कारों के लिए ईंधन। तरलीकृत, संपीड़ित गैस। गैस संपीड़न

गैसों (फैलाव, मिश्रण, वायवीय परिवहन, सुखाने, अवशोषण, आदि) के उपयोग से जुड़ी उत्पादन प्रक्रियाओं में, बाद की गति और संपीड़न सामान्य नाम रखने वाली मशीनों द्वारा उन्हें प्रदान की गई ऊर्जा के कारण होता है। दबाव. एक ही समय में, संपीड़न संयंत्रों की उत्पादकता प्रति घंटे हजारों घन मीटर तक पहुंच सकती है, और दबाव 10-8-103 एटीएम के भीतर भिन्न होता है, जिससे मशीनों के विभिन्न प्रकार और डिजाइनों को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जाता है, संपीड़ित और दुर्लभ गैसें। उच्च दबाव बनाने के लिए डिज़ाइन की गई मशीनों को कम्प्रेसर कहा जाता है, और वे मशीनें जो वैक्यूम बनाने का काम करती हैं, कहलाती हैं वैक्यूम पंप.

संपीड़न मशीनों को मुख्य रूप से दो मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: संचालन का सिद्धांत और संपीड़न की डिग्री। दबाव अनुपातमशीन के आउटलेट पर अंतिम गैस के दबाव का अनुपात है आर 2 से प्रारंभिक प्रवेश दबाव पी 1 (अर्थात पी 2 /पी 1).

ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, संपीड़न मशीनों को पिस्टन, ब्लेड (केन्द्रापसारक और अक्षीय), रोटरी और जेट में विभाजित किया गया है।

संपीड़न की डिग्री के अनुसार, वे भेद करते हैं:

- कम्प्रेसर एक संपीड़न अनुपात के साथ उच्च दबाव बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है आर 2 /आर 1 > 3;

- गैस ब्लोअर गैस पाइपलाइन नेटवर्क के उच्च प्रतिरोध के साथ गैसों को स्थानांतरित करते थे, जबकि 3 > पी 2 /पी 1 >1,15;

- पंखे बड़ी मात्रा में गैस को पर ले जाते थे पी 2 /पी 1 < 1,15;

- वैक्यूम पंप जो कम दबाव (वायुमंडलीय दबाव से नीचे) वाले स्थान से गैस चूसते हैं और इसे उच्च (वायुमंडलीय से ऊपर) या वायुमंडलीय दबाव वाले स्थान में पंप करते हैं।

किसी भी संपीड़न मशीन का उपयोग वैक्यूम पंप के रूप में किया जा सकता है; पारस्परिक और रोटरी मशीनों द्वारा एक गहरा वैक्यूम बनाया जाता है।

तरल पदार्थ छोड़ने के विपरीत, गैसों के भौतिक गुण कार्यात्मक रूप से तापमान और दबाव पर निर्भर होते हैं; गैसों की गति और संपीड़न की प्रक्रियाएं आंतरिक थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं से जुड़ी होती हैं। कम दबाव और तापमान के अंतर पर, कम वेग पर उनके आंदोलन के दौरान गैसों के भौतिक गुणों में परिवर्तन और वायुमंडलीय के करीब दबाव महत्वहीन होते हैं। इससे उनका वर्णन करने के लिए हाइड्रोलिक्स के सभी बुनियादी प्रावधानों और कानूनों का उपयोग करना संभव हो जाता है। हालांकि, सामान्य परिस्थितियों से विचलित होने पर, विशेष रूप से गैस संपीड़न के उच्च स्तर पर, हाइड्रोलिक्स के कई पदों में परिवर्तन होता है।

1. गैस संपीड़न प्रक्रिया की थर्मोडायनामिक नींव

स्थिर दबाव पर गैस की मात्रा में परिवर्तन पर तापमान का प्रभाव, जैसा कि ज्ञात है, गे-लुसाक कानून द्वारा निर्धारित किया जाता है, अर्थात, पर पी= स्थिरांक किसी गैस का आयतन उसके तापमान के समानुपाती होता है:

कहाँ पे वी 1 और वी 2 - तापमान पर क्रमशः गैस की मात्रा टी 1 और टी 2 केल्विन पैमाने पर व्यक्त किया गया।

विभिन्न तापमानों पर गैस की मात्रा के बीच संबंध को संबंध द्वारा दर्शाया जा सकता है

, (4.1)

कहाँ पे वीतथा वी 0 - गैस की अंतिम और प्रारंभिक मात्रा, मी 3; टीतथा टी 0 - अंतिम और प्रारंभिक गैस तापमान, °С;β टी- वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के सापेक्ष गुणांक, डिग्री। -एक ।

तापमान के आधार पर गैस के दबाव में परिवर्तन:

, (4.2)

कहाँ पे आरतथा आर 0 - अंतिम और प्रारंभिक गैस दबाव, पा;β आर- दबाव का सापेक्ष तापमान गुणांक, डिग्री। -एक ।

गैस का द्रव्यमान एममात्रा में परिवर्तन के रूप में स्थिर रहता है। यदि ρ 1 और ρ 2 गैस की दो तापमान अवस्थाओं के घनत्व हैं, तो
तथा
या
, अर्थात। स्थिर दाब पर किसी गैस का घनत्व उसके परम ताप के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

बॉयल-मैरियट नियम के अनुसार, समान तापमान पर गैस के विशिष्ट आयतन का गुणनफल होता है वीइसके दबाव के मूल्य पर आरएक स्थिर मूल्य है पीवी= स्थिरांक इसलिए, स्थिर तापमान पर
, एक
अर्थात् गैस का घनत्व दाब के समानुपाती होता है, क्योंकि
.

गे-लुसाक समीकरण को देखते हुए, कोई गैस के तीन मापदंडों से संबंधित संबंध प्राप्त कर सकता है: दबाव, विशिष्ट मात्रा और इसका पूर्ण तापमान:

. (4.3)

अंतिम समीकरण कहा जाता है क्लेपेरॉन के समीकरण. सामान्य रूप में:

या
, (4.4)

कहाँ पे आरगैस स्थिरांक है, जो समदाब रेखीय में एक आदर्श गैस के इकाई द्रव्यमान द्वारा किया गया कार्य है ( पी= कास्ट) प्रक्रिया; जब तापमान में 1° का परिवर्तन होता है, गैस स्थिरांक आर J/(kgdeg) का आयाम है:

, (4.5)

कहाँ पे मैं आरस्थिर दबाव, J/kg पर 1 किलो आदर्श गैस द्वारा किए गए आयतन परिवर्तन का विशिष्ट कार्य है।

इस प्रकार, समीकरण (4.4) एक आदर्श गैस की अवस्था को दर्शाता है। 10 एटीएम से अधिक गैस के दबाव में, इस अभिव्यक्ति का उपयोग गणना में त्रुटि का परिचय देता है ( पीवी≠आर टी), इसलिए सूत्रों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है जो वास्तविक गैस के दबाव, मात्रा और तापमान के बीच संबंधों का अधिक सटीक वर्णन करते हैं। उदाहरण के लिए, वैन डेर वाल्स समीकरण:

, (4.6)

कहाँ पे आर= 8314/एम- गैस स्थिरांक, J/(kg K); एमगैस का आणविक भार है, किग्रा / किमी; एकतथा में -मात्राएँ जो किसी दी गई गैस के लिए स्थिर हैं।

मात्रा एकतथा मेंमहत्वपूर्ण गैस मापदंडों से गणना की जा सकती है ( टीकेआर और आरकरोड़):

;
. (4.7)

उच्च दबाव पर, मान ए/वी 2 (वैन डेर वाल्स समीकरण में अतिरिक्त दबाव) दबाव की तुलना में छोटा है पीऔर इसे उपेक्षित किया जा सकता है, फिर समीकरण (4.6) वास्तविक ड्यूप्रे गैस की स्थिति के समीकरण में बदल जाता है:

, (4.8)

जहां मूल्य मेंकेवल गैस के प्रकार पर निर्भर करता है और तापमान और दबाव से स्वतंत्र होता है।

व्यवहार में, इसकी विभिन्न अवस्थाओं में गैस के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, थर्मोडायनामिक आरेखों का अधिक बार उपयोग किया जाता है: टी–एस(तापमान-एन्ट्रॉपी), पी-आई(एंथैल्पी पर दबाव की निर्भरता), पी–वी(मात्रा पर दबाव की निर्भरता)।

चित्र 4.1 - टी-एसआरेख

आरेख पर सभी गैस पैरामीटर टी-एस 1 किलो गैस कहा जाता है।

चूंकि थर्मोडायनामिक परिभाषा के अनुसार
, तो गैस की स्थिति में परिवर्तन की गर्मी
. इसलिए, गैस की अवस्था में परिवर्तन का वर्णन करने वाले वक्र के नीचे का क्षेत्र संख्यात्मक रूप से राज्य में परिवर्तन की ऊर्जा (ऊष्मा) के बराबर होता है।

किसी गैस के प्राचलों को बदलने की प्रक्रिया को उसकी अवस्था बदलने की प्रक्रिया कहते हैं। गैस की प्रत्येक अवस्था को मापदंडों की विशेषता होती है पी,वीतथा टी. गैस की स्थिति बदलने की प्रक्रिया में, सभी पैरामीटर बदल सकते हैं या उनमें से एक स्थिर रहता है। इस प्रकार, स्थिर आयतन पर होने वाली प्रक्रिया कहलाती है आइसोकोरिक, लगातार दबाव पर - समदाब रेखीय, और स्थिर तापमान पर इज़ोटेर्माल. जब, गैस और पर्यावरण के बीच ऊष्मा विनिमय के अभाव में (गर्मी को न तो हटाया जाता है और न ही आपूर्ति की जाती है), गैस के तीनों पैरामीटर बदल जाते हैं ( पी,वी,टी) में विस्तार या संकुचन प्रक्रिया , प्रक्रिया कहा जाता है स्थिरोष्म, और जब गैस मापदंडों में परिवर्तन निरंतर आपूर्ति या गर्मी को हटाने के साथ होता है – बहुउष्णकटिबंधीय.

बदलते दबाव और आयतन के साथ, पर्यावरण के साथ गर्मी विनिमय की प्रकृति के आधार पर, संपीड़न मशीनों में गैस की स्थिति में परिवर्तन इज़ोटेर्मली, एडियाबेटिक और पॉलीट्रोपिक रूप से हो सकता है।

पर इज़ोटेर्मालप्रक्रिया, गैस की स्थिति में परिवर्तन बॉयल-मैरियोट कानून का पालन करता है:

पीवी =स्थिरांक

आरेख पर पी-वीइस प्रक्रिया को अतिपरवलय द्वारा दर्शाया गया है (चित्र 4.2)। काम 1 किलो गैस मैंछायांकित क्षेत्र द्वारा ग्राफिक रूप से दर्शाया गया है, जो बराबर है
, अर्थात।

या
. (4.9)

1 किलो गैस के इज़ोटेर्मल संपीड़न के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा और जिसे ठंडा करके हटाया जाना चाहिए ताकि गैस का तापमान स्थिर रहे:

, (4.10)

कहाँ पे सी वीतथा सी आरक्रमशः स्थिर आयतन और दबाव पर गैस की विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ हैं।

आरेख पर टी-एसदबाव से गैस के इज़ोटेर्मल संपीड़न की प्रक्रिया आर 1 से दबाव आर 2 को एक सीधी रेखा के रूप में दिखाया गया है अबआइसोबार के बीच खींचा गया आर 1 और आर 2 (चित्र। 4.3)।

संपीड़न के कार्य के समतुल्य ऊष्मा को चरम कोटि और सीधी रेखा से घिरे क्षेत्र द्वारा दर्शाया जाता है अब, अर्थात।

. (4.11)

चित्र 4.4 - आरेख में गैस संपीड़न प्रक्रिया
:

ए एक रुद्धोष्म प्रक्रिया है;

बी - इज़ोटेर्मल प्रक्रिया

पर स्थिरोष्मगैस संपीड़न की प्रक्रिया में, इसकी आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के कारण इसकी स्थिति में परिवर्तन होता है, और इसके परिणामस्वरूप, तापमान में परिवर्तन होता है।

सामान्य रूप में, रुद्धोष्म प्रक्रम के समीकरण को व्यंजक द्वारा वर्णित किया जाता है:

, (4.12)

कहाँ पे
रुद्धोष्म सूचकांक है।

चित्रमय रूप से (चित्र। 4.4) आरेख पर यह प्रक्रिया पी-वीअंजीर की तुलना में एक तेज हाइपरबोला के रूप में दर्शाया गया है। 4.2., चूंकि क> 1.

अगर स्वीकार करें

, फिर
. (4.13)

क्यों कि
तथा आर= स्थिरांक, परिणामी समीकरण को अलग तरीके से व्यक्त किया जा सकता है:

या
. (4.14)

उपयुक्त परिवर्तनों से, कोई अन्य गैस मापदंडों के लिए निर्भरता प्राप्त कर सकता है:

;
. (4.15)

इस प्रकार, इसके रुद्धोष्म संपीड़न के अंत में गैस का तापमान

. (4.16)

रुद्धोष्म प्रक्रम में 1 किग्रा गैस द्वारा किया गया कार्य:

. (4.17)

किसी गैस के रुद्धोष्म संपीडन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा व्यय किए गए कार्य के बराबर होती है:

संबंधों को ध्यान में रखते हुए (4.15), रुद्धोष्म प्रक्रिया में गैस संपीड़न पर कार्य

. (4.19)

रुद्धोष्म संपीड़न की प्रक्रिया को गैस और पर्यावरण के बीच ऊष्मा विनिमय की पूर्ण अनुपस्थिति की विशेषता है, अर्थात। डीक्यू = 0, और डीएस = डीक्यू/टी, इसीलिए डीएस = 0.

इस प्रकार, रुद्धोष्म गैस संपीड़न की प्रक्रिया एक स्थिर एन्ट्रापी पर आगे बढ़ती है ( एस= स्थिरांक)। आरेख पर टी-एसइस प्रक्रिया को एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया जाता है अब(चित्र। 4.5)।

चित्र 4.5 - आरेख पर गैस संपीड़न प्रक्रियाओं की छवि टी-एस

यदि संपीड़न प्रक्रिया के दौरान एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया (जो सभी वास्तविक संपीड़न प्रक्रियाओं में होती है) के लिए आवश्यक से कम मात्रा में जारी की गई गर्मी को हटा दिया जाता है, तो खर्च किया गया वास्तविक कार्य इज़ोटेर्मल संपीड़न से अधिक होगा, और एडियाबेटिक से कम होगा:

, (4.20)

कहाँ पे एमपॉलीट्रोपिक इंडेक्स है, क>एम>1 (हवा के लिए एम
).

पॉलीट्रोपिक इंडेक्स का मूल्य एमगैस की प्रकृति और पर्यावरण के साथ ताप विनिमय की स्थितियों पर निर्भर करता है। शीतलन के बिना संपीड़न मशीनों में, पॉलीट्रोपिक एक्सपोनेंट एडियाबेटिक एक्सपोनेंट से अधिक हो सकता है ( एम>क), यानी, इस मामले में प्रक्रिया सुपरडायबेटिक के साथ आगे बढ़ती है।

गैसों के विरलन पर खर्च किए गए कार्य की गणना उन्हीं समीकरणों का उपयोग करके की जाती है, जो गैसों को संपीड़ित करने पर किए गए कार्य के रूप में होती हैं। फर्क सिर्फ इतना है आर 1 वायुमंडलीय दबाव से कम होगा।

पॉलीट्रोपिक संपीड़न प्रक्रियादबाव गैस आर 1 दबाव तक आर 2 अंजीर में। 4.5 को सीधे दर्शाया जाएगा एसी. 1 किलो गैस के पॉलीट्रोपिक संपीड़न के दौरान जारी गर्मी की मात्रा संख्यात्मक रूप से संपीड़न के विशिष्ट कार्य के बराबर होती है:

गैस संपीड़न अंत तापमान

. (4.22)

शक्ति,संपीड़न और गैसों के विरलीकरण के लिए संपीड़न मशीनों द्वारा खर्च, उनके प्रदर्शन, डिजाइन सुविधाओं, पर्यावरण के साथ गर्मी विनिमय पर निर्भर करता है।

सैद्धांतिक शक्ति गैस संपीड़न पर खर्च की गई
, उत्पादकता और संपीड़न के विशिष्ट कार्य द्वारा निर्धारित किया जाता है:

, (4.23)

कहाँ पे जीतथा वी- मशीन की द्रव्यमान और वॉल्यूमेट्रिक उत्पादकता, क्रमशः;
गैस का घनत्व है।

इसलिए, विभिन्न संपीड़न प्रक्रियाओं के लिए, सैद्धांतिक शक्ति इनपुट है:

; (4.24)

; (4.25)

, (4.26)

कहाँ पे - संपीड़न मशीन का बड़ा प्रदर्शन, चूषण की स्थिति में कमी।

खर्च की गई वास्तविक शक्ति कई कारणों से अधिक है; मशीन द्वारा खपत की गई ऊर्जा उससे अधिक है जो वह गैस में स्थानांतरित करती है।

संपीड़न मशीनों की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए, इस मशीन की तुलना उसी वर्ग की सबसे किफायती मशीन से की जाती है।

रेफ्रिजेरेटेड मशीनों की तुलना उन मशीनों से की जाती है जो दी गई परिस्थितियों में गैस को समतापीय रूप से संपीड़ित करती हैं। इस मामले में, दक्षता को इज़ोटेर्मल कहा जाता है, से:

, (4.27)

कहाँ पे एन- इस मशीन द्वारा खर्च की गई वास्तविक शक्ति।

यदि मशीनें बिना कूलिंग के काम करती हैं, तो उनमें गैस का संपीड़न एक पॉलीट्रोप के साथ होता है, जिसका घातांक एडियाबेटिक घातांक से अधिक होता है ( एम क) इसलिए, ऐसी मशीनों में खर्च की गई शक्ति की तुलना उस शक्ति से की जाती है जो मशीन गैस के एडियाबेटिक संपीड़न में खर्च करेगी। इन शक्तियों का अनुपात रुद्धोष्म दक्षता है:

. (4.28)

मशीन में यांत्रिक घर्षण से खोई हुई शक्ति को ध्यान में रखते हुए और यांत्रिक दक्षता को ध्यान में रखते हुए। - फर, संपीड़न मशीन के शाफ्ट पर शक्ति:

या
. (4.29)

इंजन की शक्ति की गणना दक्षता को ध्यान में रखकर की जाती है। इंजन ही और दक्षता। स्थानान्तरण:

. (4.30)

इंजन की स्थापित शक्ति को मार्जिन के साथ लिया जाता है (
):

. (4.31)

नरक का मान 0.930.97 से होता है; संपीड़न की डिग्री के आधार पर 0.640.78 का मान होता है; यांत्रिक दक्षता 0.850.95 के भीतर भिन्न होती है।

गैस जो पृथ्वी की आंतों से निकाली जाती है या अन्य हाइड्रोकार्बन के प्रसंस्करण का एक उत्पाद है, बाद में तरलीकृत या संपीड़ित रूप में उपयोग किया जा सकता है। संबंधित ईंधन के उपयोग के लिए दोनों विकल्पों की विशेषताएं क्या हैं?

तरलीकृत गैस क्या है?

नीचे तरलीकृतयह प्राकृतिक गैस को समझने की प्रथा है, जिसे प्रारंभिक, उचित गैसीय अवस्था से तरल अवस्था में स्थानांतरित किया जाता है - बहुत कम तापमान पर ठंडा करके, शून्य से 163 डिग्री सेल्सियस के क्रम में। ईंधन की मात्रा लगभग 600 गुना कम हो जाती है।

तरलीकृत गैस के परिवहन के लिए विशेष क्रायोजेनिक टैंकों के उपयोग की आवश्यकता होती है जो संबंधित पदार्थ के आवश्यक तापमान को बनाए रखने में सक्षम होते हैं। इस प्रकार के ईंधन का लाभ इसे उन जगहों पर पहुंचाने की क्षमता है जहां पारंपरिक गैस पाइपलाइन बिछाने में समस्या होती है।

तरलीकृत गैस को उसकी मूल स्थिति में बदलने के लिए भी विशेष बुनियादी ढांचे - रीगैसिफिकेशन टर्मिनलों की आवश्यकता होती है। माना प्रकार के ईंधन का प्रसंस्करण चक्र - निष्कर्षण, द्रवीकरण, परिवहन और पुन: गैसीकरण - उपभोक्ता के लिए गैस की अंतिम लागत में काफी वृद्धि करता है।

विचाराधीन ईंधन का उपयोग आमतौर पर उसी उद्देश्य के लिए किया जाता है जैसे प्राकृतिक गैस अपनी मूल अवस्था में - हीटिंग रूम के लिए, औद्योगिक उपकरण, बिजली संयंत्रों के कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए, रासायनिक उद्योग के कुछ क्षेत्रों में कच्चे माल के रूप में।

संपीड़ित प्राकृतिक गैस क्या है?

नीचे दबा हुआ, या दबा हुआ, यह प्राकृतिक गैस को समझने के लिए प्रथागत है, जो तरलीकृत गैस की तरह, तरल अवस्था में भी प्रस्तुत की जाती है, हालांकि, ईंधन के तापमान को कम करने से नहीं, बल्कि उस कंटेनर में दबाव बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है जिसमें इसे रखा जाता है। संपीड़ित गैस की मात्रा अपनी मूल अवस्था में ईंधन की तुलना में लगभग 200 गुना कम है।

उच्च दबाव का उपयोग करके प्राकृतिक गैस को तरल में परिवर्तित करना आमतौर पर इसके तापमान को कम करके द्रवीभूत करने वाले ईंधन से सस्ता होता है। माना प्रकार की गैस का परिवहन कंटेनरों में किया जाता है, एक नियम के रूप में, क्रायोसिस्टर्स की तुलना में कम तकनीकी रूप से जटिल। संबंधित प्रकार के ईंधन के पुन: गैसीकरण की आवश्यकता नहीं है: चूंकि यह उच्च दबाव में है, इसे टैंकों से निकालना आसान है - यह उन पर वाल्व खोलने के लिए पर्याप्त है। इसलिए, उपभोक्ता के लिए संपीड़ित गैस की लागत ज्यादातर मामलों में तरलीकृत ईंधन की तुलना में कम होती है।

संपीड़ित गैस का उपयोग अक्सर विभिन्न वाहनों में ईंधन के रूप में किया जाता है - कार, लोकोमोटिव, जहाज, विमान के गैस टरबाइन इंजन।

तुलना

तरलीकृत गैस और संपीड़ित गैस के बीच मुख्य अंतर यह है कि पहले प्रकार का ईंधन प्रारंभिक गैसीय पदार्थ के तापमान को कम करके प्राप्त किया जाता है, जो इसके तरल में परिवर्तन के साथ होता है। संपीड़ित गैस भी एक तरल ईंधन है, लेकिन इसे उच्च दबाव में एक कंटेनर में रखकर प्राप्त किया जाता है। पहले मामले में, गैस की प्रारंभिक मात्रा संसाधित एक (तरल में स्थानांतरित) से लगभग 600 गुना अधिक है, दूसरे मामले में, 200 गुना।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तरलीकृत गैस अक्सर "शास्त्रीय" प्राकृतिक गैस को संसाधित करके प्राप्त की जाती है, जिसे मुख्य रूप से मीथेन द्वारा दर्शाया जाता है। संपीडित ईंधन कई अन्य प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाली गैसों जैसे प्रोपेन या ब्यूटेन से भी बनते हैं।

तरलीकृत और संपीड़ित गैस के बीच के अंतर को निर्धारित करने के बाद, हम तालिका में निष्कर्षों को प्रतिबिंबित करेंगे।

मेज

गैस की रासायनिक संरचना। आवेदन पत्र

प्राकृतिक गैस का मुख्य भाग मीथेन (CH4) है - 98% तक। प्राकृतिक गैस की संरचना में भारी हाइड्रोकार्बन भी शामिल हो सकते हैं - मीथेन होमोलॉग्स:

ईथेन (सी 2 एच 6),

प्रोपेन (सी 3 एच 8),

ब्यूटेन (सी 4 एच 10),

साथ ही अन्य गैर-हाइड्रोकार्बन पदार्थ:

हाइड्रोजन (एच 2),

हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस),

कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2),

हीलियम (हि.)

शुद्ध प्राकृतिक गैस रंगहीन और गंधहीन होती है। गंध से रिसाव की पहचान करने में सक्षम होने के लिए, गैस में एक मजबूत अप्रिय गंध (तथाकथित गंधक) वाले पदार्थों की एक छोटी मात्रा को जोड़ा जाता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला गंधक एथिल मर्कैप्टन है।

हाइड्रोकार्बन अंश रासायनिक और पेट्रोकेमिकल उद्योगों के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है। वे व्यापक रूप से एसिटिलीन का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। एथेन के पायरोलिसिस से एथिलीन का उत्पादन होता है, जो कार्बनिक संश्लेषण के लिए एक महत्वपूर्ण उत्पाद है। प्रोपेन-ब्यूटेन अंश के ऑक्सीकरण के दौरान, एसीटैल्डिहाइड, फॉर्मलाडेहाइड, एसिटिक एसिड, एसीटोन और अन्य उत्पाद बनते हैं। Isobutane का उपयोग मोटर ईंधन के उच्च-ऑक्टेन घटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है, साथ ही isobutylene, सिंथेटिक रबर के निर्माण के लिए एक कच्चा माल। आइसोपेंटेन के डिहाइड्रोजनीकरण से आइसोप्रीन का उत्पादन होता है, जो सिंथेटिक रबर के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण उत्पाद है।

संपीडित प्राकृतिक गैस- गैसोलीन, डीजल ईंधन और प्रोपेन के बजाय मोटर ईंधन के रूप में प्रयुक्त संपीडित प्राकृतिक गैस।

प्राकृतिक गैस, किसी भी अन्य की तरह, एक कंप्रेसर के साथ संपीड़ित किया जा सकता है। इसी समय, उनके द्वारा कब्जा की गई मात्रा काफी कम हो जाती है। प्राकृतिक गैस परंपरागत रूप से 200-250 बार के दबाव में संकुचित होती है, जिसके परिणामस्वरूप मात्रा में 200-250 गुना की कमी होती है। भूमिगत इंजेक्शन के दौरान जलाशय (जलाशय के दबाव) के अंदर सही दबाव बनाए रखने के लिए, मुख्य गैस पाइपलाइनों के माध्यम से परिवहन के लिए गैस को संपीड़ित (संपीड़ित) किया जाता है, और संपीड़ित प्राकृतिक गैस का उत्पादन तरलीकृत प्राकृतिक गैस के उत्पादन में एक मध्यवर्ती कदम है। संपीडित प्राकृतिक गैस पारंपरिक ईंधन की तुलना में सस्ती है, और इसके दहन उत्पादों के कारण होने वाला ग्रीनहाउस प्रभाव पारंपरिक ईंधन की तुलना में कम है, इसलिए यह सुरक्षित है वातावरण. संपीड़ित प्राकृतिक गैस का भंडारण और परिवहन विशेष गैस भंडारण टैंकों में होता है। संपीड़ित प्राकृतिक गैस में बायोगैस मिलाने का भी उपयोग किया जाता है, जो वातावरण में कार्बन उत्सर्जन को कम करता है।

ईंधन के रूप में संपीड़ित प्राकृतिक गैस के कई फायदे हैं:

· मीथेन (प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक) हवा की तुलना में हल्का होता है और एक आकस्मिक रिसाव की स्थिति में जल्दी से वाष्पित हो जाता है, प्राकृतिक और कृत्रिम अवसादों में जमा होने वाले भारी प्रोपेन के विपरीत और एक विस्फोट का खतरा पैदा करता है।

· छोटी सांद्रता में विषाक्त नहीं;

धातुओं के क्षरण का कारण नहीं बनता है।

· संपीडित प्राकृतिक गैस डीजल सहित किसी भी पेट्रोलियम ईंधन से सस्ती होती है, लेकिन कैलोरी मान के मामले में उनसे आगे निकल जाती है।

· कम क्वथनांक न्यूनतम परिवेश के तापमान पर प्राकृतिक गैस के पूर्ण वाष्पीकरण की गारंटी देता है।

· प्राकृतिक गैस लगभग पूरी तरह से जल जाती है और कालिख नहीं छोड़ती, पर्यावरण को खराब करती है और दक्षता को कम करती है। हटाई गई ग्रिप गैसों में सल्फर अशुद्धियाँ नहीं होती हैं और चिमनी की धातु को नष्ट नहीं करती हैं।

· गैस से चलने वाले बॉयलरों के रखरखाव की परिचालन लागत भी पारंपरिक बॉयलरों की तुलना में कम होती है।

संपीड़ित प्राकृतिक गैस की एक अन्य विशेषता यह है कि प्राकृतिक गैस पर चलने वाले बॉयलरों की दक्षता अधिक होती है - 94% तक, इसे सर्दियों में (जैसे तेल और प्रोपेन-ब्यूटेन) गर्म करने के लिए ईंधन की खपत की आवश्यकता नहीं होती है।

प्राकृतिक गैस, अशुद्धियों से शुद्धिकरण के बाद संक्षेपण तापमान (-161.5 0 C) तक ठंडा होने पर, एक तरल में बदल जाती है जिसे कहा जाता है द्रवीकृत प्राकृतिक गैस. तरलीकृत गैस एक रंगहीन, गंधहीन तरल होती है, जिसका घनत्व पानी के घनत्व का आधा होता है। 75-99% में मीथेन होता है। क्वथनांक -158 ... -163 0 सी। तरल अवस्था में, यह गैर-ज्वलनशील, गैर विषैले, गैर-आक्रामक है। उपयोग के लिए, यह अपनी मूल स्थिति में वाष्पीकरण के अधीन है। जब वाष्प को जलाया जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प उत्पन्न होते हैं। द्रवीकरण के दौरान गैस की मात्रा 600 गुना कम हो जाती है, जो इस तकनीक के मुख्य लाभों में से एक है। द्रवीकरण प्रक्रिया चरणों में होती है, जिनमें से प्रत्येक में गैस को 5-12 बार संपीड़ित किया जाता है, फिर ठंडा किया जाता है और अगले चरण में स्थानांतरित किया जाता है। वास्तविक द्रवीकरण संपीड़न के अंतिम चरण के बाद शीतलन के दौरान होता है। द्रवीकरण प्रक्रिया को इस प्रकार ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है - तरलीकृत गैस में निहित इसकी मात्रा का 25% तक। तरलीकृत गैस का उत्पादन तथाकथित द्रवीकरण संयंत्रों (कारखानों) में किया जाता है, जिसके बाद इसे विशेष क्रायोजेनिक टैंकों - समुद्री टैंकरों या भूमि परिवहन के लिए टैंकों में ले जाया जा सकता है। इससे उन क्षेत्रों में गैस पहुंचाना संभव हो जाता है जो परंपरागत प्राकृतिक गैस के परिवहन के लिए पारंपरिक रूप से उपयोग की जाने वाली मुख्य गैस पाइपलाइनों से दूर हैं। तरल रूप में प्राकृतिक गैस को लंबे समय तक संग्रहीत किया जाता है, जो आपको भंडार बनाने की अनुमति देता है। उपभोक्ता को सीधे डिलीवरी से पहले, तरलीकृत प्राकृतिक गैस को पुनर्गैसीकरण टर्मिनलों पर उसकी मूल गैसीय अवस्था में वापस कर दिया जाता है। औद्योगिक उद्देश्यों के लिए प्राकृतिक गैस को द्रवित करने का पहला प्रयास 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में हुआ। 1917 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में पहली तरलीकृत प्राकृतिक गैस का उत्पादन किया गया था, लेकिन पाइपलाइन वितरण प्रणालियों के विकास ने इस तकनीक के सुधार में लंबे समय तक देरी की। 1941 में, एलएनजी के उत्पादन के लिए एक और प्रयास किया गया, लेकिन उत्पादन 1960 के दशक के मध्य से ही औद्योगिक पैमाने पर पहुंच गया। रूस में, पहले तरलीकृत प्राकृतिक गैस संयंत्र का निर्माण 2006 में सखालिन -2 परियोजना के हिस्से के रूप में शुरू हुआ था। संयंत्र का भव्य उद्घाटन 2009 की सर्दियों में हुआ।

शेल गैस- शेल से निकाली गई प्राकृतिक गैस, जिसमें मुख्य रूप से मीथेन होती है। शेल संरचनाओं में पहला वाणिज्यिक गैस कुआं 1821 में संयुक्त राज्य अमेरिका में ड्रिल किया गया था। शेल गैस का बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक उत्पादन संयुक्त राज्य अमेरिका में डेवोन एनर्जी द्वारा 2000 के दशक के प्रारंभ में बार्नेट शेल क्षेत्र में शुरू किया गया था, जिसने इसमें पहला क्षैतिज कुआं ड्रिल किया था। 2002 में क्षेत्र इसके उत्पादन में तेज वृद्धि के लिए धन्यवाद, जिसे "गैस क्रांति" कहा जाता है, 2009 में संयुक्त राज्य अमेरिका गैस उत्पादन (745.3 बिलियन एम 3) में विश्व नेता बन गया, जिसमें 40% से अधिक अपरंपरागत स्रोतों (कोयला बेड मीथेन और शेल) से आया था। गैस)।

दुनिया में शेल गैस के संसाधन 200 ट्रिलियन मी 3 हैं। जनवरी 2011 में, अर्थशास्त्री ए.डी. हैटुन ने इस संभावना के बारे में लिखा है कि शेल गैस "कोयले से चलने वाले मीथेन के भाग्य का पालन करेगी, खेतों के दीर्घकालिक संचालन के दौरान उत्पादन वृद्धि में महत्वपूर्ण गिरावट के साथ, या जैव ईंधन के भाग्य, विश्व उत्पादन का विशाल बहुमत से आता है। अमेरिका, और अब घट रहा है।"

गैस भंडार और संसाधन

पूर्वानुमान अनुमानों के अनुसार, महाद्वीपों पर, अलमारियों और उथले समुद्रों के क्षेत्र में दहनशील गैसों का विश्व भूवैज्ञानिक भंडार 10 15 मीटर 3 तक पहुंच जाता है, जो 10 12 टन तेल के बराबर है।

यूएसएसआर में सबसे बड़ी जमा राशि थी: उरेंगॉय (4 ट्रिलियन एम 3) और ज़ापोलीयर्नॉय (1.5 ट्रिलियन एम 3), वुक्टाइलस्कॉय (452 ​​बिलियन एम 3), ऑरेनबर्ग (650 बिलियन एम 3), स्टावरोपोलस्कॉय (220 बिलियन एम 3), मध्य एशिया में गजली (445 अरब एम 3); यूक्रेन में शेब्स्लिंस्कॉय (390 बीसीएम)।

यमल प्रायद्वीप और आस-पास के जल क्षेत्रों में, 11 गैस और 15 तेल और गैस घनीभूत क्षेत्रों की खोज की गई है, खोजे गए और प्रारंभिक अनुमानित (АВС 1 + С 2) गैस भंडार लगभग 16 ट्रिलियन एम 3, आशाजनक और अनुमानित (С 3) हैं। -डी 3) गैस संसाधन लगभग 22 ट्रिलियन एम 3 हैं। गैस भंडार के मामले में सबसे महत्वपूर्ण यमल क्षेत्र बोवनेंकोवस्कॉय - 4.9 ट्रिलियन एम 3 (АВС 1 + 2) है, जो 2012 में विकसित होना शुरू हो जाएगा, और गैस की आपूर्ति नई मुख्य गैस पाइपलाइन बोवनेंकोवो-उख्ता को की जाएगी। खरसावेस्कॉय, क्रुज़ेनशर्टनस्कॉय और युज़्नो-ताम्बेस्कोय क्षेत्रों के प्रारंभिक भंडार लगभग 3.3 ट्रिलियन एम 3 गैस हैं।

पूर्वी साइबेरिया और सुदूर पूर्व रूसी संघ के क्षेत्र का लगभग 60% हिस्सा बनाते हैं। रूस के पूर्व में तटवर्ती कुल गैस संसाधन 52.4 ट्रिलियन मी 3, शेल्फ पर - 14.9 ट्रिलियन मी 3 हैं।

रूस में, 2011 में अकेले गज़प्रोम द्वारा गैस का उत्पादन 513.2 बीसीएम था। इसी समय, श्रेणी सी 1 के भंडार में वृद्धि रिकॉर्ड स्तर पर पहुंच गई - 686.4 बिलियन एम 3, कंडेनसेट - 38.6 मिलियन टन। 2012 में, 528.6 बिलियन एम 3 गैस और 12.8 मिलियन टन गैस कंडेनसेट का उत्पादन करने की योजना है।

संघनन

संघनन- प्राकृतिक गैसों के पृथक्करण का तरल उत्पाद। यह मुख्य रूप से सामान्य परिस्थितियों में तरल हाइड्रोकार्बन द्वारा दर्शाया जाता है - अल्केन, साइक्लेन और एरेन संरचना के पेंटेन और भारी हाइड्रोकार्बन। घनत्व आमतौर पर 0.785 ग्राम/सेमी 3 से अधिक नहीं होता है, हालांकि 0.82 ग्राम/सेमी 3 तक घनत्व वाले अंतर ज्ञात हैं। फोड़ा का अंत 200 से 350 0 सी है।

अंतर करना कच्चाअलगाव से घनीभूत, और स्थिरकच्चे घनीभूत की गहरी गिरावट द्वारा प्राप्त किया गया। जलाशय गैसों में घनीभूत की मात्रा या तो इसकी मात्रा के अनुपात से अलग गैस (सेमी 3 / एम 3) के अनुपात से व्यक्त की जाती है और इसे कहा जाता है घनीभूत कारक. अलग (मुक्त) गैस के 1 मीटर 3 से संबंधित घनीभूत की मात्रा 700 सेमी 3 तक पहुंच जाती है। घनीभूत कारक के मूल्य के आधार पर, गैसें "सूखी" (10 सेमी 3 / मी 3 से कम), "दुबला" (10-30 सेमी 3 / मी 3) और "वसा" (30-90 सेमी 3 / मी) होती हैं। 3))। जीओआर द्वारा 90 सेमी 3 / एम 3 से अधिक की विशेषता वाली गैसों को गैस कंडेनसेट कहा जाता है। Vuktyl तेल और गैस घनीभूत क्षेत्र में, घनीभूत कारक 488-538 सेमी 3 / मी 3 है, पश्चिमी साइबेरिया क्षेत्रों से प्राकृतिक गैसें आमतौर पर "शुष्क" होती हैं।

अनुदेश

तरलीकृत प्राकृतिक जैसा दिखता है गैस(एलएनजी) एक रंगहीन तरल, गंधहीन, 75-90% है और इसमें बहुत महत्वपूर्ण गुण हैं: तरल अवस्था में, यह दहनशील नहीं है, आक्रामक नहीं है, जो परिवहन के दौरान अत्यंत महत्वपूर्ण है। एलएनजी द्रवीकरण प्रक्रिया में एक चरित्र होता है, जहां प्रत्येक नए चरण का अर्थ है 5-12 बार संपीड़न, उसके बाद ठंडा करना और अगले चरण में जाना। संपीड़न के अंतिम चरण के पूरा होने पर एलएनजी तरल हो जाता है।

यदि गैस को बहुत लंबी दूरी पर ले जाने की आवश्यकता होती है, तो विशेष जहाजों - गैस वाहक का उपयोग करना अधिक लाभदायक होता है। समुद्र तट पर गैस के स्थान से निकटतम उपयुक्त स्थान तक, एक पाइपलाइन खींची जा रही है, और तट पर एक टर्मिनल बनाया जा रहा है। वहां, गैस को अत्यधिक संपीड़ित और ठंडा किया जाता है, इसे एक तरल अवस्था में बदल दिया जाता है, और टैंकरों के इज़ोटेर्मल टैंक (-150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर) में पंप किया जाता है।

पाइपलाइन परिवहन पर परिवहन की इस पद्धति के कई फायदे हैं। सबसे पहले, इनमें से एक एक उड़ान में भारी मात्रा में गैस ले जा सकता है, क्योंकि तरल अवस्था में किसी पदार्थ का घनत्व बहुत अधिक होता है। दूसरे, मुख्य लागत परिवहन के लिए नहीं है, बल्कि उत्पाद को लोड करने और उतारने के लिए है। तीसरा, संपीड़ित गैस की तुलना में तरलीकृत गैस का भंडारण और परिवहन अधिक सुरक्षित है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि पाइपलाइन आपूर्ति की तुलना में तरलीकृत रूप में परिवहन की जाने वाली प्राकृतिक गैस की हिस्सेदारी में लगातार वृद्धि होगी।

तरलीकृत प्राकृतिक गैसमानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में मांग में - उद्योग में, सड़क परिवहन में, चिकित्सा में, कृषि में, विज्ञान में, आदि। गैसहम उनके उपयोग और परिवहन की सुविधा के साथ-साथ पर्यावरण मित्रता और कम लागत के कारण जीते।

अनुदेश

हाइड्रोकार्बन को द्रवीभूत करने से पहले गैसऔर इसे पहले साफ किया जाना चाहिए और जल वाष्प को हटा दिया जाना चाहिए। कोयला का गैसतीन-चरण आणविक फिल्टर प्रणाली का उपयोग करके हटाया गया। इस तरह से शुद्ध गैसकम मात्रा में इसका उपयोग पुनर्जनन के रूप में किया जाता है। बचानेवाला गैसया तो भस्म कर दिया जाता है या जनरेटर में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

सुखाने 3 आणविक फिल्टर की मदद से होता है। एक फिल्टर जल वाष्प को अवशोषित करता है। एक और सूखता है गैस, जो आगे जाकर तीसरे फिल्टर से होकर गुजरता है। तापमान कम करने के लिए गैसवाटर कूलर से गुजरा।

नाइट्रोजन विधि में तरलीकृत हाइड्रोकार्बन का उत्पादन शामिल है गैसऔर किसी से गैसनए स्रोत। इस पद्धति के फायदों में प्रौद्योगिकी की सादगी, सुरक्षा का स्तर, लचीलापन, आसानी और संचालन की कम लागत शामिल है। इस पद्धति की सीमाएं एक शक्ति स्रोत और उच्च पूंजी लागत की आवश्यकता हैं।

तरलीकृत के उत्पादन के लिए मिश्रित विधि के साथ गैसऔर नाइट्रोजन का मिश्रण है और इसे रेफ्रिजरेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है। प्राप्त करना गैसवह भी किसी स्रोत से। इस पद्धति में एक लचीला उत्पादन चक्र और कम परिवर्तनीय उत्पादन लागत शामिल है। नाइट्रोजन द्रवीकरण प्रक्रिया की तुलना में, यहां पूंजीगत लागत अधिक महत्वपूर्ण है। बिजली के स्रोत की भी जरूरत है।

स्रोत:

• गैस द्रवीकरण क्या है?
• तरलीकृत गैस: प्राप्ति, भंडारण और परिवहन
• तरलीकृत गैस क्या है?

प्राकृतिक गैस पृथ्वी की आंतों से निकाली जाती है। इस खनिज में गैसीय हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है, जो पृथ्वी की पपड़ी की तलछटी चट्टानों में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनता है।

प्राकृतिक गैस में कौन से तत्व होते हैं

80-98% प्राकृतिक गैस में (CH4) होता है। यह मीथेन के भौतिक रासायनिक गुण हैं जो प्राकृतिक गैस की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। मीथेन के साथ, प्राकृतिक गैस में समान संरचनात्मक प्रकार के यौगिक होते हैं - ईथेन (C2H6), प्रोपेन (C3H8) और ब्यूटेन (C4H10)। कुछ मामलों में, कम मात्रा में, 0.5 से 1% तक, प्राकृतिक गैस में शामिल हैं: (С5Н12), (С6Н14), हेप्टेन (С7Н16), (С8Н18) और नॉनने (С9Н20)।

प्राकृतिक गैस में हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S), कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), नाइट्रोजन (N2), हीलियम (He), जल वाष्प के यौगिक भी शामिल हैं। प्राकृतिक गैस की संरचना उन क्षेत्रों की विशेषताओं पर निर्भर करती है जहां इसका उत्पादन होता है। शुद्ध गैस क्षेत्रों में उत्पादित प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से मीथेन होता है।

प्राकृतिक गैस घटकों के लक्षण

प्राकृतिक गैस बनाने वाले सभी रासायनिक यौगिकों में कई गुण होते हैं जो विभिन्न उद्योगों और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोगी होते हैं।

मीथेन एक रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील गैस है जो हवा से हल्की होती है। इसका उपयोग उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में ईंधन के रूप में किया जाता है। ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील गैस है जो हवा से थोड़ी भारी होती है। मूल रूप से, एथिलीन से प्राप्त किया जाता है। प्रोपेन एक जहरीली, रंगहीन और गंधहीन गैस है। ब्यूटेन संपत्तियों में उनके करीब है। प्रोपेन का उपयोग, उदाहरण के लिए, वेल्डिंग कार्य में, स्क्रैप धातु के प्रसंस्करण में किया जाता है। तरलीकृत और ब्यूटेन लाइटर और गैस सिलेंडर भरते हैं। ब्यूटेन का उपयोग प्रशीतन में किया जाता है।

पेंटेन, हेक्सेन, हेप्टेन, ऑक्टेन और नॉनेन -। मोटर ईंधन में पेंटेन कम मात्रा में मौजूद होता है। हेक्सेन का उपयोग वनस्पति तेलों के निष्कर्षण में भी किया जाता है। हेप्टेन, हेक्सेन, ऑक्टेन और नॉनेन अच्छे कार्बनिक सॉल्वैंट्स हैं।

हाइड्रोजन सल्फाइड एक जहरीली रंगहीन भारी गैस, सड़े हुए अंडे हैं। यह गैस, छोटी सांद्रता में भी, घ्राण तंत्रिका के पक्षाघात का कारण बनती है। लेकिन इस तथ्य के कारण कि हाइड्रोजन सल्फाइड में अच्छे एंटीसेप्टिक गुण होते हैं, इसका उपयोग हाइड्रोजन सल्फाइड स्नान के लिए दवा में छोटी खुराक में किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड एक गैर ज्वलनशील, रंगहीन, गंधहीन गैस है जिसका स्वाद खट्टा होता है। कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग खाद्य उद्योग में किया जाता है: कार्बोनेटेड पेय के उत्पादन में उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त करने के लिए, भोजन को फ्रीज करने के लिए, परिवहन के दौरान कार्गो को ठंडा करने के लिए, आदि।

नाइट्रोजन एक हानिरहित रंगहीन गैस, गंधहीन और बेस्वाद है। इसका उपयोग खनिज उर्वरकों के उत्पादन में किया जाता है, जिसका उपयोग दवा आदि में किया जाता है।

हीलियम सबसे हल्की गैसों में से एक है। यह रंगहीन और गंधहीन, ज्वलनशील, गैर विषैले होता है। हीलियम का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जाता है - परमाणु रिएक्टरों को ठंडा करने, समताप मंडल के गुब्बारों को भरने के लिए।

परिवहन के गैसीकरण में धीमेपन के कई कारणों में से एक यह है कि गैस मोटर ईंधन की सीमा काफी व्यापक है:

• तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी);
• संपीड़ित (संपीड़ित) प्राकृतिक गैस (सीएनजी);
• तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी)।

गैस मोटर ईंधन का मुख्य लाभ इसकी कीमत, कीमत और फिर से कीमत है। अब तक, ये फायदे कई और बहुमुखी नुकसान से आगे निकल गए हैं।

तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी)

यह गैस C3H8 प्रोपेन और C4H10 ब्यूटेन का मिश्रण है, जो संबंधित पेट्रोलियम गैसों से, प्राकृतिक गैस के घनीभूत अंशों से, तेल की गैसों से और तेल शोधन इकाइयों से प्राप्त रिफाइनरी गैसों से घनीभूत स्थिरीकरण प्रक्रियाओं से निकाला जाता है। प्रोपेन और ब्यूटेन के अलावा, तेल गैस में द्रव्यमान के अनुसार, लगभग 6% अन्य हाइड्रोकार्बन - ईथेन, एथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटिलीन और उनके आइसोमर्स होते हैं, अर्थात एलपीजी की संरचना विषम और अस्थिर होती है। लीक को नियंत्रित करने के लिए, एलपीजी की संरचना में मैलेडोरस पदार्थ - मर्कैप्टन - पेश किए जाते हैं। जब गैस-सिलेंडर GAZelle आपको सड़क पर से गुजरता है तो Mercaptans को आपकी नाक से पहचानना आसान होता है।

उच्च क्रांतिक तापमान में प्रोपेन और ब्यूटेन का मुख्य लाभ है। महत्वपूर्ण तापमान वह तापमान है जिस पर तरल और उसके संतृप्त वाष्प का घनत्व बराबर हो जाता है और उनके बीच का अंतरापृष्ठ गायब हो जाता है।

प्रोपेन का महत्वपूर्ण तापमान 96.8 डिग्री सेल्सियस है, ब्यूटेन का महत्वपूर्ण तापमान 152.0 डिग्री सेल्सियस है, जो इन गैसों को द्रवीभूत करना और 1.6 एमपीए तक के अपेक्षाकृत कम दबाव पर तरल अवस्था में संग्रहीत करना आसान बनाता है। इसका मतलब यह भी है कि एलपीजी भंडारण पोत अपेक्षाकृत हल्का होगा, और गैस को तरलीकृत अवस्था में मनमाने ढंग से लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है, बशर्ते कि पोत पूरी तरह से सील हो। हालांकि, एलपीजी सिलेंडर एक दबाव पोत है और इसे किसी भी आकार में नहीं ढाला जा सकता, जैसे गैस टैंक, उदाहरण के लिए। यह परिस्थिति मशीन पर गैस सिलेंडर की नियुक्ति के साथ समस्याओं को जन्म देती है।

ईंधन भरने वाले वाहनों के लिए, दो सीआईएस ब्रांडों का उपयोग किया जाता है: गर्मी और सर्दी। समर ब्रांड, या ऑटोमोबाइल प्रोपेन-ब्यूटेन (PBA) में वजन के हिसाब से 50 ± 10% प्रोपेन होता है। सर्दी, या ऑटोमोबाइल प्रोपेन (पीए) में वजन के हिसाब से 85 ± 10% प्रोपेन होता है। इस प्रकार, लाइट प्रोपेन की सामग्री को समायोजित करके, एलपीजी वाहनों का साल भर संचालन सुनिश्चित किया जाता है।

एलपीजी का उपयोग गैसोलीन इंजनों तक सीमित है, यानी कम संपीड़न अनुपात और स्पार्क इग्निशन वाले इंजन। ये यात्री कार, हल्के और मध्यम-ड्यूटी ट्रक और बिजली संयंत्र हैं। कम मात्रा में कैलोरी मान के कारण एलपीजी की खपत गैसोलीन की तुलना में 10-15% अधिक है: 1 लीटर गैसोलीन एलपीजी के 1.1-1.15 मीटर 3 के बराबर होगा, और वास्तविक परिस्थितियों में इंजन की शक्ति में गिरावट के कारण - 1.15- 1.3 मीटर 3 सीआईएस। कम तापमान पर, इंजन गैसोलीन पर शुरू होता है, वार्म अप करने के बाद, चालक कैब से सीधे गैस पर स्विच कर सकता है। आप चलते-फिरते एक प्रकार के ईंधन से दूसरे में स्विच कर सकते हैं।

प्रोपेन-ब्यूटेन हवा से 1.5-2 गुना भारी होता है और लीक होने पर जमीन के पास जमा हो जाता है, जिससे एक विस्फोटक और अस्वस्थ वातावरण बनता है। इसलिए, गैस-गुब्बारे वाली कारों को खुली पार्किंग में रखा जाता है, और मरम्मत क्षेत्र अच्छे वेंटिलेशन से लैस होते हैं। प्रोपेन-ब्यूटेन का लंबे समय तक साँस लेना न केवल मर्कैप्टन के कारण अप्रिय है, बल्कि विषाक्तता तक खराब स्वास्थ्य की ओर भी ले जाता है।

एलपीजी की ऑक्टेन रेटिंग लगभग 105 है और इंजन संचालन के किसी भी मोड में कोई विस्फोट होने का दावा नहीं किया जाता है। यह कथन शालीनता के कारण के रूप में काम नहीं करना चाहिए; मन की एक निश्चित जिज्ञासा के साथ, विस्फोट को प्राप्त किया जा सकता है।

गैस उपकरण से लैस करने की लागत, उसका वजन और एक गैस स्टेशन पर एक छोटा पावर रिजर्व को ध्यान में रखते हुए, कार को एलपीजी में बदलना कीमत के कारण लाभदायक रहता है। यात्री कारें और हल्के ट्रक सीआईएस को जनता तक पहुंचाने के पीछे प्रेरक शक्ति रहे हैं और रहे हैं। तरलीकृत पेट्रोलियम गैसों का उत्पादन उन्हीं कंपनियों द्वारा किया जाता है, जो तरल ईंधन के उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में होती हैं, जो गैस स्टेशनों की संख्या को प्रभावित करती है - कंपनियां अपने स्वयं के उत्पाद के विपणन में रुचि रखती हैं।

डीजल इंजनों के लिए, उच्च संपीड़न अनुपात में दहन की अस्थिरता के कारण प्रोपेन-ब्यूटेन की यहां कोई संभावना नहीं है। यही मुख्य कारण है कि एलपीजी ने डीजल पर अपनी जड़ें जमा नहीं ली हैं। लेकिन सीआईएस की क्षमता अभी पूरी तरह से सामने नहीं आई है।

मीथेन के बारे में सामान्य जानकारी

प्राकृतिक गैसों को मीथेन CH4 के रूप में समझा जाता है - रंग और गंध के बिना सबसे सरल हाइड्रोकार्बन। हाइड्रोजन और हीलियम के बाद मीथेन ब्रह्मांड में तीसरी सबसे प्रचुर मात्रा में गैस है। पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक गैस जमा की उत्पत्ति के साथ-साथ तेल की उत्पत्ति के बारे में कोई अंतिम राय नहीं है।

प्राकृतिक गैस में 70 से 98% मीथेन होता है, बाकी भारी हाइड्रोकार्बन पर पड़ता है: ईथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन, साथ ही गैर-हाइड्रोकार्बन: पानी, हाइड्रोजन सल्फाइड, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, हीलियम और अन्य अक्रिय गैसें। गैस ट्रांसमिशन सिस्टम (जीटीएस) को आपूर्ति करने से पहले, प्राकृतिक गैस को साफ और सुखाया जाना चाहिए, पानी, हाइड्रोजन सल्फाइड, भारी हाइड्रोकार्बन और अन्य अशुद्धियों से छुटकारा पाना चाहिए। पाइपलाइन में, जल वाष्प गैस के साथ क्रिस्टलीय यौगिकों को संघनित या बना सकता है - हाइड्रेट्स - और पाइपलाइन के मोड़ पर जमा हो जाता है, जिससे गैस को स्थानांतरित करना मुश्किल हो जाता है। हाइड्रोजन सल्फाइड गैस उपकरण के गंभीर क्षरण का कारण बनता है। प्राकृतिक गैस की संरचना के आधार पर, गैसों को सुखाने और अलग करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, मामूली अशुद्धियों के साथ शुद्ध मीथेन बनी रहती है। जीटीएस के जरिए उपभोक्ताओं को मीथेन की आपूर्ति की जाती है। यदि आपका घर गैस वितरण प्रणाली से जुड़ा है, तो यह मीथेन है जो आपके रसोई घर में बर्नर में जलती है। संपीड़न या द्रवीकरण के बाद उसी मीथेन का उपयोग गैस-गुब्बारा उपकरण भरने के लिए किया जाता है।

मीथेन एक गंधहीन गैस है, जिसमें एक विशिष्ट सुगंध होती है ("यदि आप गैस को सूंघते हैं, तो 09 पर कॉल करें") यह व्यापारियों द्वारा दिया जाता है, जिन्हें जीटीएस (16 ग्राम प्रति 1000 मीटर 3) में इंजेक्शन से पहले गैस में इंजेक्ट किया जाता है। इस पद्धति का आविष्कार जीटीएस से लीक का पता लगाने के लिए किया गया था, जो हजारों किलोमीटर तक फैला है। लीक होने पर, मर्कैप्टन सुगंध कौवे को आकर्षित करती है, जो कि पाइपलाइन के चारों ओर हेलीकाप्टरों के उड़ने पर आसानी से पहचानी जाती है।

मीथेन हवा से 1.6 गुना हल्का है और लीक होने पर तुरंत वाष्पित हो जाता है। मीथेन हवा में 4.4 से 17% सांद्रता में विस्फोटक है। सबसे विस्फोटक सांद्रता 9.5% है। मर्कैप्टन सुगंध द्वारा हवा में मीथेन की उपस्थिति का निर्धारण करना आसान है। मीथेन के प्राकृतिक गठन के स्थानों में, जहां इसे गंध द्वारा निर्धारित करना असंभव है, उदाहरण के लिए, खानों में, गैस विश्लेषक का उपयोग किया जाता है। पहले खदान गैस विश्लेषक कैनरी थे। एलपीजी उपकरण खुली पार्किंग में जमा किए जाते हैं, और बंद मरम्मत क्षेत्र मजबूर निकास वेंटिलेशन से लैस होते हैं। मुख्य गैस पर, बिना किसी तैयारी के, पाइप से सीधे जुड़े विभिन्न क्षमताओं के बिजली संयंत्र संचालित होते हैं।

संपीडित प्राकृतिक गैस (सीएनजी)

मीथेन का महत्वपूर्ण तापमान -82.3 डिग्री सेल्सियस है, और इसका द्रवीकरण बहुत महंगा है, इसलिए गैस मोटर ईंधन के रूप में मीथेन का उपयोग मुख्य रूप से संपीड़ित (संपीड़ित) रूप में किया जाता है, जबकि गैस की मात्रा 200-250 गुना कम हो जाती है। ऑटोमोबाइल गैस-फिलिंग कंप्रेसर स्टेशन (सीएनजी) में एक गैस पाइपलाइन लाई जाती है और गैस को साइट पर संपीड़ित किया जाता है। वे संपीड़ित करते हैं, या यों कहें, मुख्य गैस को 20 एमपीए तक के कंप्रेसर से दबाते हैं और इसे सुखाते हैं। स्टेशन पर, सीएनजी को एक छोटे दबाव वाले बर्तन में रखा जाता है जिससे गैस को वाहन के सिलेंडर में पंप किया जाता है। तैयार सीएनजी के परिवहन के लिए, इसके लिए विशेष गैस वाहक का उपयोग किया जाता है, जो सिलेंडर की एक बैटरी होती है, जो तरलीकृत गैसों के लिए एक टैंक की तुलना में छोटी मात्रा में होती है, अर्थात तैयार सीएनजी का परिवहन एक महंगा और विशिष्ट व्यवसाय है। फिलिंग स्टेशन को मुख्य गैस की आपूर्ति आवश्यक है, जो कुछ हद तक गैस फिलिंग स्टेशनों के नेटवर्क के विस्तार को जटिल बनाती है। आज, रूसी संघ के 58 क्षेत्रों में, 246 सीएनजी फिलिंग कंप्रेसर स्टेशन (सीएनजी फिलिंग स्टेशन) हैं जो सीएनजी वाहनों को भरते हैं। राष्ट्रीय एनजीवी बाजार का निर्विवाद नेता गजप्रोम है, जिसके पास 210 सीएनजी फिलिंग स्टेशन हैं। 10 से अधिक वर्षों से, गज़प्रोम रूस में गैस मोटर ईंधन को बढ़ावा दे रहा है - सीएनजी फिलिंग स्टेशन 70% क्षेत्रों में उपलब्ध हैं, और सभी में नहीं, 246 सीएनजी फिलिंग स्टेशन रूसी संघ के सभी फिलिंग स्टेशनों का 1% हैं, और निर्विवाद नेता ने वर्ष में 2.1 सीएनजी फिलिंग स्टेशनों का संचालन शुरू किया।

सीएनजी के उच्च दबाव के लिए बहुत मजबूत, मोटी दीवार वाले, भारी सिलेंडर की आवश्यकता होती है। लेकिन वह सब नहीं है। सीएनजी समान मात्रा में गैस सिलेंडर के साथ एलपीजी की तुलना में 3.5 गुना कम दूरी चला सकती है। या तो सिलेंडरों के साथ वजन कम करना, या बार-बार ईंधन भरना - यह सीएनजी का मुख्य नुकसान है, जो इसके आवेदन के दायरे को निर्धारित करता है: गैस स्टेशन के पास, साथ ही उन पर चलने वाले इंजनों के प्रकार।

इस तथ्य के कारण कि सीएनजी सिलेंडरों को समायोजित करने के लिए एक महत्वपूर्ण स्थान की आवश्यकता होती है, इस प्रकार का ईंधन मध्यम और बड़ी क्षमता वाले वाहनों और ट्रैक्टर उपकरणों के लिए रुचि का है। दोहरे ईंधन वाले इंजन आज सबसे बड़ी रुचि रखते हैं - डीजल ईंधन और सीएनजी पर चलने वाले गैस-डीजल, ठीक सीएनजी के अल्प बुनियादी ढांचे के कारण, ताकि गैस स्टेशन तक पहुंचने के लिए कुछ हो। दूसरे प्रकार के ईंधन के तहत, डीजल इंजन को अपेक्षाकृत सरल और जल्दी से परिवर्तित किया जाता है, दहन कक्ष में डीजल ईंधन का इंजेक्शन दहनशील मिश्रण को प्रज्वलित करने का कार्य करता है। गैस उपकरण के निर्माताओं ने कॉमन रेल ईंधन प्रणाली वाले मेनलाइन ट्रैक्टरों पर डीजल ईंधन और मीथेन खपत का अनुपात 20:80 और उच्च दबाव वाले ईंधन पंप वाले ट्रैक्टर उपकरण पर 30:70 का अनुपात हासिल किया है। एक कार को सीएनजी में बदलना एलपीजी के समान ऑपरेशन की तुलना में 3-4 गुना अधिक महंगा है, हालांकि, गैस और डीजल ईंधन की कीमत में अंतर के कारण लगभग एक साल में लागत का भुगतान किया जाता है।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग कम संपीड़न अनुपात और स्पार्क इग्निशन के साथ एकल-ईंधन सीएनजी इंजन भी प्रदान करता है। आपको यह समझना होगा कि ऐसी कारें सचमुच गैस स्टेशन से जुड़ी होती हैं।

सीएनजी डीजल इंजन के लिए एक बेहतरीन ईंधन है। मीथेन ईंधन प्रणाली में जमा नहीं करता है, सिलेंडर की दीवारों से तेल फिल्म को नहीं धोता है, जिससे घर्षण कम होता है और इंजन पहनने में कमी आती है। मीथेन ठोस कणों और राख के बिना पूरी तरह से जलता है, जिससे सिलेंडर-पिस्टन समूह के पहनने में वृद्धि होती है। इस प्रकार, मोटर ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस का उपयोग इंजन के सेवा जीवन को 1.5-2 गुना बढ़ाना संभव बनाता है। मीथेन पर्यावरण के अनुकूल है: यह बहुत साफ निकास देता है। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि सीएनजी की कीमत गैसोलीन और डीजल ईंधन की तुलना में तीन गुना सस्ती है, हालांकि वास्तव में इसकी लागत और भी कम होनी चाहिए।

तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी)

जब तरलीकृत किया जाता है, तो मीथेन की मात्रा 600 गुना कम हो जाती है - यह द्रवीकरण का मुख्य लाभ है, जो इसके आवेदन के दायरे को निर्धारित करता है: बसें, मुख्य ट्रैक्टर, खनन डंप ट्रक, यानी जहां ईंधन टैंक को कम से कम जगह लेनी चाहिए। , और अधिकतम करने के लिए समायोजित करें। समान मात्रा में सीएनजी की तुलना में तीन गुना अधिक एलएनजी है।

द्रवीकरण -161.5 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा-गहन है और इसके लिए क्रायोजेनिक उपकरणों की आवश्यकता होती है। तरलीकृत मीथेन को -160 से -196 डिग्री सेल्सियस तक एक थर्मली इंसुलेटेड बर्तन के अंदर के तापमान पर संग्रहित किया जाता है। बहुत उच्च गुणवत्ता वाले थर्मल इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है। और सीएनजी की तरह ही, डीजल इंजनों को दोहरे ईंधन वाले इंजनों में बदला जा रहा है। ऑटोमोटिव एलएनजी उपकरण एक थर्मस बोतल और एक बाष्पीकरणकर्ता द्वारा प्रतिष्ठित है, बाकी घटक समान हैं।

तरलीकृत मीथेन संपीड़ित से भी कम आम है। कुछ बस डिपो ने गैस फिलिंग स्टेशन बनाए। ये प्रयोग अभी भी प्रकृति में अधिक प्रयोगात्मक हैं।

निष्कर्ष

जब गैस मोटर ईंधन और इसके धीमे वितरण के बारे में चर्चा होती है, तो यह सवाल हमेशा उठता है कि पहले क्या आता है: गैस से भरे वाहनों का एक बेड़ा या गैस भरने वाले स्टेशनों का एक नेटवर्क। यह बिल्कुल स्पष्ट है कि फिलिंग नेटवर्क प्राथमिक है। इसलिए सदियों पुराना सवाल: किसे दोष देना है? गैस स्टेशन के मालिक। मालिकों की दिलचस्पी इस बात में नहीं है कि देश में क्या दिलचस्पी है, क्योंकि वे उसमें लाभ नहीं देखते हैं। मालिक परिवहन के गैसीकरण में तोड़फोड़ करते रहेंगे।

क्या करें? प्राकृतिक एकाधिकार का मुकाबला करने और समग्र रूप से अर्थव्यवस्था को उत्तेजित करने का एकमात्र प्रभावी साधन पीजेएससी गज़प्रोम, इसकी सभी सहायक कंपनियों और सभी गैस वितरण नेटवर्क का राष्ट्रीयकरण है। यह उन उद्यमों के लिए अनुपयुक्त है जो व्यक्तियों के एक संकीर्ण दायरे की महत्वाकांक्षाओं को पूरा करने के लिए रूसी संघ, घटक संस्थाओं और संघ के घटक संस्थाओं के कुछ हिस्सों के पैमाने पर आर्थिक और सामाजिक समस्याओं को हल करते हैं। इस दिशा में शुल्कों का विनियमन एक उपशामक के अलावा और कुछ नहीं है।