Fysiska och kemiska egenskaper hos naturgas. Produktion och användning av naturgas

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Ett ämnes gasformiga tillstånd är det vanligaste i jämförelse med andra aggregatparametrar för föreningar. Faktum är att i detta tillstånd är:

• stjärnor;
• interstellärt rymd;
• planets;
• atmosfär;
• kosmos som helhet.

De huvudsakliga utmärkande egenskaperna hos gaser är svaga intermolekylära interaktioner i kristallgittret, på grund av vilket alla de viktigaste egenskaperna hos dessa ämnen manifesteras. Det finns definitivt många gaser. Vi kommer dock att överväga det viktigaste och tredje vanligaste på vår planet - naturligt.

Naturgassammansättning

Om vi karakteriserar den kvalitativa sammansättningen av naturgas, måste vi omedelbart särskilja komponenterna i två grupper: organisk och oorganisk. Eftersom, även om man allmänt tror att den består av metan, är detta inte helt sant.

Ekologiska ingredienser inkluderar:

• metan - CH₄;
• propane - C₃H₈;
• butan - С₄Н₁₀;
• ethane - C₂N₄;
• tyngrekolväten med mer än fem kolatomer.

Oorganiska komponenter inkluderar följande föreningar:

• väte (i små mängder) - H₂;
• koldioxid - CO₂;
• helium - Inte;
• kväve - N₂;
• vätesulfid - H₂S.

Vad exakt kommer att vara sammansättningen av en viss blandning beror på källan, det vill säga fyndigheten. Samma skäl förklarar naturgasens olika fysikaliska och kemiska egenskaper. Men någon av dem bryts, och var och en har också ett värde. Det är bara det att någon typ används som bränsle, och mättad med främmande föroreningar är för fet som används i den kemiska industrin för syntes av föreningar.

naturgasens fysiska och kemiska egenskaper

För att specificera sådana parametrar exakt bör du veta exakt vilken sammansättning av gasblandningen är. När allt kommer omkring, om det domineras av metan (upp till 97%), kan egenskaperna ges, med fokus på det.

Om det finns ett överskott av oorganiska komponenter eller tunga kolväten (upp till flera procent), så förändras naturgasens fysikaliska och kemiska egenskaper dramatiskt.

Därför kan endast ungefärliga fysiska gränser anges.

1. Självantändningstemperatur - 650-700⁰C.
2. oktantal - 120-130.
3. Ingen färg, smak eller lukt.
4. Lättare än luft nästan 2 gånger, lätt att koncentrera sig i rummets övre skikt.
5. Densitet i form av ett norm alt tillstånd (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Under standardförhållanden, alltid vara i ett gasformigt aggregattillstånd.
7. När den blandas med luft i volymer på 5-15 % är den explosiv.
8. Förbränningsvärme är cirka 46 MJ/m³.

Dessutom bör den kemiska sidan av naturgasparametrar också noteras.

1. Det är ett mycket brandfarligt ämne som kan självantända med och utan gnista vid en viss temperatur.
2. Eftersom huvudkomponenten är metan har den alla dess kemiska egenskaper.
3. Gå in i substitution, dehydrering, pyrolys, refraktionsreaktioner.
4. Komprimerar och gör flytande vid låga temperaturer och höga tryck.

Naturgasens fysikaliska och kemiska egenskaper bestämmer naturligtvis ett brett spektrum av dess användning inom industrin.

Specialegenskap för naturgas

En speciell egenskap hos föreningen i fråga är förmågan att bilda gashydratavlagringar, det vill säga att vara i fast tillstånd. Dessa strukturer representerar volymer av naturgas som absorberas av formationsvattenmolekyler i förhållandet 1/220. Därför är sådana avlagringar extremt rika bergarter. Platser för deras koncentration i naturen:

• djupa bottenlager av haven;
• ackumulationer av permafrost.

Existensförhållanden - hydrodynamiskt tryck och låga temperaturer.

Naturgasfält

Om vi pratar om innehållet i naturligagas i naturen är det möjligt att identifiera de viktigaste platserna för koncentration:

1. Detta är en sedimentär bergart, ett mineral som har bildats under många årtusenden genom anaerobt sönderfall av organiskt material i de djupa lagren av jordskorpan.
2. Upplöst i grundvatten.
3. Ingår i olja, bildar ett olje- och gaslock över det.
4. Förekommer i form av gashydrater i havsbottnens skikt och punkter i Fjärran Norden.

Om vi betecknar distributionen av gasfält territoriellt, så är ledarna följande länder:

• Ryssland.
• Golfländerna.
• USA.
• Kanada.
• Iran.
• Kazakstan.
• Azerbajdzjan.
• Uzbekistan.
• Norge.
• Turkmenistan.
• Nederländerna.

Produktionen i världen är årligen cirka 3643 miljarder m³ per år. Av dessa står endast Ryssland för 673,46 miljarder m³.

Temperaturen på naturgas där den brinner är 650 ⁰C. Det vill säga, detta är indikatorn vid vilken den kan självantända. I detta fall frigörs en större mängd värmeenergi än vid förbränning av någon annan typ av bränsle. Naturligtvis kan detta inte annat än påverka användningsområdena för detta ämne.

Det är därför många länder som inte har naturgasreserver tvingas importera den från andra stater. Transporter utförs på flera sätt:

• genom rörledningen i gasform;
• i tankar till sjöss - i flytande form;
• injärnvägstankvagnar - flytande.

Varje väg har sina fördelar och nackdelar. Särskilt sjö- och järnvägs alternativ är säkrare, eftersom den kemiska aktiviteten hos flytande gas i kylda cylindrar är mycket lägre än i gasformigt tillstånd. Rörledningen ökar överföringsavståndet och dess volymer, dessutom är denna metod ekonomiskt lönsam.

Metan i naturgas

Metangas är den huvudsakliga råvarukomponenten i den naturliga blandningen. Dess innehåll varierar från 70-98%. I sig är detta den tredje vanligaste gasen på planeten, som är en del av oljan, det interstellära rymden och atmosfären på andra planeter.

Ur kemisynpunkt är metangas ett mättat kolväte som tillhör ett antal mättade alifatiska föreningar. Den allra första representanten för alkaner eller paraffiner. Dess kemiska aktivitet är låg, den är ganska lugn. Reaktiv:

• ersättning;
• fullständig oxidation;
• konverteringar.

Det brinner med en färglös rökfri låga, luktar inte.

Typer av naturgas

Det finns tre huvudtyper av ämnet i fråga.

1. Torr naturgas är en gas där mer än 97 % metan finns. Det vill säga innehållet av föroreningar, inklusive andra kolväten, är extremt lågt.
2. Skinny gas. Detta är namnet på en blandning som innehåller en liten mängd tunga kolväten.
3. Tjock naturgas är en som är rik på tunga kolväten och oorganiska komponenter (kväve, väte, helium, argon, koldioxid, vätesulfid).

Ett sådant koncept som koefficienten för gastorrhet, låter dig utvärdera kvaliteten på råvaror från vilka produkter kommer att tillverkas i framtiden. Naturgas i sig är trots allt bara en bas. Olika branscher kräver olika produkter, så de är noggrant bearbetade och förfinade för att möta specifika krav.

Produktkvalitet

Kvaliteten på naturgas beror direkt på sammansättningen. Om metan dominerar, kommer en sådan produkt att vara den bästa bränslekällan. Om mest av allt i sammansättningen av feta kolväten, så är sådana råvaror de mest lämpliga för den kemiska industrin.

För att kunna leverera naturgas av rätt kvalitet finns det speciella kemiska anläggningar där den genomgår en noggrann rengöring och bearbetning innan vidare transport till slutdestinationen. Arbetsmetoderna beror på den avsedda användningen av produkten.

Så, till exempel, om den används för hushållsändamål, tillsätts speciella luktämnen, särskilt merkaptaner. Detta görs för att gasen ska börja lukta, för då blir den vid en eventuell läcka lätt att upptäcka. Alla merkaptaner har en stark lukt.

Användning av naturgas

Naturgasförbrukning av många industrierindustri och anläggningar. Till exempel:

• CHP.
• Pannarum.
• Gasmotorer.
• Kemisk produktion (tillverkning av plast och andra material).
• Bränsle för bilar.
• Uppvärmning av bostäder.
• Att laga mat.

Det är därför världens produktion av detta råmaterial är så hög, och import och export uppskattas till miljarder dollar.

Environmental

När det gäller renlighet för naturen finns det ingen bättre bränslekälla än naturgas. Miljöorganisationer stöder helt och fullt dess användning. Men på senare år har förbränning av naturgas lett till ackumulering av en av reaktionsprodukterna - koldioxid.

Och eftersom det tillhör växthusgaser är dess ansamlingar mycket farliga för planeten. Därför utförs flera arbeten, projekt utvecklas för att skydda planetens ekologiska tillstånd från den förestående växthuseffekten.