گازهای طبیعی از منابع مهم انرژی در جهان امروز به‌شمار می روند که نقش قابل توجهی در تامین سوخت، تولید برق و توسعه صنعتی دارند. گازهای طبیعی از ترکیبات هیدروکربنی به ویژه متان تشکیل شده اند و به دلیل آلایندگی کمتر نسبت به سایر سوخت های فسیلی، به عنوان یک گزینه پاک و پایدار شناخته می شوند.
انواع گاز طبیعی شامل: گاز طبیعی خام، گاز طبیعی مایع شده (LNG)، گاز فشرده شده (CNG)، بیوگاز، گاز سنتز، گاز شیل و… هستند. هر یک از این انواع گاز طبیعی با توجه به روش استخراج، نحوه ذخیره سازی و کاربرد نهایی در بخش های مختلف از صنعت و حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند.
شناخت این گازها و قابلیت های آن ها، زمینه ساز استفاده کارآمد از منابع انرژی و حرکت به سوی توسعه پایدار است. بیایید در این مقاله همراه ما باشید تا شما را با انواع گاز طبیعی و کاربردهایی که دارند آشنا کنیم.
پیشنهاد مطالعه :
| نوع گاز طبیعی | مشخصات کلیدی | کاربرد اصلی |
|---|---|---|
| گاز طبیعی | بیش از 90% متان، سوخت پاک‌تر نسبت به زغال‌سنگ و نفت | تولید برق، گرمایش، پخت‌وپز، خوراک پتروشیمی |
| گاز طبیعی فشرده (CNG) | گاز طبیعی تحت فشار 200-250 بار، ایمنی بالا | سوخت خودروها، اتوبوس‌ها و ماشین‌آلات |
| گاز طبیعی مایع (LNG) | مایع‌سازی در دمای -162°C، حجم 1/600 گاز | حمل و نقل بین‌المللی، ذخیره‌سازی بلندمدت |
| مایعات گاز طبیعی (NGLs) | اتان، پروپان، بوتان، پنتان | خوراک پتروشیمی، تولید LPG و افزودنی سوخت |
| گاز مایع (LPG) | مخلوط پروپان و بوتان، مایع تحت فشار کم | پخت‌وپز، گرمایش، خودروهای دوگانه‌سوز |
| گاز شیرین | فاقد H₂S و CO₂، غیرخورنده و ایمن‌تر | مصرف خانگی و صنعتی، خطوط لوله و پتروشیمی |
| گاز شهری (قدیمی) | حاوی H₂، متان و CO، ارزش حرارتی کمتر | پخت‌وپز و گرمایش در گذشته |
| گاز سنتز (Syngas) | ترکیب H₂ و CO، گازی سمی و قابل اشتعال | تولید آمونیاک، متانول، سوخت مصنوعی |
| گاز ساختگی | تولید مصنوعی از زغال‌سنگ یا نفتا، مشابه گاز طبیعی | جایگزین گاز طبیعی در مناطق بدون دسترسی |
| گاز مشعل | گازهای اضافی صنایع نفت و گاز، ترکیب متغیر | سوزاندن جهت ایمنی، در حال بازیافت برای انرژی |
گاز طبیعی چیست؟
گاز طبیعی یکی از مهم ترین منابع انرژی فسیلی است که به طور طبیعی در زیر زمین و در لایه های سنگی و مخازن نفتی یافت می شود. گاز طبیعی از متان (CH₄) تشکیل شده و در کنار آن مقادیر کمی از اتان، پروپان، بوتان و گازهای دیگر نیز وجود دارد.
گاز طبیعی به دلیل سوختن پاک نسبت به زغال سنگ و نفت به عنوان گزینه ای کم ضرر برای محیط زیست شناخته می شود که از آن برای تولید برق، گرمایش، پخت و پز و همچنین به عنوان سوخت در وسایل نقلیه استفاده می‌شود و نقش مهمی در صنعت و زندگی روزمره دارد.
همچنین استفاده از گازهای طبیعی می‌تواند به کاهش آلودگی هوا و حفاظت از محیط زیست کمک شایانی کند.
معرفی انواع گاز طبیعی
گاز طبیعی از منابع اصلی تامین انرژی در جهان است که انواع مختلفی برای مصرف های مختلف دارد. هر نوع گاز طبیعی با توجه به ترکیب و کاربردی که دارند ویژگی های خاصی دارند که در ادامه برخی از انواع گاز طبیعی را به شما معرفی می کنیم.
گاز ساختگی
گازی ساختگی گازیست که به صورت مصنوعی و از منابع غیرنفتی تولید می‌شود و خواصی مشابه گاز طبیعی دارد. این گاز معمولا از گاز سازی زغال سنگ یا از مواد نفتی سنگین به دست می آید.
مشخصات گاز ساختگی:
- عمده ترکیب آن را متان (CH4) تشکیل می‌دهد.
- ارزش حرارتی آن در مقایسه با گاز سنتز بسیار بالاتر است، به همین دلیل می تواند جایگزین مناسبی برای گاز طبیعی باشد.
- این گاز بی بو و بی رنگ است و برای تشخیص نشت، به آن مواد بودار کننده اضافه می کنند.
کاربرد گاز ساختگی:
- جایگزین گاز طبیعی در مناطقی که دسترسی به منابع طبیعی محدود است.
- در صنایع و مصارف خانگی برای تولید گرما و برق کاربرد دارد
گاز سنتز
گاز سنتز، مخلوطی از گازهای هیدروژن (H2) و مونوکسید کربن (CO) است که ممکن است مقادیر کمی دی‌اکسید کربن (CO2) و بخار آب نیز داشته باشد. این گاز از واکنش های شیمیایی با استفاده از مواد اولیه کربن دار مانند: گاز طبیعی، زغال سنگ، نفتا، بیومس و حتی پسماندهای آلی تولید می شود.
نفتا: مایع سبک نفتی که از تقطیر نفت خام به دست می آید گفته می شود. ترکیبی از هیدروکربن های سبک با زنجیره های کربنی ۵ تا ۱۲ کربن است.
مشخصات گاز سنتر:
- از هیدروژن و مونوکسید کربن تشکیل شده است.
- این گاز سمی است و باید با احتیاط زیاد با آن کار کرد.
- قابل اشتعال است.
کاربرد گاز سنتر:
- اصلی ترین کاربرد گاز سنتر به عنوان خوراک میانی برای تولید و ساخت محصولات شیمیایی ارزشمند مانند آمونیاک برای کودها، متانول برای سوخت و مواد شیمیایی و سوخت های مصنوعی بنزین و گازوئیل و.. است.
- در صنایع مختلف از جمله پالایش نفت، هیدروژن زدایی و سلول های سوختی استفاده می شود.
- به عنوان سوخت در توربین های گازی یا موتورهای احتراق داخلی برای تولید برق و گرما به کار رود.
گاز شهری
گاز شهری به گازی اطلاق می‌شود که در گذشته و در برخی مناطق خاص هنوز هم از طریق شبکه لوله کشی به خانه ها و صنایع تحویل داده میشد. این گاز از زغال سنگ یا نفتا تولید می شود و ترکیب آن با گاز طبیعی امروزی متفاوت است. در ایران، گازی که از طریق خط لوله به مشترکین شهرها عرضه می شود، گاز طبیعی است و ترکیب آن با گاز شهری سنتی متفاوت است.
مشخصات گاز شهری:
- حاوی ترکیبات مختلفی مانند هیدروژن حدود 50%، متان 20-30%، مونوکسید کربن 7-17%، دی اکسید کربن، نیتروژن و مقادیر کمی ناخالصی نظیر بخار آب، آمونیاک و ترکیبات گوگردی است.
- به دلیل وجود مونوکسید کربن، سمی است.
- برای تشخیص نشت، به آن مواد بودار کننده اضافه می شود.
- ارزش حرارتی کمتری نسبت به گاز طبیعی خالص دارد.
کاربرد گاز شهری:
- در گذشته به عنوان سوخت برای پخت و پز، گرمایش و روشنایی در منازل و صنایع استفاده میشد.
گاز شیرین
گاز شیرین به گازی گفته می شود که حاوی مقادیر بسیار کم یا بدون ترکیبات اسیدی مانند: سولفید هیدروژن (H2S) و دی اکسید کربن (CO2) می باشد. در مقابل، گازی که حاوی این ترکیبات باشد، گاز ترش نامیده می‌شود. فرآیند حذف این ترکیبات را شیرین سازی گاز می نامند.
مشخصات گاز شیرین:
- فاقد یا دارای مقادیر ناچیز از ترکیبات گوگردی و دی اکسید کربن است.
- به دلیل عدم وجود H2S، کمتر خورنده است و به تجهیزات خطوط لوله و فرآوری آسیب نمی رساند.
- H2S گازی بسیار سمی و خطرناک است، بنابراین گاز شیرین ایمنی بیشتری برای حمل و نقل و مصرف دارد.
- پس از جداسازی هیدروکربن های سنگین، می‌تواند مستقیما برای مصرف آماده شود.
کاربرد گاز شیرین:
- مصرف خانگی و صنعتی دارد.
- در بسیاری از فرآیندهای پتروشیمی که به گاز طبیعی به عنوان خوراک نیاز دارند، استفاده از گاز شیرین ضروری است.
- به دلیل عدم خورندگی و ایمنی بیشتر، برای حمل و نقل در خطوط لوله و ذخیره سازی ترجیح داده می شود.
گاز طبیعی
گاز طبیعی یک سوخت فسیلی و منبع انرژی تجدید ناپذیر است که در زیر زمین و در کنار ذخایر نفت یا به صورت مستقل یافت می شود. این گاز طی میلیون ها سال از تجزیه مواد آلی که عمدتا میکروارگانیسم های دریایی هستند تحت فشار و گرمای شدید در غیاب اکسیژن تشکیل شده است.
مشخصات گاز طبیعی:
- گاز طبیعی از متان (CH4) بیش از 90% تشکیل شده است. مقادیر کمتری از اتان، پروپان، بوتان و سایر هیدروکربن ها نیز در آن وجود دارد.
- در حالت خالص این گاز بی رنگ و بی بو است. برای ایمنی، به آن مواد بودار کننده مرکاپتان اضافه می کنند تا در صورت نشت قابل تشخیص باشد.
- در صورت نشت به سرعت در هوا پخش می شود، که از نظر ایمنی مزیت محسوب می شود.
- در مقایسه با سایر سوخت های فسیلی در هنگام سوختن مانند زغال سنگ، انتشار دی اکسید کربن و آلاینده های دیگر، آلودگی کمتری دارد.
کاربرد گاز طبیعی:
- اصلی ترین کاربرد آن در نیروگاه های حرارتی برای تولید برق است.
- برای پخت و پز، گرمایش فضا، گرمایش آب و تهویه مطبوع در منازل و ساختمان های تجاری استفاده می شود.
- در بسیاری از صنایع به عنوان سوخت و خوراک کاربرد دارد. مثلا در پتروشیمی برای تولید کود و متانول استفاده می شود
- پس از فرآوری، به صورت گاز طبیعی فشرده (CNG) یا گاز طبیعی مایع (LNG) در وسایل نقلیه استفاده می شود.
گاز طبیعی فشرده
گاز طبیعی فشرده (CNG)، همان گاز طبیعی است که تحت فشارهای بسیار بالا حدود 200 تا 250 بار فشرده سازی قرار می گیرند و در مخازن مقاوم ذخیره می شوند. این فرآیند باعث کاهش حجم گاز و افزایش چگالی انرژی آن می شود، بدون اینکه تغییر فاز به مایع داشته باشد.
مشخصات گاز طبیعی فشرده:
- همانند گاز طبیعی، بیشتر ان متان است.
- در صورت نشت به سرعت پراکنده می شود، که ایمنی بالاتری نسبت به گاز مایع (LPG) که سنگین تر از هواست دارد.
- انتشار آلاینده های کمتری نسبت به بنزین و گازوئیل دارد.
کاربرد گاز طبیعی فشرده:
- اصلی ترین کاربرد گاز طبیعی فشرده به عنوان سوخت جایگزین برای بنزین و دیزل در خودرو ها، اتوبوس ها و تاکسی هاست.
- در برخی ماشین آلات کشاورزی و صنعتی به عنوان سوخت استفاده می شود.
- به دلیل قیمت کمتر و آلودگی کمتر، به کاهش آلودگی هوا و هزینه های سوخت کمک می کند.
مایعات گاز طبیعی
مایعات گاز طبیعی (NGLs)، هیدروکربن های سنگین تری مانند: اتان، پروپان، بوتان، پنتان هستند که به طور طبیعی در جریان گاز طبیعی خام وجود دارند و در فرآیند پالایش و جداسازی از متان جدا می شوند. این مایعات در دما و فشار محیط به صورت مایع هستند یا به راحتی مایع می شوند.
مشخصات مایعات گاز طبیعی:
- مایعات گاز طبیعی شامل: اتان (C2H6)، پروپان (C3H8)، بوتان (C4H10)، ایزوبوتان و پنتان های سنگین هستند.
- برخلاف متان که باید برای مایع شدن بسیار سرد شود، NGLs در دما و فشار نسبتا بالا به صورت مایع هستند.
- ارزش حرارتی بالاتری نسبت به متان دارند.
کاربرد مایعات گاز طبیعی:
- اتان، پروپان و بوتان اجزای حیاتی برای صنایع پتروشیمی هستند که به عنوان خوراک برای تولید پلاستیک ها، پلیمرها و سایر محصولات شیمیایی استفاده می شوند.
- مخلوط پروپان و بوتان به عنوان گاز مایع (LPG) برای مصارف خانگی، تجاری و صنعتی به فروش می رسد.
- پنتان ها و هیدروکربن های سنگین به عنوان افزودنی به بنزین استفاده می شوند.
گاز طبیعی مایع
گاز طبیعی مایع (LNG)، همان گاز طبیعی است که با سرد کردن آن تا دمای بسیار پایین حدود منفی 162 درجه سانتی‌گراد به حالت مایع تبدیل می شود. این فرآیند باعث کاهش حجم آن به حدود 1/600 حجم اولیه گاز می شود.
مشخصات گاز طبیعی مایع:
- با سرد کردن شدید به مایع تبدیل می شود.
- کاهش چشمگیر حجم گاز، امکان حمل و نقل و ذخیره سازی مقدار بیشتری از گاز را فراهم می‌کند.
- در حالت مایع خالص بی رنگ، بی بو و غیر سمی است.
- چگالی انرژی آن بالا است که آن را برای حمل و نقل در مسافت های طولانی مقرون به صرفه می کند.
کاربرد گاز طبیعی مایع:
- برای ذخیره سازی مقادیر زیاد گاز و جبران کمبود عرضه در فصل سرد سال یا زمان های پیک مصرف استفاده می شود.
- برای حمل و نقل بین المللی از طریق کشتی های مخصوص و کامیون ها کاربرد دارد.
- پس از گاز سازی مجدد به گاز طبیعی تبدیل می شود و در نیروگاه ها و مصارف صنعتی و خانگی به کار می رود.
گاز مایع
گاز مایع (LPG) مخلوطی از پروپان و بوتان است که تحت فشار پایین به حالت مایع در می‌آید. گاز مایع به عنوان محصول جانبی در فرآیند پالایش نفت خام یا در حین فرآورش گاز طبیعی به دست می‌آید که در واقع همان مایعات گاز طبیعی هستند.
مشخصات گاز مایع:
- این گاز از پروپان و بوتان شکل می گیرد که نسبت این دو گاز بسته به منطقه و کاربرد می تواند متفاوت باشد.
- تحت فشار پایین و در دمای محیط به مایع تبدیل می شود که ذخیره سازی و حمل و نقل آن را آسان می کند.
- در صورت نشت، برخلاف متان، در سطح زمین جمع می شود که خطرات خاص خود را دارد.
- یک سوخت با ارزش حرارتی بالا و پاک است.
- مانند سایر گازها، در حالت خالص بی بو است و برای تشخیص نشت، به آن مواد بودار کننده اضافه می کنند.
کاربرد گاز مایع:
- سوخت رایج برای پخت و پز، گرمایش آب و فضای داخلی کپسول‌های گاز استفاده می شود.
- در رستوران ها، صنایع کوچک و بزرگ برای گرمایش، تولید بخار و فرآیند های صنعتی کاربرد دارد.
- به عنوان سوخت جایگزین برای بنزین در خودروهای دوگانه سوز استفاده می شود.
- برای گرمایش گلخانه ها و خشک کن های غلات کاربرد دارد.
- پروپان و بوتان به عنوان خوراک در صنایع پتروشیمی برای تولید مواد شیمیایی و پلاستیک ها استفاده می‌شوند.
گاز مشعل
گاز مشعل به گازهای اضافی یا ناخواسته اطلاق می شود که در صنایع نفت و گاز، پالایشگاه ها و تاسیسات فرآورش شیمیایی تولید می شوند و به جای استفاده یا بازیافت، به سمت یک مشعل بلند هدایت شده و سوزانده می شوند، این عمل مشعل سوزی نامیده می‌شود.
مشخصات گاز مشعل:
- ترکیب گاز مشعل بسیار متغیر است و به منبع تولید آن بستگی دارد. می‌تواند حاوی متان، اتان، پروپان، بوتان، سولفید هیدروژن، دی‌اکسید کربن و سایر هیدروکربن ها باشد.
- مشعل سوزی گازهای حاوی متان و سایر هیدروکربن ها منجر به انتشار گازهای گلخانه ای و آلاینده های هوا می‌شود.
کاربرد گاز مشعل:
- اصلی ترین کاربرد گاز مشعل، مدیریت ایمنی و جلوگیری از تجمع گازهای قابل اشتعال یا سمی است.
- از نظر زیست محیطی و اقتصادی، سوزاندن گاز مشعل یک اتلاف منابع محسوب می شود.
- امروزه تلاش های زیادی برای جمع آوری و بازیافت گاز مشعل و تبدیل آن به برق، CNG، یا تزریق مجدد به خطوط لوله صورت می گیرد تا از هدر رفتن این منبع انرژی و آلودگی محیط زیست جلوگیری شود.
کاربرد گاز طبیعی چیست؟
گاز طبیعی به‌عنوان یک منبع انرژی پاک، فراوان و مقرون به صرفه، نقش مهمی در تامین نیازهای انرژی در بخش های مختلف دارد. این گاز به دلیل احتراق کامل و آلایندگی کمتر، در بسیاری از صنایع و کاربردهای خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. از کاربردهای اصلی گاز طبیعی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید برق در نیروگاه ها
- سوخت CNG برای وسایل نقلیه
- گرمایش خانگی و صنعتی و تجاری
- پخت و پز در منازل و رستوران ها
- تولید بخار در کارخانه ها و پالایشگاه ها
- خوراک اولیه در صنایع پتروشیمی مثل: تولید آمونیاک، متانول، کود شیمیایی
- خشک کردن محصولات کشاورزی و غذایی
آشنایی با گاز طبیعی و مزایای آن
گاز طبیعی، سوختی فسیلی و منبع انرژی پاک است که در اعماق زمین پیدا می شود. این منبع حیاتی، نقشی اساسی در تولید برق، گرمایش خانه ها و صنایع ایفا می کند. بهره برداری از گاز طبیعی به دلیل انتشار کمتر آلاینده ها نسبت به سایر سوخت های فسیلی، به عنوان گامی مهم در جهت انرژی های پاک شناخته می شود. از مزایای گاز طبیعی می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.
- سوختی پاک با آلایندگی کمتر نسبت به نفت و زغال سنگ
- در دسترس بودن در بسیاری از مناطق جهان
- مقرون به صرفه و دارای بازده بالا
- قابل استفاده در بخش های مختلف: خانگی، صنعتی، حمل و نقل
- تولید دی‌اکسید کربن و گازهای گلخانه ای کمتر
- ایمنی بیشتر به دلیل سبک بودن، اما در صورت نشت به سرعت پخش می‌شود
- امکان تبدیل به شکل های دیگر مانند CNG و LNG
- نقش موثر در تولید برق و کاهش وابستگی به سوخت های جامد
کلام آخر
آشنایی با گاز طبیعی نشان می‌دهد که این منبع نه تنها برای تولید برق و گرمایش خانه‌ها و صنایع به کار می‌رود، بلکه به عنوان خوراک مهمی در صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به چالش های زیست محیطی و آشنایی با گاز طبیعی و مزایای آن در کاهش انتشار کربن، اهمیت بسزایی دارد.
این سوخت، پلی میان انرژی های فسیلی و آینده ای سبز محسوب می‌شود و نقشی کلیدی در گذار به سیستم های انرژی پایدار ایفا می کند.
