گاز طبيعي ( GAS NATURAL )

گاز يک سوخت است، گاز طبيعي از منابع ذخيره اي زير زمين جايي که گاز براي قرن ها به دام افتاده است استخراج مي شود. گازهاي توليدي با چندين روش توليد مي شوند، که در ادامه ي مقاله در مورد آن ها صحبت خواهيم کرد.
گاز قسمت بزرگي از انرژي ناشي از سوخت ها را براي دنيا و بويژه ايالات متحده تأمين مي کند. در بسياري از خانه ها گاز براي گرم کردن و آشپزي سوزانده مي شود. هم چنين مي توان از گاز براي سوزاندن زباله ها، قدرت دهي به موتورهاي وسايل نقليه و به کاراندازي سيستم هاي تهويه ي مطبوع،خشک کننده ي لباس، آبگرمکن ها و يخچال ها استفاده کرد. در صنعت گاز براي فراهم کردن گرما در صدها فرآيند مختلف سوزانده مي شود. در گذشته از گاز به طور وسيعي براي روشنايي خيابان ها و ساختمان ها استفاده مي شد.
گاز به عنوان يک سوخت مزاياي زيادي دارد، گاز را به راحتي مي توان از يک مکان به مکان ديگر جاري ساخت و براي شرکت هاي خدماتي که تأمين کننده ي گاز هستند، به راحتي قابل ذخيره مي باشد.بسياري از مصرف کنندگان نيازي به ذخيره سازي گاز ندارند اما احتمالاً به يک جريان پايدار و ثابت سوخت از شرکت خدماتي تأمين کننده ي گاز متکي هستند.
هنگامي که گاز مشتعل مي شود، به طور يکنواخت و کامل مي سوزد.
اگر گاز در اتاق هاي بدون تهويه جمع شود مي تواند خطر انفجار داشته باشد. گاز طبيعي سمي نيست، اما اگر جايگزين هواي درون يک اتاق شود مي تواند موجب خفگي شود. بهبودهاي صورت گرفته در طراحي تجهيزات گاز امکان نشت گاز را به شدت کاهش داده است. تجهيزات گازسوز مدرن داراي امکانات ايمني بسياري هستند. از جمله تجهيزات قطع اتوماتيک جريان سوخت. گازي که در تجهيزات نصب شده و کنترل شده توسط يک شرکت خدماتي رفاهي عمومي مورد استفاده است، ايمن است.

گاز طبيعي
 

گاز طبيعي در مخازن عميق زمين کشف مي شود. همانند ذغال سنگ و نفت خام معتقد هستيم گاز طبيعي هم در طي ميليون ها سال بر اثر فساد و فشرده شدن مواد آلي تشکيل شده است. گاز طبيعي به طور عمده مخلوطي از گازهاي هيدروکربني است. (هيدروکربن ها ترکيباتي از هيدروژن و کربن هستند.) ساختار دقيق گاز طبيعي در هر منطقه متفاوت است. محتواي عمده در بيشتر گازهاي طبيعي يک هيدروکربن است که متان ناميده مي شود. ديگر موادي که در گاز طبيعي يافت مي شود، شامل هيدروژن سولفيد، نيتروژن، کربن دي اکسيد، آب و هليم است. گاز طبيعي که شامل هيدروژن سولفيد است عموماً بوي تند و نامطبوعي دارد و با نام گاز ترش شناخته مي شود.
قبل از اين که گاز طبيعي به دست مصرف کنندگان برسد، همه ي هيدروژن سولفيد و کربن دي اکسيد آن گرفته مي شود گاز حاصل بدون بو است. براي اين که مصرف کنندگان بتوانند نشت گاز را تشخيص دهند موادي که داراي بوي قوي هستند Thiols يا mercaPtans ناميده مي شوند به گاز اضافه مي کردند.

استخراج
 

استخراج گاز طبيعي در بسياري از بخش هاي جهان صورت مي گيرد. مقدار معيني از گاز طبيعي در همه ي مناطقي که نفت خام وجود دارد قابل يافتن مي باشد.
برخي از مخازن عظيم گاز طبيعي در زير بستر اقيانوس ها قرار گرفته اند. بزرگترين توليدکنندگان گاز طبيعي در دنيا روسيه و ايالات متحده ي آمريکا مي باشند. اين دو کشور بيشتر از نيمي از گاز جهان را توليد مي کنند.
(از حيث دارا بودن منابع گازي در جهان روسيه مقام اول و ايران مقام دوم را دارا مي باشد. - مترجم)
ديگر توليدکنندگان بزرگ عبارتند از: کانادا، هلند، انگليس، ترکمنستان، الجزايرو اندونزي. تقريباً دو سوم از توليد ايالات متحده از تکزاس، لويزيانا و اولکلاهاما مي آيد. (ظاهراً نويسنده ي مقاله ايران و قطر را فراموش کرده است - مترجم) گاز طبيعي ممکن است خودش از زمين خارج شود (اين مورد وقتي رخ مي دهد که بر روي منبع نفتي قرار گرفته باشد) يا ممکن است در نفت حل شده باشد. بسترهاي داراي گاز معمولاً تخته سنگ هاي متخلخل همانند سنگ آهک يا ماسه سنگ هاي درشت مي باشند. سنگ هاي غير متخلخل همانند سنگ هاي رستي پوشش هايي را بوجود مي آورند که گاز را درون خود نگه مي دارد و هوا را در بيرون نگه مي دارد.

توليد
 

چاه هاي گاز داراي عمقي از 300 تا 20 هزار فوت يا بيشتر مي باشند. ( 90 تا 6100 متر) قطر چاه هاي گاز از 2 تا 8 اينچ ( 5 تا 20 سانتي متر ) مي باشد.
در يک چاه جديد به طور کلي گاز آن قدر فشار کمي دارد که نمي تواند به راحتي از چاه خارج شود. هنگامي که فشار پايين باشد، گاز را يا بوسيله ي پمپ کردن خارج مي کنند يا به وسيله ي تزريق آب به درون منبع گاز و افزايش فشار خارج مي کنند.
بيشتر گاز طبيعي که از منابع نفتي حاصل مي شود گاز مرطوب است. گاز مرطوب گاز طبيعي است که حاوي نسبت تقريباً بالايي از هيدروکربن هايي است که تحت شرايط فشار و دماي معمولي به صورت مايع در مي آيد. معمولاً اين هيدروکربن ها در نزديکي محل چاه از گاز طبيعي جدا مي شوند. بيشتر گاز طبيعي که خود به خود از منابع گازي خارج مي شوند، گاز خشک است. گاز خشک، گازي است که تقريباً اين نوع هيدروکربن ها را ندارد.

حمل و نقل
 

گاز از چاه بوسيله ي سيستمي از لوله هاي فولادي به هم جوش خورده به دست مصرف کننده مي رسد. در ايالات متحده ي آمريکا خطوط لوله اي با طول بيش از 1000 مايل ( 1600 کيلومتر) ميادين بزرگ گاز را به شهرهاي دوردست متصل مي کند.
هم چنين از خطوط لوله براي فرستادن گاز طبيعي از يک کشور به کشور ديگر و انتقال گازها از چاه هاي دور از ساحل (داخل دريا) به خشکي استفاده مي شود. فشار گاز خطوط لوله بوسيله ي ايستگاه هاي فشاري که هر پنجاه تا صد مايل (هشتاد تا صد کيلومتر) قرار دارند، محافظت و نگه داري مي شوند. گاز به صورت محلي توسط لوله هاي زيرزميني که شبکه نام دارند، توزيع مي شوند. لوله هاي کوچکتري که لوله هاي سرويس (يا لوله هاي خدماتي) نام دارند، گاز را از شبکه به ساختمان هاي شخصي هدايت مي کنند. ميزان گاز مصرف شده در هر مکان بوسيله ي يک کنتور گاز اندازه گيري مي شود.
براي حمل گاز از طريق دريا، گاز طبيعي به مايع تبديل مي شود. که اينکار موجب مي شود حجم آن بسيار کاهش يابد. گاز طبيعي مايع شده ( LNG) مي تواند خطر انفجاري جدي باشد، اما در اوايل دهه ي 1960 روش هايي براي توليد و استفاده ي LNG به صورت ايمن ايجاد شد. LNG بوسيله ي سرد کردن گاز طبيعي تا دماي 260- درجه ي فارنهايت ( 162- درجه ي سانتي گراد) توليد مي شود. براي اين که دماي LNG در طي حمل توسط کشتي به همين ميزان ثابت بماند، LNG را در قسمت هاي عايق شده حمل مي کنند. اگرچه قسمت کوچکي از LNG درحين حمل بخار مي شود، معمولا تلف نمي گردد. بيشتر کشتي هاي حمل LNG طوري طراحي شده اند که اين گاز (گاز تبخير شده) را به عنوان سوخت مصرف کنند.

ذخيره سازي
 

درخواست براي سوخت گاز به طور عمده به آب و هوا بستگي دارد و به ميزان کمي قابل پيش بيني مي باشد. در بسياري از مناطق ايالات متحده ي آمريکا، ميزاني از گازي که در تابستان به آن منطقه مي رسد، ذخيره مي شود (در فصل تابستان تقاضاي گاز کم است.) گاز ذخيره شده در زمستان براي تغذيه ي خطوط لوله ي گاز در زمان هايي که اوج مصرف وجود دارد، مورد استفاده قرار مي گيرد. معمولاً گاز در مخازن زيرزميني صخره هاي داراي خلل و فرج (متخلخل) همانند ميدان هاي نفتي و گازي متروک ذخيره مي شود. مقداري از گاز طبيعي در مخازن بزرگ عايق شده ي LNG که در زير سطح زمين ساخته شده اند ذخيره مي شوند.

گازهاي توليد شده
 

سوخت گازي توليد شده در قرن نوزدهم و اوايل قرن بيستم به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گرفت. اما امروزه گازهاي توليد شده عمدتاً براي تغذيه ي گاز طبيعي در هنگامي که درخواست سوخت گاز به طرز غيرطبيعي بالا مي باشد، استفاده مي شود.
سوخت گازي که محصول فرعي يک فرآيند صنعتي مي باشد، اغلب به عنوان سوخت براي واحدهاي صنعتي که آن را توليد کرده اند، مورد استفاده قرار مي گيرند.
گازهاي توليدي انواع بسياري دارند. آن ها ساختارهاي متفاوتي و در نتيجه ارزش هاي گرمايي متفاوتي دارند. (ارزش گرمايي، در واقع ميزان گرمايي است که از سوزاندن ميزان معيني گاز بدست مي آيد.) گازهاي توليدي شامل گازهاي زير مي شود:

گاز کوره بلند ( Blast- furnace gas)
 

گار کوره بلند يک محصول فرعي در فرآيند توليد آهن خام مي باشد. گاز کوره بلند عمدتاً شامل کربن مونو اکسيد، کربن دي اکسيد و نيتروژن مي باشد. اين گاز داراي ارزش حرارتي بسيار پاييني مي باشد.

گاز ذغال سنگ يا گاز کوره اي ذغالي ( Coal gas or coke-oven gas)
 

گاز ذغال سنگ بر اثر سوزاندن ذغال در نبود هوا ايجاد مي شود. در اين فرايند ذغال سنگ به کک تبديل مي شود. گاز زغال سنگ مخلوطي از هيدروژن، مونو اکسيد کربن، متان و مقادير کمي از ديگر گازها مي باشد. اين گاز ارزش گرمايي متوسطي دارد.

گاز نفت خام مايع شده ( LPG)
 

(Liquefied petroleum (Lp) gas )
LPG از پالايش نفت خام از گاز طبيعي بدست مي آيد. LPG عمدتاً شامل بوتان و پروپان مي باشد و ارزش گرمايي بسيار بالايي دارد.

گاز نفت ( Oil Gas)
 

گاز نفت بوسيله ي گرما دادن گازوييل (يک محصول نفتي ) تا دماهاي بالا، ياعمل کردن نفت با بخار آب حاصل مي شود. گاز نفت عمدتاً هيدروژن و متان است و داراي ارزش گرمايي متوسطي مي باشد.

گاز توليد کننده ( producer Gas)
 

گاز توليدکننده بوسيله ي راندن هوا يا مخلوطي از هوا و بخار آب از روي بستري از کک بسيار داغ يا ديگر سوخت هاي جامد بدست مي آيد. اين گاز عمدتاً شامل هيدروژن، کربن دي اکسيد و نيتروژن است و ارزش گرمايي پاييني دارد.

گاز پالايشگاه (Refinery Gas)
 

گاز پالايشگاه به عنوان يک محصول فرعي در فرايند پالايشگاه نفت خام بدست مي آيد. اين گاز مخلوطي از اتان، پروپان، بوتان، هيدروژن، متان و مقادير کوچکي از ديگر گازها مي باشد. اين گاز ارزش گرمايي بالايي دارد.

جانشين يا گاز طبيعي مصنوعي ( SNG)
 

SNG به هر گازي که شبيه گاز طبيعي باشد گفته مي شود. بنابراين عمدتاً ترکيب آن متان است و ارزش گرمايي بالايي دارد. SNG را مي توان از مشتقات نفت خام، ذغال سنگ، Peat يا ديگر سوخت ها تهيه کرد. بيشتر فرايندهايي که در توليد SNG مورد استفاده قرار مي گيرند، شامل توليد متان از هيدروژن و کربن منو اکسيد مي باشد.

گاز آب يا گاز آبي ( Water Gas or Blue Gas)
 

گاز آب بوسيله ي عبور دادن بخار آب از روي ذغال سنگ يا کک بسيار داغ توليد مي شود. اين گاز عمدتاً از نسبت مساوي هيدروژن و کربن دي اکسيد ساخته مي شوند و داراي ارزش حرارتي پاييني مي باشد. گاز آبي که ارزش حرارتي آن بوسيله ي نفت گاز افزايش مي يابد Corburetted water Gas ناميده مي شود.

نگاهي به تاريخچه
 

نويسندگان يونان باستان به گاز (گاز طبيعي ) که از ميان سنگ ها تراوش مي کرده و قابل سوختن بوده است اشاره کرده اند. هم چنين گزارش شده است که چيني ها حداقل دو هزار سال قبل گاز طبيعي را براي تبخير آب دريا در تشت هاي کم عمق جهت توليد نمک مي سوزانده اند.
استفاده ي مدرن از گازهاي سوختي در اواخر قرن هيجدهم آغاز شد. که عمدتاً با توسعه ي چراغ هاي گازي که از گاز ذغال سنگ استفاده مي کرده اند صورت گرفت. ويليام مورداک يک مهندس اسکاتلندي بود که بوسيله ي آزمايش هايي در توسعه ي توليد گاز ذغال سنگ و استفاده از آن به عنوان گاز روشنايي نقش ايفا کر. در حدود سال 1810 استفاده از گاز ذغال سنگ براي روشنايي خيابان هاي لندن آغاز گرديد.
در سال 1816 بالتي مور نخستين شهر ايالات متحده بود که چراغ هاي خياباني گاز سوز در آن نصب شد. گاز در يک تأسيسات مرکزي توليد مي شد و بوسيله ي لوله هاي کوچکي توزيع مي گشت. روشنايي بوسيله ي گاز براي خيابان ها، ساختمان هاي عمومي و کارخانجات طي يک دو دهه بعد به طور گسترده اي مورد استفاده قرار گرفت و چراغ هاي گازسوز پس از جنگ داخلي آمريکا به طور گسترده داخل خانه ها مورد استفاده قرار گرفت.
در سال 1885 کارل ول باخ فيزيکدان اتريشي توري چراغ گازي را اختراع کرد. توري چراغ گازي ميزان روشنايي را که چراغ هاي گازي مي توانستند توليد کنند، به شدت افزايش داد. اين توري ها شامل يک کلاهک پارچه اي بود که با موادي پوشش داده شده بودند، که اين مواد هنگامي که در شعله گرم مي شدند شروع به ساطع کردن نور سفيد خيره کننده اي مي نمودند. با اين حال چراغ هاي برقي عمدتاً چراغ هاي قوس الکتريکي و چراغ هاي رشته اي ) در اوايل قرن بيستم کم کم جايگزين چراغ هاي گازي شدند. در مواجه با از دست دادن بازار سيستم هاي روشنايي، صنعت گاز به توسعه ي استفاده از گازهاي توليدي در آشپزي و گرم سازي روي آورد. هم زمان با افزايش نصب اجاق ها و بخاري هاي گازسوز در خانه ها، درخواست براي گاز افزايش يافت.
در ايالات متحده تا نيمه ي قرن نوزدهم ميلادي مقداري گاز طبيعي توليد مي شد. اگر چه گاز طبيعي نسبت به ديگر گازهاي توليدي منبع گرمايي بسيار بهتري بود، اما در طي قرن نوزدهم استفاده از آن به طور کلي به مناطق اطراف ميدان هاي گازي و ميدان هاي نفتي محدود مي شد. در اوايل قرن بيستم معرفي لوله هاي بدون درز و اتصالات جوش کاري شده ي خطوط لوله (اختراعاتي که لوله ها را به قدر کافي براي تحمل فشار بالاي گاز قدرتمند مي ساخت. ) امکان انتقال گاز طبيعي به مسافت هاي دورتر را فراهم کرد. تا اواخر دهه ي 1930 گاز طبيعي بزرگترين سوخت گازي در ايالات متحده شد.
ساخت يک سيستم بزرگ لوله کشي گاز طبيعي پس از جنگ جهاني دوم آغاز شد. در طي دهه 1960 گاز طبيعي در هر نقطه از آمريکا در دسترس بود و مصرف آن نيز در طي اين دهه به طور پيوسته افزايش يافت. در اواسط دهه ي 1970 کمبود گاز طبيعي بوجود آمد و در مورد تأمين ذخاير آينده يک بلاتکليفي وجود داشت. اين وضعيت موجب ايجاد علاقه براي ايجاد پروژه هاي عظيم جهت توليد جانشين گاز طبيعي از زغال سنگ و قير گرديد. (گازهايي توليدي که داراي ارزش گرمايي بالا باشند) اما در اوايل دهه ي 1980 در پي آزادسازي قيمت گاز در ايالات متحده که منجر به کاهش درخواست و افزايش اکتشاف و حفاري گرديد منابع گاز طبيعي دوباره فراوان شدند.
منبع
Howstuffworks.com
ترجمه هايي براي شاخه اصطلاح شناسي علمي
/ع