Qu'est-ce que le gaz naturel et d'où vient-il?

Le gaz naturel est un minéral. Le gaz, comme le pétrole et le charbon, s'est formé à l'intérieur de la terre à partir de substances organiques d'origine animale (c'est-à-dire de dépôts d'organismes qui ont vécu pendant longtemps) sous l'influence de pressions et de températures élevées..

Les organismes vivants qui sont morts et ont coulé sur le fond marin sont tombés dans des conditions où ils ne pouvaient ni se décomposer par oxydation (il n'y a ni air ni oxygène sur le fond marin), ni être détruits par les microbes (ils n'étaient tout simplement pas là). Les sédiments de ces organismes formaient des sédiments boueux. En raison des mouvements géologiques, ces sédiments ont pénétré à de grandes profondeurs. Là, sous l'influence de la pression et de la température élevée, pendant des millions d'années, un processus a eu lieu dans lequel le carbone contenu dans les sédiments a été transformé en composés appelés hydrocarbures. Ils ont obtenu leur nom parce que leurs molécules sont composées de carbone et d'hydrogène. Les hydrocarbures à grosses molécules (poids moléculaire élevé) sont des substances liquides à partir desquelles l'huile s'est formée. Et les hydrocarbures de faible poids moléculaire (qui ont de petites molécules) sont des gaz. Ce sont eux qui ont formé le gaz naturel. Mais seul le gaz s'est formé sous l'influence de températures et de pressions plus élevées que l'huile.

C'est pourquoi il y a toujours du gaz naturel dans les champs pétrolifères..

Au fil du temps, ces dépôts sont descendus en profondeur - ils étaient recouverts de couches de roches sédimentaires..

Le gaz naturel n'est pas une substance homogène. Il consiste en un mélange de gaz. La majeure partie du gaz naturel (98%) est du méthane. En plus du méthane, le gaz naturel comprend l'éthane, le propane, le butane, ainsi que certaines substances non hydrocarbonées - hydrogène, azote, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène.

Le gaz naturel se trouve dans le sol à une profondeur de 1 à plusieurs kilomètres. À l'intérieur de la Terre, le gaz se trouve dans des vides microscopiques - les pores. Les pores sont interconnectés par des canaux microscopiques - des fissures. Par ces canaux, le gaz s'écoule des pores à haute pression vers les pores à basse pression..

Le gaz est extrait des entrailles de la terre à l'aide de puits. Le gaz sort des intestins par les puits en raison du fait que le réservoir est sous pression plusieurs fois plus élevée que la pression atmosphérique. Ainsi, la force motrice de la production de gaz à partir des profondeurs est la différence de pression dans le réservoir et le système de collecte.

Gaz naturel - composition, propriétés, occurrence dans la nature

Le gaz naturel est un minéral qui est un mélange d'hydrocarbures gazeux d'origine naturelle, constitué principalement de méthane et d'impuretés d'autres alcanes. Parfois, la composition contient également une certaine quantité de dioxyde de carbone, d'azote, de sulfure d'hydrogène et d'hélium.

En raison de sa composition, le gaz naturel est une matière première extrêmement précieuse à partir de laquelle des composants individuels ou des mélanges plus simples sont isolés..

Champs de gaz naturel

Dans la nature, le gaz peut se présenter sous les formes suivantes:

  • Gisements de gaz dans certaines formations rocheuses. Les gisements d'hydrocarbures gazeux sont généralement concentrés à une profondeur de 1000 m.Contrairement à la croyance populaire, le gaz dans ces gisements ne se trouve pas dans des vides volumétriques, mais principalement dans de petites fissures, des pores microscopiques et des canaux de roches, par exemple du grès. La composition d'un tel gaz est dominée par les alcanes inférieurs: méthane et éthane. Les plus grandes réserves de gaz naturel sont concentrées en Russie (champ Urengoyskoye), dans la plupart des pays du golfe Persique, aux États-Unis et au Canada.
  • Bouchons de gaz sur le pétrole et le gaz dissous dans le pétrole. Ces accumulations gazeuses sont appelées Associated Petroleum Gas (APG). Contrairement au gaz naturel «traditionnel», l'APG, en plus du méthane et de l'éthane, contient une quantité importante de propane, de butane et d'autres hydrocarbures plus lourds.
  • Dépôts d'hydrates de gaz. Les hydrates de gaz sont des composés cristallins qui sont formés en dissolvant des hydrocarbures gazeux dans l'eau de formation dans certaines conditions thermodynamiques - des pressions élevées et des températures relativement basses. 1 volume d'eau dans la transition vers l'état hydraté lie jusqu'à 220 volumes de gaz. Cette forme d'accumulation de gaz naturel a été découverte dans la seconde moitié du 20e siècle. Les gisements d'hydrates de gaz sont situés principalement dans les zones de répartition du pergélisol, ainsi qu'à une profondeur relativement faible sous le plancher océanique.

Il a été prouvé qu'une grande quantité d'hydrocarbures se trouve dans le manteau terrestre, mais à l'heure actuelle, en raison de l'inaccessibilité technique, ils ne présentent aucun intérêt pratique..

En plus des dépôts de gaz dans les entrailles de la planète, il convient de mentionner que les hydrocarbures se trouvent également dans l'espace. En particulier, le méthane est le troisième gaz le plus abondant de l'Univers après l'hydrogène et l'hélium. Sous forme de glace méthane, il entre dans la structure des planètes et autres corps cosmiques. Cependant, ces formations ne sont pas classées comme des gisements de gaz naturel et au niveau actuel de développement technologique ne peuvent pas être extraites.

La composition chimique du gaz naturel

Le principal composant du gaz naturel est le méthane (CH4) - sa teneur varie de 70 à 98%. En plus de cela, la composition peut comprendre des hydrocarbures saturés plus lourds - homologues du méthane:

  • éthane
  • propane
  • butane

En plus du composant hydrocarboné, le gaz naturel peut contenir des composés gazeux inorganiques:

  • hydrogène
  • sulfure d'hydrogène
  • gaz carbonique
  • azote
  • gaz inertes (principalement hélium)

Propriétés physiques du gaz naturel

Le gaz naturel est combustible en raison de sa composition. Le gaz pur brûle avec une flamme bleue, c'est pourquoi il est parfois appelé «combustible bleu». Les impuretés peuvent colorer la flamme de différentes couleurs. De plus, la flamme commence à jaunir avec un manque d'oxygène, ce qui conduit à une combustion incomplète du gaz et à la formation de suie et de monoxyde de carbone.

Un mélange avec de l'air dans la plage de concentration de 4,4 à 17% est explosif. Par conséquent, il est important de contrôler la teneur en gaz dans l'atmosphère environnante, ainsi que de prendre les mesures appropriées à temps en cas de fuite de gaz.

Le gaz naturel est incolore et inodore, sauf en cas de forte teneur en sulfure d'hydrogène dans sa composition. À cet égard, pour faciliter la détection des fuites de gaz, des odeurs spéciales y sont ajoutées en petites concentrations - des substances avec une odeur désagréable piquante. Les composés soufrés, tels que les thiols (mercaptans), sont principalement utilisés comme agents odorants. La concentration standard de ces additifs est de 16 g par 1000 m 3. Cependant, une personne est capable de détecter la présence de l'un des odorants les plus courants - l'éthylmercaptan, même lorsque sa concentration dans l'air est de 2 * 10-6% en volume.

Les propriétés physiques du gaz naturel dépendent de la composition de ses composants, cependant, dans la plupart des cas, les principaux paramètres se situent dans les plages indiquées dans le tableau ci-dessous..

© PetroDigest.ru
Densité0,65. 0,85 kg / m³ (gaz sec);
400.500 kg / m³ (liquéfié)
La température d'auto-inflammationEnviron 650 ° C
Chaleur spécifique de combustion:28. 46 MJ / m³ (6,7. 11,0 Mcal / m³ ou 8,12 kWh / m³)

Extraction de gaz naturel

Les méthodes d'extraction des hydrocarbures gazeux sont similaires à la production pétrolière - le gaz est extrait du sous-sol à l'aide de puits. Pour que la pression du réservoir baisse progressivement, les puits sont placés uniformément dans tout le champ. Cette méthode empêche également l'apparition de flux de gaz entre les zones du champ et un arrosage prématuré du réservoir..

Pour plus de détails, voir l'article: Production de gaz naturel.

Selon un rapport de BP, en 2017, la production mondiale de gaz naturel s'élevait à 3680 milliards de mètres cubes. Les États-Unis sont devenus le leader de la production - 734,5 milliards de mètres cubes, soit 20% de l'indicateur mondial total. La Russie a pris la deuxième place avec 635,6 milliards de mètres cubes.

Origine

Il existe deux théories sur l'origine du gaz naturel: minérale et biogénique.

Selon la théorie minérale, les hydrocarbures se forment à la suite d'une réaction chimique profondément dans les entrailles de notre planète à partir de composés inorganiques sous l'influence de pressions et de températures élevées. De plus, en raison de la dynamique interne de la Terre, les hydrocarbures montent dans la zone de moindre pression, formant des dépôts de minéraux, y compris de gaz.

Selon la théorie biogénique, le gaz naturel s'est formé dans les entrailles de la Terre à la suite de la décomposition anaérobie de substances organiques d'origine végétale et animale sous l'action de températures et de pressions élevées..

Malgré le débat en cours sur l'origine des hydrocarbures, la théorie biogénique l'emporte dans la communauté scientifique.

Transport

Préparation du gaz pour le transport

Malgré le fait que dans certains domaines, le gaz se distingue par une composition d'une qualité exceptionnelle, en général, le gaz naturel n'est pas un produit fini. En plus du contenu cible des composants (alors que les composants cibles peuvent varier en fonction de l'utilisateur final), le gaz contient des impuretés qui compliquent le transport et sont indésirables lors de l'utilisation..

Par exemple, la vapeur d'eau peut se condenser et s'accumuler à divers points du pipeline, le plus souvent dans les virages, interférant ainsi avec le mouvement du gaz. Le sulfure d'hydrogène est un agent corrosif puissant qui nuit aux pipelines, aux équipements connexes et aux réservoirs de stockage.

À cet égard, avant d'être acheminé vers un oléoduc principal ou vers une usine pétrochimique, le gaz subit une procédure de préparation dans une usine de traitement de gaz (GPP).

La première étape de la préparation consiste à éliminer les impuretés indésirables et à sécher. Après cela, le gaz est comprimé - comprimé à la pression requise pour le traitement. Traditionnellement, le gaz naturel est comprimé à une pression de 200 à 250 bar, ce qui entraîne une diminution du volume occupé de 200 à 250 fois.

Vient ensuite l'étape de remplissage: dans les installations spéciales, le gaz est divisé en essence instable et gaz strippé. C'est du gaz extrait qui est envoyé vers les gazoducs et les usines pétrochimiques.

L'essence naturelle instable est acheminée vers des usines de fractionnement de gaz, où des hydrocarbures légers en sont émis: éthane, propane, butane, pentane. Ces substances sont également des matières premières précieuses, en particulier pour la production de polymères. Et un mélange de butane et de propane est un produit prêt à l'emploi utilisé notamment comme combustible domestique..

Gazoduc

Le principal mode de transport du gaz naturel est de le pomper dans un pipeline.

Le diamètre standard du tuyau du gazoduc principal est de 1,42 M. Le gaz dans le pipeline est pompé sous une pression de 75 atm. En se déplaçant dans le tuyau, le gaz, en surmontant les forces de frottement, perd progressivement de l'énergie, qui est dissipée sous forme de chaleur. À cet égard, à certains intervalles, des stations de pompage à compresseur spéciales sont construites sur le gazoduc. Sur eux, le gaz est comprimé à la pression requise et refroidi.

Pour une livraison directe au consommateur, des tuyaux de plus petit diamètre sont détournés du gazoduc principal - réseaux de distribution de gaz.

Transport de GNL

Que faire des zones difficiles d'accès situées loin des principaux gazoducs? Le gaz est transporté vers ces zones à l'état liquéfié (gaz naturel liquéfié, GNL) dans des conteneurs cryogéniques spéciaux par voie maritime et terrestre.

Le gaz liquéfié est transporté par voie maritime sur des transporteurs de gaz (méthaniers), des navires équipés de réservoirs isothermes.

Le GNL est également transporté par voie terrestre, tant ferroviaire que routière. Pour cela, des réservoirs spéciaux à double paroi sont utilisés, capables de maintenir la température requise pendant un certain temps..

Applications de gaz naturel

Le gaz naturel est principalement utilisé pour fournir le chauffage, la production d'électricité et les besoins des ménages. Par exemple, en Russie, environ 50% des approvisionnements sont destinés aux sociétés énergétiques et aux services publics. En outre, il est utilisé comme carburant pour les véhicules, matières premières dans la production de plastiques et d'autres substances organiques..

Plus en détail: ce qui est fabriqué à partir de gaz naturel?

Écologie

Le gaz naturel est le plus propre des combustibles fossiles d'hydrocarbures. Idéalement, lors de sa combustion, seuls de l'eau et du dioxyde de carbone se forment, tandis que la combustion des produits pétroliers s'accompagne de la formation de suie et de cendres.

Bien entendu, les émissions de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ne sont pas sûres en elles-mêmes. Selon certains scientifiques, ils peuvent conduire à l'émergence de l'effet de serre, et par conséquent, à un réchauffement important du climat. Cependant, il convient de noter que le gaz naturel gagne également à cet égard - émissions de CO2 lorsqu'il est brûlé, il est nettement inférieur à celui du mazout.

D'où vient le gaz naturel?.

Combien de personnes à notre époque peuvent définir immédiatement le gaz naturel? Connaissent-ils son histoire et sa composition chimique? Evidemment non, car Google a tout.

alors.

Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures, qui est quelque chose d'éphémère, quelque chose qui ne peut être touché, vu et inodore. Le gaz naturel est à base de méthane (CH4), l'hydrocarbure le plus simple (un composé organique composé d'atomes de carbone et d'hydrogène). Il contient généralement également des hydrocarbures plus lourds, des homologues du méthane: éthane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10) et certaines impuretés non hydrocarbonées.

En quête de vérité.

Les scientifiques ne parviennent toujours pas à un consensus sur l'origine du gaz naturel, et leur différend est tombé dans deux camps, essayant de prouver l'origine du gaz, ils ont proposé deux théories principales.

Théorie minérale

Selon cette théorie, tous les éléments chimiques qui composent le gaz naturel et le pétrole sont initialement intégrés dans le manteau terrestre, représentant des gisements de minéraux. être profondément dans les strates rocheuses fait partie du processus de dégazage de la Terre. En raison des mouvements internes de la Terre, les hydrocarbures situés à de grandes profondeurs s'élèvent plus près de la surface, là où se forme la moindre pression, ce qui entraîne l'apparition de gisements de pétrole et de gaz..

Théorie biogénique.

Les partisans de cette théorie pensent que le gaz naturel s'est formé à partir des restes d'organismes végétaux et animaux qui se sont éteints à la fin de l'ère paléozoïque, qui, sous l'influence de bactéries, de hautes pressions et de températures, se sont transformés en un mélange de carbone gazeux. Ce sont des processus biochimiques qui ont fourni le cocktail chimique du gaz naturel: 80-98% de méthane, 2-3% de ses homologues les plus proches - éthane, propane, butane, pentane, ainsi qu'une petite quantité d'impuretés - sulfure d'hydrogène, dioxyde de carbone, azote.

Voyez-vous le gaz? Ne pas. Et il est.

La plupart des gens qui sont loin de l'industrie gazière s'imaginent que le gaz sous terre est comme des minéraux précieux, occupe quelques vides dans les entrailles de la terre et est facilement entièrement extrait. Mais ce n'est pas entièrement vrai. Le gaz naturel est en effet situé profondément sous terre, à l'intérieur de roches à structure poreuse, mais les pores sont tellement microscopiques qu'il est presque impossible de les voir à l'œil nu. Par conséquent, en ramassant un petit morceau de grès extrait des entrailles de la terre, il est difficile de se rendre compte qu'il y a du gaz naturel à l'intérieur.

Feu sacré.

Ancien temple zoroastrien Ateshgah

Pour de nombreuses nations, le feu a suscité la crainte. Les gens adoraient le feu, ils aimaient le feu, ils détestaient le feu.

L'humanité connaît depuis longtemps l'existence du gaz naturel. Et, bien que déjà au IVe siècle avant JC. e. en Chine, ils ont appris à l'utiliser pour le chauffage et l'éclairage, pendant longtemps une flamme brillante qui ne laisse pas de cendres a fait l'objet d'un culte mystique et religieux pour certains peuples. Par exemple, sur la péninsule d'Absheron (le territoire moderne de l'Azerbaïdjan) au 7ème siècle, le temple des adorateurs du feu Ateshgah a été érigé, vénéré à différentes époques par les zoroastriens, les hindous et les sikhs. Le temple a surgi sur le site des incendies "éternels" inextinguibles - des sorties de gaz naturel brûlantes, en raison desquelles le temple est appelé "Ateshgah", ce qui signifie "Maison du Feu". Les offices y ont eu lieu jusqu'au 19e siècle. Cependant, les zoroastriens eux-mêmes disent qu'ils n'adorent pas le feu en tant que tel, mais adorent le Créateur (Q'rt '), dont le symbole est le feu.

Obtenir et utiliser.

«L'humanité n'a que 200 000 ans environ. Et la production de gaz n'a commencé qu'au siècle dernier "

L'homme cherche toujours et partout le profit. Ainsi, le roi de Perse au Ier siècle après JC, voyant un incendie qui brûlait jour et nuit, ne nécessitant aucun combustible supplémentaire, ordonna de construire une cuisine de palais à l'endroit où le gaz remontait à la surface. Le gaz naturel a été utilisé pour la première fois en 1821 à Fredonia, New York.

Remarque: la longueur totale des gazoducs en Russie est deux fois plus longue que la distance entre la Terre et la Lune, ou 20 fois plus longue que la longueur de l'équateur.

Comment se forme le gaz naturel

Le contenu de l'article

  • Comment se forme le gaz naturel
  • Comment liquéfier le gaz naturel
  • Comment le pétrole et le gaz sont produits

Qu'est-ce qui fait du gaz naturel

Les organismes vivants morts ont coulé au fond de la mer et se sont retrouvés dans des conditions où ils ne pouvaient se décomposer, soit par oxydation (il n'y a pratiquement pas d'air et d'oxygène au fond de la mer), soit sous l'influence de microbes. En conséquence, ces organismes ont formé des sédiments boueux..

Sous l'influence des mouvements géologiques, ces sédiments s'enfonçaient à des profondeurs toujours plus grandes, pénétraient dans les entrailles de la terre. Pendant des millions d'années, les précipitations ont été exposées à des pressions et des températures élevées. À la suite de cet impact, un processus a eu lieu dans ces sédiments, dans lequel le carbone qu'ils contenaient passait en composés appelés hydrocarbures..

Les hydrocarbures de haut poids moléculaire (avec de grosses molécules) sont des substances liquides. À partir d'eux, de l'huile s'est formée. Mais les hydrocarbures de faible poids moléculaire sont des gaz. Le gaz naturel est formé à partir de ce dernier. Des températures et des pressions plus élevées ne sont nécessaires que pour la formation de gaz. Par conséquent, il y a toujours du gaz naturel dans le champ pétrolifère..

Au fil du temps, les gisements de pétrole et de gaz sont allés à de grandes profondeurs. Pendant des millions d'années, ils ont été bloqués par des roches sédimentaires.

Le gaz naturel est un mélange de gaz et non une substance homogène. La majeure partie de ce mélange, environ 98%, est du méthane. En plus du méthane, le gaz naturel contient de l'éthane, du propane, du butane et quelques éléments non hydrocarbonés - hydrogène, azote, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène.

Où se trouve le gaz naturel

Le gaz naturel se trouve dans les entrailles de la terre à une profondeur d'environ 1000 m et plus. Là, il remplit des vides microscopiques - des pores reliés par des fissures. Grâce à ces fissures, le gaz dans le sol peut passer des pores à haute pression aux pores à basse pression..

De plus, le gaz peut être situé sous la forme d'un bouchon de gaz sur un champ pétrolifère. De plus, il peut être dissous dans de l'huile ou de l'eau. Le gaz naturel pur est incolore et inodore.

Production et transport de gaz

Le gaz est extrait du sol à l'aide de puits. En raison du fait que la pression est plus élevée en profondeur, le gaz est éjecté des puits par le tuyau.

Pour faciliter le transport et le stockage, le gaz naturel est liquéfié par exposition à de basses températures et à des pressions élevées. Le méthane et l'éthane ne peuvent pas exister à l'état liquide, le gaz est donc séparé. En conséquence, seul un mélange de propane et d'hydrocarbures plus lourds est transporté dans des bouteilles..

Gaz naturel, propriétés, composition chimique, production et application

Gaz naturel, propriétés, composition chimique, composants et constituants, production et utilisation.

Le gaz naturel est un mélange gazeux composé de méthane et d'hydrocarbures plus lourds, d'azote, de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau, de composés contenant du soufre, de gaz inertes.

Gaz naturel:

Le gaz naturel est un minéral, un mélange de gaz formé dans les entrailles de la Terre lors de la décomposition anaérobie de la matière organique.

Le gaz naturel existe à l'état gazeux, solide ou dissous. Dans le premier cas - à l'état gazeux - il est répandu et est contenu dans les strates rocheuses des entrailles de la Terre sous forme de gisements de gaz (accumulations séparées piégées dans un «piège» entre roches sédimentaires), ainsi que dans les champs pétrolifères sous forme de bouchons à gaz. À l'état dissous, il se trouve dans l'huile et l'eau. À l'état solide, il se présente sous la forme d'hydrates de gaz (ce qu'on appelle la «glace combustible») - des composés cristallins de gaz naturel et d'eau de composition variable. Les hydrates de gaz sont une source de carburant prometteuse.

Dans des conditions normales (1 atm. Et 0 ° C), le gaz naturel est uniquement à l'état gazeux.

C'est le type de combustible fossile le plus propre. Mais pour l'utiliser comme carburant, ses composants en sont isolés pour un usage séparé..

Le gaz naturel est un mélange inflammable de divers hydrocarbures et impuretés.

Le gaz naturel est un mélange gazeux composé de méthane et d'hydrocarbures plus lourds, d'azote, de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau, de composés contenant du soufre, de gaz inertes.

Il est appelé naturel car il n'est pas synthétique. Le gaz naît sous terre dans les roches sédimentaires à partir des produits de décomposition de la matière organique.

Le gaz naturel est beaucoup plus répandu dans la nature que le pétrole.

N'a ni couleur ni odeur. Plus léger que l'air 1,8 fois. Inflammable et explosif. Lorsqu'il fuit, il ne s'accumule pas dans les basses terres, mais s'élève.

L'odeur caractéristique du gaz utilisé dans la vie quotidienne est due à l'odeur - l'ajout d'agents odorants, c'est-à-dire de substances à odeur désagréable, à sa composition. L'odorant le plus courant est l'éthanethiol et peut être ressenti dans l'air à une concentration de 1 pour 50 000 000 parties d'air. C'est grâce à l'odeur que les fuites de gaz peuvent être facilement identifiées.

Origine du gaz naturel:

Il existe deux théories sur l'origine du gaz naturel: la théorie biogénique (organique) et la théorie abiogénique (inorganique, minérale).

Pour la première fois, la théorie biogénique de l'origine du gaz naturel en 1759 a été exprimée par M.V. Lomonosov. Dans le passé géologique lointain de la Terre, des organismes vivants morts (plantes et animaux) ont coulé au fond des plans d'eau, formant des sédiments boueux. À la suite de divers processus chimiques, ils se sont décomposés dans un espace sans air. En raison du mouvement de la croûte terrestre, ces restes ont coulé de plus en plus profondément, où, sous l'influence de la température et de la pression élevées, ils se sont transformés en hydrocarbures: gaz naturel et pétrole. Hydrocarbures de faible poids moléculaire (c'est-à-dire le gaz naturel proprement dit) formés à des températures et des pressions plus élevées. Hydrocarbures de poids moléculaire élevé - huile - avec moins. Les hydrocarbures, pénétrant dans les vides de la croûte terrestre, ont formé des dépôts de gisements de pétrole et de gaz. Au fil du temps, ces dépôts organiques et ces gisements d'hydrocarbures sont descendus en profondeur jusqu'à une profondeur d'un kilomètre à plusieurs kilomètres - ils étaient recouverts par des couches de roches sédimentaires ou sous l'influence des mouvements géologiques de la croûte terrestre..

La théorie minérale de l'origine du gaz naturel et du pétrole a été formulée en 1877 par D.I. Mendeleev. Il est parti du fait que des hydrocarbures peuvent se former dans les entrailles de la terre dans des conditions de températures et de pressions élevées en raison de l'interaction de la vapeur surchauffée et des carbures fondus de métaux lourds (principalement le fer). À la suite de réactions chimiques, des oxydes de fer et d'autres métaux se forment, ainsi que divers hydrocarbures à l'état gazeux. Dans ce cas, l'eau pénètre profondément dans les entrailles de la Terre le long de fissures-failles dans la croûte terrestre. Les hydrocarbures formés, étant à l'état gazeux, à leur tour, le long des mêmes fissures et failles, montent vers le haut jusqu'à la zone de pression la plus basse, formant finalement des gisements de gaz et de pétrole. Ce processus, selon D.I. Mendeleev et les partisans de l'hypothèse se produisent constamment. Par conséquent, une diminution des réserves d'hydrocarbures sous forme de pétrole et de gaz ne menace pas l'humanité.

Composition chimique du gaz naturel:

La composition chimique du gaz naturel produit diffère selon le domaine. Dans tous les cas, le composant principal et précieux est le méthane (CH4), dont la teneur varie de 70 à 98%.

Le gaz produit comprend les deux composants hydrocarbonés (méthane СН4 et ses homologues: l'éthane C2H6, propane C3H8, butane C4HDix, pentane CcinqH12, hexane C6HQuatorze, heptane C7Hseize, octane C8H18, nonan CneufH20, Dean CDixH22 etc. jusqu'à éprouvé C22H46) et les composants non hydrocarbonés (Ar, H2, Poule2, H2S, vapeur d'eau - H2O, CO, CO2 et autres composés soufrés et gaz inertes). Le gaz naturel contient également des traces d'autres composants.

Les hydrocarbures commençant par l'éthane sont considérés comme lourds. Ils ne se forment que lors de la formation du pétrole et sont également appelés gaz «pétroliers» spécifiques. Ils sont un compagnon indispensable des huiles. Leur présence dans les échantillons prélevés indique des gisements de pétrole.

Types de gaz naturel. Gaz secs, maigres, maigres, gras et détrempés:

La qualité du gaz comme combustible, comme vecteur d'énergie, dépend de sa teneur en méthane. Les gaz secs (maigres, maigres) et gras (bruts, riches) se distinguent par la teneur en méthane et en hydrocarbures lourds dans le gaz produit..

Le gaz sec, pauvre ou pauvre est un gaz combustible naturel du groupe des hydrocarbures, caractérisé par une forte prédominance du méthane dans sa composition, une teneur en éthane relativement faible et une faible teneur en autres hydrocarbures lourds. C'est plus typique pour les dépôts purement gazeux..

Gaz gras ou brut - gaz combustible naturel du groupe des hydrocarbures, caractérisé par une teneur accrue (plus de 15%) en hydrocarbures lourds, à partir du propane C3H8 et plus haut. Cette composition de gaz est typique des condensats de gaz et des gisements de pétrole..

A titre d'exemple, pour plus de clarté, le tableau ci-dessous montre la composition du gaz sec et brut.

CompositionGaz sec *,% volumeGaz brut *,% en volume
Méthane86,336,8
Éthane9,632,6
Propane3.021,1
Butane1.15,8
Pentane-3,7

* Le tableau montre un exemple. La composition réelle des gaz dans le gaz naturel produit à partir d'un champ particulier peut différer considérablement de l'exemple donné..

Par conséquent, pour la composition hydrocarbonée des gaz, on utilise le terme «coefficient de sécheresse», qui est le rapport du pourcentage de méthane CH4 à la somme de ses homologues (éthane C2H6 et plus haut).

Exigences GOST pour la composition chimique du gaz naturel:

GOST 30319.1-2015 «Gaz naturel. Méthodes de calcul des propriétés physiques. Dispositions générales "Les exigences suivantes ont été établies pour la composition chimique du gaz naturel transporté dans les réseaux de transport de gaz:

Composants de gaz naturelGammes de fractions molaires des composants
Méthane0,7 ≤ XCH4 Composants et constituants du gaz naturel:

Méthane (CH4) Est un gaz incolore et inodore. Plus léger que l'air. Inflammable et explosif. Dangereux pour la santé humaine.

Éthane (C2H6) Est un gaz incolore, inodore et insipide. Plus lourd que l'air. Inflammable et explosif. Non utilisé comme carburant. Faible toxicité. Dangereux pour la santé humaine.

Propane (C3H8) Est un gaz incolore, inodore. Toxique. Contrairement au méthane, il se liquéfie à température ambiante et à une pression relativement basse (12-15 atm), ce qui le rend facile à stocker et à transporter.

Bhoutan (C4HDix) Est un gaz incolore avec une odeur spécifique. Toxique. Deux fois plus lourd que l'air.

Pentane (CcinqH12) a trois isomères (pentane normal, isopentane et néopentane). Le pentane et l'isopentane normaux sont des liquides mobiles hautement volatils avec une odeur caractéristique. Le néopentane est un gaz incolore avec une odeur caractéristique. Inflammable et explosif. Toxique.

Hexane (C6HQuatorze) Est un liquide incolore avec une légère odeur ressemblant au dichloroéthane. Inflammable et explosif. Toxique.

Azote (N2) Est un gaz incolore, inodore et insipide. Très inerte. Est le principal composant de l'air - 78,09% en volume.

L'argon (Ar) est un gaz incolore, insipide et inodore. Inerte. 1,3 fois plus lourd que l'air. Ne brûle pas. Dangereux pour la santé humaine.

Hydrogène (H2) - gaz léger incolore, inodore et insipide. Inflammable et explosif lorsqu'il est mélangé avec de l'air ou de l'oxygène. Plus léger que l'air.

L'hélium (He) est un gaz très léger sans couleur, sans goût ni odeur. Plus léger que l'air. Inerte, ne réagit avec aucune des substances dans des conditions normales. Ne brûle pas. Dangereux pour la santé humaine.

Sulfure d'hydrogène (H2S) est un gaz incolore au goût sucré, avec une odeur désagréable caractéristique (œufs pourris, viande pourrie). Toxique. Inflammable et explosif. Plus lourd que l'air.

Le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz incolore, presque inodore (en fortes concentrations avec une odeur aigre de «soude»). Ne brûle pas. Plus lourd que l'air de 1,5 fois. Dangereux pour la santé humaine.

Propriétés physiques du gaz naturel:

Le nom du paramètre:Valeur:
Signes externesincolore, inodore et insipide
Densité, kg / m 3:
Gaz secde 0,68 à 0,85
Liquide400
Température d'auto-inflammation, ° C650
Concentrations explosives d'un mélange gaz-air,% en volume4,4 à 17
Chaleur spécifique de combustion, MJ / m³28-46
Chaleur spécifique de combustion, Mcal / m³6.7-11
Chaleur spécifique de combustion, kWh / m³8-12
Indice d'octane lorsqu'il est utilisé dans les moteurs à combustion interne120-130
Plus léger que l'air 1,8 fois. En cas de fuite, il ne s'accumule pas dans les basses terres, mais monte.

Production de gaz naturel:

Les gisements de gaz naturel sont situés profondément dans la terre, à une profondeur de un à plusieurs kilomètres. Par conséquent, pour l'extraire, il est nécessaire de forer un puits. Le puits le plus profond a plus de 6 kilomètres de profondeur.

Dans les entrailles de la Terre, du gaz se trouve dans des vides microscopiques - des pores que certaines roches possèdent. Les pores sont interconnectés par des canaux microscopiques - des fissures. Dans les pores et les fissures, le gaz est sous haute pression, qui est beaucoup plus élevée que la pression atmosphérique. Le gaz naturel se déplace dans les pores et les fissures, passant des pores à haute pression aux pores à basse pression.

Lors du forage d'un puits, en raison de l'action des lois physiques, le gaz pénètre complètement dans le puits, tendant vers la zone de basse pression. Ainsi, la différence de pression dans le champ et à la surface de la Terre est une force motrice naturelle qui pousse le gaz hors des profondeurs..

Le gaz est extrait des entrailles de la terre en utilisant non pas un, mais plusieurs puits ou plus. Ils essaient de placer les puits uniformément sur tout le territoire du champ pour une baisse uniforme de la pression du réservoir dans le réservoir. Dans le cas contraire, des flux de gaz entre les zones du champ sont possibles, ainsi qu'une inondation prématurée du réservoir..

Étant donné que le gaz produit contient de nombreuses impuretés, il est immédiatement après la production nettoyé sur un équipement spécial, après quoi il est transporté vers le consommateur..

Application et utilisation du gaz naturel:

Le gaz naturel est utilisé et est utilisé comme carburant, ainsi que comme matière première dans l'industrie chimique pour la production de diverses substances organiques, par exemple des plastiques.

Gaz naturel

Naturel - un mélange de gaz formé dans les entrailles de la Terre

Le gaz naturel est classé comme minéral.

Le gaz est une ressource énergétique: 1 milliard de mètres cubes de gaz = 10,46 TW * heure d'électricité.

Le gaz naturel dans des conditions de réservoir (conditions d'occurrence à l'intérieur de la terre) est à l'état gazeux - sous la forme d'accumulations séparées (gisements de gaz) ou sous la forme d'un bouchon de gaz de champs de pétrole et de gaz, ou à l'état dissous dans le pétrole ou l'eau.

Dans des conditions standard (101,325 kPa et 20 ° C), le gaz naturel est uniquement gazeux.

De plus, le gaz naturel peut être à l'état cristallin sous la forme d'hydrates de gaz naturel.

La majorité du gaz naturel est du méthane (CH4) - 92 à 98%.

La composition du gaz naturel peut également inclure des hydrocarbures plus lourds - homologues du méthane:

  • éthane (C2H6),
  • propane (C3H8),
  • butane (C4HDix).
  • l'hydrogène (H2),
  • sulfure d'hydrogène (H2S),
  • dioxyde de carbone (CO2),
  • azote (N2),
  • hélium (pas).

Pour faciliter le transport et le stockage du gaz naturel, il est liquéfié par refroidissement à pression élevée..

Caractéristiques physiques approximatives (en fonction de la composition; dans des conditions normales, sauf indication contraire):

  • de 0,68 à 0,85 kg / m³ par rapport à l'air (gaz sec);
  • 400 kg / m³ (liquide).

Température d'auto-inflammation: 650 ° C;

Concentrations explosives d'un mélange gaz-air de 5% à 15% en volume;

Chaleur spécifique de combustion: 28-46 MJ / m³ (6,7-11,0 Mcal / m³);

Indice d'octane lorsqu'il est utilisé dans les moteurs à combustion interne: 120-130.

1,8 fois plus léger que l'air, donc il ne s'accumule pas dans les basses terres en cas de fuite, mais monte.

D'énormes gisements de gaz naturel sont concentrés dans la coquille sédimentaire de la croûte terrestre.

Selon la théorie de l'origine biogénique (organique) de l'huile, ils se forment à la suite de la décomposition des restes d'organismes vivants.

On pense que le gaz naturel se forme dans les coquilles sédimentaires à des températures et des pressions plus élevées que le pétrole.

Cela est cohérent avec le fait que les gisements de gaz sont souvent situés plus profondément que les gisements de pétrole..

La Russie, l'Iran, la plupart des pays du Golfe, les États-Unis et le Canada ont d'énormes réserves de gaz naturel.

Des pays européens - Norvège, Pays-Bas.

Parmi les anciennes républiques de l'URSS, le Turkménistan, l'Azerbaïdjan, l'Ouzbékistan et le Kazakhstan possèdent d'importantes réserves de gaz..

Dans certaines conditions thermodynamiques, le gaz naturel peut passer à l'état solide dans la croûte terrestre et former des dépôts d'hydrates de gaz.

Le gaz se transforme en un état solide dans la croûte terrestre, se combinant avec l'eau de formation à des pressions hydrostatiques (jusqu'à 250 atm) et à des températures relativement basses (jusqu'à 295 ° K).

Les gisements d'hydrates de gaz ont une concentration de gaz par unité de volume d'un milieu poreux plus élevée que dans les champs de gaz conventionnels, car un volume d'eau, lorsqu'il passe à l'état hydraté, se lie jusqu'à 220 volumes de gaz.

Le gaz naturel est enfoui dans le sol à une profondeur de 1000 mètres à plusieurs kilomètres.

Un puits super profond près de Novy Urengoy a reçu un afflux de gaz à une profondeur de plus de 6000 mètres.

Dans les intestins, le gaz se trouve dans les vides microscopiques (pores).

Les pores sont interconnectés par des canaux microscopiques - des fissures, à travers ces canaux, le gaz s'écoule des pores à haute pression vers les pores à plus basse pression jusqu'à ce qu'il soit dans le puits.

Le mouvement du gaz dans le réservoir est soumis à certaines lois.

Le gaz est extrait des entrailles de la terre à l'aide de puits.

Ils essaient de placer les puits uniformément sur tout le territoire du champ..

Ceci est fait pour abaisser uniformément la pression du réservoir dans le réservoir..

Dans le cas contraire, des flux de gaz entre les zones du champ sont possibles, ainsi qu'une inondation prématurée du réservoir..

Du gaz sort du sous-sol en raison du fait que le réservoir est sous une pression plusieurs fois supérieure à la pression atmosphérique.

En 2011, selon le Bureau central d'expédition du complexe de combustibles et d'énergie de la Fédération de Russie, la production de gaz en Russie s'élevait à 670,5 milliards de mètres cubes.

En fonction de la teneur en méthane, on distingue 2 groupes principaux:

Gaz naturel du groupe H (gaz à haut pouvoir calorifique) - avec une teneur élevée en méthane (87% à 99%), la plus haute qualité.

Gaz naturel du groupe L (faible pouvoir calorifique) - caractérisé par une faible teneur en méthane - de 80% à 87%.

Tout sur le gaz naturel: composition et propriétés, production et utilisation du gaz naturel

Grâce à sa haute efficacité énergétique et son respect de l'environnement, le gaz naturel, avec le pétrole, est d'une importance capitale. Il est largement utilisé comme carburant et sert également de matière première précieuse pour l'industrie chimique..

Et bien que l'utilisation du gaz soit devenue quotidienne et habituelle, cela reste une substance complexe et plutôt dangereuse - il est très difficile de pénétrer dans le brûleur d'un appareil à gaz..

Dans l'article, nous analyserons les principaux problèmes liés au gaz combustible naturel - nous parlerons de sa composition et de ses propriétés, nous décrirons les étapes de production, de transport et de traitement du gaz, sa portée. Considérez les idées modernes sur l'origine des réserves d'hydrocarbures, des faits intéressants et des hypothèses.

Qu'est-ce que le gaz combustible naturel?

Il existe une opinion selon laquelle le gaz se trouve sous terre dans des cavités et en est facilement extrait, pour lequel il suffit de forer un puits. Mais en réalité, tout est beaucoup plus compliqué: le gaz peut être à l'intérieur d'une roche poreuse, il peut être dissous dans l'eau, les hydrocarbures liquides, le pétrole.

Pour comprendre pourquoi cela se produit, il suffit de se rappeler que le mot «gaz» vient du grec «chaos», qui reflète le principe du comportement de la matière. À l'état gazeux, les molécules se déplacent de manière chaotique, essayant de remplir uniformément tout le volume possible. Pour cette raison, ils sont capables de pénétrer et de se dissoudre dans d'autres substances, y compris des liquides et des minéraux plus denses. La haute pression et la température améliorent considérablement le processus de diffusion. C'est souvent sous la forme d'un tel «cocktail» que le gaz naturel est contenu dans les intestins.

Mais d'abord, parlons de la composition du gaz et de ce qu'il est - considérons la composition chimique et les propriétés physiques du gaz combustible naturel.

Caractéristiques de la composition chimique

Le gaz produit à partir du sous-sol, dit «naturel», est un mélange de divers gaz.

Selon sa composition, il est divisé en trois groupes de composants:

  • combustible - hydrocarbures;
  • incombustible (ballasts) - azote, dioxyde de carbone, oxygène, hélium, vapeur d'eau;
  • impuretés nocives - sulfure d'hydrogène et mercaptans.

Le premier et principal groupe est un ensemble d'hydrocarbures méthaniques (homologues) avec le nombre d'atomes de carbone de 1 à 5. Le plus grand pourcentage dans le mélange est le méthane (70 à 98%), qui a un atome de carbone. La teneur en autres gaz (éthane, propane, butane, pentane) varie d'unités à des dixièmes de pour cent.

En plus des hydrocarbures, de petites quantités de substances incombustibles peuvent être présentes dans le mélange: sulfure d'hydrogène, azote, dioxyde de carbone, monoxyde de carbone, hydrogène et autres. Mais, selon le domaine, les proportions d'hydrocarbures, comme la composition des autres gaz, peuvent varier considérablement..

Propriétés physiques du gaz

Selon les propriétés physiques, le méthane СН4 incolore et inodore, hautement inflammable. À des concentrations dans l'air supérieures à 4,5% - explosif. Cette propriété, combinée à son manque d'odeur, pose une grande menace et un problème. Surtout dans les mines car le méthane est absorbé par le charbon.

Nous avons écrit sur les causes d'une explosion de gaz dans un environnement domestique dans cet article..

Pour donner une odeur au gaz, afin de détecter ses fuites, des substances spéciales avec une odeur désagréable y sont ajoutées avant le transport - les odorants. Le plus souvent, ce sont des composés contenant du soufre - éthanethiol ou éthylmercaptan. La proportion d'impureté est choisie de manière à ce qu'une fuite soit ressentie à une concentration de gaz de 1%.

D'où vient le gaz dans les entrailles de la terre?

Bien que les gens aient appris à utiliser le gaz il y a plus de 200 ans, il n'y a toujours pas de consensus sur la provenance du gaz dans les entrailles de la terre..

Théories de base de l'origine

Il existe deux théories principales sur son origine:

  • minéral, expliquant la formation de gaz par les processus de dégazage des hydrocarbures des couches plus profondes et plus denses de la terre et de les élever dans des zones à plus basse pression;
  • organique (biogénique), selon lequel le gaz est un produit de décomposition des restes d'organismes vivants dans des conditions de pression, de température et de manque d'air accrues.

Dans un champ, le gaz peut se présenter sous la forme d'une accumulation séparée, d'un bouchon de gaz, d'une solution dans l'huile ou l'eau, ou d'hydrates de gaz. Dans ce dernier cas, les dépôts sont situés dans des roches poreuses entre des couches d'argile étanches aux gaz. Le plus souvent, ces roches sont du grès compacté, des carbonates, des calcaires..

Étant donné que le gaz est plus léger que le pétrole et que l'eau est plus lourde, la position des fossiles dans le réservoir est toujours la même: le gaz est au-dessus du pétrole et l'eau soutient tout le champ de pétrole et de gaz par le bas..

Le gaz dans le réservoir est sous pression. Plus le gisement est profond, plus il est élevé. En moyenne, tous les 10 mètres, l'augmentation de pression est de 0,1 MPa. Il existe des formations avec une pression anormalement élevée. Par exemple, sur les gîtes Achimov du champ Urengoyskoye, il atteint 600 atmosphères et plus à une profondeur de 3800 à 4500 m.

Faits et hypothèses intéressants

Il n'y a pas si longtemps, on croyait que les réserves mondiales de pétrole et de gaz devraient être épuisées au début du 21e siècle. Par exemple, le géophysicien américain faisant autorité Hubbert a écrit à ce sujet en 1965.

Selon le docteur en sciences géologiques et minéralogiques V.V. Polevanov, de telles illusions sont causées par le fait que la théorie de l'origine organique du pétrole et du gaz est encore généralement acceptée et domine l'esprit de la plupart des scientifiques. Bien que D.I. Mendeleev a étayé la théorie de l'origine inorganique profonde du pétrole, et cela a été prouvé par Kudryavtsev et V.R. Larin.

Mais de nombreux faits dénoncent l'origine organique des hydrocarbures..

En voici quelques uns:

  • des gisements ont été découverts à des profondeurs allant jusqu'à 11 km, dans des sous-sols cristallins, où l'existence de matière organique ne peut même pas être théoriquement;
  • avec l'aide de la théorie organique, seuls 10% des réserves d'hydrocarbures peuvent être expliqués, les 90% restants sont inexplicables;
  • la sonde spatiale Cassini découverte en 2000 sur le satellite de Saturne Titan de gigantesques ressources en hydrocarbures sous forme de lacs, plusieurs ordres de grandeur plus grands que la terre.

L'hypothèse d'une Terre initialement hydrure avancée par Larin explique l'origine des hydrocarbures par la réaction de l'hydrogène avec le carbone dans les profondeurs de la terre et le dégazage ultérieur du méthane.

Selon elle, il n'y a pas d'anciens gisements jurassiques. Tout le pétrole et le gaz auraient pu se former entre 1 et 15 000 ans. Avec l'échantillonnage, les réserves peuvent être progressivement reconstituées, comme on le voit dans les champs pétrolifères épuisés et abandonnés depuis longtemps..

Comment sont l'exploitation minière et le transport?

Le processus d'extraction du gaz combustible naturel commence par la construction de puits. Selon l'occurrence de la couche gazeuse, leur profondeur peut atteindre 7 km. Au fur et à mesure que le forage progresse, un tuyau (tubage) est descendu dans le puits. Pour empêcher le gaz de s'échapper par l'espace entre le tuyau et les parois du puits, le colmatage est effectué - en remplissant l'espace avec de l'argile ou du ciment.

En fin de construction, la plate-forme de forage est retirée et le sapin de Noël est installé sur la tête du tubage. C'est une structure de vannes d'arrêt et de vannes, est utilisée pour extraire le gaz du puits.

Le nombre de puits peut être assez important.

L'ensemble du cycle de production de gaz combustible naturel se déroule en trois étapes:

  1. Développement du champ de gaz. À la suite du forage, une différence de pression est créée. Pour cette raison, le gaz se déplace à travers le réservoir vers les puits.
  2. Exploitation de puits de gaz. A ce stade, le gaz se déplace le long du carter.
  3. Collecte et préparation pour le transport. Le gaz de tous les arbres de Noël est fourni à des complexes technologiques spéciaux de l'UKPG. Ils sont utilisés pour le séchage du gaz, le nettoyage des impuretés nocives.

Même de petites concentrations de sulfure d'hydrogène, de vapeur d'eau ou de particules solides entraînent une corrosion rapide, la formation d'hydrates et des dommages mécaniques à la surface intérieure du pipeline.

La préparation finale pour le transport a lieu dans les installations principales. Il comprend le post-traitement et l'élimination des condensats d'hydrocarbures, le refroidissement du gaz pour réduire son volume.

Le principal type de transport de gaz sur de longues distances est le gazoduc principal. Il s'agit d'un système de structures d'ingénierie complexes allant des pipelines eux-mêmes aux installations de stockage souterraines.

Les stations de distribution de gaz (GDS) sont situées à l'extrémité de la ligne principale. Ici, le dernier nettoyage de la poussière et des impuretés liquides a lieu, la pression est réduite au niveau requis par les consommateurs, sa stabilisation, la comptabilisation de la consommation de gaz et l'ajout d'un odorant.

Un autre type courant de transport de méthane est le transport maritime par des navires spéciaux - transporteurs de gaz.

La transformation du gaz à l'état liquide est effectuée dans des usines de GNL spéciales. Le processus se déroule en deux étapes: d'abord, le méthane est refroidi à -50 ° C, puis à -163 ° C. De plus, son volume diminue 600 fois..

Traitement et portée

La grande inflammabilité du gaz naturel détermine son application principale. Il est utilisé comme combustible dans les usines, les usines, les centrales thermiques, les chaufferies, les bureaux, les bâtiments résidentiels, les installations agricoles et bien d'autres. Nous vous recommandons de vous familiariser avec les règles d'utilisation du gaz au quotidien..

La production et le traitement du pétrole sont toujours accompagnés de la libération de gaz associé. Dans certains cas, ses volumes peuvent être impressionnants et s'élever à 300 mètres cubes pour un mètre cube de pétrole brut..

Mais il existe un grand nombre de champs où le gaz naturel associé n'est pas utilisé, mais brûlé dans des torches. Par exemple, jusqu'à 25% des matières premières utiles sont perdues dans toute la Russie de cette manière..

Une partie du gaz associé est fournie aux usines de traitement du gaz. Il produit du gaz sec purifié, utilisé pour le chauffage. Un autre ingrédient précieux est un mélange d'hydrocarbures légers.

De plus, il est divisé en fractions dans des installations spéciales. Le résultat est des hydrocarbures tels que le propane, le butane, l'isobutane, le pentane. Pour réduire le volume, la facilité de transport et de stockage, ils sont liquéfiés.

Le propane et le butane sont utilisés pour chauffer les maisons avec du gaz en bouteille ou pour les voitures. Mais la majeure partie est destinée à un traitement ultérieur dans des usines pétrochimiques.

Au moyen d'un chauffage à haute température (pyrolyse), la principale matière première de toutes les matières synthétiques est obtenue à partir de celles-ci - monomères: éthylène, propylène, butadiène. Sous l'action des catalyseurs, ils se combinent en polymères. Le résultat est des matériaux de valeur tels que le caoutchouc, le PVC, le polyéthylène et bien d'autres..

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le documentaire raconte le gaz de manière accessible et visuelle:

Ce film pédagogique est dédié au principal transport du gaz:

Nous ne savons toujours pas tout sur le gaz naturel - son origine est encore pleine de mystères. Il reste à espérer que le carburant bleu est un cadeau vraiment inépuisable, qui suffira à nous et à nos descendants.

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Gaz naturel - origine, production, application, propriétés physiques et chimiques

Classification et propriétés

Le gaz naturel est divisé en 3 grandes catégories. Ils sont décrits par les caractéristiques suivantes:

  1. Élimine la présence d'hydrocarbures avec plus de 2 composés carbonés. Ils sont appelés secs et ne sont obtenus que dans les endroits destinés à l'extraction..
  2. Du gaz liquéfié et sec et de l'essence gazeuse mélangés les uns aux autres sont produits avec les matières premières primaires.
  3. La composition contient une grande quantité d'hydrocarbures lourds et de gaz sec. Il y a également un petit pourcentage d'impuretés. Extrait des champs de condensat de gaz.

Le gaz naturel est considéré comme une composition mixte, dans laquelle plusieurs sous-types de matière sont présents. C'est pour cette raison qu'il n'y a pas de formule exacte des ingrédients. Le principal est le méthane, qui en contient plus de 90%. C'est le plus résistant à la température. Plus léger que l'air et légèrement soluble dans l'eau. Brûler à l'air libre produit une flamme bleue. L'explosion la plus puissante se produit lorsque vous combinez du méthane avec de l'air dans un rapport de 1:10. Si une personne inhale une grande concentration de cet élément, sa santé peut être affectée..

Il est utilisé comme matière première et comme combustible industriel. Il est également activement utilisé pour obtenir du nitrométhane, de l'acide formique, des fréons et de l'hydrogène. La décomposition des liaisons hydrocarbonées sous l'influence du courant et de la température produit de l'acétylène utilisé dans l'industrie. Lorsque l'ammoniac est oxydé avec du méthane, de l'acide cyanhydrique se forme.

Dans le cadre du gaz naturel, il comprend la liste de composants suivante:

  1. L'éthane est une substance gazeuse incolore. Lors de la combustion, il éclaire mal. Il ne se dissout pratiquement pas dans l'eau, mais dans l'alcool, il peut dans un rapport de 3: 2. Il n'a pas été utilisé comme carburant. Le but principal de l'utilisation est considéré comme la production d'éthylène.
  2. Le propane est un carburant bien utilisé qui ne se dissout pas dans l'eau. La combustion génère beaucoup de chaleur.
  3. Butane - avec une odeur spécifique, une légère toxicité. Affecte négativement la santé humaine: il peut affecter le système nerveux, provoquer une arythmie et une asphyxie.
  4. L'azote peut être utilisé pour maintenir une pression appropriée dans les trous de forage. Pour obtenir cet élément, il est nécessaire de liquéfier l'air et de le séparer par distillation. Utilisé pour la fabrication d'ammoniac.
  5. Dioxyde de carbone - un composé peut passer à l'état gazeux à partir d'un solide à la pression atmosphérique. Il se trouve dans l'air et dans les sources minérales, et également excrété lors du souffle des créatures. Est un additif alimentaire.
  6. Le sulfure d'hydrogène est un élément plutôt toxique. Cela peut affecter négativement le fonctionnement du système nerveux humain. A une odeur d'oeuf pourri, un goût sucré et est incolore. Il se dissout parfaitement dans l'éthanol. Ne réagit pas avec l'eau. Nécessaire pour la production de sulfites, d'acide sulfurique et de soufre.
  7. L'hélium est considéré comme une substance unique. Il peut s'accumuler dans la croûte terrestre. Il est obtenu en congelant les gaz dont il fait partie. À l'état gazeux, il ne se manifeste pas vers l'extérieur, à l'état liquide, il peut affecter les tissus vivants. Il est incapable d'exploser et de s'enflammer. Mais s'il y en a une grande concentration dans l'air, cela peut conduire à une suffocation. Utilisé pour remplir les dirigeables et les ballons, lorsque vous travaillez avec des surfaces métalliques.
  8. L'argon est un gaz qui n'a pas de caractéristiques externes. Il est utilisé pour couper et souder des pièces métalliques, ainsi que pour augmenter la durée de conservation des aliments (grâce à cette substance, l'eau et l'air sont déplacés).

Les propriétés physiques d'un fossile naturel sont les suivantes: la température de combustion spontanée est de 650 degrés Celsius, la densité du gaz naturel est de 0,68-0,85 (à l'état gazeux) et 400 kg / m3 (liquide). Lorsqu'elles sont mélangées à l'air, des concentrations de 4,4 à 17% sont considérées comme explosives. L'indice d'octane du fossile est de 120-130. Il est calculé sur la base du rapport des composants inflammables à ceux difficiles à oxyder lors de la compression. La valeur calorifique est approximativement égale à 12 mille calories par mètre cube. La conductivité thermique du gaz et du pétrole est la même.

Lorsque de l'air est ajouté, la source naturelle peut s'enflammer rapidement. Dans les conditions domestiques, il monte au plafond. C'est à partir de là que commence l'allumage. Cela est dû à la légèreté du méthane. Mais l'air est environ 2 fois plus lourd que cet élément..

Conformément à ses caractéristiques chimiques, la ressource peut entrer dans des réactions de déshydrogénation, de pyrolyse et de substitution. Lorsque la composition contient plus de 4% d'hydrocarbures lourds, les propriétés commencent à changer..

Champ et production

Le gaz est liquéfié après avoir été extrait. C'est pour cette raison que les réserves mondiales sont comptées en mètres cubes. Jusqu'à 3,6 milliards de mètres cubes peuvent être atteints par an. Les principaux pays fournisseurs sont la Russie, l'Arabie, l'Iran, le Turkménistan, le Qatar, les USA, le Venezuela et les Emirats Unis.

La Fédération de Russie est considérée comme le leader mondial de la production. La majeure partie du gisement tombe sur l'Urengoy. Il contient environ 16 trillions de mètres cubes de gaz. Le champ Yamburgskoye est également gigantesque, avec 8,2 billions de gaz.

L'importance de la ressource naturelle est indiquée par la consommation. Les puits sont forés à travers le pergélisol. Pour extraire le carburant de Yamburg, vous devez parcourir 1 à 3 kilomètres. Parmi ceux-ci, environ 50 mètres sont du pergélisol.

Il y a aussi le champ de Bovanenkovskoye, dont les réserves sont de 4,9 billions de mètres cubes. Pour la population locale, une entreprise minière et de transformation est considérée comme un lieu d'emploi et de revenu.

Au fond de la mer de Barents, des gisements de fossiles ont été découverts. La profondeur de ses origines ne dépasse pas 400 mètres. Dans ce domaine, la production n'est pas pleinement développée. Le volume approximatif des dépôts est de 4 billions de dollars.

Il existe également des sources de gaz au sud de la mer de Kara. Les gisements de Leningradskoye (environ 3 trillions de mètres cubes) et de Rusanovskoye (779 milliards de mètres cubes de combustible) y ont été découverts..

Transport de carburant

Le gaz naturel est fourni du sous-sol aux puits de la manière habituelle. La substance légère a tendance à s'infiltrer à travers les pores de la roche. La zone de basse pression est créée dans le puits. Dans les endroits où la ressource est concentrée, elle est élevée. Plusieurs puits sont forés sur de grands gisements, situés à égale distance les uns des autres.

Le carburant doit être bien préparé pour le transport final. Cela est dû à la présence d'impuretés pouvant entraîner des complications de mouvement ou d'utilisation ultérieure. Par exemple, en raison de la vapeur d'eau dans certaines conditions, des hydrates peuvent être obtenus, qui se déposeront à différents endroits. Cela entraînera des mouvements difficiles. La corrosion peut se produire sur l'équipement en raison du sulfure d'hydrogène.

De plus, le pipeline doit être soigneusement préparé. Les usines d'azote sont largement utilisées, grâce auxquelles un environnement inerte est obtenu.

La méthode du pipeline est très populaire aujourd'hui. L'entretien et l'installation des tuyaux sont assez coûteux. Mais malgré son coût élevé, cette méthode est la plus rentable pour le transport sur de courtes et moyennes distances..

En plus du gazoduc, le gaz peut être transporté dans des transporteurs de gaz spéciaux. Ce sont des navires avec des conteneurs isothermes spéciaux, dont l'indice de température peut être de -160 degrés. Cette méthode est considérée comme économiquement avantageuse pour les distances de plus de 2 mille kilomètres..

Application dans divers domaines d'activité

Le carburant est le principal domaine d'application. Pour transporter la source à travers le pipeline, il est nécessaire de drainer la ressource, sinon cela peut provoquer de la corrosion en surface. Il découle également de la composition d'éliminer le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène.

Pour éviter les situations désagréables, le fossile est odorisé - des éléments odorants sont ajoutés, ce qui indiquera une fuite. Sans traitement, il peut y avoir de grandes pertes de carburant, car, du point de vue de la chimie, il n'a pas d'odeur.

De plus, le gaz est une substance inflammable pour le fonctionnement des cuisinières et des chaudières. Des lampes à gaz sont déjà apparues pour éclairer les rues et les locaux..

L'ammoniac et certains plastifiants sont extraits du méthane dans l'industrie chimique. Le cyanure d'hydrogène, l'acétylène et le méthanol en sont synthétisés. Le caoutchouc synthétique est également produit à partir de méthane. L'origine du polyéthylène a été découverte en travaillant avec du gaz naturel.