Plynárenství je odvětvím palivového průmyslu , jehož hlavním úkolem je těžba a průzkum zemního plynu , přeprava plynovody , výroba umělého plynu z uhlí a břidlice , zpracování zemního plynu , jeho využití v různých průmysl a služby pro domácnost. Jedním z nejdůležitějších úkolů plynárenských podniků je přeprava a měření plynu.
Původ plynárenství je připisován 18.-19. století, kdy začaly získávat plyn z uhlí k osvětlení měst Francie a Velké Británie . Plynové generátory se objevily v XIX století.
V Rusku se v předrevolučních dobách vyráběl plyn v malých objemech. V malých továrnách se z uhlí vyráběl nízkokalorický plyn.
Prozkoumané zásoby zemního plynu, bilion m³ :
| Země | 1997 | 1999 | 2001 |
|---|---|---|---|
| Rusko | - | 24.9 | 48 |
| Írán | 21.0 | 24.6 | 23 |
| Katar | 5.32 | - | čtrnáct |
| Saudská arábie | 4.62 | 10.5 | 6 |
| Spojené arabské emiráty | 5,74 | - | 6 |
| USA | 7.14 | 5.6 | 5 |
| Alžírsko | 4.06 | 3.2 | 5 |
| Venezuela | 3.64 | 1.3 | čtyři |
| Nigérie | - | - | čtyři |
| Irák | - | - | 3 |
| Turkmenistán | - | 1.7 | 3 |
| Mexiko | - | 2.2 | - |
| Austrálie | - | 0,9 | 3 |
| Holandsko | - | 1.6 | - |
| Indonésie | - | 3.22 | 3 |
Zemní plyn se nachází v zemi v hloubce od 1000 metrů do několika kilometrů ( ultrahluboký vrt u města Nový Urengoy byl přiváděn z hloubky více než 6000 metrů). V útrobách je plyn v mikroskopických dutinách (pórech). Póry jsou vzájemně propojeny mikroskopickými kanálky - trhlinami, těmito kanálky proudí plyn z pórů s vysokým tlakem do pórů s nižším tlakem, dokud nedosáhne vrtu. Pohyb plynu v zásobníku se řídí určitými zákony .
Plyn se těží z útrob země pomocí vrtů . Studny se snaží být umístěny rovnoměrně po celém poli pro rovnoměrný pokles tlaku v zásobníku v ložisku. V opačném případě jsou možné proudění plynu mezi oblastmi ložiska a také předčasné zaplavení ložiska.
Plyn vychází z útrob díky tomu, že v zásobníku je pod tlakem mnohonásobně vyšším, než je tlak atmosférický . Hnací silou je tedy tlakový rozdíl mezi zásobníkem a sběrným systémem.
Světová produkce zemního plynu v roce 2014 činila 3460,6 miliard m 3 [1] . Vedoucí pozici v produkci plynu zaujímá Ruská federace a USA .
V roce 2005 dosáhla produkce zemního plynu v Rusku 548 miliard m³. Domácím spotřebitelům bylo prostřednictvím 220 regionálních organizací pro distribuci plynu zásobeno 307 miliard m³ . V Rusku je 24 zásobníků zemního plynu. Délka hlavních plynovodů v zemi je 155 tisíc km .
V roce 2009 Spojené státy poprvé předběhly Rusko nejen v objemu vyrobeného plynu (624 miliard m³ oproti 582,3 miliardám m³), ale také v produkci obchodovatelného plynu, tedy prodaného protistranám [2] . Důvodem je růst produkce břidlicového plynu (tzv. břidlicová revoluce ). V roce 2010 Rusko znovu získalo vedoucí postavení v objemu vyrobeného plynu a zvýšilo produkci na 647 miliard m³ . Spojené státy naopak snížily produkci na 619 miliard m³ [3] . V roce 2011 podle údajů CDU Palivového a energetického komplexu Ruské federace činila produkce plynu v Rusku 670,5 miliard m³ [4] .
| Země | 2010 [5] | 2006 | ||
| Výroba, bcm |
Podíl na světovém trhu (%) |
Výroba, bcm |
Podíl na světovém trhu (%) | |
| Rusko | 647 | 673,46 | osmnáct | |
| USA | 619 | 667 | osmnáct | |
| Kanada | 158 | |||
| Írán | 152 | 170 | 5 | |
| Norsko | 110 | 143 | čtyři | |
| Čína | 98 | |||
| Holandsko | 89 | 77,67 | 2.1 | |
| Indonésie | 82 | 88,1 | 2.4 | |
| Saudská arábie | 77 | 85,7 | 2.3 | |
| Alžírsko | 68 | 171,3 | 5 | |
| Uzbekistán | 65 | |||
| Turkmenistán | 66,2 | 1.8 | ||
| Egypt | 63 | |||
| Velká Británie | 60 | |||
| Malajsie | 59 | 69,9 | 1.9 | |
| Indie | 53 | |||
| Spojené arabské emiráty | 52 | |||
| Mexiko | padesáti | |||
| Ázerbajdžán | 41 | 1.1 | ||
| Ostatní země | 1440,17 | 38.4 | ||
| Světová produkce plynu | 100 | 3646 | 100 | |
Plyn vycházející z vrtů musí být připraven pro přepravu ke konečnému uživateli - chemička, kotelna , tepelná elektrárna , městské plynárenské sítě. Potřeba přípravy plynu je způsobena přítomností v něm kromě cílových složek (různé složky jsou zaměřeny na různé spotřebitele) také nečistot, které způsobují potíže při přepravě nebo používání. Takže vodní pára obsažená v plynu za určitých podmínek může tvořit hydráty nebo se kondenzací hromadit na různých místech (například ohyb v potrubí), což narušuje pohyb plynu; sirovodík způsobuje silnou korozi plynových zařízení (potrubí, nádrží výměníků tepla atd.). Kromě přípravy samotného plynu je nutné připravit i potrubí. Hojně se zde používají dusíkaté elektrárny , které se používají k vytvoření inertní atmosféry v potrubí.
Plyn se připravuje podle různých schémat. Podle jednoho z nich se v bezprostřední blízkosti pole staví komplexní jednotka na úpravu plynu (CGTP), kde se plyn čistí a suší v absorpčních kolonách . Takové schéma bylo zavedeno na poli Urengoy . Účelná je také úprava plynu membránovou technologií.
Pro přípravu plynu pro přepravu se používají technologická řešení využívající membránovou separaci plynů, kterou lze oddělit těžké uhlovodíky (C 3 H 8 a výše), dusík, oxid uhličitý, sirovodík a také výrazně snížit teplotu rosného bodu vody. a uhlovodíky před jejich plněním do GTS.
Pokud plyn obsahuje velké množství helia nebo sirovodíku , pak se plyn zpracovává v závodě na zpracování plynu, kde se síra izoluje v úpravnách aminů a Clausových závodech a helium v závodech na kryogenní helium (CGU). Toto schéma bylo realizováno například na poli Orenburg . Pokud je obsah sirovodíku v plynu menší než 1,5 % obj., pak je vhodné uvažovat i o membránové technologii pro úpravu zemního plynu, protože její použití umožňuje snížit investiční a provozní náklady 1,5–5krát.
V současné době je hlavním způsobem dopravy potrubí . Plyn o tlaku 75 atm je čerpán potrubím o průměru až 1,42 m. Jak se plyn pohybuje potrubím, překonává třecí síly jak mezi plynem a stěnou potrubí, tak mezi vrstvami plynu, ztrácí potenciál energie , která se odvádí ve formě tepla. Proto je v určitých intervalech nutné stavět kompresorové stanice (CS), ve kterých se plyn obvykle stlačuje na tlak 55 až 120 atm a následně se ochladí. Výstavba a údržba plynovodu je velmi nákladná, ale přesto je to z hlediska počáteční investice a organizace nejlevnější způsob přepravy plynu na krátké a střední vzdálenosti.
Kromě potrubní dopravy jsou hojně využívány speciální tankery - přepravníky plynu . Jedná se o speciální nádoby, na kterých se dopravuje plyn ve zkapalněném stavu ve specializovaných izotermických nádržích o teplotě -160 až -150 °C.
Pro zkapalnění se plyn ochladí za zvýšeného tlaku. Kompresní poměr přitom dosahuje 600násobku v závislosti na potřebách. Pro přepravu plynu tímto způsobem je tedy nutné natáhnout plynovod z pole k nejbližšímu mořskému pobřeží, postavit na pobřeží terminál , který je mnohem levnější než běžný přístav , aby se plyn zkapalnil a přečerpal na tankery. a samotné nosiče plynu. Obvyklá kapacita moderních tankerů je mezi 150 000 a 250 000 m³ . Tento způsob přepravy je mnohem ekonomičtější než potrubí, počínaje vzdálenostmi ke spotřebiteli zkapalněného plynu více než 2000–3000 km, protože hlavní náklady nejsou přeprava, ale nakládka a vykládka, ale vyžaduje vyšší počáteční investice do infrastruktury než potrubí. Mezi jeho výhody patří také to, že zkapalněný plyn je při přepravě a skladování mnohem bezpečnější než plyn stlačený.
V roce 2004 činily mezinárodní dodávky plynu potrubím 502 miliard m³, zkapalněný plyn - 178 miliard m³.
Existují i další technologie pro přepravu plynu, například železniční cisternové vozy .
Byly také vyvinuty projekty pro přepravu plynu pomocí vzducholodí nebo ve stavu hydrátu plynu , ale tento vývoj nebyl z různých důvodů použit.
V roce 2018 Rusko dosáhlo rekordních objemů produkce a exportu plynu, přičemž tržby z dodávek LNG vzrostly o 83,3 %. [6]