ZEMNÍ PLYN Autor: Mgr. Stanislava Bubíková
Datum (období) tvorby: 25. 6. 2012
Ročník: devátý
Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Organické sloučeniny; chemie a společnost
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
1
Anotace: Žáci se seznámí se složením, výskytem a vlastnostmi zemního plynu. V rámci tohoto modulu žáci popíší vznik a výskyt zemního plynu, vyjmenují nejznámější naleziště a použití.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
2
Zemní plyn • • • •
přírodní hořlavý plyn směs plynných alkanů ekologické palivo využití: – jako zdroj energie – surovina pro chemický průmysl – ve vozidlech se využívá ve stlačené (CNG) nebo zkapalněné podobě (LNG)
• odorizace - při distribuci se do něj přidávají zapáchající plyny (např. ethylmerkaptan)
Obr. č. 1: Přírodní vývěr plynu v Rumunsku [2] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Focul_viu2.jpg
– čichem je možné pocítit ve vzduchu koncentraci větší než 1 % 3 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Složení • • • •
methan (70 – 90 %) ethan, propan, butan (až 20 %) oxid uhličitý (až 8 %) další plyny: kyslík, dusík, sirovodík
Obr. č. 2: Struktura molekuly methanu [3] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Methan _8204.JPG Obr. č. 3: Zásobník na kapalný zemní plyn (LNG) [4] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki /File:National_Grid_LNG_Tank.jpg
4 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Vznik 1. biogenezí - bakteriálním rozkladem organické hmoty – – –
biogeneze probíhá v mělkých částech zemské kůry produkty jsou plynné uhlovodíky (methan) probíhá i na skládkách
2. termogenicky společně s ropou –
vznikají plynné (zemní plyn), kapalné (ropa) i pevné uhlovodíky (asfalt)
3. anorganickou cestou během tuhnutí magmatu –
chemické reakce probíhající při tuhnutí magmatu
Obr. č. 4: Vývěr přírodního asfaltu s bublinami zemního plynu [5] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:McKittric k_Tar_Seep_North_of_Highway_58.jpg
5 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Výskyt • zemní plyn (bahenní, důlní) • bioplyn (trávicí trakt živočichů) • skleníkový plyn (atmosféra)
• klatráty – hydráty CH4 v ledu – v hloubce do 2 km pod permafrostem – pod mořským dnem s minimálně 300 m vodního sloupce – až 10 krát převyšují ostatní zásoby plynu
Obr. č. 5: Množství methanu v troposféře v roce 2011 (v μmol/mol) [6] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AIRS_Methane.png Obr. č. 6: Struktura hydrátu methanu [7] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CH4_hydrate_sI.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
6
Naleziště • hlavní dodavatelé: – – – – –
Rusko USA Kanada Írán Norsko
• naleziště: – – – –
šelf Severního moře západní oblast Sibiře Střední Východ Afrika – Alžír
–
v ČR není významný zdroj
Obr. č. 7: Světová produkce zemního plynu [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Natural_gas_production_world.PNG
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
7
Plynovody • podmínky: – tlak 10 Mpa – průměr 1 m
• ČR: – 400 km – z Ruska • přes Slovensko (Lanžhot)
– z Norska • přes Německo (Hora Sv. Kateřiny)
– zásobníky • vytěžené doly, porézní horniny • Jižní Morava Obr. č. 8: Plynovody v Evropě [9] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Major_russian_gas_pipelines_to_europe.png
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
8
Těžba • těží se vrty (3 – 8 km) • z porézních sedimentárních hornin (pískovec, vápenec), uzavřených ve strukturních pastech pod nepropustnými horninami (břidlice obsahující jíl) • ložiska 1. 2.
dvoufázová (methan a voda) třífázová (methan, ropa a voda) •
3.
Obr. č. 9: Těžba z hydrátů methanu (Kanada) [10] dostupné z: http://commons.wikimedia. org/wiki/File:Suppdoc1l.jpg
nejdříve se těží ropa
nekonvenční • břidlicový plyn – těžba v místě vzniku plynu • uhelné sloje – vyšší obsah CO2 • zmrzlé hydráty – mořské dno, ledovce, tundra
Obr. č. 10: Vrtná souprava Mallik, Kanada [11] dostupné z: http://commons.wikim edia.org/wiki/File:10sep NRCpt1_F1_575.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
9
Použití • ekologické fosilní palivo – nejmenší podíl vzniklého CO2
• pohonná látka – stlačený CNG – zkapalněný LNG
• zdroj vodíku – výroba dusíkatých hnojiv
Obr. č. 11: Autobus na CNG [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Jelcz_Vecto_CNG.jpg
Obr. č. 12: Zásobník LNG [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LNG_installation.JPG
10 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Zdroje 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80-716-8748-0. Focul_viu2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Focul_viu2.jpg Methan_8204.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14 3-15]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Methan_8204.JPG National_Grid_LNG_Tank.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:National_Grid_LNG_Tank.jpg McKittrick_Tar_Seep_North_of_Highway_58.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:McKittrick_Tar_Seep_North_of_Highway_58.jpg AIRS_Methane.png. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AIRS_Methane.png CH4_hydrate_sI.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CH4_hydrate_sI.jpg Natural_gas_production_world.PNG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Natural_gas_production_world.PNG Major_russian_gas_pipelines_to_europe.png. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Major_russian_gas_pipelines_to_europe.png Suppdoc1l.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Suppdoc1l.jpg 10sepNRCpt1_F1_575.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:10sepNRCpt1_F1_575.jpg Jelcz_Vecto_CNG.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Jelcz_Vecto_CNG.jpg LNG_installation.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-06-25]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LNG_installation.JPG 11 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
