Какие продукты можно получить из газа

Природный газ отлично вступает в химическую реакцию горения. Поэтому чаще всего из него получают энергию — электрическую и тепловую. Но на основе газа можно сделать еще удобрение, топливо, краску и многое другое.

Значительные объемы газа использует также металлургическая промышленность. Но и здесь природный газ также используется как источник энергии — для разогрева доменных печей.

Зеленое топливо

В России около половины поставок газа приходится на энергетические компании и коммунальное хозяйство. Даже если в доме нет газовой плиты или газового водонагревателя, все равно свет и горячая вода, скорее всего, получены с использованием природного газа.
Природный газ — самое чистое среди углеводородных ископаемых топлив. При его сжигании образуются только вода и углекислый газ, в то время как при сжигании нефтепродуктов и угля образуются еще копоть и зола. Кроме того, эмиссия парникового углекислого газа при сжигании природного газа самая низкая, за что он получил название «зеленое топливо». Благодаря своим высоким экологическим характеристикам природный газ занимает доминирующее место в энергетике мегаполисов.

На газе можно ездить

Природный газ может использоваться как моторное топливо. Сжатый (или компримированный) метан стоит в два раза дешевле 76-го бензина, продлевает ресурс двигателя и способен улучшить экологию городов. Двигатель на природном газе соответствует экологическому стандарту Евро-4. Газ можно использовать для обычных автомобилей, сельскохозяйственного, водного, воздушного и железнодорожного транспорта.

Компримированный газ получают на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) путем сжатия природного газа, поступающего по газопроводу, до 20–25 МПа (200–250 атмосфер).

Еще из природного газа можно производить жидкие моторные топлива по технологии «газ-в-жидкость» (gas-to-liquid, GTL). Поскольку природный газ — достаточно инертный продукт, практически всегда при переработке на первом этапе его превращают в более реакционно-способную парогазовую смесь — так называемый синтез-газ (смесь СО и Н2).
Далее ее направляют на синтез для получения жидкого топлива. Это может быть так называемая синтетическая нефть, дизельное топливо, а также смазочные масла и парафины.

Впервые жидкие углеводороды из синтез-газа получили немецкие химики Франц Фишер и Ганс Тропш еще в 1923 году. Правда, тогда в качестве источника водорода они использовали уголь. В настоящее время различные варианты метода Фишера-Тропша используются во многих представленных на рынке процессах превращения газа в жидкие углеводороды.

Отбензинивание

Первичная переработка газа происходит на ГПЗ — газоперерабатывающих заводах.
Обычно в природном газе помимо метана содержатся разнообразные примеси, которые необходимо отделить. Это азот, углекислый газ, сероводород, гелий, пары воды.
Поэтому в первую очередь газ на ГПЗ проходит специальную обработку — очистку и осушку. Здесь же газ компримируют до давления, необходимого для переработки. На отбензинивающих установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ — продукт, который впоследствии и закачивают в магистральные газопроводы. Этот же уже очищенный газ идет на химических заводы, где из него производят метанол и аммиак.

А нестабильный газовый бензин после выделения из газа подается на газофракционирующие установки, где из этой смеси выделяются легкие углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Эти продукты тоже становятся сырьем для дальнейшей переработки. Из них в дальнейшем получают, к примеру, полимеры и каучуки. А смесь пропана и бутана сама по себе является готовым продуктом — ее закачивают в баллоны и используют в качестве бытового топлива.

Краска, клей и уксус

По схеме, похожей на процесс Фишера-Тропша, из природного газа получают метанол (CH3OH). Он используется в качестве реагента для борьбы с гидратными пробками, которые образуются в трубопроводах при низких температурах. Метанол может стать и сырьем для производства более сложных химических веществ: формальдегида, изоляционных материалов, лаков, красок, клеев, присадок для топлива, уксусной кислоты.

Путем нескольких химических превращений из природного газа получают также минеральные удобрения. На первой стадии это аммиак. Процесс получения аммиака из газа похож на процесс gas-to-liquid, но нужны другие катализаторы, давление и температура.

Аммиак сам по себе является удобрением, а также используется в холодильных установках как хладагент и в качестве сырья для производства азотсодержащих соединений: азотной кислоты, аммиачной селитры, карбамида.

Как получается аммиак

Вначале природный газ очищают от серы, затем он смешивается с подогретым водяным паром и поступает в реактор, где проходит через слои катализатора. Эта стадия называется первичным риформингом, или парогазовой конверсией. Из реактора выходит газовая смесь, состоящая из водорода, метана, углекислого (СО2) и угарного газов (СО). Далее эта смесь направляется на вторичный риформинг (паровоздушная конверсия), где смешивается с кислородом из воздуха, паром и азотом в необходимом соотношении. На следующем этапе из смеси удаляют СО и СО2. После этого смесь водорода и азота поступает собственно на синтез аммиака.

Как строят подводные газопроводы
Глубина моря может достигать нескольких километров. Проложить трубы по дну — сложная задача. Но по дну Северного моря идут 6000 км трубопроводов, некоторые из которых там уже 40 лет.
Как природный газ используется в качестве автомобильного топлива
Природный газ нужен не только для приготовления пищи, обогрева дома и получения электричества. Еще им можно заправлять автомобиль. Природный газ в качестве топлива намного дешевле и экологичнее нефтепродуктов.

Источник

Природный газ является ценным энергетическим сырьем для различных отраслей промышленности. Он состоит в основном из метана (до 98 %), его гомологов (этана, пропана, бутана), сернистых соединений, углекислого газа, азота и, в небольшом количестве, меркаптанов (слабых кислот). В некоторых месторождениях газа присутствует гелий.

Основная продукция из природного газа — это сырье для энергетики. Почти 40 % переработанного природного газа сжигается на электростанциях. Еще около 30% используется в металлургической промышленности. Примерно по 4% объемов добываемого природного газа применяется для отопления жилых зданий, промышленных предприятий и бытовых нужд населения, на цементных предприятиях, строительстве, в сельском хозяйстве, производстве медикаментов. В США на нужды энергетики и тяжелой промышленности и в качестве бытового топлива используется 98% газа.

В зависимости от содержания в природном газе тяжелых углеводородов, он считается «сухим» (пропан, бутан и пр. менее 50 г/м. куб) или «жирным». Сухой газ легче воздуха, он транспортируется по газопроводам на дальние расстояния. В настоящее время этот самый дешевый способ доставки энергетического сырья потребителю. Для экономики газодобывающих стран экспорт природного газа является важной статьей дохода. Именно сухой газ применяется в качестве топлива.

На компрессорных станциях сухой природный газ сжимается до 200 атм и охлаждается до -162 оС. Такой продукт называется компримированным природным газом. Его можно хранить в жидком виде в подземных хранилищах и использовать для сглаживания пиков потребления сырья в холодной период года. Транспортировка его производится в специальных криоцистернах, чаще всего морским путем, танкерами-газовозами.

Компримированный природный газ является стратегическим энергетическим сырьем на мировом рынке. Его удобно перевозить в районы, отстоящие на десятки тысяч км от мест добычи. По оценкам аналитиков до 2020 года 35% переработанного природного газа в мире будет доставляться заказчику в виде компримированного газа. В настоящее время наметились перспективы применения его в качестве топлива для автотранспорта. Ведущие автоконцерны уже выпускают автомобили, работающие на компримированном газе.

По количеству тяжелых фракций в составе добываемого природного газа различают чисто газовые месторождения (содержащие сухой газ) и газоконденсатные (с большей долей тяжелых гомологов метана). Еще в начальный период переработки природного газа из него выделяют водород, сернистые соединения и сухую серу, имеющие применение во многих отраслях экономики. Ценным сырьем для нефтехимии являются тяжелые углеводороды. В процессе технологической переработки из них получают следующие виды продукции:

• сжиженный углеводородный газ (СУГ);
• различные виды растворителей;
• водород, аммиак, метанол, формальдегид, сажа;
• уксусная кислота;
• синтетические красители;
• пластмассы;
• газы, используемые для консервации сельскохозяйственной продукции и при производстве медикаментов.

Многие газовые месторождения содержат гелий. Этот ценный инертный газ востребован во многих отраслях экономики. Наиболее богатые районы добычи гелия находятся в США и в России (Восточно-Европейские и Сибирские газоносные регионы).

Высокомолекулярные углеводороды являются основой получения СУГ, который применяется вместо бензина для автотранспорта, используется в качестве топлива в быту и промышленности.

Имеются технологии GTL («газ в жидкость»), позволяющие получить высококачественное автомобильное и авиационное топливо СЖТ (синтетическое жидкое топливо). Такие установки на природном газе действуют в Катаре, Малайзии и в ЮАР, однако, чаще всего, сырьем для них является попутный нефтяной газ. Некоторые фирмы в РФ начали выпуск блочных мобильных комплексов по переработке природного газа с использованием технологии GTL.

Если статья оказалась полезной, в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже – это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!

Источник

Одна из самых удивительных вещей в окружающем нас современном мире — то, что он в значительной мере сделан из… газа! Да-да, того самого, про который мы привыкли думать, что он способен только гореть в плите на кухне. На самом деле, экраны телефонов и телевизоров, краски и пластиковые контейнеры для еды, аппараты МРТ и спутниковые антенны — всё это (по крайней мере частично) когда-то было газом!

Природный газ – это сложная смесь, максимальную пользу из которой можно извлечь, только разделив. В быту для таких целей мы можем использовать что-то вроде сита, на котором останется только крупное, а мелкое пройдёт дальше. У газа эти части называются фракциями, и разделить их вовсе не так просто.

Основное вещество природного газа – метан, его больше всего, от 85 до 88%, остальные 12-15% — ценные примеси, которые и требуется отделить. Кстати, гигантские и суперсовременные заводы для этого строятся сейчас в Ленинградской области, под Усть-Лугой, и вблизи города Свободный к северу от Благовещенска. Площадь Амурского завода 800 гектаров, больше 1100 футбольных полей. Здесь будет 6 технологических линий, сложнейшее оборудование, полный цикл переработки. Высота одной из колонн, деметанизатора, 87 метров. Это практически 30-этажный дом.

Сначала смесь, добытую из земли, очищают от воды, чтобы даже мельчайшие капли потом, замерзая при сверхнизких температурах, не повредили оборудование. Процесс вообще предстоит очень серьёзный.

Ближайшая бытовая аналогия для процесса разделения газов – это обычный химический перегонный аппарат. В народе известный также как самогонный. Конечно, чтобы проделать тоже самое с газом бытовых температур не достаточно. Нужен, в частности, экстремальный холод.

Компоненты природного газа имеют разную температуру перехода из летучего состояния в жидкое. Внизу самой большой колонны, того самого деметанизатора, всего +10-20 градусов, это оптимально, чтобы отделить углеводородные компоненты (пентан, гексан, бутан, пропан, этан). В верхней части, наоборот, создают холод в -110. При этой температуре смесь метана, азота и гелия перекачивается в соседнюю установку, деазотирования. В ней мороз становится ещё крепче. Температуру понижают до -162, чтобы метан превратился в жидкость. Оставшиеся компоненты охлаждают ещё — до -196 – тут сдаётся азот, и самым последним обработку холодом не выдерживает и сжижается гелий. Ему нужна температура -269 градусов Цельсия.

Такие условия надо ещё и поддерживать во время хранения и транспортировки — поэтому используются специальные изолированные контейнеры. И превращения газа на этом только начинаются! Гелий, больше знакомый нам по праздничным шарам, в жидком виде используют при производстве аппаратов МРТ, ЖК-экранов, оптоволокна, полупроводников, спутниковых антенн, авиационного титана. Пропан нужен для производства красок. Из этана и пентан-гексановой смеси делают полимеры и пластики, а из бутана — даже пищевые добавки.

Нам трудно представить, как газ, пусть даже из жидкого состояния может превратиться во что-то твёрдое. Этот процесс называется полимеризация, эту «магию» в ежедневном режиме творит с газом химическая промышленность.

Так что практически всё пластиковое, что есть сейчас вокруг вас, в прошлом было газом! Конечно, он — прежде всего его метановая, пропановая и бутановая фракции — как и раньше, важен в качестве топлива. И всё больше автовладельцев экономят существенные деньги, переводя свои машины на дешёвый газ (особенно метан).

Салават Сайфуллин, таксист из Томска, рассказывает, что когда ездил в отпуск в Крым, специально прокладывал маршрут через метановые заправки. Дорогу это удлинило, но экономия всё равно оказалась двукратной по сравнению с бензином. Константин Молодцов, который уже 17 лет переводит автомобили на газ, приводит примерные расчёты.

Команде Константина, кстати, приходилось переводить на газ не только машины, но и как-то раз даже судно на воздушной подушке. В мире есть и большие газовые корабли. К примеру, финский паром Викинг Грейс. 12-палубный гигант, вмещает до 2800 пассажиров и до 550 автомобилей. Без дозаправки может провести в море до 3 суток.

На газовом топливе ездят даже поезда. На Байкало-Амурской магистрали, где много не электрифицированных участков, затяжных подъёмов и спусков, очень оценили газотурбовоз. Он проходит до 900 км на одной заправке, и при этом может тянуть до 170 вагонов! В общем, о чудесах, связанных с газом, мы в ближайшее время явно будем слышать всё чаще — и далеко не всегда он будет выступать тем, что просто греет чайник на нашей кухне.

Благодарим за помощь в съёмке сюжета: