Hemijski sastav gas. Aplikacija

Glavni dio prirodnog plina je metan (CH4) - do 98%. Sastav prirodnog plina može uključivati ​​i teže ugljikovodike - homologe metana:

etan (C 2 H 6),

propan (C 3 H 8),

butan (C 4 H 10),

kao i druge neugljikovodične tvari:

vodonik (H 2),

sumporovodik (H 2 S),

ugljični dioksid (CO 2),

helijum (He).

Čisto prirodni gas nema boju i miris. Da biste mogli otkriti curenje po mirisu, ne veliki broj tvari koje imaju jak neugodan miris (tzv. odoranti). Najčešći odorant je etil merkaptan.

Ugljikovodične frakcije su vrijedna sirovina za hemijsku i petrohemijsku industriju. Široko se koriste za proizvodnju acetilena. Pirolizom etana nastaje etilen, važan proizvod za organsku sintezu. Prilikom oksidacije propan-butanske frakcije nastaju acetaldehid, formaldehid, sirćetna kiselina, aceton i drugi produkti. Izobutan se koristi za proizvodnju visokooktanskih komponenti motornih goriva, kao i izobutilena, sirovine za proizvodnju sintetičke gume. Dehidrogenacijom izopentana nastaje izopren, važan proizvod u proizvodnji sintetičkih guma.

Komprimirani prirodni plin- Komprimovani prirodni gas koji se koristi kao motorno gorivo umesto benzina, dizel goriva i propana.

Prirodni plin, kao i svaki drugi, može se komprimirati kompresorom. U isto vrijeme, volumen koji zauzimaju značajno je smanjen. Prirodni gas se tradicionalno komprimuje na pritisak od 200-250 bara, što rezultira smanjenjem zapremine od 200-250 puta. Gas se komprimira (komprimuje) za transport kroz magistralne gasovode, kako bi se održao ispravan pritisak unutar rezervoara (rezervoarski pritisak) tokom utiskivanja pod zemlju, a proizvodnja komprimovanog prirodnog gasa je međukorak u proizvodnji tečnog prirodnog gasa. Komprimirani prirodni plin je jeftiniji od tradicionalnog goriva, a uzrokovan je produktima izgaranja Efekat staklenika manje u poređenju sa konvencionalnim gorivima, pa je sigurnije za životnu sredinu. Skladištenje i transport komprimovanog prirodnog gasa odvija se u specijalnim rezervoarima za skladištenje gasa. Također se koristi i dodavanje bioplina komprimiranom prirodnom plinu, čime se smanjuje emisija ugljika u atmosferu.

Komprimirani prirodni plin kao gorivo ima niz prednosti:

· Metan (glavni sastojak prirodnog gasa) je lakši od vazduha i u slučaju slučajnog izlivanja brzo isparava, za razliku od težeg propana koji se akumulira u prirodnim i veštačkim depresijama i stvara opasnost od eksplozije.

· Nije toksičan u malim koncentracijama;

· Ne izaziva koroziju metala.

· Komprimirani prirodni plin je jeftiniji od bilo kojeg naftnog goriva, uključujući dizel, ali ih nadmašuje u smislu kalorijske vrijednosti.

· Niska tačka ključanja garantuje potpuno isparavanje prirodnog gasa na najnižim temperaturama okoline.

· Prirodni gas sagoreva skoro potpuno i ne ostavlja čađ, narušavajući životnu sredinu i smanjujući efikasnost. Uklonjeni dimni plinovi ne sadrže nečistoće sumpora i ne uništavaju metal dimnjaka.

· Operativni troškovi plinskih kotlova su također niži od tradicionalnih.

Još jedna karakteristika komprimovanog prirodnog gasa je da kotlovi koji rade na prirodni gas imaju veću efikasnost - do 94%, ne zahtevaju potrošnju goriva za predgrevanje zimi (poput ulja i propan-butana).

Prirodni gas, ohlađen nakon prečišćavanja od nečistoća do temperature kondenzacije (-161,5 0 C), pretvara se u tečnost tzv. tečni prirodni gas. Tečni gas je bezbojna tečnost bez mirisa, čija je gustina upola manja od vode. 75-99% se sastoji od metana. Tačka ključanja -158 ... -163 0 C. U tečnom stanju je nezapaljiv, netoksičan, neagresivan. Za upotrebu se podvrgava isparavanju do prvobitnog stanja. Kada se pare sagorijevaju, nastaju ugljični dioksid i vodena para. Zapremina gasa prilikom ukapljivanja smanjena je za 600 puta, što je jedna od glavnih prednosti ove tehnologije. Proces ukapljivanja odvija se u fazama, u svakoj od kojih se gas komprimira 5-12 puta, zatim hladi i prenosi u sljedeću fazu. Stvarno ukapljivanje nastaje tokom hlađenja nakon posljednje faze kompresije. Proces ukapljivanja stoga zahteva značajnu količinu energije - do 25% njene količine sadržane u tečnom gasu. Ukapljeni plin se proizvodi u takozvanim postrojenjima za ukapljivanje (postrojenja), nakon čega se može transportovati u posebnim kriogenim kontejnerima - morskim tankerima ili cisternama za kopneni transport. Ovo omogućava isporuku gasa u područja koja su udaljena od magistralnih gasovoda koji se tradicionalno koriste za transport konvencionalnog prirodnog gasa. Prirodni plin u tečnom obliku se skladišti dugo vremena, što vam omogućava stvaranje rezervi. Prije isporuke direktno potrošaču, tečni prirodni plin se vraća u prvobitno plinovito stanje na terminalima za regasifikaciju. Prvi pokušaji ukapljivanja prirodnog gasa za industrijske potrebe datiraju s početka 20. veka. Godine 1917. proizveden je prvi tečni prirodni gas u SAD, ali je razvoj sistema za isporuku cevovoda dugo odložio unapređenje ove tehnologije. Godine 1941. učinjen je još jedan pokušaj proizvodnje LNG-a, ali proizvodnja je dostigla industrijske razmjere tek od sredine 1960-ih. U Rusiji je izgradnja prve fabrike tečnog prirodnog gasa počela 2006. godine u okviru projekta Sahalin-2. Svečano otvaranje fabrike održano je u zimu 2009. godine.

Gas iz škriljaca- prirodni gas izvađen iz škriljaca, koji se sastoji uglavnom od metana. Prva komercijalna bušotina za gas iz škriljaca izbušena je u Sjedinjenim Državama 1821. industrijska proizvodnja Gas iz škriljaca pokrenula je kompanija Devon Energy u Sjedinjenim Državama početkom 2000-ih na polju Barnett Shale, koje je izbušilo prvu horizontalnu bušotinu na ovom polju 2002. godine. Zahvaljujući naglom povećanju njegove proizvodnje, nazvanom "gasna revolucija", Sjedinjene Američke Države su 2009. godine postale svjetski lider u proizvodnji plina (745,3 milijarde m 3), s više od 40% dolazi iz nekonvencionalnih izvora (metana iz ugljenog ležišta i škriljaca gas).

Izvori gasa iz škriljaca u svijetu iznose 200 triliona m 3 . U januaru 2011. godine, ekonomista A.D. Haitun je pisao o mogućnosti da plin iz škriljaca "nasljedi sudbinu metana iz ugljena sa značajnim padom rasta proizvodnje tokom dugotrajnog rada polja, ili sudbinu biogoriva, čija je ogromna većina svjetske proizvodnje u Americi , a sada opada."

Rezerve i resursi gasa

Svjetske geološke rezerve zapaljivih plinova na kontinentima, u zoni šelfa i plitkih mora, prema prognostičkim procjenama, dostižu 10 15 m 3 , što je ekvivalentno 10 12 tona nafte.

Najveća ležišta u SSSR-u bila su: Urengoj (4 triliona m 3) i Zapoljarnoje (1,5 biliona m 3), Vuktilskoje (452 ​​milijarde m 3), Orenburg (650 milijardi m 3), Stavropoljskoe (220 milijardi m 3), Gazli (445 milijardi m 3) u Centralnoj Aziji; Shebslinskoye (390 bcm) u Ukrajini.

Na poluostrvu Jamal iu susednim vodenim područjima otkriveno je 11 gasnih i 15 naftnih i gasnih kondenzatnih polja, istražene i preliminarno procenjene (AVS 1 + S 2) rezerve gasa su oko 16 triliona m 3, obećavajuće i predviđene (S 3 -D 3) resursi gasa su oko 22 triliona m 3. Najznačajnije polje Yamal u smislu rezervi gasa je Bovanenkovskoye - 4,9 triliona m 3 (AVS 1 + S 2), koje će početi da se razvija 2012. godine, a gas će se isporučivati ​​novom magistralnom gasovodu Bovanenkovo-Uhta. Početne rezerve polja Kharasaveyskoye, Kruzenshternskoye i Yuzhno-Tambeyskoye iznose oko 3,3 triliona m 3 gasa.

Istočni Sibir i Daleki istokčine oko 60% teritorije Ruska Federacija. Početni ukupni resursi gasa na kopnu na istoku Rusije su 52,4 triliona m 3 , na šelfu 14,9 biliona m 3 .

Samo u Rusiji proizvodnja gasa od strane Gazproma u 2011. iznosila je 513,2 milijardi kubnih metara. Istovremeno, povećanje rezervi kategorije C 1 dostiglo je rekordan nivo - 686,4 milijarde m 3, kondenzata - 38,6 miliona tona.U 2012. godini planirano je da se proizvede 528,6 milijardi m 3 gasa i 12,8 miliona tona gasnog kondenzata.

Kondenzat

Kondenzat– tečni proizvod separacije prirodnih gasova. Predstavljen je uglavnom tečnim ugljovodonicima u normalnim uslovima - pentanom i težim ugljovodonicima sastava alkana, ciklana i arena. Gustina obično ne prelazi 0,785 g/cm 3 , iako su poznate razlike sa gustinama do 0,82 g/cm 3 . Kraj ključanja je od 200 do 350 0 C.

Razlikovati sirovo kondenzat iz odvajanja, i stabilan dobijen dubokim otplinjavanjem sirovog kondenzata. Količina kondenzata u rezervoarskim gasovima izražava se ili odnosom njegove zapremine i zapremine izdvojenog gasa (cm 3 /m 3) i naziva se faktor kondenzata. Količina kondenzata u odnosu na 1 m 3 izdvojenog (slobodnog) gasa dostiže 700 cm 3 . U zavisnosti od vrijednosti faktora kondenzata, plinovi su "suhi" (manje od 10 cm 3 /m 3), "posni" (10-30 cm 3 /m 3) i "masni" (30-90 cm 3 /m 3). 3). Gasovi koje karakterizira GOR veći od 90 cm 3 /m 3 nazivaju se plinski kondenzat. Na naftno-gasnom kondenzatnom polju Vuktyl, faktor kondenzacije je 488-538 cm 3 /m 3, prirodni gasovi sa polja Zapadnog Sibira su obično „suvi“.

Plin koji se ekstrahuje iz utrobe zemlje ili je proizvod prerade drugih ugljovodonika može se naknadno koristiti u tečnom ili komprimovanom obliku. Koje su karakteristike obe opcije za korišćenje odgovarajućeg goriva?

Šta je tečni gas?

Ispod tečni Uobičajeno je da se podrazumeva prirodni gas, koji se iz početnog, zapravo gasovitog stanja, prelazi u tečno stanje - hlađenjem na veoma nisku temperaturu, oko minus 163 stepena Celzijusa. Količina goriva je smanjena za oko 600 puta.

Transport ukapljenog gasa zahteva upotrebu posebnih kriogenih rezervoara koji su u stanju da održavaju potrebnu temperaturu dotične supstance. Prednost ove vrste goriva je mogućnost isporuke na ona mjesta gdje je problematično postaviti konvencionalne plinovode.

Za pretvaranje ukapljenog gasa u prvobitno stanje potrebna je i posebna infrastruktura – terminali za regasifikaciju. Ciklus prerade razmatrane vrste goriva - ekstrakcija, ukapljivanje, transport i regasifikacija - značajno povećava konačnu cijenu gasa za potrošača.

Predmetno gorivo se koristi, najčešće u iste svrhe kao i prirodni gas u izvornom stanju - za grijanje prostorija, osiguranje funkcionisanja industrijske opreme, elektrana, kao sirovina u pojedinim segmentima hemijske industrije.

Šta je komprimovani prirodni gas?

Ispod komprimiran, ili komprimiran, uobičajeno je da se podrazumeva prirodni gas, koji se, kao i tečni gas, takođe nalazi u tečnom stanju, što se postiže, međutim, ne smanjenjem temperature goriva, već povećanjem pritiska u posudi u kojoj se nalazi. Zapremina komprimovanog plina je oko 200 puta manja od količine goriva u izvornom stanju.

Pretvaranje prirodnog gasa u tečnost korišćenjem visokog pritiska generalno je jeftinije od ukapljivanja goriva snižavanjem njegove temperature. Transport razmatrane vrste gasa se obavlja u kontejnerima, po pravilu, tehnološki manje složenim od kriocistera. Regasifikacija odgovarajuće vrste goriva nije potrebna: budući da je pod visokim pritiskom, lako ga je ukloniti iz rezervoara - dovoljno je otvoriti ventile na njima. Stoga je trošak komprimiranog plina za potrošača u većini slučajeva niži od onog koji karakterizira ukapljeno gorivo.

Komprimovani gas se najčešće koristi kao gorivo u raznim vozilima - automobilima, lokomotivama, brodovima, gasnoturbinskim motorima aviona.

Poređenje

Glavna razlika između ukapljenog i komprimovanog gasa je u tome što se prva vrsta goriva dobija snižavanjem temperature početne gasovite supstance, što je praćeno njenom transformacijom u tečnost. Komprimovani gas je takođe tečno gorivo, ali se dobija stavljanjem u posudu pod visokim pritiskom. U prvom slučaju, početna zapremina gasa je veća od obrađene (prevedene u tečnost) oko 600 puta, u drugom slučaju 200 puta.

Treba napomenuti da se ukapljeni gas najčešće dobija preradom „klasičnog“ prirodnog gasa, koji predstavlja uglavnom metan. Komprimirana goriva se također proizvode od mnogih drugih gasova koji se pojavljuju u prirodi, kao što su propan ili butan.

Nakon što smo utvrdili razliku između ukapljenog i komprimiranog plina, zaključke ćemo prikazati u tabeli.

Table

Tečni gas	komprimovani gas
Šta im je zajedničko?
Za dobijanje obe vrste goriva koristi se ista sirovina - prirodni gas (metan se najčešće koristi za proizvodnju tečnog gasa, propan, butan i drugi gasovi se takođe koriste za proizvodnju komprimovanog gasa)
Koja je razlika između njih?
Dobija se snižavanjem temperature izvornog goriva - prirodnog plina	Dobiva se povećanjem pritiska u rezervoaru u koji se nalazi izvorni prirodni gas.
Zahtijeva korištenje visokotehnoloških krio-tankova za skladištenje i kretanje	Za skladištenje i kretanje potrebna je upotreba relativno manje tehnološki zatvorenih kontejnera
Zapremina originalnog goriva je približno 600 puta veća od one pretvorene u tečni plin	Zapremina originalnog goriva je otprilike 200 puta veća od one pretvorene u komprimirani plin
Koristi se, u pravilu, u iste svrhe kao i obični prirodni plin - za grijanje prostora, osiguravanje rada industrijske opreme, elektrana	Obično se koristi kao gorivo za vozila

Jedan od brojnih razloga za sporost gasifikacije transporta je taj što je asortiman plinskih motornih goriva prilično širok:

• tečni naftni plin (LPG);
• komprimirani (komprimirani) prirodni plin (CNG);
• tečni prirodni gas (LNG).

Glavne prednosti plinskog motornog goriva su njegova cijena, cijena i opet cijena. Do sada, ove prednosti nadmašuju brojne i svestrane nedostatke.

Tečni naftni gas (LPG)

Ovaj plin je mješavina C3H8 propana i C4H10 butana, ekstrahirana iz pratećih naftnih plinova, iz frakcija kondenzata prirodnog plina, iz plinova nafte i procesa stabilizacije kondenzata, iz rafinerijskih plinova dobivenih iz postrojenja za preradu nafte. Pored propana i butana, naftni gas sadrži, po masi, oko 6% drugih ugljovodonika - etana, etilena, propilena, butilena i njihovih izomera, odnosno sastav TNG-a je heterogen i nestabilan. Za kontrolu curenja, u sastav TNG-a uvode se neugodne tvari - merkaptani. Merkaptane je lako prepoznati po nosu kada vas ulicom prođe gasna cilindarska GAZela.

Glavna prednost propana i butana je u visokoj kritičnoj temperaturi. Kritična temperatura je temperatura pri kojoj gustoća tečnosti i njene zasićene pare postaju jednake i granica između njih nestaje.

Propan ima kritičnu temperaturu od 96,8 °C, butan ima kritičnu temperaturu od 152,0 °C, što olakšava ukapljivanje ovih gasova i njihovo skladištenje u tečnom stanju pri relativno niskom pritisku do 1,6 MPa. To također znači da će posuda za skladištenje TNG-a biti relativno lagana, a plin se može skladištiti u tečnom stanju proizvoljno dugo, pod uslovom da je posuda potpuno zatvorena. Međutim, LPG cilindar je posuda pod pritiskom i ne može se oblikovati u bilo koji oblik, kao na primjer rezervoar za plin. Ova okolnost dovodi do problema sa postavljanjem plinske boce na mašinu.

Za punjenje vozila koriste se dva CIS brenda: ljetni i zimski. Ljetna marka ili automobilski propan-butan (PBA) sadrži 50 ± 10% propana po težini. Zimski ili automobilski propan (PA) sadrži 85 ± 10% propana po težini. Tako se prilagođavanjem sadržaja laganog propana osigurava cjelogodišnji rad vozila na TNG.

Upotreba LPG-a ograničena je na benzinske motore, odnosno motore sa niskim omjerom kompresije i paljenjem pomoću varnice. To su putnički automobili, laka i srednja teretna vozila i elektrane. Potrošnja TNG-a je 10-15% veća od benzina zbog niže zapreminske kalorijske vrijednosti: 1 litar benzina će biti ekvivalentan 1,1-1,15 m 3 TNG-a, au realnim uvjetima zbog pada snage motora - 1,15-1,3 m 3 CIS. Na niskim temperaturama motor se pokreće na benzin, a nakon zagrijavanja vozač može preći na plin direktno iz kabine. Možete prelaziti s jedne vrste goriva na drugu u pokretu.

Propan-butan je 1,5-2 puta teži od zraka i, kada iscuri, akumulira se u blizini tla, stvarajući eksplozivnu i nezdravu atmosferu. Stoga se automobili s plinskim balonom pohranjuju na otvorenim parkiralištima, a prostori za popravke opremljeni su dobrom ventilacijom. Produženo udisanje propan-butana nije samo neugodno zbog merkaptana, već dovodi i do loše osećanje do trovanja.

LPG ima oktanski broj od oko 105 i ne tvrdi se da se detonacija ne događa ni u jednom načinu rada motora. Ova izjava ne bi trebala služiti kao razlog za samozadovoljstvo; uz određenu radoznalost uma, može se postići detonacija.

Uzimajući u obzir troškove opremanja plinskom opremom, njegovu težinu i manju rezervu snage na jednoj benzinskoj pumpi, prelazak automobila na TNG ostaje isplativ zbog cijene. Putnički i laki kamioni bili su i ostali pokretačka snaga napredovanja ZND-a do masa. Tečne naftne gasove proizvode iste kompanije kao nusproizvod proizvodnje tečnih goriva, što utiče na broj benzinskih pumpi – kompanije su zainteresovane da plasiraju sopstveni proizvod.

Što se tiče dizel motora, propan-butan ovdje nema izgleda zbog nestabilnosti sagorijevanja pri visokom omjeru kompresije. Ovo je glavni razlog zašto LPG nije zaživio na dizel motorima. Ali potencijal ZND-a još nije u potpunosti otkriven.

Opće informacije o metanu

Pod prirodnim gasovima se podrazumeva metan CH4 - najjednostavniji ugljovodonik bez boje i mirisa. Metan je treći najzastupljeniji gas u svemiru nakon vodonika i helijuma. O poreklu ležišta prirodnog gasa u zemljine kore br konačno mišljenje, kao i porijeklo nafte.

Prirodni gas sadrži od 70 do 98% metana, ostalo su teži ugljovodonici: etan, propan i butan, kao i neugljovodonici: voda, sumporovodik, ugljen-dioksid, azot, helijum i drugi inertni gasovi. Prije isporuka u sistem za prijenos gasa (GTS), prirodni plin se mora očistiti i osušiti, odvojiti vodu, vodonik sulfid, teške ugljovodonike i druge nečistoće. U cjevovodu, vodena para može kondenzirati ili formirati kristalna jedinjenja s plinom - hidrate - i akumulirati se na krivinama cjevovoda, što otežava kretanje plina. Vodonik sulfid uzrokuje ozbiljnu koroziju plinske opreme. U zavisnosti od sastava prirodnog gasa, koriste se različite tehnologije za sušenje i odvajanje gasova. Tako ostaje čisti metan sa manjim nečistoćama. Preko GTS-a se metan opskrbljuje potrošačima. Ako je vaš dom priključen na sistem za distribuciju gasa, onda je to metan koji gori u vašoj kuhinji u gorioniku. Isti metan, nakon kompresije ili ukapljivanja, koristi se za punjenje plinsko-balonske opreme.

Metan je gas bez mirisa, karakteristične arome ("Ako osjetite miris gasa, javite se 09") daju ga merkaptani, koji se ubrizgavaju u plin prije ubrizgavanja u GTS (16 g na 1000 m 3). Ova metoda je izmišljena za otkrivanje curenja iz GTS-a, koji se proteže hiljadama kilometara. Kada procuri, miris merkaptana privlači vrane, koje je lako uočiti kada helikopteri lete oko cjevovoda.

Metan je 1,6 puta lakši od vazduha i odmah ispari kada iscuri. Metan je eksplozivan pri koncentracijama u vazduhu od 4,4 do 17%. Najeksplozivnija koncentracija je 9,5%. Lako je odrediti prisustvo metana u zraku pomoću aroma merkaptana. Na mjestima prirodnog stvaranja metana, gdje ga je nemoguće odrediti mirisom, na primjer, u rudnicima, koriste se gasni analizatori. Prvi gasni analizatori rudnika bili su kanarinci. LPG oprema se skladišti na otvorenim parkiralištima, a zatvorena područja za popravke opremljena su prisilnom izduvnom ventilacijom. Na magistralni gas, bez ikakve pripreme, rade elektrane različitih kapaciteta direktno priključene na cev.

Komprimirani prirodni plinovi (CNG)

Kritična temperatura metana je –82,3 °C, a njegovo ukapljivanje je veoma skupo, pa se metan kao gasno motorno gorivo koristi uglavnom u komprimovanom (komprimovanom) obliku, dok je gas smanjen u zapremini za 200-250 puta. Gasovod se dovodi do kompresorske stanice za punjenje automobilskog gasa (CNG) i gas se kompresuje na licu mesta. Oni komprimiraju, tačnije, glavni plin pod pritiskom kompresora do 20 MPa i suše. Na stanici se CNG skladišti u maloj posudi pod pritiskom iz koje se gas upumpava u cilindre vozila. Što se tiče transporta gotovog CNG-a, za to se koriste specijalni nosači gasa, a to su baterija cilindara, male zapremine u odnosu na rezervoar za tečne gasove, odnosno transport gotovog CNG-a je skup i specifičan zadatak. Neophodan je dovod magistralnog gasa do punionice, što donekle otežava širenje mreže benzinskih pumpi. Danas u 58 regija Ruske Federacije postoji 246 kompresorskih stanica za punjenje CNG (CNG punionica) koje pune vozila na CNG. Neosporni lider nacionalnog tržišta NGV je Gazprom, koji posjeduje 210 CNG benzinskih stanica. Više od 10 godina Gazprom promoviše motorno gorivo na prirodni gas u Rusiji - CNG punionice su dostupne u 70% regiona, a ne u svim, 246 CNG punionica su 1% svih benzinskih stanica u Ruskoj Federaciji, a neprikosnoveni lider pustio je u rad 2,1 CNG punionicu u godini.

Visok pritisak CNG-a zahteva veoma jake, teške cilindre debelih zidova. Ali to nije sve. CNG može preći 3,5 puta manju udaljenost od LPG-a sa jednakim zapreminama gasnih boca. Ili da se opterećuje cilindrima, ili da se često puni gorivom - to je glavni nedostatak CNG-a, koji određuje opseg njegove primjene: u blizini benzinske pumpe, kao i vrste motora koji rade na njima.

Zbog činjenice da je potreban značajan prostor za smještaj CNG boca, ova vrsta goriva je interesantna za vozila srednje i velike nosivosti i traktorsku opremu. Most Interest danas predstavljaju motore na dva goriva - gas-dizele koji rade na dizel gorivo i CNG, upravo zbog oskudne infrastrukture CNG-a, tako da se ima čime doći do benzinske pumpe. Kod druge vrste goriva, dizel motor se pretvara relativno jednostavno i brzo, ubrizgavanje dizel goriva u komoru za izgaranje služi za paljenje zapaljive smjese. Proizvođači gasne opreme postigli su odnos potrošnje dizel goriva i metana od 20:80 na magistralnim traktorima sa Common Rail sistemom goriva i 30:70 na traktorskoj opremi sa pumpama za gorivo visokog pritiska. Pretvorba automobila na CNG je 3-4 puta skuplja od slične operacije sa TNG-om, međutim, troškovi se vraćaju za oko godinu dana zbog razlike u cijeni plina i dizel goriva.

Mašinsko inženjerstvo također nudi CNG motore na jedno gorivo sa smanjenim omjerom kompresije i paljenjem. Morate shvatiti da su takvi automobili bukvalno vezani lancima za benzinsku pumpu.

CNG je odlično gorivo za dizel motore. Metan ne stvara naslage u sistemu za gorivo, ne ispire uljni film sa zidova cilindara, čime se smanjuje trenje i habanje motora. Metan u potpunosti sagorijeva bez stvaranja čvrstih čestica i pepela, koji uzrokuju povećano trošenje grupe cilindar-klip. Dakle, korištenje prirodnog plina kao motornog goriva omogućava povećanje vijeka trajanja motora za 1,5-2 puta. Metan je ekološki prihvatljiv: daje vrlo čist izduv. I što je najvažnije, CNG košta tri puta jeftinije od benzina i dizel goriva, iako bi zapravo trebao koštati još manje.

Tečni prirodni gas (LNG)

Kada je ukapljen, metan se smanjuje u zapremini za 600 puta - to je glavna prednost ukapljivanja, koja određuje opseg njegove primene: autobusi, glavni traktori, rudarski kiperi, odnosno gde rezervoari za gorivo treba da zauzimaju prostor na minimum , i maksimalno se prilagoditi. Ista zapremina sadrži tri puta više LNG-a nego CNG-a.

Ukapljivanje se odvija na temperaturi od -161,5 °C. Proces je energetski intenzivan i zahtijeva kriogenu opremu. Tečni metan se skladišti na temperaturi unutar termoizolovane posude od -160 do -196 °C. Potrebna je vrlo kvalitetna toplinska izolacija. I baš kao i kod CNG-a, dizel motori se pretvaraju u motore na dva goriva. Automobilsku LNG opremu odlikuje termos boca i isparivač, ostale komponente su iste.

Tečni metan je čak rjeđi nego komprimirani. Neke autobuske stanice su izgradile benzinske pumpe. Ovi eksperimenti su još više eksperimentalne prirode.

Zaključak

Kada se raspravlja o plinskom motornom gorivu i njegovoj sporoj distribuciji, uvijek se postavlja pitanje šta je prvo: flota vozila napunjenih plinom ili mreža benzinskih pumpi. Potpuno je jasno da je mreža za punjenje primarna. Otuda i prastaro pitanje: ko je kriv? Vlasnici benzinskih pumpi. Vlasnike ne zanima šta zanima državu, jer u tome ne vide profit. Vlasnici će nastaviti sa sabotiranjem gasifikacije transporta.

sta da radim? Jedino efikasno sredstvo za borbu protiv prirodnih monopola i stimulisanje privrede u celini ostaje nacionalizacija, pre svega, PJSC Gazprom, svih njegovih podružnice i sve mreže za distribuciju gasa. Neprikladno je da preduzeća koja rješavaju ekonomske i socijalne probleme u razmjerima Ruske Federacije, konstitutivnih subjekata i dijelova konstitutivnih entiteta Federacije, služe za zadovoljenje ambicija uskog kruga pojedinci. Regulisanje tarifa u ovom pravcu nije ništa drugo do palijativno.

Prirodni plin, čiji je glavni dio metan (92-98%), daleko je najperspektivnije alternativno gorivo za automobile. Prirodni gas se može koristiti kao gorivo iu komprimovanom (komprimovanom) iu tečnom obliku.

Metan- najjednostavniji ugljovodonik, bezbojni gas (u normalnim uslovima) bez mirisa, hemijska formula— CH4. Slabo rastvorljiv u vodi, lakši od vazduha. Kada se koriste u svakodnevnom životu, industriji, metanu se obično dodaju odoranti (obično tioli) sa specifičnim "mirisom plina". Metan je netoksičan i bezopasan za ljudsko zdravlje.

Vađenje i transport

Gas se nalazi u utrobi Zemlje na dubini od jednog do nekoliko kilometara. Prije početka proizvodnje plina potrebno je izvršiti geološko istražne radove koji omogućavaju utvrđivanje lokacije ležišta. Plin se proizvodi pomoću bušotina posebno izbušenih za ovu svrhu na jedan od mogućih načina. Gas se najčešće transportuje gasovodima. Ukupna dužina distributivnih gasovoda u Rusiji je više od 632 hiljade kilometara - ova udaljenost je skoro 20 puta veća od obima Zemlje. Dužina magistralnih gasovoda u Rusiji je 162.000 kilometara.

Korištenje prirodnog plina

Obim prirodnog plina je prilično širok: koristi se za grijanje prostora, kuhanje, grijanje vode, proizvodnju boja, ljepila, octene kiseline i gnojiva. Osim toga, prirodni plin u komprimiranom ili ukapljenom obliku može se koristiti kao motorno gorivo u vozilima, specijalnim i poljoprivrednim mašinama, željezničkom i vodnom saobraćaju.

Prirodni plin - ekološki prihvatljivo motorno gorivo

90% zagađenja vazduha dolazi od vozila.

Prijenos transporta na ekološki prihvatljivo motorno gorivo - prirodni plin - omogućava smanjenje emisije čađi, visoko toksičnih aromatičnih ugljovodonika, ugljičnog monoksida, nezasićenih ugljovodonika i dušikovih oksida u atmosferu.

Pri sagorevanju 1000 litara tečnog naftnog motornog goriva, zajedno sa izduvnim gasovima u vazduh se emituje 180-300 kg ugljen-monoksida, 20-40 kg ugljovodonika, 25-45 kg azotnih oksida. Kada se umjesto naftnog goriva koristi prirodni plin, dolazi do oslobađanja otrovnih tvari okruženje smanjuje se otprilike 2-3 puta za ugljični monoksid, za dušikove okside - 2 puta, za ugljikovodike - 3 puta, za dim - 9 puta, a izostaje stvaranje čađi karakteristično za dizel motore.

Prirodni plin - ekonomično motorno gorivo

Prirodni plin je najekonomičnije motorno gorivo. Njegova obrada zahtijeva minimalne troškove. U stvari, sve što treba da se uradi sa gasom pre nego što sipate gorivo u automobil jeste da ga komprimirate u kompresoru. Danas prosječna maloprodajna cijena 1 kubnog metra metana (koji je po energetskim svojstvima jednak 1 litru benzina) iznosi 13 rubalja. Ovo je 2-3 puta jeftinije od benzina ili dizel goriva.

Prirodni gas je sigurno motorno gorivo

Granice koncentracije* i temperature** zapaljivosti prirodnog gasa su znatno veće od onih za benzin i dizel gorivo. Metan je dvostruko lakši od zraka i brzo se rastvara u atmosferi kada se ispusti.

Prema "Klasifikaciji zapaljivih materija prema stepenu osetljivosti" Ministarstva za vanredne situacije Rusije, komprimovani prirodni gas je klasifikovan kao najsigurniji, četvrta klasa, a propan-butan - u drugu.

* Do stvaranja eksplozivne koncentracije dolazi kada je sadržaj gasne pare u vazduhu od 5% do 15%. U otvorenom prostoru ne dolazi do stvaranja eksplozivne smjese.
** Donja granica samozapaljenja metana je 650°C.

Prirodni plin - tehnološki napredno motorno gorivo

Prirodni gas ne stvara naslage u sistemu goriva, ne ispire uljni film sa zidova cilindara, čime se smanjuje trenje i
habanje motora.

Sagorevanjem prirodnog gasa ne nastaju čvrste čestice i pepeo, koji izazivaju povećano trošenje cilindara i klipova motora

Dakle, korištenje prirodnog plina kao motornog goriva omogućava povećanje vijeka trajanja motora za 1,5-2 puta.

Donja tabela sažima nekoliko činjenica o CNG-u i LNG-u:

TEČNI UGLJOVODONIČKI GAS

Tečni ugljovodonični gas pri atmosferskom pritisku i temperaturi iznad nule je u gasovitom stanju. Uz relativno mali porast tlaka - ne više od 1,6 MPa - pretvara se u tekućinu koja isparava. TNG se uglavnom sastoji od mješavine dva plina: propana (oko 80%) i butana (oko 20%). Osim toga, sadrži male količine plinova kao što su etan, pentan, propilen, butilen i etilen. Toplina sagorijevanja jedinice mase ukapljenog plina je visoka - 46 MJ/kg. Pri gustoći od oko 0,524 g/cm (na 20°C), volumetrijska kalorijska vrijednost tečnog plina prelazi 24.000 MJ/m. Ustupajući benzinu u smislu ovog pokazatelja, tečni plin kao gorivo je punopravna zamjena za njega. Relativno mala masa tankozidnih čeličnih cilindara, dizajniranih za radni pritisak do 1,6 MPa, omogućava vam da skladištite dovoljnu količinu gasa na vozilu bez smanjenja njegove nosivosti. Dakle, vozila koja rade na tečni gas imaju isti domet kao i vozila na benzin. Plinovito gorivo se bolje miješa sa zrakom i stoga potpunije sagorijeva u cilindrima. Iz tog razloga, izduvni gasovi automobila koji rade na gasovita goriva su manje toksični od gasova automobila koji rade na benzin. Visoka otpornost na udarce tečnog plina (istraživački oktanski broj veći od 110) omogućava povećanje omjera kompresije kod benzinskih motora koji su pretvoreni da rade na tečni plin.

Glavni pokazatelji koji karakteriziraju kvalitetu ukapljenog plina kao goriva za automobile su sastav komponenti, tlak zasićene pare, odsustvo tečnog (neisparivog) ostatka i sadržaj štetnih nečistoća.

Komponentni sastav gasa- indikator ukapljenog gasa, za sve vremenske uslove koji se isporučuju sa benzinskih pumpi za automobile na gas-balon, treba da se menja u ograničenim granicama. Tečni gas sadrži (po masi) najmanje 80±5% propana, ne više od 20±5% butana i najviše 6% ostalih gasova (propilen, butilen, etilen). Kršenje odnosa između propana i butana mijenja toplinu sagorijevanja plina i sastav zapaljive smjese. Kao rezultat toga, proces sagorijevanja smjese u cilindrima motora se pogoršava i povećava se toksičnost izduvnih plinova.

Pritisak zasićene pare utječe na pouzdanost opskrbe plinom cilindrima motora u hladnoj sezoni. Na temperaturi od minus 30°C ne smije biti niža od 0,7 MPa. Daljnjim smanjenjem tlaka, prekinut će se neprekidna opskrba plinom iz cilindra. Pritisak pare također ne bi trebao prelaziti 1,6 MPa na 45 ° C, jer su cilindri koji se koriste na vozilima s plinskim cilindrima dizajnirani za ovaj maksimalni radni tlak.

Sadržaj sumpora, alkalija i slobodne vode. Sa povećanim sadržajem sumpora, taloži se u opremi za gorivo, sužavajući protočne dijelove cjevovoda i destruktivno djelujući na gumene dijelove. Sagorevanjem u cilindrima motora, sumpor povećava toksičnost izduvnih gasova. Njegov sadržaj ne bi trebao biti veći od 0,015% masenog udjela. Alkalije i slobodna voda moraju biti odsutni.

tečni ostatak. Ovaj ostatak ne bi trebao biti prisutan na 40°C.

KOMPRESOVANI GAS

Komprimirani plin, za razliku od tečnog plina, zadržava svoje plinovito stanje pri normalnoj temperaturi i svakom povećanju tlaka. Tek nakon dubokog hlađenja (ispod minus 162°C) prelazi u tečnost. Kao gorivo za automobile koristi se prirodni gas komprimovan na 20 MPa, koji se vadi iz bušotina gasnih polja. Njegova glavna komponenta je metan. Komprimovani gas ima veoma visoku toplotu sagorevanja po jedinici mase - 49,8 MJ/kg, ali zbog izuzetno male gustine (0,0007 g/cm  na 0°C i atmosferskom pritisku), zapreminska toplota sagorevanja se komprimuje čak i do 20 MPa prirodnog gasa ne prelazi 7000 MJ/kg, odnosno više od 3 puta manje od tečnog gasa. Niska vrednost zapreminske toplote sagorevanja onemogućava skladištenje dovoljne količine gasa na vozilu čak i pri visokom pritisku. Kao rezultat toga, domet vozila na CNG je upola manji od vozila na benzin ili LPG. Prema metodi istraživanja, oktanski broj metana je oko 110. Zbog velikih rezervi i niske cijene, preporučljivo je korištenje komprimovanog prirodnog plina umjesto benzina, posebno za unutargradski i prigradski transport.

Performanse komprimovanog gasa: sastavni sastav komprimovanog gasa i sadržaj supstanci koje negativno utiču na rad gasno-balonske opreme i ubrzavaju habanje motora.

Komponentni sastav gasa. Komprimovani gas namenjen za upotrebu u vozilima po svim vremenskim uslovima mora da sadrži (po zapremini) najmanje 90% metana, ne više od 4% etana, malu količinu (do 2,5%) drugih zapaljivih ugljovodoničnih gasova, ugljen monoksid - do 1 %, kiseonik - do 1%, azot - ne više od 5%.