Proprietățile fizico-chimice ale gazelor naturale. Extracția și utilizarea gazelor naturale

Starea gazoasă a substanței - cea mai comună în comparație cu alți parametri agregați ai compușilor. La urma urmei, în această stare sunt:

• stele;
• spațiul interstelar;
• planeta;
• atmosferă;
• cosmos întreg.

  

Principalele proprietăți distinctive ale gazelor sunt interacțiunile intermoleculare slabe în rețeaua cristalină, din cauza cărora se manifestă toate caracteristicile principale ale acestor substanțe. Gazov, desigur, foarte mult. Cu toate acestea, considerăm că cele mai importante și cele mai frecvente pe planeta noastră - naturale.

Gaz natural: compoziție

Dacă caracterizăm compoziția calitativă gaz natural, apoi imediat este necesar să se facă distincția între componentele a două grupe: organice și anorganice. Din moment ce se crede, în general, că aceasta constă în metan, acest lucru nu este în întregime adevărat.

Componentele organice includ:

• metan - CH₄;
• propan - C₃H₈;
• butan - C₄H₁₀;
• etan - C₂H₄;
• hidrocarburi mai grele cu mai mult de cinci atomi de carbon.

Componentele anorganice includ următorii compuși:

• hidrogen (în cantități mici) - H₂;
• Dioxid de carbon - CO₂;
• heliu - El;
• azot - N₂;
• hidrogen sulfurat - H₂S.

Ce anume va fi compoziția unui amestec, depinde de sursă, adică de câmp. Aceleași cauze explică diferitele proprietăți fizice și chimice ale gazelor naturale. Cu toate acestea, oricare dintre ele este minată și fiecare are valoare. Doar un fel este folosit drept combustibil și saturat cu impurități străine este utilizat prea greu în industria chimică pentru sinteza compușilor.

Proprietățile fizico-chimice ale gazelor naturale

Pentru a specifica acești parametri în exactitate, este necesar să se știe care este compoziția amestecului de gaze. La urma urmei, dacă este dominată în principal de metan (până la 97%), atunci caracteristicile pot fi date, concentrându-se în mod special asupra acestuia.

Dacă componentele anorganice sau hidrocarburile grele sunt în exces (până la câteva procente), atunci proprietățile fizico-chimice ale gazelor naturale se modifică drastic.

Prin urmare, puteți specifica numai indicatori aproximați de limită pentru caracteristicile fizice.

1. Temperatura de autoaprindere - 650-700⁰S.
2. Numărul octanic este de 120-130.
3. Nu are culoare, gust și miros.
4. Mai ușoară decât aerul este aproape de 2 ori, este ușor să se concentreze în straturile superioare ale camerei.
5. Densitatea sub forma unei stări convenționale (gaz) este de 0,68-0,85 kg / m³.
6. În condiții standard, întotdeauna să fie în stare agregată gazoasă.
7. Când este amestecat cu aer în volume de la 5-15% este exploziv.
8. Căldura de ardere - aproximativ 46 MJ / m³.

În plus, trebuie remarcat și partea chimică a parametrilor gazelor naturale.

1. Este o substanță foarte inflamabilă, este capabilă să se auto-aprindă când scânteia este alimentată și fără ea la o anumită temperatură.
2. Deoarece componenta principală este metanul, are toate proprietățile sale chimice.
3. Intră în reacțiile de substituție, dehidrogenarea, piroliza, este refractată.
4. Este comprimat și lichefiat la temperaturi scăzute și presiune înaltă.

   

Este evident că proprietățile fizice și chimice similare ale gazelor naturale determină o gamă largă de utilizare a acestora în industrie.

O proprietate specială a gazelor naturale

O proprietate specială a compusului în cauză este capacitatea de a forma depozite de hidrat de gaze, adică să fie într-o stare solidă. Aceste structuri sunt volumele de gaze naturale absorbite de moleculele apei din rezervor în raport 1/220. Prin urmare, astfel de depozite sunt extrem de bogate în roci. Locații ale concentrării lor în natură:

• straturile inferioare adânci ale Oceanului Mondial;
• acumularea de permafrost.

Condițiile de existență sunt presiunea hidrodinamică și temperaturile scăzute.

Câmpurile de gaze naturale

Dacă vorbim despre conținutul de gaze naturale în natură, putem identifica principalele locuri de concentrare:

1. Este o rocă sedimentară montană, un mineral format de multe milenii prin descompunerea anaerobă a materiei organice în straturile adânci ale crustei pământului.
2. Se dizolvă în apele subterane.
3. Este o parte a petrolului, formând peste el un capac de petrol și gaz.
4. Se potrivește sub formă de hidrați de gaze în straturile de pe fundul mării și în punctele nordului extrem.

Dacă denotăm distribuția teritorială a depozitelor de gaz, atunci liderii sunt următoarele țări:

• Rusia.
• Țările din Golful Persic.
• SUA.
• Canada.
• Iran.
• Kazahstan.
• Azerbaidjan.
• Uzbekistan.
• Norvegia.
• Turkmenistan.
• Țările de Jos.

Producția anuală în lume este de aproximativ 3643 miliarde de metri cubi³ pe an. Dintre acestea, numai Rusia suportă 673,46 miliarde m³.

Temperatura gazului natural la care arde este de 650 ⁰C. Asta este, acesta este indicatorul la care se poate auto-aprinde. În acest caz, se eliberează o cantitate mai mare de energie termică decât atunci când este ars vreun alt tip de combustibil. Desigur, acest lucru nu ar putea decât să afecteze domeniile de utilizare a acestei substanțe.

De aceea, multe țări care nu dispun de rezerve de gaze naturale sunt forțate să le importe din alte state. Transportul se desfășoară în mai multe moduri:

• prin conducte în stare gazoasă;
• în rezervoare de-a lungul căii navigabile - în formă lichidă;
• în vagoane cisternă de cale ferată - lichefiat.

Fiecare dintre căile sale are avantajele și dezavantajele sale. În special, versiunile pe mare și pe calea ferată sunt mai sigure, deoarece activitatea chimică gaz lichefiat în cilindrii refrigerați este mult mai scăzută decât în ​​starea gazoasă. Prin conductă, distanța de transmisie și volumele sale cresc, în plus, această metodă este avantajoasă din punct de vedere economic.

Metanul în compoziția gazelor naturale

Gazul metan este componenta principală a materiei prime a amestecului natural. Conținutul său variază între 70-98%. În sine, acesta este al treilea gaz cel mai comun de pe planetă, care este inclus în compoziția uleiului, spațiul interstelar, atmosfera altor planete.

Din punctul de vedere al chimiei, gazul metan - hidrocarbură limită, legate de un număr de compuși alifatici saturați. Primul reprezentant al alcanilor sau parafinelor. Activitatea sa chimică este scăzută, este destul de calmă. Poate reacționa:

• substituție;
• oxidarea completă;
• conversie.

Se arde cu o flacără incoloră, neagră, nu miroase.

Tipuri de gaze naturale

Există trei tipuri principale de substanță în discuție.

1. Gaz natural uscat - aceasta este una în care metanul este mai mult de 97%. Adică conținutul de impurități, inclusiv alte hidrocarburi, este extrem de scăzut.
2. Sânge gazos. Acesta este numele amestecului care conține o cantitate mică de hidrocarburi grele.
3. Baza naturală boldă - unul care este bogat în hidrocarburi grele și componente anorganice (azot, hidrogen, heliu, argon, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat).

   

Un astfel de concept ca factorul de uscăciune a gazului ne permite să evaluăm calitatea materiilor prime din care produsele vor fi produse în viitor. La urma urmei, gazul natural în sine este doar o bază. Pentru diferite industrii, aveți nevoie de produsul dvs., prin urmare, este supus unei prelucrări și curățiri atente, în conformitate cu cerințele specifice.

Calitatea produselor

Calitatea gazelor naturale depinde de compoziție. Dacă metanul predomină, atunci un astfel de produs va fi cel mai bun ca sursă de combustibil. Dacă este cel mai mult în hidrocarburi grase, atunci pentru industria chimică, astfel de materii prime sunt cele mai potrivite.

Pentru a furniza gaze naturale de bună calitate, există instalații chimice speciale în care sunt curățate și prelucrate temeinic înainte de a fi trimise la destinația finală. Metodele de lucru depind de scopul pentru care este destinat produsul.

De exemplu, dacă se folosește în scopuri casnice, adăugați apoi odoranți speciali, în special mercaptani. Acest lucru se face pentru a se asigura că gazul are un miros, deoarece atunci în cazul unei scurgeri va fi ușor de detectat. Toți mercaptanii au un miros neplăcut.

Utilizarea gazelor naturale

Consumul de gaze naturale este realizat de multe industrii și obiecte. De exemplu:

• CHP.
• Cazane.
• Motoare pe gaz.
• Producția chimică (producția de materiale plastice și alte materiale).
• Combustibil pentru mașini.
• Încălzirea locuințelor.
• Gătit.

Prin urmare, producția mondială a acestei materii prime este atât de ridicată, iar importurile și exporturile sunt estimate la miliarde de dolari.

Aspect ecologic

Din punctul de vedere al curățeniei pentru natură, nu există o sursă mai bună de combustibil decât gazele naturale. Organizațiile de mediu susțin pe deplin utilizarea sa. Cu toate acestea, în ultimii ani, arderea gazelor naturale duce la acumularea unuia dintre produsele de reacție - dioxid de carbon.

Și deoarece se referă la gaze cu efect de seră, pentru planetă, congestiile sale sunt foarte periculoase. Prin urmare, se desfășoară numeroase lucrări, se dezvoltă proiecte care să protejeze starea ecologică a planetei de efectul de seră care urmează să se producă.