इसकी उच्च ऊर्जा दक्षता और पर्यावरण मित्रता के कारण, प्राकृतिक गैस, तेल के साथ, सर्वोपरि महत्व है। यह व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, और रासायनिक उद्योग के लिए एक मूल्यवान कच्चे माल के रूप में भी काम करता है।
और यद्यपि गैस का उपयोग रोजमर्रा और अभ्यस्त हो गया है, यह अभी भी संरचना और बल्कि खतरनाक पदार्थ में मुश्किल बना हुआ है - गैस उपकरण के बर्नर में जाने के लिए यह एक लंबा और कठिन तरीका है।
लेख में हम प्राकृतिक दहनशील गैस से संबंधित मुख्य मुद्दों का विश्लेषण करेंगे - हम इसकी संरचना और गुणों के बारे में बात करेंगे, गैस उत्पादन, परिवहन और प्रसंस्करण के चरणों, इसके दायरे का वर्णन करेंगे। हाइड्रोकार्बन भंडार, दिलचस्प तथ्यों और परिकल्पनाओं की उत्पत्ति के बारे में वर्तमान विचारों पर विचार करें।
प्राकृतिक दहनशील गैस क्या है?
एक राय है कि गैस voids में भूमिगत है और आसानी से वहां से निकाला जाता है, जिसके लिए यह एक अच्छी तरह से ड्रिल करने के लिए पर्याप्त है। लेकिन वास्तव में, सब कुछ बहुत अधिक जटिल है: गैस एक झरझरा चट्टान के अंदर स्थित हो सकती है, पानी, तरल हाइड्रोकार्बन और तेल में भंग हो सकती है।
ऐसा क्यों होता है यह समझने के लिए, बस याद रखें कि "गैस" शब्द ग्रीक से आया है "अराजकता", जो पदार्थ के व्यवहार के सिद्धांत को दर्शाता है। गैसीय अवस्था में, अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, पूरे संभव वॉल्यूम को समान रूप से भरने की कोशिश करते हैं। इसके कारण, वे अधिक घने तरल पदार्थ और खनिजों सहित अन्य पदार्थों में घुसना और भंग करने में सक्षम हैं। उच्च दबाव और तापमान प्रसार प्रक्रिया को बहुत बढ़ाते हैं। अक्सर यह इस तरह के "कॉकटेल" के रूप में होता है कि आंतों में प्राकृतिक गैस निहित होती है।
लेकिन पहले, आइए बात करते हैं कि गैस में क्या होता है और यह क्या है - रासायनिक संयोजन और प्राकृतिक दहनशील गैस के भौतिक गुणों पर विचार करें।
रासायनिक सुविधाएँ
आंत्र से निकाली गई गैस, जिसे "प्राकृतिक" कहा जाता है, विभिन्न गैसों का मिश्रण है।
रचना में, इसे घटकों के तीन समूहों में विभाजित किया गया है:
- दहनशील- हाइड्रोकार्बन;
- न जलने योग्य (रोड़े) - नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, हीलियम, जल वाष्प;
- नुकसान पहुचने वाला दोष - हाइड्रोजन सल्फाइड और मर्कैप्टान।
पहला और मुख्य समूह 1 से 5 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या के साथ मीथेन हाइड्रोकार्बन (होमोलॉग) का एक सेट है। मिश्रण में सबसे बड़ा प्रतिशत मिथेन (70 से 98%) में एक कार्बन परमाणु है। अन्य गैसों (ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, पेंटेन) की सामग्री इकाइयों से लेकर एक प्रतिशत के दसवें हिस्से तक होती है।
खेतों से उत्पन्न गैस में मीथेन की उच्च सांद्रता होती है। संबंधित में, तेल से निकाला जाता है, मीथेन का अनुपात बहुत कम है: 30 - 60%, और उच्चतर: अधिक - 60%
हाइड्रोकार्बन के अलावा, कम मात्रा में गैर-दहनशील पदार्थ मिश्रण में मौजूद हो सकते हैं: हाइड्रोजन सल्फाइड, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन और अन्य। लेकिन, क्षेत्र के आधार पर, हाइड्रोकार्बन के अनुपात के साथ-साथ अन्य गैसों की संरचना में काफी उतार-चढ़ाव हो सकता है।
गैस के भौतिक गुण
मीथेन सीएच के भौतिक गुणों के अनुसार4 रंगहीन और गंधहीनबहुत दहनशील। हवा में सांद्रता 4.5% से अधिक - विस्फोटक। यह संपत्ति, गंध की कमी के साथ, एक बड़ा खतरा और समस्या बनती है। खासकर खदानों में, चूंकि मीथेन कोयले द्वारा अवशोषित होता है।
हमने इस सामग्री में घरेलू स्थितियों में गैस विस्फोट के कारणों के बारे में लिखा है।
गैस को एक गंध देने के लिए, इसकी लीक का पता लगाने के लिए, एक अप्रिय गंध, गंध के साथ विशेष पदार्थ, परिवहन से पहले इसे जोड़ा जाता है।सबसे अधिक बार, ये सल्फर युक्त यौगिक हैं - एथेनेथिओल या एथिल मर्कैप्टन। अशुद्धता अंश का चयन किया जाता है ताकि रिसाव 1% की गैस एकाग्रता पर ध्यान देने योग्य हो।
नीले ईंधन का मुख्य लाभ इसकी दहन की उच्च विशिष्ट गर्मी है - 39 एमजे / किग्रा। इस मामले में, हानिरहित पदार्थ जारी किए जाते हैं: पानी और कार्बन डाइऑक्साइड। यह भी एक महत्वपूर्ण कारक है जो रोजमर्रा की जिंदगी में मीथेन के उपयोग की अनुमति देता है।
पृथ्वी के मल में गैस कहाँ से आती है?
हालाँकि लोगों ने 200 साल पहले गैस का उपयोग करना सीख लिया था, लेकिन अब तक इस बात पर कोई सहमति नहीं है कि पृथ्वी के आंत्र में गैस कहाँ से आती है।
मूल के सिद्धांत
इसकी उत्पत्ति के दो मुख्य सिद्धांत हैं:
- खनिजपृथ्वी के गहरे और सघन परतों से हाइड्रोकार्बन के अपघटन की प्रक्रियाओं द्वारा गैस के निर्माण की व्याख्या करते हुए और कम दबाव वाले क्षेत्रों में उन्हें बढ़ाते हैं।
- जैविक (बायोजेनिक), जिसके अनुसार गैस उच्च दबाव, तापमान और हवा की कमी की स्थिति में रहने वाले जीवों के अवशेषों के अपघटन का एक उत्पाद है।
क्षेत्र में, गैस एक अलग क्लस्टर, गैस कैप, तेल या पानी में घोल या गैस हाइड्रेट के रूप में हो सकती है। बाद के मामले में, जमा मिट्टी की गैस-तंग परतों के बीच झरझरा चट्टानों में स्थित है। सबसे अधिक बार, ऐसी चट्टानें बलुआ पत्थर, कार्बोनेट, लिमस्टोन होती हैं।
पारंपरिक गैस क्षेत्रों का हिस्सा केवल 0.8% है। 1, 4 से 1.9% तक - थोड़ा बड़ा प्रतिशत गहरे, कोयला और शेल गैस पर पड़ता है। सबसे आम प्रकार की जमा पानी में घुलने वाली गैसें और हाइड्रेट्स हैं - लगभग समान अनुपात (प्रत्येक में 46.9%)
चूंकि गैस तेल की तुलना में हल्का है, और पानी भारी है, इसलिए जलाशय में जीवाश्मों की स्थिति हमेशा समान होती है: गैस तेल से ऊपर होती है और पानी नीचे से पूरे तेल और गैस क्षेत्र का समर्थन करता है।
जलाशय में गैस दबाव में है। जमा जितना गहरा होगा, उतना ही अधिक होगा। औसतन, प्रत्येक 10 मीटर के लिए, दबाव वृद्धि 0.1 एमपीए है। असामान्य रूप से उच्च दबाव संरचनाएं मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, उरेंगॉय क्षेत्र के अचीमोव जमा पर, यह 600 वायुमंडल तक पहुंचता है और 3800 से 4500 मीटर की गहराई के साथ अधिक है।
दिलचस्प तथ्य और परिकल्पना
बहुत समय पहले ऐसा नहीं माना गया था कि XXI सदी की शुरुआत में विश्व तेल और गैस भंडार पहले ही समाप्त हो जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, आधिकारिक अमेरिकी भूभौतिकीविद् हब्बर ने 1965 में इसके बारे में लिखा था।
आज तक, कई देशों में गैस उत्पादन में वृद्धि जारी है। कोई वास्तविक संकेत नहीं हैं कि हाइड्रोकार्बन भंडार बाहर चल रहे हैं।
भूवैज्ञानिक और खनिज विज्ञान के डॉक्टर के अनुसार वी.वी. पोल्वानोवा, इस तरह की त्रुटियां इस तथ्य के कारण होती हैं कि तेल और गैस की जैविक उत्पत्ति का सिद्धांत अभी भी आम तौर पर स्वीकार किया जाता है और अधिकांश वैज्ञानिकों के दिमाग का मालिक है। हालांकि अभी भी डी.आई. मेंडेलीव ने तेल के अकार्बनिक गहरे मूल के सिद्धांत की पुष्टि की, और फिर यह कुद्रीवत्सेव और वी.आर. Larin।
लेकिन हाइड्रोकार्बन के कार्बनिक मूल के खिलाफ कई तथ्य बोलते हैं।
ये उनमे से कुछ है:
- जमाओं की खोज 11 किमी तक की गहराई में, क्रिस्टलीय नींवों में की जाती है, जहां कार्बनिक पदार्थों का अस्तित्व भी सैद्धांतिक रूप से नहीं हो सकता है;
- कार्बनिक सिद्धांत का उपयोग करके, हाइड्रोकार्बन भंडार का केवल 10% समझाया जा सकता है, शेष 90% अप्रमाणिक हैं;
- कैसिनी अंतरिक्ष जांच ने 2000 में शनि उपग्रह टाइटन के विशालकाय हाइड्रोकार्बन संसाधनों को झीलों के रूप में खोजा, जो पृथ्वी से कई गुना अधिक है।
प्रारंभिक हाइड्राइड की लारिन द्वारा डाली गई परिकल्पना पृथ्वी पृथ्वी की गहराई में कार्बन के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया और मीथेन के बाद के क्षय द्वारा हाइड्रोकार्बन की उत्पत्ति की व्याख्या करती है।
उनके अनुसार, जुरासिक काल के कोई प्राचीन जमा नहीं हैं। सभी तेल और गैस 1 से 15 हजार साल पहले से बन सकते हैं। जैसा कि चयन आगे बढ़ता है, भंडार धीरे-धीरे फिर से भर सकता है, जैसा कि लंबे समय से विकसित और परित्यक्त तेल क्षेत्रों में देखा गया है।
खनन और परिवहन कैसे है?
कुओं के निर्माण के साथ प्राकृतिक दहनशील गैस के निष्कर्षण की प्रक्रिया शुरू होती है। गैस-असर स्ट्रेटम की घटना के आधार पर, उनकी गहराई 7 किमी तक पहुंच सकती है। जैसे-जैसे ड्रिलिंग आगे बढ़ती है, एक पाइप (आवरण) को कुएं में उतारा जाता है। पाइप और कुएं की दीवारों के बीच की जगह के माध्यम से गैस के पलायन को रोकने के लिए, ग्राउटिंग किया जाता है - मिट्टी या सीमेंट के साथ अंतराल को भरना।
निर्माण के अंत में, ड्रिलिंग रिग को हटा दिया जाता है और आवरण सिर पर फव्वारा फिटिंग स्थापित किया जाता है। यह वाल्व और वाल्व का एक डिज़ाइन है, कुएं से गैस का चयन करने के लिए कार्य करता है।
कुओं की संख्या काफी बड़ी हो सकती है।
कई कार्यों को फव्वारा फिटिंग के लिए सौंपा गया है: यह कुएं में एक निलंबित स्थिति में ट्यूबिंग रखता है, ऑपरेटिंग मोड को नियंत्रित करता है, कुएं के बाहरी और आंतरिक भागों के माप को मापता है।
संपूर्ण प्राकृतिक गैस उत्पादन चक्र तीन चरणों में होता है:
- गैस क्षेत्र का विकास। ड्रिलिंग के परिणामस्वरूप, एक दबाव अंतर पैदा होता है। इसके कारण, जलाशय के माध्यम से कुओं तक गैस चलती है।
- गैस कुओं का संचालन। इस स्तर पर, गैस आवरण के माध्यम से गुजरती है।
- परिवहन के लिए संग्रह और तैयारी। सभी फव्वारा फिटिंग से गैस को गैस उपचार संयंत्रों के विशेष तकनीकी परिसरों में आपूर्ति की जाती है। वे निर्जलित गैस हैं, हानिकारक अशुद्धियों से सफाई करते हैं।
हाइड्रोजन सल्फाइड, जल वाष्प या पार्टिकुलेट मैटर की छोटी सांद्रता भी तेजी से क्षरण, हाइड्रेट गठन और पाइपलाइन की आंतरिक सतह को यांत्रिक क्षति पहुंचाती है।
परिवहन के लिए अंतिम तैयारी मुख्यालय में होती है। इसमें पोस्ट-उपचार और हाइड्रोकार्बन कंडेनसेट को हटाने, इसकी मात्रा को कम करने के लिए गैस को ठंडा करना शामिल है।
लंबी दूरी पर गैस परिवहन का मुख्य प्रकार मुख्य गैस पाइपलाइन है। यह पाइपलाइनों से लेकर भूमिगत भंडारण सुविधाओं तक जटिल इंजीनियरिंग संरचनाओं की एक प्रणाली है।
राजमार्ग के अंतिम बिंदु पर गैस वितरण स्टेशन (GDS) हैं। यहां, धूल और तरल पदार्थों की अशुद्धियों से अंतिम सफाई होती है, उपभोक्ताओं द्वारा आवश्यक स्तर तक दबाव कम किया जाता है, इसे स्थिर किया जाता है, गैस की खपत को ध्यान में रखा जाता है और गंध जोड़ा जाता है।
मीथेन परिवहन का एक अन्य सामान्य प्रकार विशेष जहाजों द्वारा गैस परिवहन है - गैस वाहक।
विशाल गोलाकार टैंक गैस वाहक को अन्य प्रकार के जहाजों के साथ भ्रमित नहीं होने देंगे। वे थर्मस होते हैं जो तरल मीथेन -163 ° С के लिए एक निरंतर आवश्यक तापमान बनाए रखते हैं
एक तरल राज्य में गैस का रूपांतरण विशेष एलएनजी संयंत्रों में किया जाता है। प्रक्रिया दो चरणों में होती है: पहले, मीथेन को -50 डिग्री सेल्सियस और फिर -163 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है। इसी समय, इसकी मात्रा 600 गुना कम हो जाती है।
प्रसंस्करण और गुंजाइश
प्राकृतिक गैस की उच्च दहनशीलता इसके मुख्य अनुप्रयोग को निर्धारित करती है। इसका उपयोग कारखानों, कारखानों, थर्मल पावर प्लांट, बॉयलर हाउस, संस्थानों, आवासीय भवनों, कृषि सुविधाओं और कई अन्य लोगों में ईंधन के रूप में किया जाता है। हम अनुशंसा करते हैं कि आप घर में गैस का उपयोग करने के नियमों से परिचित हों।
तेल उत्पादन और शोधन हमेशा संबद्ध गैस की रिहाई के साथ होता है। कुछ मामलों में, इसकी मात्रा प्रभावशाली और 300 क्यूबिक मीटर प्रति क्यूबिक मीटर कच्चे तेल तक हो सकती है।
लेकिन बड़ी संख्या में ऐसे क्षेत्र हैं जहां प्राकृतिक गैस का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन वे भड़क जाते हैं। उदाहरण के लिए, पूरे रूस में, उपयोगी कच्चे माल का 25% तक इस प्रकार खो जाता है।
संबंधित गैस का एक हिस्सा गैस प्रसंस्करण संयंत्रों को आपूर्ति की जाती है। इससे, शुद्ध शुष्क गैस प्राप्त की जाती है, जिसका उपयोग हीटिंग के लिए किया जाता है। एक अन्य मूल्यवान घटक प्रकाश हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है।
आरेख उत्पादित गैस की प्रसंस्करण की प्रक्रिया की एक सामान्य तस्वीर दिखाता है। आधुनिक रासायनिक उद्योग के लिए अंतिम उत्पादों की भूमिका को कम करना मुश्किल है
फिर इसे विशेष प्रतिष्ठानों में अंशों में विभाजित किया जाता है।परिणाम प्रोपेन, ब्यूटेन, आइसोबुटेन, पेंटेन जैसे हाइड्रोकार्बन है। वॉल्यूम कम करने के लिए, परिवहन और भंडारण में आसानी, वे तरलीकृत हैं।
कारों को गैस में बदलना जल्दी से भुगतान करता है और मूर्त लागत बचत देता है। गैस स्टेशनों के नेटवर्क का विस्तार एचबीओ के साथ कारों के बेड़े में वृद्धि में योगदान देता है। न केवल ड्राइवर जीतते हैं, बल्कि पैदल चलने वालों को भी हानिकारक निकास की सांस नहीं लेनी पड़ती है
प्रोपेन और ब्यूटेन का उपयोग बोतलबंद गैस या ऑटोमोबाइल के लिए घरों को गर्म करने के लिए किया जाता है। लेकिन इसका अधिकांश भाग पेट्रोकेमिकल संयंत्रों में आगे की प्रक्रिया के लिए जाता है।
उच्च तापमान वाले हीटिंग (पायरोलिसिस) के माध्यम से, सभी सिंथेटिक सामग्री के लिए मुख्य कच्चा माल उनसे प्राप्त होता है - मोनोमर: एथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटाडाइन। उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत, उन्हें पॉलिमर में जोड़ा जाता है। आउटपुट रबड़, पीवीसी, पॉलीइथाइलीन और कई अन्य लोगों के रूप में इस तरह की मूल्यवान सामग्री का उत्पादन करता है।
वृत्तचित्र फिल्म में गैस के बारे में सुलभ और स्पष्ट है:
यह शैक्षिक फिल्म मुख्य गैस परिवहन के लिए समर्पित है:
हम अभी भी प्राकृतिक गैस के बारे में सब कुछ नहीं जानते हैं - इसका मूल अभी भी कई रहस्यों से भरा हुआ है। यह आशा की जाती है कि नीला ईंधन वास्तव में एक अटूट उपहार है जो हमारे और हमारे वंशजों दोनों के लिए पर्याप्त होगा।
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