Природный газ и нефть

Излагая тему «Газообразное состояние» уместно рассказать о том, что такое природный газ.

Природный (нефтяной) газ, состоящий из метана и других легких насыщенных углеводородов, — весьма дешевое и удобное топливо.

Природный газ называется «сухим», если почти не содержит бензина (менее 1 л на 25 м³ газа). «Жирный» газ может содержать бензина в 10 раз больше. Смесь жидких углеводородов может быть получена как путем сжатия и охлаждения газа, так и путем его абсорбции нефтью. Полученные жидкости называются сжиженным нефтяным газом (газоконденсатом) и имеют разнообразное применение.

Природный газ широко распространен в мире, главным образом как попутный нефтяной газ. Ведущими странами-производителями газа являются США, Россия и Канада, но большие перспективы открытия потенциально значительных месторождений дают поисково-разведочные работы в море, особенно у побережья Африки, Азии, Южной Америки, в Северном и Каспийском морях. Главное использование природного газа — в качестве топлива в промышленности и быту. В промышленности он применяется при выплавке металлов и стекла, производстве извести и цемента, приготовлении хлеба и другой пищи и во многих других случаях. Он используется также в производстве бензина, сажи и некоторых важных химических продуктов, таких, как метиловый спирт, формальдегид, синтетический аммиак. В домашнем хозяйстве газ служит горючим в печах, нагревательных приборах, газовых плитах и т. п.

Оригинальную технологию промысловой утилизации попутных нефтяных газов придумали специалисты Московского физико-технического института. Проблема заключается в том, что выделяющийся при нефтедобыче метан трудно и невыгодно собирать и транспортировать, поэтому его зачастую просто сжигают. Физтеховцы предложили превращать его прямо на месте в ценный и легко транспортируемый продукт — метанол.

Исследователи создали малогабаритную установку, в которой метан сначала превращается в так называемый синтез-газ — смесь оксида углерода и водорода. А уже из синтез-газа на отечественном катализаторе получают метанол. Важно, что установка может работать в автономном режиме. Она сама производит всю необходимую для ее функционирования энергию, сжигая часть промыслового газа.

При рассмотрении физических свойств жидкостей полезно сообщить некоторые сведения касающиеся нефти.

Сырая нефть — природная легко воспламеняющаяся жидкость, которая находится в глубоких осадочных отложениях и хорошо известна благодаря ее использованию в качестве топлива и сырья для химического производства. Химически нефть — это сложная смесь углеводородов с различным числом атомов углерода в молекулах; в их составе могут присутствовать сера, азот, кислород и незначительные количества некоторых металлов.

Природные углеводороды чрезвычайно разнообразны. Они охватывают широкий круг минералов от черных битумных асфальтов, таких, какие находятся в асфальтовом озере Пич-Лейк на о. Тринидад и битуминозных песчаниках Атабаски в Канаде, до светлых летучих нефтей (последние обнаружены, например, в районе Кетлмен-Хиллс в Калифорнии), которые могут быть непосредственно использованы как бензин в качестве моторного топлива. Между этими крайними случаями нефти имеют различный цвет и запах и значительно различаются по своим химическим и физическим свойствам. По цвету, они могут быть желтыми, зелеными, янтарными, вишнево-красными, красно-коричневыми, темно-коричневыми или черными, некоторые нефти в отраженном свете флуоресцируют в зеленых или пурпурных цветах. Одни имеют приятный эфирный запах, другие — свежий, душистый; запах прочих напоминает скипидарный или камфорный, но многие имеют очень неприятный запах обычно из-за наличия сернистых соединений. По составу некоторые нефти приближаются к почти чистому бензину, другие вовсе не содержат бензиновых фракций.

Из сырой нефти различными физико-химическими методами производится более 3 тыс. продуктов. Эти продукты включают горючие газы, бензин, лигроин, растворители, керосин, газойль, бытовое топливо, широкий состав смазочных масел, мазут, дорожный битум и асфальт; сюда относятся также парафин, вазелин, медицинские и различные инсектицидные масла. Масла из нефти используются как мази и кремы, а также в производстве взрывчатых веществ, медикаментов, чистящих средств, пластмасс, все возрастающего числа различных химикатов. Многие нефтеперерабатывающие предприятия производят не только индивидуальные углеводороды, но и многие химические производные этих углеводородов.