Физико-химични свойства на природния газ. Добив и използване на природен газ

Газообразното вещество е най-често в сравнение с други агрегатни параметри на съединенията. Всъщност в това състояние са:

• звезди;
• междузвездно пространство;
• на планетата;
• атмосфера;
• пространство като цяло.
  

Основните отличителни свойства на газовете са слабимеждумолекулни взаимодействия в кристалната решетка, поради което се появяват всички основни характеристики на тези вещества. Със сигурност има много газове. Ще разгледаме обаче най-важното и третото най-често срещано на нашата планета - естественото.

Природен газ: състав

Ако характеризирате качествения съставприроден газ, тогава веднага трябва да подчертаете компонентите на две групи: органични и неорганични. Тъй като, въпреки че обикновено се смята, че се състои от метан, това не е напълно вярно.

Органичните компоненти включват:

• метан - СН₄;
• пропан - С₃Н₈;
• бутан - С₄Н₁₀;
• етан - С₂Н₄;
• по-тежки въглеводороди с повече от пет въглеродни атома.

Неорганичните компоненти включват следните съединения:

• водород (в малки количества) - Н₂;
• въглероден диоксид - CO₂;
• хелий - Не;
• азот - N₂;
• сероводород - Н₂S.

Какъв точно ще бъде съставът на тази или онази смес,зависи от източника, тоест от депозита. Същите причини обясняват различните физични и химични свойства на природния газ. Въпреки това, всеки от тях е добит и всеки също има стойност. Просто някакъв вид се използва като гориво, а наситеният с чужди примеси е твърде мазен, използван в химическата промишленост за синтезиране на съединения.

Физични и химични свойства на природния газ

За да зададете точно подобни параметри,трябва да знаете какъв точно е съставът на газовата смес. Всъщност, ако в него преобладава предимно метанът (до 97%), тогава характеристиките могат да бъдат дадени, като се акцентира върху него.

Ако неорганичните компоненти или тежките въглеводороди са в излишък (до няколко процента), тогава физикохимичните свойства на природния газ се променят драстично.

Следователно можете да посочите само приблизителна гранична стойност за физическите характеристики.

1. Температура на самозапалване - 650-700⁰S.
2. Октановото число е 120-130.
3. Няма цвят, вкус или мирис.
4. По-лек от въздуха почти 2 пъти, лесно се концентрира в горните слоеве на стаята.
5. Плътност под формата на нормално състояние (газ) - 0,68-0,85 kg / m³.
6. При стандартни условия винаги бъдете в газообразно агрегирано състояние.
7. Когато се смесва с въздух в обеми от 5-15%, той е взривоопасен.
8. Калорична стойност - около 46 MJ / m³.

Освен това трябва да се отбележи химическият аспект на параметрите на природния газ.

1. Това е лесно запалимо вещество, способно на самозапалване с и без искра при определена температура.
2. Тъй като основният компонент е метанът, той притежава всички свои химични свойства.
3. Той влиза в реакциите на заместване, дехидрогениране, пиролиза и претърпява пречупване.
4. Свива се и се втечнява при ниски температури и повишено налягане.
   

Очевидно е, че такива физични и химични свойства на природния газ определят широк спектър от неговото използване в промишлеността.

Специално свойство на природния газ

Специално свойство на разглежданото съединение еспособността да образуват газохидратни отлагания, тоест да бъдат в твърдо състояние. Тези структури представляват обеми природен газ, абсорбиран от образуващи се молекули вода в съотношение 1/220. Следователно тези находища са изключително богати скали. Места на концентрация в природата:

• дълбоки дънни слоеве на Световния океан;
• натрупвания на вечна слана.

Условията на съществуване са хидродинамично налягане и ниски температури.

Полята на природен газ

Ако говорим за съдържанието на природен газ в природата, тогава можем да подчертаем основните места на концентрация:

1. Това е седиментна скала, минерал, който се е образувал в продължение на много хилядолетия чрез анаеробно разпадане на органични вещества в дълбоките слоеве на земната кора.
2. Разтворени в подземни води.
3. Той е част от петрола, образувайки над него петролна и газова капачка.
4. Среща се под формата на газови хидрати в слоевете на морското дъно и точките на Далечния север.

Ако обозначим разпределението на газовите находища географски, тогава следните държави са лидерите:

• Русия.
• Страните от Персийския залив.
• САЩ.
• Канада.
• Иран.
• Казахстан.
• Азербайджан.
• Узбекистан.
• Норвегия.
• Туркменистан.
• Холандия.

Световното производство е около 3643 милиарда м3 годишно³ в година. От тях само на Русия се падат 673,46 млрд. М³.

Температурата на природния газ, при която той гори, е 650 ⁰С.Тоест това е индикаторът, при който той е в състояние спонтанно да се запали. В същото време се отделя по-голямо количество топлинна енергия, отколкото при изгаряне на друг вид гориво. Естествено, това не може да не повлияе на областите на употреба на това вещество.

Ето защо много страни, които нямат запаси от природен газ, са принудени да го внасят от други държави. Транспортирането се извършва по няколко начина:

• през тръбопровод в газообразно състояние;
• в резервоари по морския път - в течна форма;
• в железопътни цистерни - втечнени.

Всяка от пътеките има своите предимства иограничения. По-специално, морските и железопътните варианти са по-безопасни, тъй като химическата активност на втечнения газ в охладени бутилки е много по-ниска, отколкото в газообразно състояние. Чрез тръбопровода разстоянието на предаване и неговите обеми се увеличават, освен това този метод е икономически изгоден.

Метан в природен газ

Газът метан е основната суровинакато част от естествена смес. Съдържанието му варира от 70-98%. Сам по себе си това е третият най-често срещан газ на планетата, който е част от петрола, междузвездното пространство, атмосферата на други планети.

От гледна точка на химията, газът метан е най-добриятвъглеводород, принадлежащ към редица наситени алифатни съединения. Първият представител на алкани или парафини. Химичната му активност е ниска, доста е спокойна. Способни да реагират:

• заместване;
• пълно окисление;
• конверсии.

Изгаря с безцветен пламък за непушачи, няма мирис.

Видове природен газ

Има три основни вида на въпросното вещество.

1. Сух природен газ - това е този, при който метанът е повече от 97%. Тоест, съдържанието на примеси, включително други въглеводороди, е изключително ниско.
2. Постен газ. Това е името на смес, съдържаща малко количество тежки въглеводороди.
3. Комбиниран газ - такъв, който е богат на тежки въглеводороди и неорганични компоненти (азот, водород, хелий, аргон, въглероден диоксид, сероводород).
   

Такова нещо като коефициент на сухота на газ,ви позволява да оцените качеството на суровините, от които ще се произвеждат продукти в бъдеще. Самият природен газ е само основа. Различните индустрии се нуждаят от собствен продукт, така че той се обработва внимателно и почиства според специфичните изисквания.

Качество на продукта

Качеството на природния газ директно зависи отсъстав. Ако метанът преобладава, тогава такъв продукт ще бъде най-добрият източник на гориво. Ако най-вече в състава на мастните въглеводороди, то за химическата промишленост такива суровини са най-подходящи.

Да доставя правилно природен газкачество, има специални химически заводи, в които той претърпява цялостно почистване и обработка преди по-нататъшно изпращане до крайната дестинация. Начинът ви на работа ще зависи от това за какво е предназначен продуктът.

Така например, ако ще се използва заза битови цели, тогава към него се добавят специални миризливи вещества, по-специално меркаптани. Това се прави така, че газът да започне да мирише, защото тогава, в случай на теч, ще бъде лесно да се открие. Всички меркаптани имат силна, неприятна миризма.

Използване на природен газ

Природният газ се консумира от много индустрии и съоръжения. Например:

• CHP.
• Котелни помещения.
• Газови двигатели.
• Химическо производство (производство на пластмаси и други материали).
• Гориво за автомобили.
• Отопление на жилищни помещения.
• Готвейки храна.

Ето защо световното производство на тази суровина е толкова голямо, а вносът и износът се оценяват на милиарди долари.

Екологичен аспект

По отношение на чистотата няма по-добро за природатаизточник на гориво от природния газ. Екологичните организации напълно одобряват използването му. През последните години обаче изгарянето на природен газ доведе до натрупване на един от реакционните продукти - въглероден диоксид.

И тъй като принадлежи към парниковите газове, тогава запланетите от неговите клъстери са много опасни. Ето защо текат многобройни работи, разработват се проекти за защита на екологичното състояние на планетата от предстоящия парников ефект.