Лит.: Кортунов А. К., Газовая умышленность СССР, М., 1967; Спейшер В. А., Сжигание газа на электростанциях и в промышленности, 2 изд., М., 1967; Использование газа в промышленных и энергетических установках, в сборнике: Теория и практика сжигания газа, в. 3—4, Л., 1967—68; Рябцев И. И., Волков А. Е., Производство газа из жидких топлив для синтеза аммиака и спиртов. М., 1968.
В. А. Спейшер.
Газы горючие
Га'зы горю'чие, газообразные вещества, способные гореть. В широком смысле слова к Г. г. относятся водород, окись углерода, сероводород, газообразные углеводороды (например, метан, этан, этилен). В технике под Г. г. обычно понимают природные и искусственные смеси этих газов, разбавленных негорючими газами, такими как двуокись углерода, азот, инертные газы, пары воды. Наибольшее значение в промышленности имеют добываемые из недр земли газы природные горючие , в составе которых содержится до 99% газообразных углеводородов, главным образом метана и его ближайших гомологов. Природные Г. г. добывают из газовых месторождений или совместно с нефтью (см. Газы нефтяные попутные ).
Искусственные смеси Г. г. получают в результате термического разложения твёрдого и жидкого топлива. Наиболее распространены: коксовый газ — продукт, получаемый при коксовании твёрдого топлива, генераторный газ, образующийся при газификации топлив , газы нефтепереработки , которые получаются при термической и термокаталитической переработке нефти и нефтепродуктов, а также доменный газ , образующийся в процессе выплавки чугуна. В отличие от природных, искусственные Г. г. содержат в своём составе пепредельные углеводороды, окись углерода и иногда значительное количество водорода. В небольшом количестве Г. г. получают также методом подземной газификации углей .
Основу развития газовой промышленности СССР и ряда др. стран составляют природные горючие газы, по запасам которых СССР занимает 1-е место в мире Удельный вес природных газов в общей добыче основных видов топлива составлял в СССР 17,9% (1968). Производство искусственных Г. г. не увеличивается из-за малой эффективности переработки твёрдых топлив. Природные газы — удобный и дешёвый вид топлива, всё шире используемый в самых различных отраслях промышленности и в коммунально-бытовом хозяйстве. Применение природных газов позволяет существенно упростить многие важные технологические процессы (см. Газы в технике).
Лит.: Рябцев Н. И., Природные и искусственные газы, 3 изд., М., 1967; Стаскевич Н. Л., Справочное руководство по газоснабжению, Л., 1960.
Н. И. Рябцев.
Газы земной коры
Га'зы земно'й коры', газы, встречающиеся в земной коре в свободном состоянии, в виде раствора в воде и нефти и в состоянии, сорбированном породами, особенно ископаемыми углями. Количество газов в геосферах Земли возрастает в глубь планеты (табл. 1). В зависимости от существа газообразующих процессов различают до 9 генетических групп Г. з. к., из которых важнейшими являются газы катагенетические, метаморфические, вулканические, биохимические, радиоактивного и воздушного происхождения; остальные группы газов (газы ядерных реакций, газы радиохимического происхождения и газы подкоровых глубин) имеют в условиях земной коры второстепенное значение.
Газы катагенетического происхождения (см. Катагенез в литологии) возникают в результате преобразования органического вещества, заключённого в осадочных породах, при их погружении на глубины и одновременном увеличении давления от 10 до 200—250 мн/м2 (от 100 до 2000—2500 атм ) и температуры (от 25—30 °С до 250—300 °C). К катагенетическим газам относится основная масса горючих газов (см. Газы природные горючие ).
При дальнейшем повышении температуры и давления породы дают начало газам метаморфизма, а при расплавлении пород — газам возрождения. Основной состав газов: пары воды, двуокись углерода, окись углерода, водород, сера, двуокись серы, метан, азот, редко инертные газы и летучие хлориды.
Вулканические газы в основном идут из глубин Земли и связаны с дегазацией мантии (см. Вулканические газы ).
Биохимические газы образуются при бактериальном разложении органических веществ и реже при восстановлении минеральных солей. К ним относятся метан и его гомологи (этан и др.), двуокись углерода, сероводород, азот, кислород, редко водород и др. Эта группа охватывает большую часть газов, выделяющихся в атмосферу или образующих скопления в самых верхних частях земной коры.
Радиоактивные газы возникают в процессе распада радиоактивных элементов. К ним относятся гелий, недолговечные эманации радия, тория и др. Самостоятельных скоплений газы этой группы не образуют (см. Гелий ).
Газы воздушного происхождения представляют собой газы атмосферы, проникшие в глубь земной коры главным образом в форме водных растворов. Они состоят из азота, кислорода и инертных газов (аргон, криптон и ксенон).
По химическому составу выделяются три основных группы Г. з. к.: углеводородные, азотные и углекислотные. Особые свойства газов — их большая способность мигрировать как в свободном, так и водорастворённом состоянии — обусловливают смешивание газов разного происхождения и вместе с тем их широкое распространение в природе (табл. 2).
Огромная масса горючих (углеводородных) газов находится в растворённом состоянии в подземных водах. Среднее содержание метана в подземных водах Западно-Кубанского прогиба колеблется от 1 м3 м3 до 10 м3 /м3 . Общее количество метана, растворённого в пластовых водах, во много раз превышает все его запасы в газовых и нефтяных месторождениях и составляет, по Л. М. Зорькину, n · 1016 м3
Значительное количество углеводородных газов связано с органическими веществами, как рассеянными в осадочных породах, так и образующими ископаемые угли, которые содержат много метана (до 50 и более м3 /т ). Газы могут выделяться из подземных вод и создавать самостоятельные сухие скопления лишь в тех случаях, когда упругость растворённых газов превышает давление воды на соответствующей глубине. Поэтому все залежи свободного газа образованы в основном газами катагенетического происхождения.
Табл. 1 - Количество и общий состав газов в геосферах Земли (по В.А. Соколову)
Геосфера Масса геосферы (в 1018 т) Общая масса газов (в 1015 т) Среднее содержа- ние газов (%) Масса отдельных компонентов (в 1012 т) O2 N2 CO2 CH4 H2 H2 S+ SO2 HCl+ HF He Ar Осадочный слой 2,5 0,214 0,0097 2 76 92 43 0,2 0,8 _ 28 600 «Гранитный» и «базальто- вый» слои 26 7,8 0,03 _ 500 6300 15 115 200 600 28 600 Верхняя мантия _ 435,0 _ _ 13000 210000 _ 8600 210000 83000 28 600
*Приведён состав газов, извлечённых из породы при её дроблении.
Табл. 2. – Химический состав газов различного генезиса (в %)
Местонахождение CO2 CO CH4 C2 H6 и выше H2 SO2 N2 Ar H2 S Вулкан Этна 28,8 0,5 1,0 - 16,5 34,5 18,7 - Кисловодск, Нарзан 92,13 0,37 - - - - 7,3 0,129 - Норильск, габбродиазбаз* 34,2 - 30,7 - - - 35,1 - - Норильск, порфириты 23,6 - 8,9 - 51,3 - 16,2 - - Грязевой вулкан Бог-Бога (Апшеронский полуостров) 1,6 0,4 94,7 0,29 0,3 - 2,7 - - Газовое месторождение Карадаг (пласт VII-а) (Азербайджан) 0,19 - 97,72 2,09 - - - - - Газовое месторождение Лак (Франция) 9 - 74 2 - - - - 15 Нефтяной попутный газ из мезозойских отложений Западного Предкавказья 7,68 - 84,57 6,54 - - 1,2 0,52 0,01