Naturgass er hovedsakelig forbindelser mellom hydrogen- og karbonatomer.
Naturgass er hovedsakelig forbindelser mellom hydrogen- og karbonatomer. (Bilde: Istockphoto)

Fiskale gassmålinger (1:10)

Nyttig om naturgass

Serien om fiskale- og CO2-avgiftsbelagte gassmålinger starter med en liten kjemileksjon og en oversikt over de mest aktuelle produktene.

Om artikkelserien

Artikkelforfatter Rolf Skatvedt er en av landets autoriteter på fiskale målinger.
Serien dekker følgende temaer:

  1. Naturgass, fundamentale betraktninger (denne artikkelen)

Gassprodukter

Rikgass: Rikgass er en blanding av våte og tørre gasskomponenter (metan, etan, propan, butaner, etc.) som sendes samlet i en strøm gjennom en rørledning. Både Statpipe-rørledningen, mellom Statfjord-feltene og Kårstø-anleggene, og Åsgard Transport er rikgass-rørledninger. Brennverdi, eller energiinnhold, er i størrelsesorden 43-46 MJ/Sm3.

 

Våtgass: Våtgass er et samlebegrep for flere flytende petroleumskvaliteter. Begrepet dekker fire våtgasser: etan, propan, butan og nafta, og er ofte inkludert små mengder tyngre hydrokarboner. Gassen er delvis flytende ved atmosfærisk trykk og må transporteres med spesialskip.

 

Tørrgass: Tørrgass er en vanlig betegnelse på naturgass som ikke inneholder flytende hydrokarboner under trykk. Den består hovedsakelig av metangass, men kan også inneholde etan. Europipe I og Franpipe er tørrgassrørledninger. Brennverdi, eller energiinnhold, er i størrelsesorden 39-40 MJ/Sm3.

 

NGL: NGL (Natural Gas Liquids) er kondenserbare hydrokarboner (etan til butaner, dessuten pentaner og tyngre komponenter), som er utvunnet fra våtgass eller rikgass. Den tyngste andelen blir også kalt C5+, nafta, naturbensin eller kondensat. Brennverdi, eller energiinnhold, er i størrelsesorden 90-100 MJ/Sm3.

 

LNG: LNG (Liqiuefied Natural Gas) er nedkjølt naturgass, flytende metangass, som er omdannet til flytende form ved nedkjøling til –163°C. Den transporteres i spesialskip, LNG-tankere. Ett tonn LNG tilsvarer om lag 1400 kubikkmeter naturgass i gassform under normale forhold, definert som en atmosfæres trykk (1,01325 bar) og  med en temperatur på 15 °C. Volummessig er forholdet mellom gass i gassform og LNG som 1:625. Brennverdi, eller energiinnhold, er i størrelsesorden 38-40 MJ/Sm3.

 

LPG : LPG (Liquid Petroleum Gases) er flytende petroleumsgasser som består av propan og butan, omdannet til væskeform ved trykk på rundt syv til åtte bar, eller ved nedkjøling. I Norge er LPG ensbetydende med propan (95 prosent propan og 5 prosent butan), fordi propan har temperaturegenskaper som gjør den godt egnet til bruk i våre områder. Den blir transportert om bord i spesialskip, såkalte LPG-tankere. Brennverdi, energiinnhold, er ca. 100 MJ/Sm3.

 

Sur-gass: Sur-gass er betegnelse på naturgass som inneholder sure komponenter som karbondioksid og/eller hydrogensulfid.

 

CNG: CNG (Compressed Natural Gas) er en betegnelse på naturgass som i første rekke brukes i kjøretøy. Gassen er komprimert til minst 200 bar trykk.

Definisjoner

Hydrogen (H): Det letteste grunnstoffet, har atomnummer  én i det periodiske systemet.

 

Karbon (C): Grunnstoff med atomnummer seks i det periodiske systemet.

 

Sm3: Standard kubikkmeter, eller en kubikkmeter gass under normale forhold, definert som en atmosfæres trykk (1,01325 bar) og med en temperatur på 15 °C. Dette begrepet brukes når man angir volumet av gassen

 

Brukere (skipere): De som eier gassen som skal transporteres i rørledningene.

 

Oppstrøm: Samlebegrep for aktiviteter som skjer før råolje forlater (eksport-) terminalen og gass forlater gassbehandlingsanlegget. Leting etter olje og gass og produksjon fra felt er eksempler på oppstrømsaktiviteter.

Nedstrøm: Det norske begrepet nedstrøm er en oversettelse av det engelske uttrykket "downstream," og er en samlebetegnelse på all olje- og gassvirksomhet som er knyttet til raffinering, distribusjon og salg av produktene. Det er de aktivitetene som foregår etter at oljen og gassen har forlatt (eksport-) terminalen og blir behandlet, raffinert, transportert og solgt til forbrukeren.

 

Gross Calorific Value (GCV): På norsk brennverdi er det en kalorimetrisk måleenhet for den varme, eller energimengde, som frigjøres ved forbrenning ved konstant volum og med det dannede vann i flytende form. Energimengde kan angis i forskjellige enheter, men de mest vanlige i forbindelse med naturgass er MJ (Mega Joule) eller kWh (kilo Watt hour). 1 kwh = 3,6 MJ.

Tekst: Rolf Skatvedt, Trainor Automation AS

 

Naturgass er i utgangspunktet en fargeløs, gift- og luktfri gass som er lettere enn luft. Den, eller rettere sagt de, består i hovedsak av forbindelser mellom hydrogen- og karbonatomer.

 

Starter med metan

Slik er de letteste hydrokarbonene bygd opp, her metan.
Slik er de letteste hydrokarbonene bygd opp, her metan. Trainor
 

 

Det enkleste hydrokarbonet vi kjenner består av ett karbonatom og fire hydrogenatomer. Formelen blir derfor CH4.  Det norske navnet er metan.  Den neste i rekken er etan (C2H6). Dette gir oss en generell formel for rene mettede hydrokarboner: CnH(2n+2).

 

For metan blir formelen da n=1 og for etan blir den n=2. Ved butan og høyere antall karbonnummer er det muligheter for forgreininger i kjeden. Med fire karbonatomer kan vi få to typer, nemlig iso butan og normal butan.

 

Kan være komplekse

 

Fem karbonatomer i skjelettet gir tre mulige forgreininger, og seks karbonatomer gir åtte mulige forgreininger. Ved ytterligere økning av karbonantallet vil også antall forgreininger øke, og vi får mange forskjellige stoffer med samme antall karbonatomer.

 

I tillegg får vi sykliske forbindelser og aromater, så naturgass kan ha svært kompliserte sammensetninger. Generelt kan vi si at når flere karbonatomer slår seg sammen dannes mer komplekse HC-molekyler (hydrokarbon) med større masse og energi.

 

Like, men ulike

 

Det er verdt å merke seg at også molekyler med lik fordeling av HC-atomer kan ha forskjellige fysiske egenskaper, eksempelvis ulikt energiinnhold, som en konsekvens av forskjellig sammenkopling eller forskjellige bindinger.

 

Slik er normal butan og iso butan bygd opp. Hydrogenatomene er hvite, karbonatomene grå. Øverst vises normal butan, og iso butan nederst.
Slik er normal butan og iso butan bygd opp. Hydrogenatomene er hvite, karbonatomene grå. Øverst vises normal butan, og iso butan nederst. Trainor
 

 

Eksempler på fysikalske verdier koplet til forskjellige hydrokarboner er:

  • Hydrogenatom (H2) har en molvekt, eller masse, tilnærmet to (det vil si at ett mol antall hydrogenatomer veier ca to gram)
  • Karbonatom (C) har en molvekt, eller masse, tilnærmet tolv (det vil si at ett mol antall karbonmolekyler veier ca tolv gram)
  • Metan (CH4) har en molvekt, eller masse, tilnærmet lik 16 (det vil si at ett mol antall metanmolekyler veier ca 16 gram) og har brutto energiinnhold på 37,7 MJ / Sm3.
  • Butan (C4H10) har en molvekt, eller masse, tilnærmet lik 58 (det vil si at ett mol antall butanmolekyler veier ca 58 gram) og har brutto energiinnhold på 121 MJ / Sm3.

 

Aromatiske varianter

 

Vi skal senere i artikkelserien se på hvordan vi kan beregne fysiske størrelser som molvekt eller molmasse, densitet, brennverdi, lydhastighet, etc. til naturgass ved hjelp av data og formler vi finner i internasjonalt aksepterte standarder, eksempelvis ISO 6976.

 

Aromatiske forbindelser er hydrokarboner bygget opp av lukkede, umettede ringer av hydrokarboner med en generell formel: C n H 2n - 6 . I tillegg til disse forekommer også hydrokarboner med høyere antall karbonatomer, ja helt opp til flere tusen (Cellulose).

 

Og så noen spesialiteter

 

LNG (Liqiuefied Natural Gas) kjøles ned til –163°C og flytende form for lagring og transport.
LNG (Liqiuefied Natural Gas) kjøles ned til –163°C og flytende form for lagring og transport. Istockphoto
 

 

I naturgass finnes det også små gassmengder av uorganisk art som for eksempel hydrogensulfid (H2S), nitrogen (N2), samt noe karbondioksid (CO2) og vanndamp (H2O). Naturgass er normalt mettet med vanndamp når den produseres fra et reservoar eller en brønn.