Propiedades fisicoquímicas del gas natural. Extracción y uso de gas natural

El estado gaseoso de la materia es el más común en comparación con otros parámetros agregados de compuestos. De hecho, en este estado se encuentran:

• estrellas;
• espacio interestelar;
• planetas
• atmósfera;
• espacio en su conjunto.
  

Las principales propiedades distintivas de los gases son débiles.Interacciones intermoleculares en la red cristalina, debido a las cuales se manifiestan todas las características principales de estas sustancias. Ciertamente hay muchos gases. Sin embargo, consideraremos el más importante y el tercero más común en nuestro planeta: natural.

Gas natural: composición

Si caracterizas la composición cualitativagas natural, inmediatamente debe resaltar los componentes de dos grupos: orgánico e inorgánico. Dado que, aunque comúnmente se cree que consiste en metano, esto no es del todo cierto.

Los componentes orgánicos incluyen:

• metano - CH₄;
• propano - C₃H₈;
• butano - C₄H₁₀;
• etano - C₂H₄;
• hidrocarburos más pesados ​​con más de cinco átomos de carbono.

Los componentes inorgánicos incluyen los siguientes compuestos:

• hidrógeno (en pequeñas cantidades) - H₂;
• dióxido de carbono - CO₂;
• helio - No;
• nitrógeno - N₂;
• sulfuro de hidrógeno - H₂S.

¿Cuál será exactamente la composición de esta o aquella mezcla,depende de la fuente, es decir, el depósito. Las mismas razones explican las diversas propiedades físicas y químicas del gas natural. Sin embargo, cualquiera de ellos está minado y cada uno tiene valor también. Es solo que algún tipo se usa como combustible, y saturado con impurezas extrañas es demasiado graso usado en la industria química para sintetizar compuestos.

Propiedades físicas y químicas del gas natural

Para especificar parámetros similares exactamente,debe saber cuál es exactamente la composición de la mezcla de gases. De hecho, si está dominado principalmente por metano (hasta un 97%), entonces se pueden dar las características, centrándose en él.

Si hay un exceso de componentes inorgánicos o hidrocarburos pesados ​​(hasta varios por ciento), las propiedades fisicoquímicas del gas natural cambian drásticamente.

Por lo tanto, solo puede indicar un valor límite aproximado para las características físicas.

1. Temperatura de autoignición - 650-700⁰C.
2. El índice de octano es 120-130.
3. No tiene color, sabor ni olor.
4. Más ligero que el aire, casi 2 veces, se concentra fácilmente en las capas superiores de la habitación.
5. Densidad en forma de estado normal (gas) - 0,68-0,85 kg / m³.
6. En condiciones estándar, estar siempre en estado gaseoso de agregación.
7. Cuando se mezcla con aire en volúmenes del 5 al 15%, es explosivo.
8. Valor calorífico - alrededor de 46 MJ / m³.

Además, debe tenerse en cuenta el aspecto químico de los parámetros del gas natural.

1. Es una sustancia altamente inflamable, capaz de combustión espontánea con y sin chispa a una determinada temperatura.
2. Dado que el componente principal es el metano, tiene todas sus propiedades químicas.
3. Entra en las reacciones de sustitución, deshidrogenación, pirólisis y sufre refracción.
4. Se encoge y licua a bajas temperaturas y presiones elevadas.
   

Es obvio que tales propiedades físicas y químicas del gas natural determinan una amplia gama de su uso en la industria.

Una propiedad especial del gas natural

Una propiedad especial del compuesto en consideración esla capacidad de formar depósitos de hidratos de gas, es decir, estar en estado sólido. Estas estructuras representan volúmenes de gas natural absorbidos por moléculas de agua de formación en una proporción de 1/220. Por lo tanto, estos depósitos son rocas extremadamente ricas. Lugares de su concentración en la naturaleza:

• capas de fondo profundo del Océano Mundial;
• acumulaciones de permafrost.

Las condiciones de existencia son presión hidrodinámica y bajas temperaturas.

Campos de gas natural

Si hablamos del contenido de gas natural en la naturaleza, entonces podemos distinguir los principales lugares de concentración:

1. Es una roca sedimentaria, un mineral que se ha formado durante muchos milenios por la descomposición anaeróbica de materia orgánica en las capas profundas de la corteza terrestre.
2. Disuelto en agua subterránea.
3. Es parte del aceite, formando un casquete de aceite y gas por encima de él.
4. Se presenta en forma de hidratos de gas en las capas del lecho marino y puntos del Extremo Norte.

Si denotamos la distribución geográfica de los campos de gas, entonces los siguientes países son los líderes:

• Rusia.
• Los países del Golfo Pérsico.
• ESTADOS UNIDOS.
• Canadá.
• Irán.
• Kazajstán
• Azerbaiyán.
• Uzbekistán
• Noruega.
• Turkmenistán.
• Países Bajos.

La producción en el mundo es de unos 3643 mil millones de m3 anuales.³ en el año. De estos, solo Rusia representa 673,46 mil millones de m³.

La temperatura del gas natural a la que se quema es de 650 ⁰DE.Es decir, este es el indicador en el que es capaz de encenderse espontáneamente. Al mismo tiempo, se libera una mayor cantidad de energía térmica que con la combustión de cualquier otro tipo de combustible. Naturalmente, esto no podía dejar de afectar las áreas de uso de esta sustancia.

Es por eso que muchos países que no cuentan con reservas de gas natural se ven obligados a importarlo de otros estados. El transporte se realiza de varias formas:

• a través de una tubería en estado gaseoso;
• en tanques a lo largo de la ruta marítima - en forma líquida;
• en vagones cisterna de ferrocarril - licuado.

Cada uno de los caminos tiene sus propias ventajas ylimitaciones. En particular, las opciones marítimas y ferroviarias son más seguras, ya que la reactividad del gas licuado en cilindros refrigerados es mucho menor que en estado gaseoso. A través del oleoducto se incrementa la distancia de transmisión y sus volúmenes, además, este método es económicamente rentable.

Metano en gas natural

El gas metano es la principal materia primacomo parte de una mezcla natural. Su contenido oscila entre el 70 y el 98%. Por sí solo, es el tercer gas más común en el planeta, que forma parte del petróleo, el espacio interestelar, la atmósfera de otros planetas.

Desde el punto de vista de la química, el gas metano es el últimoun hidrocarburo que pertenece a varios compuestos alifáticos saturados. El primer representante de alcanos o parafinas. Su actividad química es baja, es bastante tranquila. Capaz de reaccionar:

• sustitución;
• oxidación completa;
• conversiones.

Arde con una llama incolora para no fumadores, no tiene olor.

Tipos de gas natural

Hay tres tipos principales de sustancias en cuestión.

1. Gas natural seco - este es uno en el que el metano es más del 97%. Es decir, el contenido de impurezas, incluidos otros hidrocarburos, es extremadamente bajo.
2. Gas pobre. Este es el nombre de una mezcla que contiene una pequeña cantidad de hidrocarburos pesados.
3. Combinación de gas - uno que sea rico en hidrocarburos pesados ​​y componentes inorgánicos (nitrógeno, hidrógeno, helio, argón, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno).
   

Algo como el coeficiente de sequedad del gas,le permite evaluar la calidad de las materias primas a partir de las cuales se fabricarán los productos en el futuro. El gas natural en sí mismo es solo una base. Las diferentes industrias necesitan su propio producto, por lo que se procesa y limpia cuidadosamente de acuerdo con requisitos específicos.

Calidad del producto

La calidad del gas natural depende directamente decomposición. Si predomina el metano, ese producto será la mejor fuente de combustible. Si sobre todo en la composición de hidrocarburos grasos, entonces para la industria química tales materias primas son las más adecuadas.

Suministrar gas natural con la debidacalidad, existen plantas químicas especiales en las que se somete a una limpieza y procesamiento exhaustivos antes de su posterior envío al destino final. Su forma de trabajar dependerá de la finalidad para la que esté destinado el producto.

Entonces, por ejemplo, si se usará parapara uso doméstico, se le añaden sustancias aromáticas especiales, en particular mercaptanos. Esto se hace para que el gas empiece a oler, porque luego, en caso de fuga, será fácil de detectar. Todos los mercaptanos tienen un olor fuerte y desagradable.

Uso de gas natural

El gas natural es consumido por muchas industrias e instalaciones. Por ejemplo:

• CHP.
• Salas de calderas.
• Motores de gas.
• Producción química (fabricación de plásticos y otros materiales).
• Combustible para automóviles.
• Calefacción de viviendas.
• Cocinando comida.

Por eso la producción mundial de esta materia prima es tan grande, y las importaciones y exportaciones se estiman en miles de millones de dólares.

Aspecto medioambiental

En términos de pureza, no hay nada mejor para la naturaleza.una fuente de combustible que el gas natural. Las organizaciones ambientales aprueban plenamente su uso. Sin embargo, en los últimos años, la combustión de gas natural conduce a la acumulación de uno de los productos de reacción: el dióxido de carbono.

Y como pertenece a los gases de efecto invernadero, entonces paralos planetas de sus cúmulos son muy peligrosos. Por ello, se están realizando numerosos trabajos, se están desarrollando proyectos para proteger el estado ecológico del planeta del inminente efecto invernadero.