Природный газ

Реферат на тему: Природный газ

Содержание:

1. 
   Основные направления переработки газа
   
2. 
   Переработка природного газа: способы и технология
   
3. 
   Что такое природный газ?
   
4. 
   Происхождение
   
5. 
   Добыча
   

Впервые природные газы стали использовать в химической промышленности в 1930 г.

Природные горючие газы включают собственно природные газы, попутные газы, выделяемые при добыче нефти, и газы газоконденсатных месторождений. Основным компонентом природных газов является метан, содержание которого в зависимости от месторождения может составлять от 70 до 99%. Помимо метана природные газы содержат этан, пропан, бутан, а также небольшие количества азота, диоксида углерода, сероводорода и инертных газов — гелия и аргона.
Россия обладает громадными запасами природного газа. У нас открыто более 700 его месторождений, среди них такие гиганты как Уренгойское, Заполярное, Ямбургское, Медвежье, Оренбургское, Астраханское, однако газохимия в нашей стране пока развита недостаточно.
Состав газа специфичен для каждого месторождения. Важнейшей особенностью природного и попутного (т.е. сопровождающего нефть) газов является принадлежность их углеводородов к классу алканов, т.е. наименее реакционно-способных углеводородов. Это обстоятельство затрудняет химическую переработку газа.
Первая стадия обработки извлеченного из недр газа — осушка. В газоносных пластах всегда содержится влага, которая уносится вместе с отбираемым газом. Водяные пары в газе препятствуют многим последующим технологическим операциям транспорту газа по трубопроводам. В основе осушки газа лежат такие процессы как абсорбция специальными жидкостями (гликолями), адсорбция твердыми и т.д.
Если в газе есть соединения серы, то его нужно как можно полнее освободить от них, так как сероводород и меркаптаны вызывают интенсивную коррозию трубопроводов, обуславливают появление диоксида серы при сжигании газа, отравляют катализаторы химической переработки газа. Для очистки природного газа от сероводорода наиболее широко применяют процесс Клауса:
Это позволяет не только избавиться от сероводорода, но и получить серу — сырье для производства серной кислоты. Суть процесса Клауса состоит в том, что часть сероводорода окисляют до диоксида серы, который затем реагирует с сероводородом. Эта реакция протекает при нагревании в присутствии катализатора на основе железа.
Основные направления химических превращений веществ, входящих в состав природного и попутного газов
Метан. Газ, основное промышленное сырье для производства водорода. Более 3/4 всего используемого в промышленности водорода получают методом паровой каталитической конверсии метана:
По одному из способов процесс ведут в трубчатых печах в присутствии алюмоникелевого катализатора при температуре 370-450° C и давлении 20 атм.
Половина получаемого из природного газа водорода идет на производство аммиака, поэтому крупнотоннажный синтез аммиака (а вместе с ним и получение минеральных удобрений, азотной кислоты, красителей, взрывчатых веществ) немыслим без природного газа.
Смесь СО и Н2 называют синтез-газом, так как она используется в производствах органического синтеза, в первую очередь, метанола:
Не менее 2/3 метанола в промышленности получают по этой схеме. Синтез-газ применяют и для получения высших спиртов.
Значительная часть метана природного газа расходуется на производство ацетилена и сажи. При переработке газа методом окислительного пиролиза идут процессы:
Регулируя соотношение между метаном и кислородом, температуру и некоторые другие условия, можно направить процесс окислительного пиролиза в сторону образования ацетилена или сажи. Сажа (ее еще называют техническим углеродом) является крупнотоннажным химическим продуктом, необходимым, прежде всего, в производстве автомобильных шин и других резиновых изделий. Заметим, что черный цвет автопокрышек обусловлен именно сажей.
Этан. Если природный газ содержит не менее 3% этана, из него выгодно получать этилен. Этилен из этана получают в трубчатых печах, нагретых до 850° С. При такой температуре происходит дегидрирование этана и образуется С2Н4 с выходом 70%.
Этилен служит сырьем для производства разнообразных полимерных изделий и полупродуктом в различных органических синтезах.
Пропан, бутаны и пентаны. Эти предельные углеводороды дегидрируют с получением соответствующих олефинов — сырья для полимеризации. Чтобы выделить из природного газа этановую, пропановую или более тяжелые фракции, газ подвергают низкотемпературной ректификации. Эта технологическая операция позволяет также сконцентрировать гелий, содержащийся в некоторых природных газах.
Гелий используется во многих областях современной техники: системах глубокого охлаждения, при создании защитных атмосфер, специальных дыхательных смесей. Широко используется гелий в научных лабораториях. Без него невозможна постановка многих физических и физико-химических экспериментов.