Полезные ископаемые твердые жидкие и газообразные

Доброго всем дня, ни для кого сегодня не является большим секретом, что наша страна обладает огромными запасами природных ресурсов, поэтому сегодня я расскажу вам об одном из таких ценных ресурсов, которыми являются газообразные полезные ископаемые, добываемые в России, которая бесспорно является главным экспортером этого ценного незаменимого сырья.

Как известно, именно ископаемое сырье в виде природного газа является основным драйвером Российской экономики.

Поскольку 25% его всемирных залежей находится на территории нашей страны, охватывающей огромные пространства в несколько десятков тысяч квадратных километров, где только разведанная на сегодня крупнейшая совокупность залежей составляет порядка 47,8 триллионов кубических метров газа.

Геологическое возникновение и объективное появление газообразных ископаемых

В начале своего развития разумный человек использовал только те природные ресурсы, что располагались на видимой его глазу земной и водной поверхности. Со временем его уже стали интересовать подземные ресурсы, те, что спрятаны глубоко в недрах нашей земли. И вот уже не только

• торф и уголь,
• но нефть и газ

стали важнейшим сырьем в жизни современного человека.

В результате геологических процессов в глубоких осадочных ярусах горных пород мелового периода земли газообразное ископаемое образовалось из органических веществ животного и растительного происхождения от действия высоких температур и огромного внутреннего давления илистых осадков земных пластов.

Со временем илистые осадки опустились глубоко под землю из-за многовековых накоплений останков растительных и животных организмов и активной деятельности погодных условий и атмосферных осадков, где они стали естественным образом разлагаться и концентрироваться в земных порах горных пород.

Именно в этот исторический период палеозойской эры жизни нашей земли отжившие и умершие растительные и животные организмы опустились со временем в водную среду, где попали в непохожие на земной поверхности необычные условия существования.

Поскольку на дне водоемов в те времена еще не было достаточного количества кислорода воздуха и микробных бактерий, участвующих в процессе окисления, живые организмы, не разлагаясь и не распадаясь, сохранялись в первозданном виде в глубоких трещинах и глубоководных пустотах.

В результате внутренних движений земной коры и биохимических процессов появились пустотные трещины в пористых каналах, где за многие миллионы лет они превратились в газообразную смесь углеродов с примесями:

1. углекислого газа,
2. сероводорода
3. и азота.

Благодаря реакциям химических элементов мантии земли и газовых смесей на нашей земле в различных ее частях появились природные залежи газообразных ископаемых, где главным его компонентом явился природный газ, который может находиться — как в газообразном, так и в кристаллическом состоянии.

И вот уже в первом веке нашей эры на месте поверхностного выхода загорелся непрерывно горящий огонь, не требующий никаких дополнительных топливных ресурсов.

Характеристика видов и долгосрочное использование природного газа

С появлением самого чистого на планете вида органического топлива – природного газа началось интенсивное и долгосрочное использование в материальном производстве и народном хозяйстве не только природного газа, но и его гомологического ряда горючих видов соединений.

Эти виды свободных соединений низкомолекулярных углеводородов и неуглеводородных скоплений, находящихся в растворенном или рассеянном состоянии:

1. метан и этан,
2. пропан и бутан,
3. изобутан и пентан

в виде бесцветного газа без запаха и без цвета со своими определенными характеристиками:

• теплотой сгорания,
• температурой кипения и плавления
• и образующие с воздухом взрывоопасную смесь,

отличаются от самого природного газа составом молекул сходных по химическим свойствам и физическому строению.

Для быстрого определения мест утечки чистого сжиженного газа в него подмешивают в малых концентрациях специальные предупреждающие вещества — ядовитые одоранты в виде летучего тиола этилмеркаптана с цветными примесями, имеющие резкий и неприятный, зато легко уловимый запах и цвет которого, не представляют угрозу для жизни и здоровья человека.

Характеристика природного газа зависит от вида и состава перерабатываемого природного сырья, большая часть которых являются тяжелыми газообразными веществами с такими неуглеродными элементами как:

1. диоксид углерода и гелий,
2. водород и азот,
3. углекислый газ и сероводород.

Так в природе имеются и другие виды газов:

• сжиженный (СУГ) и сжатый или компримированный (КПГ),
• нефтяной попутный и сланцевый,
• угольный и болотный,
• светильный и коксовый,
• а также различные газовые гидраты

в виде больших природных газовых скоплений, образовавшихся в результате анаэробного окисления, брожения и разложения органических веществ, в результате биотермического распада микрофлоры в безвоздушном пространстве.

Являясь важнейшим стратегическим сырьем нашей страны с огромными разведанными запасами это чистейшее высокоэкономичное горючее топливо, при сгорании не образует вредных веществ, поэтому интенсивно используется и широко применяется:

1. в металлургии и производстве строительных материалов,
2. в химической и стеклянной промышленности,
3. в нефтеперерабатывающей и цементной промышленности.

Его невысокая себестоимость и экологическая безопасность позволила использовать газообразное ископаемое не только для промышленных, но и бытовых нужд в качестве альтернативного энергетического топлива и химического источника сырья:

• для электростанций и коммунальных нужд населения,
• для холодильных установок и получения сжиженного бытового газа,
• для заправки аэрозольных баллонов и газовых зажигалок.

Сам состав газов в процессе нефтепереработки напрямую зависит не только от вида сырья, но и от условий технологической переработки, так как помимо углеводородов содержит фракционные соединения сернистых тиолов и некоторое количество влаги.

В результате такого разделения углеводородов на промышленных фракционных газовых установках получают качественно новое технологическое топливо, используемое:

• для выработки электроэнергии в генераторах гидроэлектростанций,
• для получения хладогена в качестве теплообменного вещества в кондиционерах и холодильных установках,
• для процесса пиролиза при термическом распаде материи на молекулярном уровне,
• для производства эластичного изопренового каучука, получаемого синтетическим путем каталитической полимеризации,
• для промышленного производства пластических масс и других полезных материалов.

Природный попутный газ рудников и болот — метан является не только прекрасным топливом, но и служит химическим сырьем для получения таких ценных продуктов как:

1. ацетилен и хлороформ,
2. формальдегид и сажа,
3. сероуглерод и синильная кислота.

А насыщенный газ этан выделяют при помощи сухой перегонки каменного угля в процессе промышленной нефтепереработки, где в смеси с другим газом пропаном из него получают этилен и этилхлорид, а также сырьевые продукты органического синтеза, при помощи процесса нитрования, хлорирования и окисления.

Бесцветный газ пропан образуется в результате химической реакции при высокотемпературном крекинге нефтепродуктов, то есть расщеплении их на отдельные низкомолекулярные фракции, которые применяются:

1. для получения нитрометана и пропилена,
2. а также моторного топлива и смазочных масел.

Типично насыщенный газ бутан существует в двух равных по атомному составу и молекулярной массе долях таких изомеров как: нормальный бутан и изобутан, вырабатываемые из конденсата природных источников газово-нефтяных фракций.

Получают их с помощью последующей прямой ректификации в результате разделения многокомпонентных смесей противотоком пара и жидкости, где при помощи структурного изменения каталитической изомеризации легких низко октановых бензиновых фракций получают высокооктановые компоненты товарного автомобильного бензина и моторного топлива.

Вредно действующие на человека газы бутаны используют в качестве сырья для получения:

• уксусной кислоты и бутенов,
• малеинового ангидрида и бутадиена,
• изобутилена и трех-бутилгидропероксида.

Нормально насыщенный углеводород пентан, состоящий из двух изомеров — изопентана и неопентана применяется в качестве растворителя моторного топлива, а из изопентана получают ненасыщенный изопрен в виде растворимого мономера натурального каучука.

И наконец, растворимый газ изобутан образует решетчато-молекулярные клатраты, где отдельные соединения, включены в состав кристаллической решетки в виде:

1. гидрохинона и газовых гидратов,
2. мочевины и слоистого графита,
3. интерметаллидов и соединений циклодекстрина.

Крупнейшие месторождения по добыче залежей с последующей транспортировкой газа

С древних времен жители древней Месопотамии и Индии сталкивались с выходом и воспламенением на поверхность земли смесей природного газа, которые горели долгое время вечным огнем. Этому священному огню поклонялись как всемогущему божеству, поэтому в этих местах строили жилые дома и возводили величественные храмы.

Во времена Марка Поло в Китае природный газ использовался для освещения улиц и отопления домов.

Уже в 17 веке жители Апшерона применяли горючий газ для приготовления пища и в производстве обжига известняков. В наши дни природное газовое топливо обогревает жилые дома и используется для приготовления пищи.

С середины 19 века началось активное использование природного газа, а уже в промышленных масштабах его начали добывать с двадцатых годов нашего столетия, предварительно проводя геологическую разведку:

• сейсмическим и гравитационным способом,
• магнитным и геохимическим способом,

проводя научные исследования, намечаемых в будущем месторождений газа. Но самым достоверным и надежным способом определения запасов газа является бурение скважин на достаточную глубину, которая может порой достигать от 1 до 10 километров.

Под землей природный газ располагается в микроскопических порах и трещинах, соединенных между собой специальными каналами, где находится под высоким давлением.

При бурении скважин сдавленный газ заполняет внутреннюю область бурового ствола с более низким давлением, тем самым снижая пластовое давление, по которому с помощью насосов поступает в огромные емкости, где подготавливается при помощи вспомогательного оборудования к дальнейшему хранению и транспортировке.

В целях удешевления стоимости и сокращения расходов хранят газообразное топливо в подземных хранилищах и в естественных природных пещерах.

Большая часть добытого природного газа под давлением дешево транспортируют по длинным трубопроводам на огромные расстояния, а охлажденный сжиженный газ в целях облегчения транспортировки перевозят в специальных резервуарах газгольдерах, а также в емкостях железнодорожных цистерн и в танкерах газовозах для временного хранения и перевозки горючего сырья по суше и морю.

Все открываемые месторождения газовых запасов по своим объемам можно классифицироваться по следующим категориям:

1. мелкие месторождения с объемами запасов до 10 млрд. кубометров газа,
2. средние месторождения с объемами запасов от 10 до 100 млрд. кубометров газа,
3. крупные месторождения с объемами запасов от 100 до 1000 млрд. кубометров газа,
4. крупнейшие или гигантские месторождения — от 1 до 5 трлн. кубометров газа,
5. уникальные или супергигантские месторождения – от 5 и более трлн. кубометров газа.

С увеличением численности людей на планете ежегодно в мире растет непрерывное потребление горючих энергоносителей, количество которых стремительно сокращается, а цены на них поднимаются вверх, поэтому встает вопрос – надолго ли хватит природного газа.

В связи, с чем многие ученые решили серьезно заняться изучением мировых запасов газа, которые на сегодняшний день составляют по странам:

• Ближний и Средний Восток – 71,7 трлн. кубометров газа,
• Россия — 47,8 трлн. кубометров газа,
• Америка – 14,5 трлн. кубометров газа,
• Африка – 13,8 трлн. кубометров газа,
• Азия – 10,2 трлн. кубометров газа,
• Зарубежная Европа – 6,2 трлн. кубометров газа,
• Австралия – 3,0 трлн. кубометров газа,

где десять крупнейших в мире месторождений газа с начальными запасами составляют около 80 трлн. кубометров газа, половина из которых сосредоточена на территории России.

По данным статистики сегодня в мире ежегодно добывается 3,5 трлн. кубометров природного газа, где 640 млрд. кубометров газа добывается непосредственно в России на основных месторождениях Западной Сибири, которая экспортирует 1/3 часть голубого топлива.

Душевой объем добываемого в России газа примерно равен 4 тысячам кубометрам, а реально потребляется 2,8 тысячи кубометров газа.

Помимо Западной Сибири внушительными объемами газа обладают месторождения:

1. Астраханской и Сахалинской области,
2. Иркутской и Оренбургской области,
3. Северный Кавказ и Нижнее Поволжье,
4. Ямало-Ненецкий и Чукотский АО,
5. Карское и Баренцево море,
6. Охотское и Азовское море,
7. районы Заполярья и Дальний Восток.

По расчетам всемирных ученых данного уровня расхода природного горючего газа хватит не только на 57 лет, но и на все 85 лет. Правда сроки его расхода могут измениться в том случае, если значительно возрастет его мировая добыча и увеличится его продажа за рубеж, где все население земли окончательно перейдет на данный вид сырьевого ресурса.

Но не стоит расстраиваться по данному поводу, серьезную конкуренцию традиционному газу уже сегодня составляет добыча сланцевого газа по приемлемой цене.

Поэтому, когда закончится обычный газ, наша газовая промышленность будет снабжать нас альтернативным видом топлива – сланцевым газом, запасов которого хватит не просто на века, а на многие тысячелетия.

Что касается добываемых газовых ресурсов, то их количество составляет всего 60 % от общего объема ?