Zemný plyn
O iných významoch výrazu Zemný plyn pozri Zemný plyn (rozlišovacia stránka).
Zemný plyn je vysokohodnotná horľavá plynná zmes vyskytujúca sa vo veľkých ložiskách v zemskej kôre (často spolu s ropou). Z chemického hľadiska je to plynná zmes najmä alkánov (najčastejšie najnižších päť alkánov, čiže metán, etán, propán, bután, pentán) s prímesou vyšších uhľovodíkov a ďalších plynov (dusík, oxid uhličitý, sulfán, vzácne plyny a pod.), v ktorej prevažuje metán (od 50 % či 75 % do 99 % objemu). [1][2][3]. V užšom zmysle pojem zemný plyn nezahŕňa vyššie uvedené neuhľovodíkové prímesy [4].
Zemný plyn je ľahší ako vzduch, nie je otravný, ale je nedýchateľný a dusivý. Je bezfarebný a bez zápachu, preto sa pri úprave odorizuje tetrahydrotiofénom, aby bol identifikovateľný.
Vlastnosti
[upraviť | upraviť zdroj]Zemný plyn je bezfarebná zmes najjednoduchších nasýtených uhľovodíkov (alkánov), hlavne metánu (CH4), bután (C4H10), propán (C3H8), kvapalné uhľovodíky (C5H12 do C10H22) a ďalších neuhľovodíkových plynov (ako je CO2, H2S, H2) a vzácnych plynov (napr. He, ktoré zvyčajne tvoria menej ako 1%).[5]
Súčasti zemného plynu: etán, propán, bután a kvapalné uhľovodíky sa súborne označujú skratkou (NGL - natural gas liquids), sú dôležitou surovinou pre petrochemický priemysel. Tieto sú väčšinou pri spracovaní zemného plynu odstraňované, väčšinou skvapalňovaním pri rôznych kombináciách teplôt a tlakov. Skvapalnený plyn sa označuje ako (LPG - liquefied petroleum gas), obyčajne obsahuje propán a bután, skladuje sa pod tlakom.
V tabuľke sú uvedené obvyklé rozsahy hodnôt základných vlastností pre zemný plyn. Zloženie a výhrevnosť plynu výrazne závisí od jeho pôvodu (náleziska). Pre porovnanie sú v tabuľke uvedené aj hodnoty zemného plynu, distribuovaného Slovenským plynárenským priemyslom na Slovensku.
| Parameter | jednotka | hodnota (obvyklý rozsah) |
hodnota (na Slovensku)[6] |
|---|---|---|---|
| objemový podiel metánu (CH4) | - | 50 - 98 % | 97,6 % |
| objemový podiel ťažších uhľovodíkov (CmHn) | - | 0 - 20 % | 1,5 % |
| objemový podiel oxidu uhličitého (CO2) | - | 0 - 30 % | 0,1 % |
| objemový podiel kyslíka | - | 0 - 12 % | 0 % |
| objemový podiel dusíka | - | 0 - 28 % | 0,8 % |
| hustota | kg.m-3 | 0,69 - 0,76 | 0,6981 |
| teoreticky potrebné množstvo vzduchu | m3.m-3 | 8,35 - 10 | - |
| dolná výhrevnosť zemného plynu | kJ.m-3 | 16 000 - 34 300 | 34 250 |
| výhrevnosť stechiometrickej zmesi so vzduchom | kJ.m-3 | 3 663 | - |
Ďalšie vlastnosti
[upraviť | upraviť zdroj]- Hustota v kvapalnom stave: 400 kg/m³
- Hutnosť: 0,6 %
- Výbušná koncentrácia so vzduchom: 5 až 15 % plynu vo vzduchu.
Vlastnosti pri spaľovaní
[upraviť | upraviť zdroj]- Zápalná teplota: 650 °C až 750 °C samovznietenie.
- Oktánové číslo pri použití v spaľovacích motoroch: 120 – 130
- Spaľovacia rýchlosť: 30 až 50 cm.s-1. Pri explózii vzrastá na 2000 m.s-1
Vďaka tomu, že obsahuje predovšetkým metán, má v porovnaní s ostatnými fosílnymi palivami pri spaľovaní najmenší podiel CO2 na jednotku uvoľnenej energie. Ako plynné palivo má všeobecnú schopnosť dobre vytvárať zápalnú zmes, spaľovanie preto prebieha s vysokým využitím kyslíka aj paliva. Spaľovanie je čisté a bezzápachové. Je preto považovaný za ekologické palivo napriek tomu, že v atmosfére taktiež prispieva k spôsobovaniu skleníkového efektu.
Ťažba zemného plynu
[upraviť | upraviť zdroj]
Zemný plyn sa nachádza v podzemných náleziskách buď samostatne, alebo spoločne s ropou a vodou. V ložisku sa nachádza v jeho vrchnej časti kde tvorí tzv. plynovú čapicu. Ložiská zemného plynu sú rozložené nerovnomerne. Medzi najväčších producentov patria USA, Rusko (Jamalský polostrov) a Kanada. Na mape sú farebne vyznačené štáty podľa ročnej produkcie zemného plynu v metroch kubických.
Zemný plyn ťažený z ložísk v bridličnatých usadených horninách sa označuje ako bridlicový plyn[7].
Horná výhrevnosť podľa pôvodu
[upraviť | upraviť zdroj]Nasledujúca tabuľka uvádza prehľad hornej výhrevnosti zemného plynu z vybraných lokalít. Hodnoty sú zoradené podľa výhrevnosti.
| pôvod plynu | Výhrevnosť (kJ/m3) |
|---|---|
| Alžírsko | 42 000 |
| Indonézia | 40 600 |
| Nórsko | 39 877 |
| Spojené kráľovstvo | 39 710 |
| USA | 38 416 |
| Rusko | 38 231 |
| Kanada | 38 200 |
| Saudská Arábia | 38 000 |
| Uzbekistan | 37 889 |
| Holandsko | 33 320 |
Využitie
[upraviť | upraviť zdroj]
Zemný plyn sa používa ako palivo na vykurovanie, vo forme stlačeného zemného plynu (CNG) ako palivo pre motory vozidiel, ako zdroj vodíka pri výrobe dusíkatých hnojív a tiež ako vstupná surovina pri výrobe elektrickej energie (napr. TE Vojany).
Literatúra
[upraviť | upraviť zdroj]- FÍK, Josef. Zemní plyn: tabulky, diagramy, rovnice, výpočty, výpočtové pravítko. Praha : Agentura ČSTZ, 2006. ISBN 80-86028-22-4
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ zemní plyn. In: Technický slovník naučný 8 T – Ž. Praha : Encyklopedický dům, 200x. ISBN 80-7335-080-7. s. 542.
- ↑ zemný plyn. In: Pyramída
- ↑ Erdgas. In: KARCHER, Ruth, ed. Lexikon der Chemie. Heidelberg ; Berlin : Spektrum, Akad. Verl., [2003]. ISBN 3-8274-1148-3.
- ↑ BAHADORI, Alireza; NWAOHA; CLARK, Malcolm William. Dictionary of Oil, Gas, and Petrochemical Processing. [s.l.] : CRC Press, 2013. 478 s. ISBN 978-1-4665-8826-4. S. 280.
- ↑ Rojkovič, I., Lintnerová, O., Uhlík, P., Kraus, I., 2006, Nerastné suroviny. Univerzita Komenského, Bratislava, 179 s.
- ↑ Hodnoty vážených priemerov kvalitatívnych parametrov zemného plynu, ktorý na území Slovenska distribuuje spoločnosť SPP - distribúcia, a. s. Bratislava [online]. spp.sk, [cit. 2010-04-29]. Dostupné online. Archivované 2010-03-26 z originálu.
- ↑ Natural gas, Schlumberger Oilfield Glossary [online]. glossary.oilfield.slb.com, 2014, [cit. 2014-04-11]. Dostupné online. (po anglicky)
Iné projekty
[upraviť | upraviť zdroj]
Commons ponúka multimediálne súbory na tému Zemný plyn
Externé odkazy
[upraviť | upraviť zdroj]
- 90 rokov ťažby ropy a zemného plynu na Slovensku (slovensky)