Использование природного газа в промышленности. Как использовать природный газ
Газ – наиболее экологически чистый вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирования процесса горения; высокий коэффициент полезного действия топливоиспользующих установок; экономичность и простота транспортировки к потребителю; возможность хранения в сжатом и сжиженном состоянии; отсутствие вредных веществ.
Типичный завод олефинов мирового масштаба может разгонять несколько тысяч метрических тонн углеводородов в год. В течение нескольких десятилетий основное внимание уделялось сокращению количества факельного сжигания на этих участках. Одна из успешных инициатив заключалась в замене газовых турбин на повышение надежности установки. Газовые турбины, хотя они высокоэффективны, сложнее паровых турбин. Они также вызывают больше отключений в электростанциях, что может привести к большим вспышкам. Одно крупное событие сжигания топлива может уничтожить предельную экономию за счет повышения эффективности турбины.
Немалую роль играет и низкая стоимость добычи газа по сравнению со стоимостью добычи других видов топлива – угля, торфа, нефти. Если принять стоимость угля (в пересчете на 1 т условного топлива) за 100%, то стоимость газа составит только 10 %.
Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. В этой связи наращивание его запасов и потребления идет высокими темпами.
После установки паровых турбин на заводе в Плакемине, штат Луизиана, время между отключениями установок увеличилось с примерно 250 дней до нескольких лет. Вторая крупная инициатива по сокращению сжигания факела - это переработка газа. Улучшение выхода сырья.
Существует много способов повысить эффективность работы завода, и зачастую наиболее значительные выгоды достигаются за счет повышения урожайности сырья до желаемых продуктов. На всей химической промышленности компании развивают лучшие катализаторы, которые могут увеличить урожайность для существующих заводов. Одно из последних нововведений касается процесса гидроформилирования, реакции пропилена с синтез-газом для получения изомеров бутиральдегида.
Газовая промышленность – наиболее молодая отрасль топливного комплекса. Газ применяется в народном хозяйстве в качестве топлива в промышленности и в быту, а также и как сырье для химической промышленности. В народном хозяйстве используется природный газ, добываемый из газовых месторождений, газ, добываемый попутно с нефтью, и искусственный газ, извлекаемый при газификации сланцев из угля. Кроме того, используется газ, получаемый при производственных процессах в некоторых отраслях металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Этот катализатор основан на родие, модифицированном бифосфитным лигандом с уникальной геометрией, которая избирательно препятствует молекулярному движению вокруг родиевого центра. Это улучшает выход нормального бутиральдегида над изобутиральдегидом на основе различных геометрий двух изомеров. Химическая промышленность достигла огромных успехов в повышении эффективности благодаря внедрению новых прорывных процессов.
Реакции способствуют запатентованный титан-силикалитный катализатор. Реакция протекает в жидкой фазе с использованием метанола в качестве растворителя. Сопутствующим продуктом этой реакции является вода. Перекись водорода полностью превращается, а избыток непрореагировавшего пропилена возвращается обратно на входе в реактор. Конечный поток воды выгружается в установку для обработки воды.
Газ в больших количествах используется в качестве топлива в металлургической, стекольной, цементной, керамической, легкой и пищевой промышленности, полностью или частично заменяя такие виды топлива, как уголь, кокс, мазут, или является сырьем в химической промышленности.
Крупнейшим потребителем газа в промышленности является черная металлургия. В доменных печах частичное применение природного газа дает экономию дефицитного кокса до 15% (1 куб. м природного газа заменяет 0,9 – 1,3 кг кокса), повышает производительность печи, улучшает качество чугуна, снижает его стоимость. В вагранках применение газа снижает расход кокса вдвое.
Таким образом, нет необходимости в дополнительной инфраструктуре или рынках для совместных продуктов. Сточные воды сокращаются на целых 80 процентов, а потребление энергии сокращается на 35 процентов. Простая интеграция сырья и предотвращение побочных продуктов привели к сокращению требований к инфраструктуре и физическому содержанию завода.
Химическая промышленность продолжает находить творческие способы утилизации и повторного использования потоков отходов. Недавно Дау начал работу с новой системой повторного использования муниципальных сточных вод на территории Тернеузена в Нидерландах. В сотрудничестве с местными органами власти и местным водоочистителем этот сайт ежегодно принимает более 6 миллионов галлонов городских бытовых сточных вод. После того, как пар используется в производственных процессах, вода снова используется в градирнях, пока она окончательно не испарится в атмосферу.
Способ прямого восстановления железа из руд также основан на использовании газового топлива.
В металлургии и машиностроении природный газ используется также для отопления прокатных, кузнечных, термических и плавильных печей и сушил. В металлообработке использование газа повысило коэффициент полезного действия печей почти в 2 раза, а время нагрева деталей сократилось на 40%. Применение газа в металлургии, кроме того, удлиняет сроки службы футеровки. Снижается количество серы в чугуне.
Это первый раз, когда муниципальные сточные воды повторно используются в таких крупных масштабах в промышленности. Три миллиона тонн воды в год были предварительно сброшены в Северное море после одного использования. Теперь эта вода перерабатывается для еще двух применений и привела к тому, что на этом объекте на 65 процентов меньше энергии, чем альтернативный вариант опреснения морской воды. Эта концепция может применяться в других местах по всему миру.
Еще одним уникальным случаем рециркуляции является использование отходящего газа на свалку. Газ используется в качестве топлива для производства пара для производства латексной ковровой основы. Муниципальные полигоны являются крупнейшим источником выбросов метана человека в Соединенных Штатах. Как парниковый газ, метан имеет более чем в 20 раз больше потенциала глобального потепления, чем двуокись углерода. Улавливая и сжигая метан, установка Далтон позволит сократить использование ископаемых видов топлива и сократить выбросы метана на полигоне.
Применение природного газа в стекольной промышленности взамен генераторного газа повышает производительность стекловаренных печей на 10 – 13% при одновременном снижении удельного расхода топлива на 20 – 30%. Себестоимость цемента снижается на 20 – 25%. В кирпичном производстве цикл сокращается на 20%, а производительность труда возрастает на 40%.
Сокращение выбросов парниковых газов равно 24 миллионам двуокиси углерода в год. Инвестирование в возобновляемые сырьевые материалы. Получение эпихлоргидрина из глицерина. Многие химические компании внедряют более эффективные процессы на основе возобновляемого сырья. Новый процесс включает создание эпихлоргидрина из глицерина. Напротив, глицерин является побочным продуктом производства биодизеля, альтернативного топлива, полученного из возобновляемых источников растительного масла.
Кроме того, образование органических побочных продуктов будет значительно ниже. Получение полиолов из натуральных масел. Еще одной новой инвестицией в сырье является производство полиолов из возобновляемых натуральных масел, в первую очередь соевых масел. Полиолы являются компонентом в производстве полиуретанов. Новая химия, основанная на природном масле, позволит снизить воздействие на окружающую среду объекта по сравнению с обычным производством. Новая химия нейтральна к парниковым газам и использует менее половины топлива и сырья на основе нефти нынешней технологии.
При внедрении природного газа в стекловарении требуются специальные меры по доведению светимости газа (то есть по повышению теплоотдачи от факела к стекломассе) до уровня светимости факела на жидком топливе, то есть в 2 – 3 раза, что достигается путем сажеобразования в газовой среде.
В пищевой промышленности газ применяется для сушки пищевых продуктов, овощей, фруктов, выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий.
Создание продуктов, обеспечивающих экономию энергии. Изделия химической промышленности являются частью почти всех промышленных товаров. Поэтому химическая компания имеет возможность улучшить потребление энергии потребителем путем тщательного формирования жизненного цикла своей продукции. Создание материалов с уникальными свойствами и новыми приложениями может обеспечить значительную экономию энергии для потребителей во всем мире. В следующих примерах описываются материалы в строительной, автомобильной, упаковочной, холодильной, водоочистной и энергетической отраслях.
При использовании газа на электростанциях уменьшаются эксплуатационные расходы, связанные с хранением, приготовлением и потерями топлива и эксплуатацией системы золоудаления, увеличивается межремонтный пробег котлов, не занимаются земли для золоотвалов, снижается расход электроэнергии на собственные нужды, уменьшается количество эксплуатационного персонала, снижаются капитальные затраты.
Одним из вариантов построения плоской крыши является система крыши с защищенной мембраной, то есть вспененная полистирольная изоляция, которая защищает и защищает водонепроницаемую мембрану крыши. Напротив, традиционная система не покрывает мембрану. Тройной срок службы крыши сохраняет сырье и место захоронения отходов. Были разработаны специальные полиуретановые пены для улучшения жесткости и аварийных характеристик транспортных средств. Пенопласт, который составлен для прикрепления к загрунтованным металлическим поверхностям, вводится в полости автомобильного тела, где он быстро излечивает, чтобы заполнить до 100 процентов пространства полости.
Итак, продукция рассматриваемой отрасли обеспечивает промышленность (около 45% общего народнохозяйственного потребления), тепловую электроэнергетику (35%), коммунальное бытовое хозяйства (более 10%). Газ – самое экологически чистое топливо и ценное сырье для производства химической продукции.
Глава 2. Место России в мировых запасах природного газа
Улучшая жесткость суставов тела с пеной, требуется меньшее количество металла для достижения эквивалентной прочности. В одном случае использование пенополиуретана позволило сократить более чем 36 фунтов чистого веса на одно транспортное средство без снижения эффективности безопасности. Исследование пассажирских автомобилей показало 6-процентное улучшение экономии топлива для каждого 1-процентного снижения веса.
В этом случае использование 3 фунтов специальной полиуретановой пены дало более 36 фунтов чистого снижения массы по сравнению с обычными конструкциями, которые используют более толстый металл для удовлетворения структурных требований. Промышленные стрейч-пленки, изготовленные из высокоэффективных полиэтиленовых смол, используются для обертывания и хранения грузов поддонов во время транспортировки и хранения. Стретч-пленки также используются для специальных упаковочных приложений для пиломатериалов, рулонов бумаги и сельскохозяйственного силоса.
Россия занимает 1 место в мире по запасам газа; 2 место по объемам ежегодной добычи; 2 место по потреблению газа и обеспечивает 21% мировой торговли данным видом топлива. Порядка 75% газа используется на внутреннем рынке, газ обеспечивает выработку 50% электроэнергии в стране. Благодаря наличию уникальной газотранспортной системы Россия играет важную роль в обеспечении транзита центрально азиатского газа в Европу и страны СНГ .
Благодаря усовершенствованию конструкции смолы и полимерной обработки, промышленная стрейч-пленка была забита более чем на 25 процентов за последнее десятилетие без ущерба для ключевых свойств, таких как удлинение и удерживающая сила. Это улучшение уменьшило количество полиэтилена, необходимое для изготовления стретч-пленки более чем на 1 млрд фунтов в год.
В отличие от традиционных систем, для которых требуется отдельный двигатель для каждого холодного корпуса, в новой системе используется «вторичное охлаждение контура», которое требует только одного двигателя. Эта установка, которая стала возможной благодаря уникальным свойствам теплоносителя, снизила потребление энергии на 24% по сравнению с традиционными системами. Обратные осмотические мембраны используются в трех крупных мелиоративных и повторных использованиях сточных вод в городе Пекине. Эти новые мембраны состоят из трех слоев.
Газовая промышленность России представляет собой совокупность предприятий, осуществляющих геологоразведочные работы на суше и шельфе, бурение эксплуатационных скважин, добычу и переработку природного газа, газового конденсата и нефти, транспорт и распределение, подземное хранение и т.д. В газовой отрасли происходит следующая цепочка операций: геологоразведочные работы > добыча > хранение > переработка > транспортировка > распределение . Субъектный состав рынка газа включает производителей газа, газораспределительные организации, газосбытовые компании и потребителей газа. Структура газового комплекса России показана на рисунке 1.
Основная структурная опора обеспечивается нетканым полиэфирным полотном. Поскольку это полотно является слишком нерегулярным и пористым, чтобы обеспечить надлежащий субстрат для соляно-барьерного слоя, полисульфонную прослойку отливают на поверхность полотна. Прослойка представляет собой технический пластик с диаметрами пор, контролируемый примерно до 150 ангстрем.
Материалы постоянно обновлялись и уточнялись для обеспечения более высокого отбраковки, улучшения мембранного потока и уменьшения загрязнения, что повышало эффективность использования энергии в производстве чистой воды. Мембранные материалы постоянно обновлялись и уточнялись для повышения эффективности за счет более высокого уровня отбраковки, улучшения потока и низких характеристик обрастания. Эта технология поможет городу достичь цели повторного использования половины своей воды, что значительно расширит ограниченный природный ресурс.
Текущее состояние сырьевой базы природного газа России характеризуется высокой выработанностью базовых месторождений. Имеется тенденция увеличения доли сложных и трудноизвлекаемых запасов. Проблемы их освоения связаны со сложными природно-климатическими условиями, удаленностью будущих крупных центров добычи газа от сложившихся центров развития газовой промышленности. Отсутствие государственной программы воспроизводства и рационального использования минерально-сырьевой базы оказывает негативное влияние на эффективность геологоразведочных работ. Лидирующее положение в производстве газа занимает ОАО «Газпром». Общество располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа.
Проект ускорит исследования и разработки по строительству интегрированных фотоэлектрических материалов, материалов для производства солнечной энергии, которые могут быть включены непосредственно в конструкцию коммерческих и жилых строительных материалов, таких как системы кровли и внешние подъездные пути. Палаты представителей по окружающей среде и опасным материалам. Приближение теоретических энергосберегающих потенциалов для нефтехимической промышленности с использованием энергетических балансов для 68 ключевых процессов.
Конгресс по энергетической независимости и глобальному потеплению. Технологическое партнерство для инициативы в области солнечной энергетики состоит из более чем 50 компаний, 14 университетов, трех некоммерческих организаций и двух национальных лабораторий.
Рис. 1 – Структура газового комплекса России
Природный газ – это образование углеводородной массы, возникающее в процессе разложения органических веществ глубоко в земле. В составе этого вещества преобладает метан (около 80-97%). Природный газ относится к полезным ископаемым, и находится он в земле на глубине одного или даже нескольких километров. Там газ содержится в пустотах микроскопического размера – порах. Для его добычи из недр земли бурят скважины. Сегодня природный газ используют и как горючее для приготовления еды в многоэтажных зданиях и частных домах, и как топливо для котельных и машин.
Использование в химической промышленности
Область применения
Природный газ используется для заправки газовых ламп, предназначенных для освещения. А метан – основное вещество, содержащееся в газе, используется в производстве ацетилена, аммиака, цианистого водорода и метанола.
Производство аммиака
Мало кто знает, но именно природный газ является главным сырьевым ресурсом для производства аммиака. Около ¾ всего произведенного аммиака идет на производство азотных удобрений.
Цианистый водород
Из аммиака, произведенного на основе природного газа, получают цианистый водород. Вместе с ацетиленом он является главным сырьем для производства разных синтетических волокон. Из ацетилена на химических производствах вырабатывают различные пласты-каты, которые довольно часто используются в быту и промышленности. Из ацетилена производят ацетатный шелк, который ценится в текстильной промышленности.
Химическая промышленность и метан
В современной химической промышленности метан применяется не только для создания разных видов пластмасс, но и для производства каучука, спирта и различных органических кислот. Природный газ позволил создавать множество химических веществ, которых нет в природе. Так, например, появился полиэтилен.
Топливо из газа
Природный газ – превосходное топливо, которое используется для бытовых нужд и в промышленности. Его главная ценность – экологичность, поскольку горючее получается из минеральных веществ. При сгорании газа выделяется наименьшее количество вредных веществ, если сравнивать его с иными видами топлива. По этим причинам природный газ является одним из наилучших источников энергии для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей.