Как физическо-химические свойства природного газа влияют на особенности его транспортировки и использования

Среди физико-химических свойств, которые во многом определяют практические требования к транспортировке и использованию природного газа, можно выделить следующие:

• плотность;

• температура кипения;

• нетоксичность.

Плотность

Природный газ представляет собой многокомпонентную смесь с преобладанием метана, плотность которой зависит от состава. Плотность газа метана равна 0,717 кг/м³, при содержании метана 98-99 % плотность природного газа составляет 0,72 кг/м³. Природный газ легче воздуха, плотность которого 1,293 кг/м³. Относительная плотность метана к воздуху - 0,555, то есть природный газ почти в два раза легче воздуха.

Рис.1 Установка сигнализатора загазованности природным газом

Источник: https://gaziteplo.ru/pdf/3801035_Rukovodstvo-Signalizator-zagazovannosti.pdf

Попадая в воздушную среду при утечках, природный газ поднимается вверх. В замкнутых объемах максимальная концентрация образуется в верхней части. По этой причине сигнализаторы загазованности природным газом, обеспечивающие взрывную и пожарную безопасность, устанавливаются под потолком газифицированных помещений. Например, сигнализатор СГК-СЗ-1-Б устанавливается в месте наиболее вероятного скопления природного газа на расстоянии от потолка от 10 до 20 см (рис.1). Другое требование – датчик монтируется в местах, где нет интенсивного воздуха, а именно не ближе 50 см от вентиляционных каналов, а также окон и дверей как источников сквозняка.

Учитывается «летучесть» метана при организации огневых и газоопасных работ, выполняемых на газораспределительных сетях. Помещения газорегуляторных пунктов, в которых смонтировано технологическое оборудование, по взрывопожарной опасности относятся к категории А. Перед выполнением газоопасных работ в них производится отбор пробы на загазованность, которая берется из верхней зоны. Также в соответствии с пунктом 146 «Правил безопасности сетей газораспределения и газопотребления» пробы должны отбираться в наиболее плохо вентилируемых местах, где содержание взрывоопасного вещества максимально.

С практической точки зрения «летучесть» природного газа является положительным свойством, так как он поднимается вверх и стремится покинуть замкнутые объема. Для этого ему необходимо «помочь»:  открыть окна и двери, через которые газ удалится. Этому же служит вентиляционный канал, который обязателен в газифицированных помещениях.

Температура кипения

Температура кипения метана при атмосферном давлении составляет минус 161,5 ⁰С. При такой же температуре происходит обратный процесс – конденсация. При охлаждении до минус 161,5 ⁰С метан превращается в жидкость, при этом его объем уменьшается в 600 раз. Поставка сжиженного газа является альтернативой магистральным трубопроводам. Впервые сжиженный природный газ (далее – СПГ) в промышленных объемах был получен в 1917 году в США. Но быстрое развитие магистральных трубопроводов  надолго отложило совершенствование этой технологии. В дальнейшем масштабное промышленное производство СПГ  началось в середине 60-х годов прошлого века. Интересный факт: в настоящее время самый крупный потребитель СПГ — Япония, где весь импортируемый газ доставляется в сжиженном виде. 

Рис.2 Газовоз

Источник: http://korabley.net/news/supertankery_gazovozy/2011-11-08-1002

О судах-газовозах

Доставка СПГ чаще всего производится специально оборудованными судами – газовозами (рис.2). Международное название – LNG-танкеры (Liquefied Natural Gas – сжиженный природный газ). Доставка СПГ по воде имеет ряд преимуществ:

• отсутствие технической привязки поставщика к покупателю;

• независимость от геополитических препятствий и региональной нестабильности по маршруту доставки;

• быстрое реагирование на изменения спроса, когда газ приоритетно доставляется на рынки с максимальной ценой.

Такой способ транспортировки является более экономичным в сравнении с трубопроводным, начиная с расстояний более 2000 км. По этим причинам доля природного газа, доставляемого газовозами по морю, в общем объеме мировой торговли составляет около 30%.

Современные метановозы перевозят готовый СПГ, полученный на заводе по сжижению газа. Испаряющийся при транспортировке в незначительных количествах метан сжигают в судовых энергетических установках, используя его в качестве топлива. СПГ перевозится при температуре минус 162°C в термоизолированных резервуарах, размещенных в корпусе газовоза. При перевозке сжиженного природного газа возможны утечки из резервуаров, трубопроводов и технических устройств. Имеется риск возгорания либо взрыва вследствие пожароопасности испаряющегося газа. Утечка СПГ может привести к струйному горению или возгоранию разлива жидкости. Образование облака испарившегося метана чревато вспышкой газовоздушной смеси как в ограниченном, так и в открытом объеме.

Рис.3 Разрез газовоза

Источник: https://www.benelux-ship.com/benelux-trading/certifications.html

Пожарная безопасность транспортировки СПГ обеспечивается организационными и техническими мероприятиями. Система хранения включает внутреннюю емкость, теплоизоляционный слой, вторичную оболочку, предназначенную для недопущения утечек, и второй слой изоляции (рис.3). В случае повреждения первичного резервуара вторичная оболочка не допустит выход СПГ. Суда оборудуются системой раннего обнаружения утечек газа, позволяющей свести к минимуму случаи выброса газа. В случае утечки за счет эффективной вентиляции обеспечивается безопасное рассеивание вышедшего газа. Конструктивные решения позволяют не допускать скопления газа в замкнутых объемах.

Среди организационных мероприятий разрабатывается план по предотвращению и ликвидации аварийных выбросов. В нем указываются ресурсы и персонал, необходимые для предотвращения возгораний и взрывов.

Интересный факт: крупнейший LNG-танкер Mozah, перевозящий газ из Катара, способен доставить 267 тыс. м³ СПГ. После регазификации получается около 160 млн. м³ газового топлива. Такого объема достаточно для обеспечения электроэнергией и теплом всей Великобритании в течение суток.

Не токсичность

Природный газ не токсичен и не оказывает на организм отравляющего действия. В соответствии с ГОСТ 12.1.007 «Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» он относится к малоопасным веществам 4-го класса опасности.  Степень воздействия вещества на человека определяется его предельно допустимой концентрацией (далее – ПДК).

ПДК – это максимальная концентрация химических элементов в окружающей среде, которая при повседневном воздействии на организм человека в течение длительного времени не вызывает заболеваний. ПДК вредных веществ природного газа устанавливаются ГОСТ 12.1.005 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Для углеводородов они составляют 300 мг/м³.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

ОПАСНЫЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии.

читать полностью

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОССИИ

По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения.

читать полностью

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАМЕНИ

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

читать полностью

S-2134 (А018)
3682