Iskustvo i izgledi za korištenje komprimiranog prirodnog plina kao motornog goriva u regiji Urala. Razlika između ukapljenog i komprimiranog plina

Članak koji je osigurala tvrtkaOOO Gazprom transgaz Jekaterinburg, Jekaterinburg

Prema ekonomskim, ekološkim, resursnim i tehničkim kriterijima, komprimirani prirodni plin (CNG) će još dugo ostati najbolje motorno gorivo.

Danas na CNG radi 14,7 milijuna vozila, što je 1,5% svjetske flote (900 milijuna jedinica). Posljednjih godina globalna flota vozila na prirodni plin povećala se za 25-30% (slika 1.). Prema prognozi Međunarodne plinske unije, rast flote vozila s plinskim balonom iznosit će do 2020. godine 50 milijuna jedinica, a do 2030. više od 100 milijuna jedinica. Danas u svijetu postoji već 20.746 CNG punionica (CNG punionica).

Infrastruktura punionica već postoji ili se ubrzano razvija u nizu zemalja kao što su Njemačka, Švedska, Švicarska, Austrija, Italija. U Južnoj Koreji 95% gradskih autobusa vozi na CNG. U Rimu je prijevoz na alternativna goriva oslobođen plaćanja poreza na 3 godine. U Francuskoj postoji zabrana korištenja naftnih goriva u gradskim autobusima. U Švedskoj su "automobili na plin" oslobođeni naknade na plaćenim parkiralištima. Danas mnogi svjetski proizvođači automobila provode serijsku proizvodnju vozila koristeći CNG (Audi, BMW, Cadillac, Ford, Mercedes-Benz, Chrysler, Honda, Kia, Toyota, Volkswagen i drugi).

Ovako brzi razvoj ovog područja sasvim je razumljiv – od svih masovno korištenih motornih goriva i tehnologija, prirodni plin danas daje najsigurnije emisije ispušnih plinova iz motornih vozila. Prebacivanje automobila s benzina na plin može smanjiti emisiju štetnih tvari u prosjeku pet puta, a emisiju buke za polovicu.

CNG u Rusiji

Naša zemlja već ima bogato iskustvo u korištenju prirodnog plina kao pogonskog goriva. OAO Gazprom predviđa povećanje potrošnje CNG-a kao motornog goriva do kraja 2011. za oko 10% - do 370 milijuna m 3 u odnosu na 345 milijuna m 3 u 2010. (slika 2). Do danas u Ruskoj Federaciji postoji 255 CNG punionica u 60 regija Rusije, od kojih je 206 (93%) izgradio OAO Gazprom. Vozni park plinificiranih vozila trenutno broji 86.000 vozila. Najveća potrošnja CNG-a u zemlji zabilježena je u Stavropoljskom i Krasnodarskom području, Sverdlovskoj, Čeljabinskoj i Rostovskoj oblasti, Kabardino-Balkariji i Sjevernoj Osetiji.

Sl. 1. Svjetska flota CNG vozila

(prema National Gas Vehicle Association)

Riža. 2. Potrošnja CNG-a u Rusiji, milijuna m3

Prirodni plin je mnogo jeftiniji od benzina. Izvađen iz crijeva, prirodni plin se ne podvrgava daljnjoj preradi. To u konačnici jamči njegovu nižu cijenu u usporedbi s rafiniranim naftnim derivatima. Svjetske rezerve prirodnog plina znatno premašuju rezerve nafte. Prirodni plin ne podliježe sezonskim promjenama cijena. Osim toga, u skladu s Uredbom Vlade Rusije, cijena prirodnog plina za vozila ne smije prelaziti 50% cijene benzina A-80. U 2011. prosječna maloprodajna cijena CNG-a u Ruskoj Federaciji za vozila iznosila je 8,5 rubalja/m 3 .

Razlozi metanizacije vozila u regiji Urala isti su kao u Rusiji, a možda i u cijelom svijetu - ekološke i ekonomske prednosti korištenja prirodnog plina kao motornog goriva.

KKE u regiji Urala

Trenutno Gazprom transgaz Yekaterinburg LLC upravlja mrežom od 30 CNG punionica i 6 točaka za preradu vozila smještenih u regijama Sverdlovsk, Chelyabinsk, Kurgan i Orenburg.

Glavni potrošač CNG-a u regiji Urala je gradski putnički prijevoz. To su taksi vozila s fiksnom rutom kao što su autobusi PAZ i minibusevi Gazelle.

Osim stacionarnih CNG punionica, imamo mogućnost puniti plinsko-balonske automatske telefonske centrale pomoću mobilnih punionica plina (PAGZ) s booster kompresorom. Izrađen je na temelju automobila KAMAZ-43118 s plinskim motorom. Razvijen je i u tijeku je industrijsko ispitivanje blokovskog kompleksa malih dimenzija koji omogućuje ponovno rasplinjavanje ukapljenog prirodnog plina za punjenje vozila na UNP.

Trenutno u Ruskoj Federaciji serijsku proizvodnju vozila s plinskim motorom provodi KAMAZ OJSC (RariTEK LLC) - autobusi NEFA3, tegljači, kiperi kamioni. Grupa GAZ proizvodi autobuse s plinskim motorom - LIAZ-6213, LIAZ-6212, LIAZ-5256, LIAZ 5293, PAZ 320302 itd.

Osim toga, moguća je kupnja plinsko-balonske opreme stranih proizvođača automobila - Iveco, Volkswagen, Mercedes, Opel, Toyota itd.

Do danas, OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg ima 691 jedinicu. ATS koji koristi CNG kao motorno gorivo. U 2011 ekonomski učinak od zamjene tekućeg motornog goriva iznosio je 22,3 milijuna rubalja.

Kao rezultat trilateralne suradnje s KAMAZ OJSC i NPO Geliymash OJSC stvorena su sljedeća vozila: tegljač i gradski autobus opremljen plinskim motorima s kriogenim spremnikom za LNG gorivo. Početni rezultati pokazuju značajnu prednost u odnosu na vozila na LPG na CNG. Tako se kilometraža automobila bez točenja goriva više nego udvostručila.

Kako bi se proširila upotreba CNG-a, u srpnju 2011. godine, u okviru međunarodne izložbe "INNOPROM - 2011", potpisan je tripartitni "Sporazum" između Vlade Sverdlovske regije, LLC "Gazprom transgaz Yekaterinburg" i OJSC " KAMAZ" o razvoju korištenja prirodnog plina kao motornog goriva. Sporazumom se posebno predviđa opskrba regije Sverdlovsk. Vozila KAMAZ koji koriste i CNG i LNG kao motorno gorivo. OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg osigurava CNG i LNG punjenje goriva za vozila s plinskim balonom, pruža metodološku pomoć točkama pretvorbe ATS-a trećih strana i izravno pretvara postojeću flotu ATS-a u regiji na korištenje motornog goriva prirodnog plina.

U listopadu 2011. godine, u ime OAO Gazprom, Društvo je organiziralo i provelo skup tvornički proizvedenih vozila s plinskim cilindrima "Plavi koridor - 2011" na ruti Jekaterinburg - Čeljabinsk - Ufa - Orenburg - Samara - Saratov - Volgograd - Tambov - Voronjež - Tula - Moskva. U sklopu ove vožnje, vlade regija Čeljabinsk i Orenburg i Društvo potpisale su “Protokole o namjerama” kojima se predviđa korištenje CNG-a kao motornog goriva kao prioriteta za strane.

U skladu s Ciljnim cjelovitim programom razvoja mreže za opskrbu plinom i Parka opreme na prirodni plin za 2007.-2015. u području odgovornosti OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg, identificirano je šest CNG punionica za izgradnju.

Prijedlozi proširenja
korištenje prirodnog plina

OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg predlaže niz mjera, čije će usvajanje povećati korištenje prirodnog plina kao pogonskog goriva.

Na saveznoj razini predlaže se:

1. Donijeti zakon “O korištenju plinskog motornog goriva”.

2. Razviti i usvojiti Vlada Ruske Federacije niz mjera ekonomskih poticaja za poslovne subjekte i pojedince koji se bave proizvodnjom, prodajom i korištenjem prirodnog plina kao pogonskog goriva.

Na razini subjekata Ruske Federacije predlaže se:

1. Izrada i provedba regionalnih programa korištenja plinskog motornog goriva u vozilima.

2. Osiguranje prioritetne nabave na teret javnih sredstava javnog prijevoza i komunalne opreme koja koristi prirodni plin u cilju smanjenja proračunskih troškova goriva i poboljšanja ekološke situacije u gradovima.

3. Uključivanje troškova za dodatno opremanje garažnih kompleksa proračunskih organizacija pri prelasku automatske telefonske centrale na korištenje plinskog motornog goriva u proračune općina.

4. Troškovi rada opreme plinskog motora smanjuju se zbog uštede u troškovima goriva. REC, na temelju Federalnog zakona br. 261-FZ "O uštedi energije i povećanju energetske učinkovitosti i o izmjenama i dopunama određenih zakonskih akata Ruske Federacije" od 23. studenog 2009., mora zadržati tarife za prijevoz nepromijenjenima 5 godina.

JSC "Gazprom" nudi:

1. Nastaviti rad na donošenju Saveznog zakona "O korištenju plinskog motornog goriva" te na razvoju i proizvodnji modernog i učinkovitog UNP-a.

2. Provesti program OAO Gazprom "Razvoj mreže za opskrbu plinom i voznog parka koji rade na prirodni plin za 2007.-2015.".

3. Organizirati dopunu goriva za vozila potencijalnih potrošača uz pomoć mobilnih cisterni uz naknadnu izgradnju CNG punionica.

Zaključak

U travnju 2012. Vladimir Putin je, dok je bio u Togliattiju, predložio da se ruskim regijama dodijele dodatne subvencije za obnovu autobusnog voznog parka.

Predlaže se da se sredstva dodijele onim regijama koje će svoj autobusni vozni park prebaciti na čistiju vrstu goriva – plin. Za ove namjene planira se izdvojiti 3,5 milijardi rubalja. iz proračuna Ruske Federacije.

Trenutno je više od 50% autobusnog voznog parka starije od 15 godina, a većina naših europskih susjeda autobuse se obnavlja svakih deset godina iz sigurnosnih razloga.

Nabavu komunalnog prijevoza koji koristi CNG i LNG kao motorno gorivo potrebno je uskladiti s izgradnjom novih CNG punionica, mjesta za preopremu i održavanje vozila, punktova recertifikacije cilindara te puštanjem u rad mobilnih plinskih cisterni. To će u budućnosti osigurati stvarno poboljšanje ekološke situacije u velikim industrijskim gradovima, povećati ekonomsku učinkovitost prijevoza tereta i putnika, smanjiti troškove u proračunima svih razina i ubrzati formiranje novog tržišta za korištenje prirodni plin u regiji Ural.

Jedan od mnogih razloga za sporost u plinofikaciji prometa je taj što je raspon plinskih motornih goriva prilično opsežan:

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

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

Ukapljeni naftni plin (LPG)

Ovaj plin je mješavina C3H8 propana i C4H10 butana, ekstrahirana iz pripadajućih naftnih plinova, iz frakcija kondenzata prirodnog plina, iz plinova nafte i procesa stabilizacije kondenzata, iz rafinerijskih plinova dobivenih iz postrojenja za preradu nafte. Uz propan i butan, naftni plin sadrži, po masi, oko 6% ostalih ugljikovodika - etana, etilena, propilena, butilena i njihovih izomera, odnosno sastav UNP-a je heterogen i nestabilan. Za kontrolu curenja u sastav UNP-a uvode se neugodne tvari - merkaptani. Mercaptane je lako identificirati po nosu kada na ulici prođe GAZelle s plinskom bocom.

Glavna prednost propana i butana je u visokoj kritičnoj temperaturi. Kritična temperatura je temperatura pri kojoj gustoća tekućine i njezine 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 plinova i njihovo skladištenje u tekućem stanju pri relativno niskom tlaku do 1,6 MPa. To također znači da će posuda za skladištenje UNP-a biti relativno lagana, a plin se može skladištiti u ukapljenom stanju proizvoljno dugo, pod uvjetom da je posuda potpuno zatvorena. Međutim, LPG cilindar je tlačna posuda i ne može se oblikovati u bilo koji oblik, kao na primjer spremnik za plin. Ova okolnost dovodi do problema s postavljanjem plinske boce na stroj.

Za punjenje vozila koriste se dvije CIS marke: ljetna i zima. 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 LPG.

Korištenje LPG-a ograničeno je na benzinske motore, tj. motore s niskim omjerom kompresije i paljenjem. Riječ je o osobnim automobilima, lakim i srednjim teretnim vozilima te elektranama. Potrošnja LPG-a je 10-15% veća od benzina zbog niže volumetrijske kalorijske vrijednosti: 1 litra benzina odgovara 1,1-1,15 m 3 LPG-a, au realnim uvjetima zbog pada snage motora - 1,15-1,3 m 3 CIS. Pri niskim temperaturama motor se pokreće na benzin, a nakon zagrijavanja vozač može prijeći na plin izravno 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. Dugotrajno udisanje propan-butana nije neugodno samo zbog merkaptana, već dovodi i do lošeg zdravlja, sve do trovanja.

LPG ima oktanski broj od oko 105 i tvrdi se da nema detonacije u bilo kojem 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, njezinu težinu i manju rezervu snage na jednoj benzinskoj postaji, prebacivanje automobila na UNP ostaje isplativo zbog cijene. Osobni i laki kamioni bili su i ostali pokretačka snaga napredovanja ZND-a u mase. Ukapljene naftne plinove proizvode iste tvrtke kao nusproizvod proizvodnje tekućih goriva, što utječe na broj benzinskih postaja – tvrtke su zainteresirane za plasman vlastitog proizvoda.

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

Opći podaci o metanu

Pod prirodnim plinovima se podrazumijeva metan CH4 – najjednostavniji ugljikovodik bez boje i mirisa. Metan je treći najzastupljeniji plin u svemiru nakon vodika i helija. Ne postoji konačno mišljenje o nastanku ležišta prirodnog plina u zemljinoj kori, kao ni o podrijetlu nafte.

Prirodni plin sadrži od 70 do 98% metana, ostatak otpada na teže ugljikovodike: etan, propan i butan, kao i neugljikovodike: vodu, sumporovodik, ugljični dioksid, dušik, helij i druge inertne plinove. Prije isporuke u plinski transportni sustav (GTS), prirodni plin mora se očistiti i osušiti, odvojiti vodu, sumporovodik, teške ugljikovodike i druge nečistoće. U cjevovodu se vodena para može kondenzirati ili formirati kristalne spojeve s plinom - hidrate - i nakupljati se na zavojima cjevovoda, što otežava kretanje plina. Sumporovodik uzrokuje jaku koroziju plinske opreme. Ovisno o sastavu prirodnog plina, koriste se različite tehnologije sušenja i odvajanja plinova. Tako ostaje čisti metan s manjim nečistoćama. Putem GTS-a, metan se opskrbljuje potrošačima. Ako je vaš dom spojen na sustav distribucije plina, onda je to metan koji gori u vašoj kuhinji u plameniku. Isti se metan, nakon kompresije ili ukapljivanja, koristi za punjenje plinsko-balonske opreme.

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

Metan je 1,6 puta lakši od zraka i odmah ispari kada iscuri. Metan je eksplozivan pri koncentracijama u zraku od 4,4 do 17%. Najeksplozivnija koncentracija je 9,5%. Prisutnost metana u zraku lako je odrediti aromama merkaptana. Na mjestima prirodnog stvaranja metana, gdje ga je nemoguće odrediti mirisom, na primjer, u rudnicima, koriste se analizatori plina. Prvi gasni analizatori rudnika bili su kanarinci. LPG oprema se pohranjuje na otvorenim parkiralištima, a zatvorena područja za popravke opremljena su prisilnom ispušnom ventilacijom. Na magistralni plin, bez ikakve pripreme, rade elektrane različitih kapaciteta direktno spojene na cijev.

Komprimirani prirodni plinovi (CNG)

Kritična temperatura metana je –82,3 °S, a njegovo ukapljivanje je vrlo skupo, pa se metan kao plinsko motorno gorivo koristi uglavnom u komprimiranom (komprimiranom) obliku, dok je plin smanjen u volumenu za 200–250 puta. Plinovod se dovodi do kompresorske stanice za punjenje automobila (CNG) i plin se komprimira na licu mjesta. Oni komprimiraju, točnije, tlače glavni plin kompresorom do 20 MPa i osuše ga. Na stanici se CNG skladišti u maloj tlačnoj posudi iz koje se plin pumpa u cilindre vozila. Što se tiče transporta gotovog CNG-a, za to se koriste posebni transporteri plina, a to su baterija cilindara, malog volumena u odnosu na spremnik za ukapljene plinove, odnosno transport gotovog CNG-a je skupo i specifično zanimanje. Nužna je opskrba magistralnim plinom punionice, što donekle otežava širenje mreže punionica. Danas u 58 regija Ruske Federacije postoji 246 kompresorskih stanica za punjenje CNG-om (CNG punionice) koje pune vozila na CNG. Neosporni lider nacionalnog tržišta NGV-a je Gazprom, koji posjeduje 210 CNG punionica. Više od 10 godina Gazprom promovira plinsko motorno gorivo u Rusiji - CNG punionice su dostupne u 70% regija, a ne u svim, 246 CNG punionica su 1% svih punionica u Ruskoj Federaciji, a neprikosnoveni lider pustio je u rad 2,1 CNG punionicu u godini.

Visoki tlak CNG-a zahtijeva vrlo jake, teške cilindre debelih stijenki. Ali to nije sve. CNG može prijeći 3,5 puta manju udaljenost od UNP-a s jednakim volumenom plinskih boca. Ili da se oteže cilindrima, ili da se često puni gorivom - to je glavni nedostatak CNG-a, koji određuje opseg njegove primjene: u blizini benzinske postaje, kao i vrste motora koji rade na njima.

Zbog činjenice da je potreban značajan prostor za smještaj cilindara za CNG, ova vrsta goriva je zanimljiva za vozila srednje i velike nosivosti te traktorsku opremu. Najveći interes danas su motori na dva goriva - plin-dizeli koji rade na dizel gorivo i CNG, upravo zbog mršave infrastrukture CNG-a, tako da se ima čime doći do benzinske postaje. Pod drugom vrstom goriva, dizel motor se pretvara relativno jednostavno i brzo, ubrizgavanje dizel goriva u komoru za izgaranje služi za paljenje zapaljive smjese. Proizvođači plinske opreme postigli su omjer potrošnje dizel goriva i metana od 20:80 na magistralnim traktorima s Common Rail sustavom goriva i 30:70 na traktorskoj opremi s visokotlačnim pumpama za gorivo. Pretvorba automobila na CNG je 3-4 puta skuplja od slične operacije s UNP-om, međutim, troškovi se vraćaju za otprilike godinu dana zbog razlike u cijeni plina i dizelskog goriva.

Strojarska industrija također nudi CNG motore s jednim gorivom sa smanjenim omjerom kompresije i paljenjem iskricom. Morate shvatiti da su takvi automobili doslovno vezani za benzinsku crpku.

CNG je izvrsno gorivo za dizel motore. Metan ne stvara naslage u sustavu goriva, ne ispire uljni film sa stijenki cilindra, čime se smanjuje trenje i trošenje motora. Metan u potpunosti izgara bez stvaranja čvrstih čestica i pepela, što uzrokuje povećano trošenje cilindar-klipne skupine. Dakle, korištenje prirodnog plina kao motornog goriva omogućuje povećanje vijeka trajanja motora za 1,5-2 puta. Metan je ekološki prihvatljiv: daje vrlo čist ispuh. I što je najvažnije, CNG košta tri puta jeftinije od benzina i dizelskog goriva, iako bi zapravo trebao koštati još manje.

Ukapljeni prirodni plin (LNG)

Kada je ukapljen, metan se smanjuje u volumenu za 600 puta - to je glavna prednost ukapljivanja, koja određuje opseg njegove primjene: autobusi, glavni tegljači, rudarski kiperi, odnosno gdje spremnici goriva trebaju zauzimati prostor na minimum , i maksimalno se prilagoditi. Isti volumen sadrži tri puta više LNG-a od CNG-a.

Ukapljivanje se odvija na temperaturi od -161,5 °C. Proces je energetski intenzivan i zahtijeva kriogenu opremu. Ukapljeni metan se skladišti na temperaturi unutar toplinski izolirane posude od -160 do -196 °C. Potrebna je vrlo kvalitetna toplinska izolacija. I baš kao i kod CNG-a, dizelski motori se pretvaraju u motore na dva goriva. Automobilska LNG oprema razlikuje se po termos boci i isparivaču, ostale komponente su iste.

Ukapljeni metan je još rjeđi od komprimiranog. Neke autobusne stanice izgradile su benzinske punionice. Ti su pokusi još više eksperimentalne prirode.

Zaključak

Kada se raspravlja o plinskom motornom gorivu i njegovom sporom širenju, uvijek se postavlja pitanje: što je prvo: flota vozila napunjenih plinom ili mreža benzinskih postaja. Potpuno je jasno da je mreža za punjenje primarna. Otuda i prastaro pitanje: tko je kriv? Vlasnici benzinskih pumpi. Vlasnike ne zanima što zanima državu, jer u tome ne vide profit. Vlasnici će i dalje sabotirati plinofikaciju prometa.

Što učiniti? Jedino učinkovito sredstvo za borbu protiv prirodnih monopola i poticanje gospodarstva u cjelini ostaje nacionalizacija, prije svega, PJSC Gazprom, svih njegovih podružnica i svih mreža distribucije plina. Neprikladno je da poduzeća koja rješavaju ekonomske i socijalne probleme u razmjerima Ruske Federacije, sastavnica i dijelova sastavnica Federacije, služe za zadovoljenje ambicija uskog kruga pojedinaca. Regulacija tarifa u tom smjeru nije ništa drugo nego palijativna.

Kemijski sastav plina. Primjena

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

etan (C2H6),

propan (C3H8),

butan (C 4 H 10),

kao i druge neugljikovodične tvari:

vodik (H 2),

sumporovodik (H 2 S),

ugljični dioksid (CO 2),

helij (He).

Čisti prirodni plin je bez boje i mirisa. Kako bi se moglo prepoznati curenje po mirisu, plinu se dodaje mala količina tvari jakog neugodnog mirisa (tzv. odoranti). Najčešće korišteni odorant je etil merkaptan.

Frakcije ugljikovodika su vrijedna sirovina za kemijsku i petrokemijsku industriju. Široko se koriste za proizvodnju acetilena. Pirolizom etana nastaje etilen, važan proizvod za organsku sintezu. Tijekom oksidacije propan-butanske frakcije nastaju acetaldehid, formaldehid, octena kiselina, aceton i drugi produkti. Izobutan se koristi za proizvodnju visokooktanskih komponenti motornih goriva, kao i izobutilen, sirovina za proizvodnju sintetičke gume. Dehidrogenacijom izopentana nastaje izopren, važan proizvod u proizvodnji sintetičkih kaučuka.

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

Prirodni plin, kao i svaki drugi, može se komprimirati kompresorom. Istodobno, volumen koji zauzimaju značajno je smanjen. Prirodni plin se tradicionalno komprimira na tlak od 200-250 bara, što rezultira smanjenjem volumena od 200-250 puta. Plin se komprimira (komprimira) za transport kroz magistralne plinovode, kako bi se održao ispravan tlak unutar ležišta (rezervoarski tlak) tijekom podzemnog utiskivanja, a proizvodnja komprimiranog prirodnog plina je međukorak u proizvodnji ukapljenog prirodnog plina. Komprimirani prirodni plin jeftiniji je od konvencionalnih goriva, a efekt staklenika uzrokovan njegovim produktima izgaranja manji je u usporedbi s konvencionalnim gorivima pa je sigurniji za okoliš. Skladištenje i transport stlačenog prirodnog plina odvija se u posebnim spremnicima plina. Također se koristi i dodatak bioplina komprimiranom prirodnom plinu, čime se smanjuje emisija ugljika u atmosferu.

Komprimirani prirodni plin kao gorivo ima niz prednosti:

· Metan (glavni sastojak prirodnog plina) je lakši od zraka i brzo isparava u slučaju slučajnog izlijevanja, za razliku od težeg propana koji se nakuplja u prirodnim i umjetnim depresijama i stvara opasnost od eksplozije.

· Nije otrovno u malim koncentracijama;

· Ne uzrokuje koroziju metala.

· Komprimirani prirodni plin jeftiniji je od bilo kojeg naftnog goriva, uključujući i dizel, ali ih premašuje po ogrjevnoj vrijednosti.

· Niska točka vrelišta jamči potpuno isparavanje prirodnog plina na najnižim temperaturama okoline.

· Prirodni plin izgara gotovo potpuno i ne ostavlja čađu, narušavajući okoliš i smanjujući učinkovitost. Uklonjeni dimni plinovi ne sadrže nečistoće sumpora i ne uništavaju metal dimnjaka.

· Operativni troškovi plinskih kotlova također su niži od tradicionalnih.

Još jedna značajka komprimiranog prirodnog plina je da kotlovi na prirodni plin imaju veću učinkovitost - do 94%, ne zahtijevaju potrošnju goriva za predgrijavanje zimi (poput ulja i propan-butana).

Prirodni plin, ohlađen nakon pročišćavanja od nečistoća do temperature kondenzacije (-161,5 0 C), pretvara se u tekućinu tzv. ukapljeni prirodni plin. Ukapljeni plin je bezbojna tekućina bez mirisa, čija je gustoća upola manja od vode. 75-99% se sastoji od metana. Vrelište -158 ... -163 0 C. U tekućem stanju je nezapaljiv, netoksičan, neagresivan. Za uporabu se podvrgava isparavanju do prvobitnog stanja. Kada se pare izgaraju, nastaju ugljični dioksid i vodena para. Volumen plina tijekom ukapljivanja smanjuje se za 600 puta, što je jedna od glavnih prednosti ove tehnologije. Proces ukapljivanja odvija se u fazama, u svakoj od kojih se plin komprimira 5-12 puta, zatim hladi i prenosi u sljedeću fazu. Stvarno ukapljivanje nastaje tijekom hlađenja nakon posljednje faze kompresije. Proces ukapljivanja stoga zahtijeva značajnu količinu energije – do 25% njezine količine sadržane u ukapljenom plinu. Ukapljeni plin se proizvodi u takozvanim postrojenjima za ukapljivanje (tvornicama), nakon čega se može transportirati u posebnim kriogenim spremnicima - morskim tankerima ili tankovima za kopneni transport. To omogućuje isporuku plina u područja koja su udaljena od magistralnih plinovoda koji se tradicionalno koriste za transport konvencionalnog prirodnog plina. Prirodni plin u ukapljenom obliku dugo se skladišti, što vam omogućuje stvaranje rezervi. Prije isporuke izravno potrošaču, ukapljeni prirodni plin se vraća u prvobitno plinovito stanje na terminalima za replinjavanje. Prvi pokušaji ukapljivanja prirodnog plina za industrijske potrebe datiraju s početka 20. stoljeća. Godine 1917. proizveden je prvi ukapljeni prirodni plin u Sjedinjenim Državama, ali je razvoj sustava isporuke cjevovoda dugo odgodio poboljšanje ove tehnologije. Godine 1941. napravljen je još jedan pokušaj proizvodnje LNG-a, ali proizvodnja je dosegla industrijske razmjere tek od sredine 1960-ih. U Rusiji je izgradnja prve tvornice ukapljenog prirodnog plina započela 2006. godine u sklopu projekta Sahalin-2. Svečano otvaranje pogona održano je u zimu 2009. godine.

Plin iz škriljca- prirodni plin izvađen iz škriljevca, koji se uglavnom sastoji od metana. Prva komercijalna plinska bušotina u formacijama iz škriljevca izbušena je u SAD-u 1821. Devon Energy je u SAD-u početkom 2000-ih pokrenuo veliku komercijalnu proizvodnju plina iz škriljaca na polju Barnett Shale, koji je izbušio prvu horizontalnu bušotinu u ovoj polju 2002. godine. Zahvaljujući naglom porastu njegove proizvodnje, nazvanom “plinska revolucija”, Sjedinjene Američke Države su 2009. postale svjetski lider u proizvodnji plina (745,3 milijarde m 3), s više od 40% dolazi iz nekonvencionalnih izvora (metan iz ugljenog ležišta i škriljevac plin).

Zalihe plina iz škriljevca u svijetu iznose 200 trilijuna m 3 . U siječnju 2011., ekonomist A.D. Haitun je pisao o mogućnosti da će plin iz škriljevca "slijediti sudbinu metana iz ugljena, uz značajan pad rasta proizvodnje tijekom dugotrajnog rada polja, ili sudbinu biogoriva, čija velika većina svjetske proizvodnje dolazi iz Americi, a sada je u opadanju."

Rezerve i resursi plina

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

Najveća ležišta u SSSR-u bila su: Urengoy (4 bilijuna m 3) i Zapolyarnoye (1,5 bilijuna m 3), Vuktylskoye (452 ​​milijarde m 3), Orenburg (650 milijardi m 3), Stavropolskoye (220 milijardi m 3), Gazli (445 milijardi m 3) u središnjoj Aziji; Shebslinskoye (390 bcm) u Ukrajini.

Na poluotoku Yamal iu susjednim vodenim područjima otkriveno je 11 plinskih i 15 naftnih i plinskih kondenzatnih polja, istražene i preliminarno procijenjene (AVS 1 + S 2) rezerve plina su oko 16 bilijuna m 3, obećavajuće i predviđene (S 3 -D 3) resursi plina su oko 22 trilijuna m 3. Najznačajnije polje Yamal u smislu rezervi plina je Bovanenkovskoye - 4,9 trilijuna m 3 (AVS 1 + S 2), koje će se početi razvijati 2012. godine, a plin će se isporučivati ​​novom magistralnom plinovodu Bovanenkovo-Ukhta. Početne rezerve polja Kharasaveyskoye, Kruzenshternskoye i Yuzhno-Tambeyskoye iznose oko 3,3 trilijuna m 3 plina.

Istočni Sibir i Daleki istok čine oko 60% teritorija Ruske Federacije. Početni ukupni izvori plina na kopnu na istoku Rusije iznose 52,4 trilijuna m 3 , na polici 14,9 bilijuna m 3 .

U Rusiji je samo Gazpromova proizvodnja plina u 2011. iznosila 513,2 bcm. Istovremeno, povećanje rezervi kategorije C 1 doseglo je rekordnu razinu - 686,4 milijarde m 3, kondenzata - 38,6 milijuna tona.U 2012. planira se proizvodnja 528,6 milijardi m 3 plina i 12,8 milijuna tona plinskog kondenzata.

Kondenzat

Kondenzat– tekući proizvod odvajanja prirodnih plinova. Predstavljaju ga uglavnom tekući ugljikovodici u normalnim uvjetima - pentan i teži ugljikovodici alkanskog, ciklanskog i arenskog sastava. Gustoća obično ne prelazi 0,785 g/cm 3 , iako su poznate razlike s gustoćama do 0,82 g/cm 3 . Kraj vrenja je od 200 do 350 0 C.

Razlikovati sirovo kondenzat iz odvajanja, i stabilan dobiveni dubokim otplinjavanjem sirovog kondenzata. Količina kondenzata u rezervoarskim plinovima izražava se ili omjerom njegovog volumena i volumena izdvojenog plina (cm 3 /m 3) i naziva se faktor kondenzata. Količina kondenzata u odnosu na 1 m 3 izdvojenog (slobodnog) plina doseže 700 cm 3 . Ovisno o 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). Plinovi čiji je GOR veći od 90 cm 3 /m 3 nazivaju se plinski kondenzat. Na naftno-plinokondenzatnom polju Vuktyl faktor kondenzacije je 488-538 cm 3 /m 3, prirodni plinovi iz polja Zapadnog Sibira obično su "suhi".

Plin koji se ekstrahira iz utrobe zemlje ili je proizvod prerade drugih ugljikovodika može se naknadno koristiti u ukapljenom ili komprimiranom obliku. Koje su značajke obje opcije za korištenje odgovarajućeg goriva?

Što je ukapljeni plin?

Pod, ispod ukapljeni Uobičajeno je razumijevati prirodni plin koji se iz početnog, pravilnog plinovitog stanja prelazi u tekuće stanje – hlađenjem na vrlo nisku temperaturu, reda veličine minus 163 Celzijeva stupnja. Volumen goriva se smanjuje za oko 600 puta.

Prijevoz ukapljenog plina zahtijeva korištenje posebnih kriogenih spremnika koji mogu održavati potrebnu temperaturu dotične tvari. Prednost ove vrste goriva je mogućnost isporuke na ona mjesta gdje je problematično postaviti konvencionalne plinovode.

Za pretvorbu ukapljenog plina u izvorno stanje potrebna je i posebna infrastruktura – terminali za ponovno rasplinjavanje. Ciklus obrade razmatrane vrste goriva - ekstrakcija, ukapljivanje, transport i ponovno rasplinjavanje - značajno povećava konačnu cijenu plina za potrošača.

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

Što je komprimirani prirodni plin?

Pod, ispod komprimiran, ili komprimiran, uobičajeno je shvaćati prirodni plin, koji se, kao i ukapljeni plin, također nalazi u tekućem stanju, što se postiže, međutim, ne smanjenjem temperature goriva, već povećanjem tlaka u posudi u koju se nalazi. Volumen komprimiranog plina je oko 200 puta manji od volumena goriva u izvornom stanju.

Pretvaranje prirodnog plina u tekućinu pomoću visokog tlaka općenito je jeftinije od ukapljivanja goriva snižavanjem njegove temperature. Prijevoz razmatrane vrste plina obavlja se u spremnicima, u pravilu, tehnološki manje složenim od kriocistera. Nije potrebno ponovno rasplinjavanje odgovarajuće vrste goriva: budući da je pod visokim tlakom, lako ga je ukloniti iz spremnika - dovoljno je otvoriti ventile na njima. Stoga je trošak komprimiranog plina za potrošača u većini slučajeva niži od onog koji karakterizira ukapljeno gorivo.

Komprimirani plin najčešće se koristi kao gorivo u raznim vozilima – automobilima, lokomotivama, brodovima, plinskoturbinskim motorima zrakoplova.

Usporedba

Glavna razlika između ukapljenog plina i stlačenog plina je u tome što se prva vrsta goriva dobiva snižavanjem temperature početne plinovite tvari, što je popraćeno njezinom transformacijom u tekućinu. Komprimirani plin je također tekuće gorivo, ali se dobiva stavljanjem u posudu pod visokim tlakom. U prvom slučaju, početni volumen plina premašuje obrađeni (preveden u tekućinu) oko 600 puta, u drugom - 200 puta.

Vrijedi napomenuti da se ukapljeni plin najčešće dobiva preradom "klasičnog" prirodnog plina koji je uglavnom zastupljen s metanom. Komprimirana goriva također se proizvode od mnogih drugih prirodnih plinova kao što su propan ili butan.

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

stol

Opći opis klipnih kompresora. Jednofazni i dvofazni. štetnog prostora

Prema prirodi djelovanja klipni kompresori mogu biti jednostrukog (ili jednostrukog) i dvosmjernog djelovanja. U jedinicama s jednostrukim djelovanjem vrši se jedno usisavanje ili pražnjenje po jednom hodu klipa. U kompresorima s dvostrukim djelovanjem dva usisavanja ili pražnjenja izvode se u jednom hodu klipa.

Prema broju stupnjeva kompresije, klipni kompresori se dijele na tri vrste: jednostupanjski, dvostupanjski i višestupanjski. Stupanj kompresije obično se naziva dio kompresora u kojem se plin komprimira na srednji ili konačni tlak.

Strukturno, jednostupanjski kompresori mogu biti okomiti ili horizontalni. Kompresori horizontalne izvedbe su u pravilu strojevi dvosmjernog djelovanja, dok su kompresori vertikalne izvedbe jednosmjerne jedinice.

U jednostupanjskom kompresoru s jednostrukim djelovanjem horizontalnog dizajna, klip se kreće unutar cilindra. Cilindar je opremljen poklopcem koji ima usisne i isporučne ventile. Klip kompresora spojen je na klipnjaču i radilicu. Zamašnjak se nalazi na radilici. Tijekom hoda klipa s lijeva na desno nastaje vakuum u području između klipa i cilindra. Razlika tlaka između usisnog voda i cilindra uzrokuje otvaranje ventila, uzrokujući strujanje plina u cilindar. Kada se klip pomakne s desna na lijevo, usisni ventil se zatvara i plin u cilindru se komprimira na razinu tlaka p 2 . Nadalje, kroz ventil, plin se istiskuje u ispusni vod. Ciklus se završava i ponovno se ponavlja.

Jednostupanjski, dvodjelujući kompresor opremljen je s četiri ventila (dva usisna i dva ispusna). Takvi su strojevi složeniji, ali njihova je razina performansi dvostruko veća. Za potrebe hlađenja, cilindar i poklopci mogu biti opremljeni vodenim plaštem. Kako bi se povećao indeks produktivnosti, ovi se strojevi mogu proizvoditi u višecilindričnom dizajnu. Jednostupanjski kompresori s vertikalnim dizajnom su produktivniji i brži od horizontalnih. Osim toga, zauzimaju manje prostora i izdržljiviji su.

Dvostupanjski kompresori vodoravnog dizajna obično su opremljeni jednim cilindrom i stepenastim ili diferencijalnim klipom. Plin se u cilindru komprimira lijevom stranom klipa, nakon čega prolazi kroz hladnjak i s druge strane ulazi u cilindar gdje se komprimira do razine p 2 .

Višestupanjski dizajni opremljeni su cilindrima koji su raspoređeni u seriji (tandem sustav) ili paralelno (složeni sustav). Postoje i suprotni dizajni kompresora, gdje se klipovi kreću u suprotnim smjerovima. Cilindri u strukturama ovog tipa nalaze se s obje strane osovine.

Treba napomenuti da se stvarni proces kompresije plina u kompresoru razlikuje od teorije. Dakle, između klipa, kada je u svom krajnjem položaju i poklopca cilindra, postoji nešto slobodnog volumena. Taj se jaz naziva štetnim prostorom. U tom razmaku, nakon završetka ubrizgavanja, komprimirani plin se širi tijekom obrnutog hoda klipa. Zbog toga se usisni ventil otvara tek nakon što razina tlaka padne na razinu usisnog tlaka. Dakle, klip radi u praznom hodu, što smanjuje performanse kompresora.