Видобування природного газу

Газова промисловість— наймолодша галузь паливної промисловості України. Використання газу в 2 рази дешевше порівняно з нафтою.

Газова промисловість як галузь сформувалась у післявоєнні роки на базі розвіданих у країні родовищ природного газу.

Супутні гази, які ε на ряді невеликих нафтових родовищ, — дуже цінна сировина для промисловості органічного синтезу. З них на газобензинових заводах одержують бензин.

Певну роль у паливному балансі відіграє утилізація промислових газів і виробництво штучного газу з твердого палива. В Донбасі (Лисичанськ) ведеться підземна газифікація вугілля.

Основним напрямом ефективного використання природного газу, крім комунально-побутового сектора і широкого переведення на нього автотранспорту, є нафтохімічний, де як продукт одержують синтетичні матеріали. З однієї тонни, рідких вуглеводнів можна одержати 600—700 кг нафтохімічної сировини, вартість якої в багато разів перевищує ефект використання його як палива. На комунально-побутові послуги витрачається близько 17 млрд м³ газу, а на виробництво електроенергії — майже 34 млрд м газу на рік.

Родовища горючих газів поділяють на власне газові, в яких скупчення газів не пов'язане з іншими корисними копалинами; газонафтові, де газоподібні вуглеводні розчинені в нафті або знаходяться над нафтовим покладом у вигляді так званої газової шапки; газоконденсатні, в яких газ збагачений рідкими вуглеводнями. Добування горючих газів включає їх видобування з землі, збір, облік, підготовку до транспортування споживачу.

Газ, як і нафту, видобувають із землі через мережу свердловин. Оскільки він знаходиться в земних надрах під високим тиском, для його добування застосовують, як правило, фонтанний спосіб. Щоб газ почав надходити на поверхню, досить відкрити свердловину, пробурену в газоносному пласті. При вільному витіканні газу нераціонально витрачається енергія пласта, можливе руйнування свердловини. Тому, на головці свердловини встановлюють штуцер (місцеве звуження труби), обмежуючи надходження газу. Розробка газового покладу триває 15—20 років, за цей час видобувається 80— 90 % запасів.

Газ, що надійшов із свердловини, безпосередньо на промислі підготовляють до транспортування. З нього видаляють механічні домішки, водяні пари, важкі вуглеводні, в разі необхідності очищають від сірковмісних сполук.

Склад природного газу: суміш легких вуглеводнів (С4Н10, СЗН8, С2Н6, СН4), азот, вуглекислий газ, сірководень, інертні гази. Він накопичується в пористих земних породах на глибині від 0,9 до 1,5 км і більше.

Добування горючих газів із надр землі або внаслідок переробки твердого чи рідкого палива має велике значення для паливного балансу країни. Горючі гази використовують як паливо для опалювання печей, промислових парокотельних, побутових приладів та ін., також як сировину для хімічної промисловості.

Природний газ є найбільш економічним видом палива. Собівартість добування 1 т природного газу (в перерахунку на умовне паливо) в кілька разів нижче за собівартість вугілля і нафти. Капіталовкладенння на 1 т природного газу значно нижче, ніж на 1 т вугілля та інших видів палива. Газ зручний також для транспортування.

Горючі гази — це паливо, видобуте з надр землі (природні гази) чи добуте способом газифікації твердого палива (штучні гази) або ж як побіжний продукт при різних виробництвах (газ доменних, коксових та інших печей).

Природні гази .,о виділяються при розробці нафтових покладів, мають теплотворну здатність 29—38 МДж/кг.

Для транспортування газу на значні відстані будують магістральні газопроводи, довжина яких досягає іноді 1500 км і більше. На газопроводі встановлюють кілька станцій для перекачування, де газ стискують у компресорах до 20— 50 МПа. У центрах споживання газ надходить у газову сітку. Газова сітка складається з розподільника газопроводів, призначених для розведення газу по місцях споживання; регулювального обладнання, яке забезпечує постійний тиск газу в трубопроводі, газосховищ, або газгольдерів, що вирівнюють добові коливання споживання газу.

Залежно від тиску, під яким газ переміщається в трубопроводі, вирізняють трубопроводи високого (понад 1 МПа), середнього (до 1 МПа), низького (до 20·10³ Па) тиску. Для постачання газом жител, віддалених від міських газових сіток, а також деяких типів автомобілів, застосовують балони із зрідженим або стиснутим під великим тиском газом.

Нафтові гази поділяють на жирні, збагачені пропаном і бутаном, і звичайні. Останні мають значну кількість легкої пари вуглецю, що входить до складу бензину, але бувають і сухі, які мають переважно метан. У нафтовій промисловості також добувають велику кількість газів, які створюються при крекінгу, піролізі та інших процесах переробки нафти. Ці гази завдяки високому вмісту в них вуглеводнів використовують головним чином для хімічної переробки. Їх виділяють із нафти при сепарації — з 1 т нафти отримують від 1 до кількох тисяч м³ нафтових газів.

Штучні гази, добуті внаслідок газифікації палива, менш калорійні, а тому транспортувати їх на великі відстані недоцільно. Ці гази подають на відстань не більш як 300 км.

Газогенераторна установка — це сукупність агрегатів, за допомогою яких з твердого палива добувають горючі гази, що є сировиною для ряду хімічних виробництв або паливом для установок, в яких безпосередньо застосувати тверде паливо неможливо (мартенівські печі, двигуни внутрішнього згоряння). Газифікація твердого палива відбувається в газогенераторних установках при нагріванні до високої температури і відсутності кисню. Газогенераторні установки бувають стаціонарні і транспортні.

У стаціонарних газогенераторних установках горючі гази добувають для двигунів внутрішнього згоряння, теплових електростанцій і різних промислових установок (мартенівських і ковальських печей, котелень та ін.).

Транспортні газогенераторні установки встановлюють на автомобілях, тракторах, мотовозах та ін.

Особливе місце серед процесів газифікації займає спосіб перетворення вугілля на газ під землею, на місці його залягання. При такому способі газифікації шахтне видобування вугілля можна замінити безпосереднім перетворенням вугілля на газ. Спосіб підземної газифікації вугілля вперше був запропонований у 1888 р. Д.І. Менделєєвим.

Підземна газифікація вугілля є комплексною технологічною проблемою, яка покликана звільнити шахтарів від важких умов праці.

Комплекс станцій підземної газифікації вугілля та електростанцій, що працюють на газі, отриманому з вугілля (рис. 15), може в перспективі стати найбільш економічним видом автоматизованих теплових електростанцій.

Рис. 15. Турбіни електростанції можуть працювати від газу, добутого підземною газифікацією вугілля

Основними споживачами газу в Україні є промисловість (біля 47%), електроенергетика (біля 29 %), побутові потреби (18 %) та ін. (рис. 16).

Рис. 16. Використання природного та попутного газу в народному господарстві

Основні імпортери газу в Україну— Росія і Туркменистан.

Постачальниками газу в Україну в перспективі можуть стати Іран, Ірак — на Близькому Сході, Нідерланди і Норвегія — в Європі, Алжир та Лівія — в Африці.