- •Раздел 1. Основные понятия
- •Тема 1. Нефть, газ и уголь – не только источники энергии
- •Уголь как источник энергии
- •Нефть и газ как источники энергии
- •Раздел 2. История добычи, переработки и применения нефти и газа
- •Тема 2. История добычи и применения нефти и газа
- •Тема 3. Начало нефтяной промышленности
- •Тема 4. Краткая история добычи и переработки нефти
- •Тема 5. Нефть и газ – не только источники энергии, но и ценное сырье для химической промышленности Основные продукты переработки нефти и газа
- •Газ как моторное топливо
- •Раздел 3. Происхождение нефти и общие подходы к ее классификации
- •Тема 6. Гипотезы происхождения нефти
- •Тема 7. Общая классификация нефти
- •Тема 8. Основные свойства нефтепродуктов
- •Раздел 4. История транспорта и хранения нефти и газа
- •Тема 9. История развития способов транспортировки
- •И хранения нефти и нефтепродуктов
- •Тема 10. История трубопроводного транспорта
- •Тема 11. Структура нефтепровода
- •Тема 12. История развития и структура системы газоснабжения
- •Тема 13. Основные положения трубопроводного транспорта нефти Классификация трубопроводов
- •Общее назначение сооружений магистральных нефтепроводов (мн)
- •Основные характеристики трубопровода
- •Тема 14. Классификация технологических трубопроводов
- •Трубопроводная арматура
- •Тема 15. Классификация нефтебаз
- •Основные сооружения нефтебаз
- •Тема 16. История развития резервуаростроения
- •Отечественные стальные резервуары
- •Оборудование стальных резервуаров
- •Тема 17. Потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке и хранении Классификация потерь нефти и нефтепродуктов
- •Источники потерь от испарения
- •Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов
- •Раздел 5. История разработки основных месторождений нефти и газа
- •Тема 18. Основные месторождения и показатели добычи
- •Нефти и газа в России
- •Основные районы добычи газа в России
- •Освоение месторождений Западно-Сибирского региона
- •Тема 19. История развития и состояние газовой промышленности Этап перевода системы газоснабжения на природный газ
- •Применение газа в отечественной транспортной промышленности
- •Тема 20. Теплотехнические свойства нефтепродуктов и газа
- •Газогидраты
- •Раздел 6. Перспективы развития нефтегазовой отрасли
- •Тема 22. Динамика развития мировой нефтегазодобычи
- •Мировые запасы нефти и газа
- •Тема 22. Структура нефтяной и газовой промышленности России Нефтяная промышленность
- •Газовая промышленность
- •Тема 23. Современные проблемы, методы их решения и перспективы развития нефтегазовой отрасли
- •Перспективы развития нефтегазовой отрасли
- •Приоритетные новые экспортные направления транспортировки углеводородов
- •Прогноз ресурсов нефтяного сырья
- •Внедрение разработок отраслевой науки в трубопроводном транспорте нефти
- •Продукция отечественной трубной промышленности
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Раздел 1. Основные понятия
Применение газа в отечественной транспортной промышленности
С 1984 г. Московский автомобильный завод им. Лихачева выпускает автомобили ЗИЛ-138А и ЗИЛ-138И, работающие на сжатом природном газе. В перспективе предполагается перевести на газ весь грузовой транспорт. Газ уже применяется и на легковых автомобилях. Природный газ является перспективным топливом. В 1997 году совокупное потребление авиационного топлива всеми авиакомпаниями мира составило около 193 млн т, в том числе странами СНГ – 10 млн т. В настоящее время практически единственным топливом для воздушного транспорта является авиационный керосин. В нашей стране в районах нефтедобычи вертолеты им. М. Л. Миля работают на сконденсированном топливе (АСКТ), получаемом на основе пропан-бутановых фракций, извлекаемых из газа. Одним из альтернативных топлив для авиации является сжиженный природный газ (СПГ), обладающий следующими достоинствами: 1) выбросы вредных веществ при сжигании «СПГ» значительно ниже, окислов азота в 1,5–2 раза меньше, сажи – в 5 раз; 2) при одинаковой полезной нагрузке уменьшаются расход и масса топлива. Взлетная масса ИЛ-86 снизится на 25,4 г, а расход топлива на 18,6 т.
Подводя итог, можно сделать вывод, что нефть и газ играют важную роль в жизни человека. В обозримом будущем нефть и газ останутся основными энергоносителями во всех странах мира, а также современное общество нельзя представить себе без продуктов переработки нефти и газа.
Тема 20. Теплотехнические свойства нефтепродуктов и газа
Теплота испарения – количество тепла, расходуемое на превращение в пар одного килограмма жидкости при температуре ее кипения (ее называют еще скрытой теплотой, т.к. она расходуется не на повышение температуры продукта, а на его испарение).
Средние значения теплоты испарения, в кДж/кг: бензина 293–314; керосина – 230–251; дизельных топлив – 209–213; масел – 167–209.
Теплоту испарения нефтяных фракций можно определить по следующей формуле:
l = 4,19· (22Тк/μ), кДж/кг, где μ – молекулярная масса; Тк – средняя температура кипения, К.
Теплота конденсации – количество тепла, выделяющееся при конденсации пара в жидкость при той же температуре и численно равное скрытой теплоте испарения.
Теплота сгорания (теплотворная способность) – количество тепла, выделяемое при полном сгорании топлива, кДж/кг (нефть – 42·103, мазут – 41·103, уголь – 31·103, ацетилен – 49·103, спирт метиловый – 22·103, этан – 52·103; бутан – 57·103).
Теплота плавления (скрытая) – количество тепла, поглощаемое 1 кг твердого тела, когда оно при температуре плавления превращается в жидкость.
Температура застывания – температура, при которой продукт теряет текучесть. С увеличением содержания в нефтепродукте тяжелых углеводородов (УВ) температура застывания уменьшается. Данная характеристика является важным показателем для масел.
Температура кристаллизации – температура, при которой начинается выпадение УВ (в основном парафина), сопровождающееся помутнением нефтепродукта и изменением его вязкостных характеристик. Зная последние две характеристики, можно правильно выбрать способы хранения и транспортировки продуктов с низкой температурой застывания.
Температура кипения – температура, при которой происходит переход вещества из жидкого состояния в парообразное не только с поверхности вещества (как при испарении), но и со всего объема.
Теплоемкость – количество тепла, которое необходимо затратить для нагрева 1 кг вещества на 1°С. В зависимости от того, к какому количеству продукта относится тепло, различают удельную (на единицу массы) и мольную (на один моль) теплоемкости. Зная теплоемкость продукта, можно определить необходимое количество тепла на нагревание его до требуемой температуры. Теплоемкость увеличивается с повышением температуры и уменьшением плотности. В зависимости от условий, при которых происходит процесс для газов и паров, различают теплоемкость при постоянном давлении (Ср) и при постоянном объеме (Сv). Различают также истинную теплоемкость (при данной температуре). Средневзвешенную теплоемкость смеси Ссм определяют по закону аддитивности.
Для бензинов теплоемкость изменяется от 1,93 до 2,21 кДж/кг·К при изменении температуры от 0 до 50 °С; для реактивного топлива – от 1,91 до 2,15 кДж/кг·К; для этана – 3,3; для пропана – 2,2.
Влагосодержание природных газов. Природный газ в пластовых условиях насыщен парами воды, поскольку газоносные породы содержат связанную, подошвенную или краевую воду. В эксплуатации месторождений значения давлений и температур изменяются. При этом снижение температуры вызывает уменьшение количества водяных паров в газовой фазе, а снижение давления – увеличение их содержания. В самом пласте по мере разработки происходит увеличение влагосодержания газа, т.к. пластовое давление падает при изотермическом режиме. Влагосодержание природного газа – важнейший параметр, который определяет технологические режимы эксплуатации скважин газопромысловых сооружений.
Содержание влаги в газе характеризуют абсолютными и относительным влагосодержанием.
Абсолютное влагосодержание W равно массе водяных паров в единице объема газовой смеси, приведенной к нормальным условиям (0 °С и 0,1 МПа), и измеряется в г/м3 или кг/1000 м3.
Относительное влагосодержание W0 – отношение фактического содержания паров воды в единице объема газовой смеси при данных давлении и температуре к его влагосодержанию, т.е. к количеству водяных паров, которые могли бы содержаться в том же объеме и при тех же условиях при полном насыщении. W измеряется в долях единицы или в процентах. Полное насыщение оценивается как 100 %.
Кристаллогидраты природных газов. Многие компоненты природного газа (метан, этан, пропан, изобутан, углекислый газ, сероводород, азот) в соединении с водой образуют кристаллогидраты – твердые кристаллические соединения, существующие при высоких давлениях и положительных температурах. Они представляют собой физические соединения газа и воды, образующиеся при внедрении молекул газа в пустоты кристаллических структур, составленных из молекул воды. Все газы, размер молекул которых находится в пределах (4– 6,9) ·10-9 м, образуют гидраты.
Гидратообразование определяется давлением, температурой, составом газа и воды.