Общие характеристики природных газов.
Природные газы добываются из недр земли и представляют собой смесь углеводородов метанового ряда, в которую могут входить: метан, этан, пропан, Н-бутан, изобутан, пентан. Природные газы не содержат водорода, окиси углерода и кислорода. Содержание азота и диоксида углерода обычно не высоко. Газы некоторых месторождений содержат сероводород. В таб. 1.1 приведены физические характеристики и теплота сгорания чистых горючих газов при температуре 00С и давлении 101,3 кПа.
Плотность является важнейшей характеристикой газа, определяющей условия эксплуатации газовых систем.
Теплоту сгорания разделяют на высшую и низшую. Низшая теплота сгорания, в отличие от высшей, не учитывает тепло, теряемое с парами воды ( для углеводородов различие высшей и низшей теплоты сгорания не превышает 10%). Высшая теплота сгорания углеводородов, отнесенная к единице массы (МДж/кг) находится на уровне 50 МДж/кг. Эта величина примерно в 3 раза ниже высшей теплоты сгорания водорода, принимаемого в качестве эталона горючего газа. Высшая теплота сгорания, отнесенная к единице объема ( МДж/м3) возрастает с увеличением плотности углеводородов: метан –39.86 МДж/м3, пентан- 158.48 МДж/м3
( различие в 4 раза). По этой характеристике водород значительно уступает углеводородам: метану в 3 раза, пентану – в 12 раз. Отметим, что 1м3 метана примерно эквивалентен 1 л бензина, керосина, дизельного топлива, мазута и 1,3 кг каменного угля.
Состав природных газов зависит от месторождений. По этому признаку природные газы подразделяются на три группы:
1.Природные газы , добываемые из чисто газовых месторождений. Они состоят из метана и являются тощими и сухими. Тощие- малое содержание тяжелых углеводородов ( менее 50 г/м3); сухие – содержание влаги не превышает количества, насыщающего газа: 1 г/м3 при температуре минус 200С ( зимнее время) и 50 г/м3 при температуре 350С ( лето). Высшая теплота сгорания этих газов примерно 40 МДж/м3.
2. Природные газы из нефтяных месторождений ( попутные газы). Это жирные газы, т.к. помимо метана, содержат тяжелые углеводороды и газовый бензин в количестве более 150 г/м3. Высшая теплота сгорания этих газов составляет 46… 65 МДж/м3.
3.Природные газы, добываемые из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата. Пары конденсата представляют собой смесь паров тяжелых углеводородов, бензина, лигроина, керосина. Конденсат находится в месторождении в парообразном состоянии по действием высокого давления и высокой температуры ( рис. 1.1). Если скважину сообщить с атмосферой ( падение давления), то в газовом пласте выпадает конденсат, потерянный для добычи. Поэтому добыча газа ведется при обеспечении высокого давления, что усложняет технологию добычи.