منظور از گاز طبیعی، گازی است که در طی میلیون ها سال از تبدیل شدن بقایای گیاهان و اجساد جانوران به عناصر آلی در شرایط فشار و گرمای درونی زمین در زیر دریاچه ها و اقیانوس های قدیمی به وجود آمده است. این عناصر آلی در عمق چند هزار متری زیر زمین با فشار چند صد اتمسفر ذخیره شده و جز منابع تجدیدناپذیر محسوب می شوند. گاز طبیعی برای اولین بار برای روشنایی استفاده شد. استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت و کشف گاز آبی و گاز مولد منجر به رشد صنعت تولید و پخش گاز و در نهایت تشکیل شرکت های بزرگ گازی شده است. حال که پاسخ گاز طبیعی چیست؟ بدست آمد، نوبت به پاسخ دهی در مورد انواع گازهای طبیعی است.

مشخصات گاز طبیعی

با تحقیق در مورد انواع گازها مشخص می شود که گاز طبیعی مخلوطی از هیدروکربن های موجود در مخازن زیرزمینی است. گاز طبیعی در محلول نفت خام، یا در سر چاه ها با مقدار متفاوت وجود دارد. بخش عمده ای از گاز طبیعی را متان تشکیل می دهد. گاز طبیعی حاوی عناصر غیر آلی مانند نیتروژن، هلیم، کربن دی اکسید و هیدروژن سولفید است که باید قبل از استفاده در صنایع پایین دستی تصفیه شود. گاز طبیعی بی رنگ، بی بو و سبک تر از هوا است و به جهت ایمنی و تشخیص، مواد بودار کننده به آن افزوده می شود. این پارامتر را می توان از معایب گاز طبیعی دانست زیرا در صورت نشت، منجر به مسمومیت ناشی از گاز خواهد شد. انفجار و آتش سوزی از نشت گاز نیز یکی از مواردی است که در صورت عدم رعایت نکات ایمنی در فرصت بسیار کمی اتفاق خواهد افتاد.

ارزش حرارتی گاز طبیعی

خواص گاز طبیعی به درصد ترکیبات آن مربوط می شود. چگالی متان و چگالی گاز مرطوب متفاوت بوده و پارامتر تاثیرگذار در مشخص نمودن نوع گاز طبیعی است. گرانروی گاز نیز در بحث انتقال آن تاثیر گذار است. گرانروی گاز در فشارهای کم تابع دما بوده و بر اثر افزایش دما افزایش می یابد. پارامتر ارزش حرارتی گاز طبیعی تابع درصد ترکیبات گاز طبیعی است. گاز مرطوب و تمیز دارای ارزش حرارتی 7000 تا 15000 کیلوکالری بر متر مکعب است. گاز خشک نیز 9500 کیلوکالری بر متر مکعب ارزش حرارتی دارد. آگاهی از حدود شعله وری گازها بسیار حائز اهمیت بوده و دانستن این مقدار از اصول اولیه حفاظتی محسوب می شود.

فرمول سوختن گاز طبیعی

گاز طبیعی مانند هر سوخت فسیلی دیگر برای سوختن به گرما و اکسیژن نیاز دارد. فرایند حاصل از این سوختن انرژی، آب و کربن دی اکسید خواهد بود. برای سوخت کامل گاز طبیعی به هوای کافی احتیاج است. به طور کلی برای سوختن یک متر مربع گاز طبیعی به ده متر مربع هوا نیاز است. رنگ آبی شعله تایید کننده هوای کافی برای سوخت است. گاز طبیعی نسبت به سایر سوخت های فسیلی پاکتر بوده و در هنگام سوختن آلاینده های مضر کمتری آزاد می کند. اما برای سوخت بهتر می توان از فیلتر گاز، کلاهک تعدیل جریان و دودکش مناسب استفاده نمود. برای دریافت بیشتر انرژی حاصل و جلوگیری از اتلاف انرژی نیز عایق کاری صحیح مخزن آبگرم کن، منبع انبساط و استفاده از مصالح ساختمانی مناسب و پنجره دو جداره توصیه می شود.

انواع گاز طبیعی

گاز سنتز یا گاز شهری، گاز ساختگی، گاز شیرین، گاز طبیعی، گاز طبیعی فشرده، مایعات گاز طبیعی، گاز طبیعی مایع، گاز مایع، گاز مشعل، گاز کلاهک و گاز همراه از جمله انواع گازهای طبیعی هستند که از نظر منابع تامین، ارزش حرارتی، درصد ترکیبات و کاربرد در صنایع مختلف تقسیم بندی شده است.

گاز طبیعی مایع

مشخصات میدان های نفتی متفاوت بوده و با تولید گاز طبیعی، امکان بازیابی سایر ترکیبات هیدروکربوری از گاز طبیعی نیز وجود دارد. اتان، گاز مایع (پروپان و بوتان)، پنتان، هگزان و حتی سایر ترکیبات سنگین تر نظیر کاندنسیت نیز از گاز طبیعی جدا می شود. این ترکیبات استحصالی با عنوان مایعات گاز طبیعی یا  NGL  شناخته می شوند. مایعات گاز طبیعی با گاز طبیعی مایع LNG متفاوت است. این تفاوت در درصد ترکیب متان و دمای سرد شدن آن است. به طوری که گاز طبیعی مایع در دمای منفی 161 درجه سانتی گراد و در فشار اتمسفر سرد شده و به مایع تبدیل می شود. از این قابلیت برای کاهش حجم تا یک ششصدم حجم اولیه استفاده شده و هزینه های مربوط به حمل و نقل با کشتی کاهش می یابد. حمل و نقل به سمت مصرف کننده بسیار حائز اهمیت است و پارامتر کلیدی در تعیین روش مایع کردن گاز متان محسوب می شود. به همین منظور و حمل آسان در این فرایند، فشار مقدار کمی از یک اتمسفر کاهش می یابد.

گاز مایع چیست؟

منظور از گاز مایع، مخلوط پروپان و بوتان است که در سیلندر نگهداری می شود. این گاز که به اختصار LPG گفته، در مصارف خانگی استفاده می شود.  پروپان و بوتان را می توان از گاز حاصل از میدان های گازی و بعد از شیرین سازی بدست آورد. گاز مایع در پالایش گاز طبیعی همراه با نفت خام نیز قابل دسترسی است. پروپان و بوتان در پالایش نفت خام، فرایند شکست مولکولی (فرایند افزایش اکتان بنزین) به صورت محصول جانبی قابل دسترسی است. درصد ترکیب بوتان و پروپان در تابستان ها و زمستان ها متفاوت است. به طوری که با گرمی هوا درصد بوتان و با سردی هوا درصد پروپان افزایش می یابد. به طور کلی درصد پروپان بین 10 تا 50 درصد متغییر خواهد بود. گاز مایع توسط خطوط لوله و کشتی های ویژه حمل می شود.

تولید گاز طبیعی مایع

برای تولید گاز مایع ابتدا باید گازهای اسیدی و ناخالصی های گوگردی آن جداسازی شود. در این مرحله باید مانع از ایجاد کریستال های یخ شد، بنابراین هرگونه آب در سیستم از بین برده می شود تا از انسداد لوله ها جلوگیری شود. جداسازی هیدروکربورهای سنگین انجام می شود و متان و اتان باقی مانده تا دمای 160 درجه سانتی گراد سرد می شوند. در این زمان تبدیل مایع در فشار اتمسفر صورت می پذیرد. برای حمل و نقل این گاز نیاز به کشتی هایی با قابلیت سرمازاسازی است. به همین منظور گاز طبیعی مایع را در مخازن ویژه عایق کاری شده نگهداری می نمایند. برای استفاده از گاز طبیعی مایع از یک فرایند تبدیل استفاده و مجددا به گاز تبدیل می شود. در این فرایند سرمای زیادی آزاد شده و از سرمای حاصل در مصارف تجاری و انجماد مواد غذایی استفاده خواهد شد.

 

تفاوت گاز شهری با گاز مایع

منظور از گاز شهری، گازی است که از زغال سنگ یا نفتا یا مجتمع های تولیدی حاصل می شود. گاز شهری به مناطقی که گاز طبیعی در دسترس نباشد فرستاده می شود. بخش عمده ای از گاز شهری از هیدروژن است. متان، کربن مونوکسید، نیتروژن، ناخالصی هایی نظیر بخارآب، امونیال، گوگرد، اسید سیانیدریک و مقادیری از هیدروکربورهای دیگر ترکیبات تشکیل دهنده گاز شهری است. در ایران گاز شهری با این ترکیبات عرضه نشده و همان گاز طبیعی در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.