Khí thiên nhiên là gì? Các thành phần chính của khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên là một loại khí rất quen thuộc trong đời sống hiện nay. Chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và trong đời sống sinh hoạt. Vậy, khí thiên nhiên là gì, chúng có thành phần ra sao, ứng dụng của khí thiên nhiên trong đời sống và sản xuất là gì? Hãy cùng Gas South tìm hiểu chi tiết về khí thiên nhiên trong bài viết sau đây nhé!

1. Tìm hiểu khí thiên nhiên là gì, khí tự nhiên là gì?

Theo thuật ngữ chung được sử dụng rộng rãi trên thế giới, khí tự nhiên (natural gas) và khí thiên nhiên là tên gọi chung của một loại nhiên liệu hóa thạch có thành phần chính là các hydrocacbon - hợp chất hóa học chứa hydro và oxy. Khí thiên nhiên có thể được tìm thấy và khai thác trong các mỏ khí đốt hoặc trong các mỏ dầu nằm sâu trong lớp vỏ Trái Đất.

Khí thiên nhiên là một trong những loại nhiên liệu hóa thạch quan trọng

Tương tự với than đá và dầu mỏ, khí thiên nhiên có thể cháy và tỏa nhiệt lớn, vì vậy khí thiên nhiên là một loại tài nguyên thiên nhiên rất quan trọng. Chúng được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải…bạn cũng có thể gặp được một số tên gọi quen thuộc khác của khí thiên nhiên như khí gas, khí đốt, khí ga…Hiện nay, khí tự nhiên đang được xem là loại nguyên liệu sạch và thân thiện môi trường, góp phần cung cấp 25% nhu cầu năng lượng trên thế giới.

2. Thành phần chính của khí thiên nhiên là gì?

Thành phần chính của khí thiên nhiên bao gồm: 85% CH4 (metan), 10% C2H6 (etan) và có thể chứa số lượng nhỏ hơn C5H12 (pentan), C4H10 (butan), C3H8 (propan) và một số loại ankan khác.

Trong thành phần của khí thiên nhiên cũng có thể chứa lượng nhỏ các loại tạp chất khác như CO2 (carbon dioxide), N2 (nitơ) và H2S (hydro sulfide) và hơi nước.

Các chất không phải là hydrocacbon trong khí thiên nhiên được gọi là chất gây ô nhiễm và chất làm loãng. Các chất gây ô nhiễm thường gặp là hydro sunfit và các hợp chất của lưu huỳnh, chúng có thể gây ô nhiễm và làm hỏng các thiết bị sản xuất, vận chuyển. Khi được đốt các chất này có thể gây mưa axit và ô nhiễm không khí. Các chất làm loãng bao gồm: nitơ, hơi nước và carbon dioxide, chúng thường được loại bỏ trong quá trình tinh lọc khí tự nhiên

2.1 Phân loại các loại khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên là một hỗn hợp khí không màu và được phân loại tùy thuộc vào thành phần các chất hóa học của nó. Cụ thể, khí thiên nhiên được phân thành 4 loại chính như sau:

• Khí khô:là loại khí thiên nhiên chứa tỷ lệ khí metan cao trong thành phần.
• Khí ướt: là loại khí thiên nhiên có chứa tỷ lệ carbohydrate nhóm ankan cao hơn khí khô bao gồm: etan, butan và propan.
• Khí ngọt: là loại khí thiên nhiên có chứa hàm lượng cao khí hydro sunfit cao trong thành phần (hydro sunfit là chất độc có mùi trứng thối).
• Khí chua: là khí thiên nhiên có nồng độ hydro sunfit thấp trong thành phần.

3. Phân biệt dầu mỏ và khí thiên nhiên

Dầu mỏ là chất lỏng sánh thường có màu nâu đen, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Trong tự nhiên, dầu mỏ thường tập trung thành những vùng lớn trong lòng đất tạo nên các mỏ dầu. Mỏ dầu có 3 lớp: lớp khí ở trên (hay còn gọi là khí đồng hành) có thành phần chính là metan, lớp dầu lỏng chứa thành phần chính là các hidrocacbon và lượng nhỏ các chất tạp khác dưới cùng là lớp nước mặn. Dầu mỏ là tài nguyên hóa thạch rất quan trọng, các sản phẩm sau khi chưng cất dầu mỏ có tính ứng dụng rất cao trong đời sống bao gồm: xăng, dầu, khí đốt, dầu diesel, nhựa đường….

Khí thiên nhiên là hỗn hợp khí thu được trong các mỏ khí tự nhiên trong lòng đất hoặc ở lớp trên các mỏ dầu (khí đồng hành). Khí thiên nhiên có thành phần chính là metan cùng hàm lượng nhỏ các loại khí carbohydrate khác. Tương tự dầu mỏ, khí thiên nhiên cũng được xem là tài nguyên hóa thạch quan trọng. Trong đời sống và sản xuất, khí thiên nhiên thường được dùng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào trong công nghiệp.

4. Khí thiên nhiên thường tập trung ở đâu, có nguồn gốc ở đâu?

Khí thiên nhiên được tạo thành từ các vi sinh vật phù du sống dưới nước bao gồm động vật nguyên sinh và các loại tảo. Khi các sinh vật này chết, xác của chúng tích tụ trên đáy đại dương và dần bị chôn vùi dưới các lớp trầm tích. Trải qua hàng triệu năm, nhiệt độ và áp suất lớn do các lớp trầm tích chồng chất lên nhau đã giúp chuyển hóa hóa học các chất hữu cơ trong cơ thể các sinh vật phù du thành khí thiên nhiên.

Trong quá trình lắng đọng trong hàng triệu năm, khí thiên nhiên và dầu mỏ dần chui vào các lỗ nhỏ của tầng đá xốp và các khe hở xung quanh tạo nên các mỏ dầu và mỏ khí thiên nhiên lớn. Do vậy, chúng ta có thể tìm thấy khí thiên nhiên trong các mỏ dầu hoặc mỏ khí thiên nhiên nằm sâu dưới lớp vỏ của Trái Đất. Ngoài ra, trong các lớp than đá cũng có chứa một lượng khí thiên nhiên đáng kể. Chúng thường nằm phân tán trong các khe hở và vết nứt của tầng than.

Hiện nay trên thế giới, khí thiên nhiên được phát hiện trên tất cả các châu lục lớn (loại trừ châu Nam Cực). Tổng trữ lượng khí thiên nhiên trên toàn thế giới ước tính rơi vào khoảng 150 tỷ tỷ m3. Nga chiếm trữ lượng lớn nhất với 48 tỷ tỷ m3, Trung Đông xếp thứ hai với khoảng 50 tỷ m3, trữ lượng khí thiên nhiên còn lại phân phối ở nhiều nơi khác ở châu Mỹ, châu Á và châu Úc.

Nga là quốc gia có trữ lượng khí thiên nhiên lớn nhất thế giới

5. Quy trình khai thác các loại khí thiên nhiên

Để khai thác khí thiên nhiên, trước hết các nhà địa chất học phải xác định được vị trí chính xác của các mỏ khí thông qua các dấu hiệu và đặc điểm địa chất cần thiết cho việc hình thành khí. Sau khi xác định được vị trí có thể khoan trực tiếp đến tầng đá xốp bên dưới để khai thác khí. Khí thiên nhiên sẽ được đẩy lên trên miệng giếng khoan dựa vào áp lực bên trong tầng đá xốp, sau một thời gian áp lực này yếu đi, người ta cần dùng máy bơm để hút khí thiên nhiên lên bề mặt.

Khai thác khí thiên nhiên trong các mỏ khí

Khi khí thiên nhiên được đưa lên mặt đất, chúng được dẫn bởi đường ống dẫn khí đến các nhà máy tinh lọc để chế biến. Trong quá trình này, các chất tạp không phải là hidrocacbon sẽ được loại bỏ (đặc biệt nhất là hydro sulfide và carbon dioxide). Sau khi loại bỏ tạp chất hoàn tất, khí thiên nhiên được vận chuyển đến nơi tiêu thụ là các khu dân cư, khu công nghiệp, sản xuất điện hoặc làm nguyên liệu trong ngành hóa dầu.

6. Ứng dụng của khí tự nhiên trong đời sống

Khí thiên nhiên là một trong những loại nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo và có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất, cụ thể như sau:

• Khí thiên nhiên có thể dùng làm khí đốt lò gas trong các nhà máy chế biến thực phẩm hoặc xưởng sản xuất đồ khô.
• Sử dụng làm nhiên liệu đốt trong lò nung của các nhà máy công nghiệp như: nhà máy xi măng, lò gạch, lò luyện kim, lò gốm.
• Sử dụng làm nhiên liệu đốt cháy tạo nhiệt quay tuabin trong các nhà máy nhiệt điện.
• Các chất propan, etan, butan được tác ra từ khí thiên nhiên là nguyên liệu quan trọng được sử dụng trong ngành hóa dầu giúp tạo nên các sản phẩm quan trọng như chất dẻo, bột giặt, dược phẩm…
• Sử dụng làm thức ăn cho cá và sản xuất thức ăn giàu đạm bằng cách cho vi khuẩn methylococcus capsulatus tiếp xúc với khí thiên nhiên.
• Sử dụng để sản xuất khí H2 - nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hoặc làm nhiên liệu cho các động cơ sử dụng khí H2.
• Sử dụng làm nhiên liệu đốt trong các loại động cơ sử dụng khí thiên nhiên nén hoặc hóa lỏng.

Vận chuyển khí thiên nhiên sử dụng các bồn chứa

7. Khí thiên nhiên có hại đến môi trường không? Hậu quả khai thác khí thiên nhiên ảnh hưởng đến môi trường

Mặc dù được xem là nhiên liệu hóa thạch xanh và ít gây ô nhiễm môi trường như than đá và dầu mỏ. Nhưng quá trình khai thác, chế biến và sử dụng khí thiên nhiên cũng có thể gây nên một số hậu quả tiêu cực đến môi trường, cụ thể như sau:

• Trong quá trình khai thác, các mỏ khí thiên nhiên sẽ bị giảm áp lực gây nên tình trạng sụt lún ảnh hưởng đến hệ sinh thái của khu vực xung quanh.

• Hydro sulfide có trong khí chua nếu không được lọc tách cẩn thận có thể gây nên ô nhiễm không khí và là nguyên nhân gây nên các cơn mưa axit. Hydro sulfide cũng là một loại khí độc có thể gây chết người nếu hít phải quá nhiều.

• Sử dụng khí thiên nhiên để làm lò sưởi có thể bị ngộ độc khí CO nếu không có ống thông hơi hoặc bị rò rỉ. Khí thiên nhiên cũng có thể gây ngạt và tổn thương phổi nếu tiếp xúc quá nhiều trong không gian kín.

• Trong quá trình đốt, các vụ rò rỉ khí thiên nhiên có thể gây nên những vụ nổ mạnh gây nên nhiều thiệt hại về tài sản và sức khỏe của con người.

• Hậu quả trong quá trình khai thác khí thiên nhiên cũng tạo nên các chất phóng xạ như Poloni, Chì và Radon…ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

• Mặc dù quá trình đốt khí thiên nhiên có thể tạo ra ít hơn 40% đến 45% khí carbon dioxide so với dầu mỏ và than đá. Nhưng khí thiên nhiên vẫn góp phần không nhỏ trong việc tăng lượng khí thải nhà kính. Ngoài ra, metan có chu kì bán rã tương đối ngắn (khoảng 7 năm), nhưng vẫn được xem là một loại khí nhà kính mạnh khiến nhiệt độ toàn cầu tăng cao.

Trong bài viết này, Gas South đã giúp bạn tìm hiểu nhanh một số thông tin quan trọng vềkhí thiên nhiên. Mong rằng, sau khi tham khảo bài viết, bạn đã hiểu rõ hơn và có thể sử dụng hiệu quả khí thiên nhiên trong đời sống và trong sản xuất. Hiện nay, Gas South là đơn vị cung cấp các loại khí thiên nhiên uy tín, chất lượng với mức giá cạnh tranh nhất tại Việt Nam. Nếu bạn có nhu cầu tìm hiểu và đặt mua khí thiên nhiên nén (CNG), khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG), khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG)… hãy liên hệ ngay qua hotline để được hỗ trợ tư vấn và báo giá chi tiết!

• Công ty Cổ phần Kinh doanh Khí miền Nam - Gas South

• Trụ sở chính: Lầu 4, PetroVietnam Tower, số 1-5 Lê Duẩn, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP.Hồ Chí Minh

• Điện thoại: 028.3910 0108 - 028.3910 0324

• Email: lienhe@pgs.com.vn