмеркаптан (16 г на 1000 м³ природного газа).
Природный газ считается более экологичным, по сравнению с углем, так как дает меньший выброс СО2 на единицу получаемой энергии[2].
Физические свойства[править | править код]
Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; приведены при нормальных условиях, если не указано иное):
- Плотность:
- от 0,68 до 0,85 кг/м³ (сухой газообразный);
- 400 кг/м³ (жидкий).
- Температура самовозгорания: 650 °C;
- Температуры конденсации-испарения −161,5 °С[3];
- Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 4,4 % до 17 % объёмных;
- Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м³ (6,7—11,0 Мкал/м³)[4] (то есть 8-12 кВт·ч/м³);
- Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.
- Легче воздуха в 1,8 раза, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх[5].
Месторождения природного газа[править | править код]
Глубокое разведочное бурение на нефть и газ в России, по данным Росстата
В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.
Крупнейшими запасами природного газа обладают: Россия (Уренгойское месторождение, Газпром обладает 17 % мировых запасов газа), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Среди европейских стран — Норвегия и Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеют Туркмения, Азербайджан, Узбекистан, а также Казахстан (Карачаганакское месторождение).
Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по распространённости газ во Вселенной после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.
Газогидраты[править | править код]
В науке долгое время считалось, что скопления углеводородов с молекулярным весом более 60 пребывают в земной коре в жидком состоянии, а более лёгкие — в газообразном. Однако во второй половине XX века группа сотрудников Московского института нефти и газа А. А. Трофимук, Н. В. Черский, Ф. А. Требин, Ю. Ф. Макогон, В. Г. Васильев обнаружили свойство природного газа в определённых термодинамических условиях переходить в земной коре в твёрдое состояние и образовывать газогидратные залежи. Позже выяснилось, что запасы природного газа в этом состоянии огромны[6].
Газ переходит в твёрдое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях до 250 атм и сравнительно низких температурах (до +22 °C). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объёма пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объём воды при переходе её в гидратное состояние связывает до 220 объёмов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространения многолетнемёрзлых пород, а также на небольшой глубине под океаническим дном[6].
Добыча и транспортировка[править | править код]
Добыча[править | править код]
Природный газ находится в земле на глубине от 1000 м до нескольких километров (сверхглубокой скважиной недалеко от города Нового Уренгоя получен приток газа с глубины более 6000 метров). В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине.
Движение газа в пласте подчиняется определённым законам.
Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное; таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.
Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.
Мировая добыча природного газа в 2014 году составляла 3460,6 млрд м³. Лидирующее положение в добыче газа занимают Российская Федерация (в 2005 году объём добычи составил 548 млрд м³) и США (в 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объёму добытого газа (624 млрд м³ против 582,3 млрд м³), но и по объёму добычи товарного газа, то есть, идущего на продажу контрагентам; в 2010 году Россия вернула себе лидерство в объёмах добываемого газа, нарастив добычу, США же, напротив, снизили добычу).
Транспортировка природного газа[править | править код]
Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, ТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащиеся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.
В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,42 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, теряет потенциальную энергию, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.
Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы, специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических ёмкостях при температуре от −160 до −150 °С.
Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.
В 2004 г. международные поставки газа по трубопроводам составили 502 млрд м³, сжиженного газа — 178 млрд м³. При этом доля сжиженного газа в общем объеме поставок быстро растет, превысив к 2018 году 40 % (323 млрд м³) и по имеющимся прогнозам увеличится до 60 % к 2040 году.[7]
Есть также и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн. Разрабатывались также проекты транспортировки газа с использованием дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.
Сжиженный природный газ[править | править код]
С целью транспортировки очищенный от примесей природный газ сжижают, охлаждая его до температуры конденсации −161,5 °С. Полученную жидкость называют сжиженным природным газом (СПГ). Основное преимущество СПГ — занимаемый объем меньше в 600 раз. Перед поставкой потребителю СПГ возвращают в газообразное состояние на регазификационных терминалах[3].
СПГ производится на ожижительных установках. СПГ перевозят в специальных криогенных емкостях[3].
В промышленных целях первый СПГ был получен в 1917 году в США. За ненадобностью технология не совершенствовалась до середины XX века, и только в 1941 году была совершена следующая попытка произвести СПГ. Производство СПГ достигло промышленных масштабов в середине 1960-х годов[3].
В СССР первые установки сжижения природного газа известны с 1946 года.[8] Однако промышленного применения СПГ в СССР не получил. В России первый крупнотоннажный завод СПГ запущен в 2009 году в рамках проекта «Сахалин-2»[3].
Компримированный природный газ[править | править код]
Компримированный (сжатый) природный газ — природный газ, сжатый на компрессорной станции до давления 200—245 кг/см2 для использования в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Компримирование газа производится на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях, куда газ поставляется от магистральных трубопроводов. Компримированный природный газ используется на легковых автомобилях, пассажирском и лёгком грузовом транспорте, коммунальной технике[9]
Экология[править | править код]
В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. Некоторые ученые на этом основании делают вывод об опасности возникновения парникового эффекта и как следствие — потепление климата. В связи с этим в 1997 году был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта. По состоянию на 26 марта 2009 года Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов).
Применение[править | править код]
Автобус, работающий на природном газе
Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газобаллонное оборудование автомобиля, газовый двигатель), котельных, ТЭЦ, различной техники и др. Сейчас он используется в химической промышленности, как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. Для обнаружения утечек газа без использования специальных приборов в него добавляют в безвредных концентрациях этантиол, обладающий резким характерным запахом.
- Газовая плита
- Газовый водонагреватель
- Газовый котёл
См. также[править | править код]
- Месторождение природного газа
- Метан угольных пластов
- Гидраты природных газов
- Болотный газ
- Сланцевый газ
- Синтетические аналоги природного газа
- Сжиженный природный газ
- Газпром
- Международный газовый союз
- Нефть
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Роддатис, К. Ф. Табл. 2.9. Средний состав природного газа, его теплота сгорания, плотность, объемы воздуха и продуктов сгорания при а=1 : [арх. 4 сентября 2011] // Справочник по котельным установкам малой производительности / К. Ф. Роддатис, А. Н. Полтарецкий. — М. : Энергоатомиздат, 1989. — С. 36−37. — 488 с. : ил. — 64 000 экз. — ББК 31.361. — УДК 621.182 (035.5)(G). — ISBN 5-283-00018-4.
- ГОСТ Р 53367-2009 : Газ горючий природный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом : Издание официальное : [арх. 5 ноября 2013]. — М. : Стандартинформ, 2010.
Ссылки[править | править код]
- ExxonMobil пророчит газу светлое будущее : [арх. 31 июля 2013] // Вокруг газа : электр. журн.. — 2011. — 28 января.
- Добыча газа в мире в 2011-м году : [арх. 4 марта 2016] // Вокруг газа : электр. журн.. — 2012. — 28 июня.
- Alexey. «Газовые гиганты» : [арх. 19 июня 2008] // Природа.SU : электр. журн.. — 2008. — 7 мая. — Блог.
- Что такое сжиженный природный газ. Информаторий. ПАО «Газпром». Дата обращения 5 июня 2019. Архивировано 25 ноября 2011 года.
- Что такое природный газ. Информаторий. ПАО «Газпром». Дата обращения 5 июня 2019. Архивировано 25 ноября 2011 года.