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प्राकृतिक गैस के भौतिक-रासायनिक गुण। प्राकृतिक गैस का निष्कर्षण और उपयोग

यौगिकों के अन्य समग्र मापदंडों की तुलना में पदार्थ की गैसीय अवस्था सबसे आम है। दरअसल, इस राज्य में हैं:

  • सितारे;
  • तारे के बीच का स्थान;
  • ग्रह;
  • वायुमंडल;
  • समग्र रूप से अंतरिक्ष।

    प्राकृतिक गैस के भौतिक और रासायनिक गुण

गैसों के मुख्य विशिष्ट गुण कमजोर हैंक्रिस्टल जाली में अंतःक्रियात्मक अंतःक्रियाएं, जिसके कारण इन पदार्थों की सभी मुख्य विशेषताएं प्रकट होती हैं। निश्चित रूप से बहुत सारी गैसें हैं। हालांकि, हम अपने ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण और तीसरा सबसे आम - प्राकृतिक पर विचार करेंगे।

प्राकृतिक गैस: संरचना

यदि आप गुणात्मक रचना की विशेषता रखते हैंप्राकृतिक गैस, तो आपको तुरंत दो समूहों के घटकों को उजागर करने की आवश्यकता है: कार्बनिक और अकार्बनिक। चूंकि, हालांकि यह आमतौर पर माना जाता है कि इसमें मीथेन होता है, यह पूरी तरह सच नहीं है।

कार्बनिक घटकों में शामिल हैं:

  • मीथेन - सीएच4;
  • प्रोपेन - सी3एच8;
  • ब्यूटेन - सी4एच10;
  • ईथेन - सी2एच4;
  • पांच से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले भारी हाइड्रोकार्बन।

अकार्बनिक घटकों में निम्नलिखित यौगिक शामिल हैं:

  • हाइड्रोजन (छोटी मात्रा में) - एच2;
  • कार्बन डाइऑक्साइड - CO2;
  • हीलियम - नहीं;
  • नाइट्रोजन - एन2;
  • हाइड्रोजन सल्फाइड - एच2एस

इस या उस मिश्रण की संरचना वास्तव में क्या होगी,स्रोत, यानी जमा पर निर्भर करता है। यही कारण प्राकृतिक गैस के विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों की व्याख्या करते हैं। हालांकि, उनमें से किसी का भी खनन किया जाता है, और प्रत्येक का मूल्य भी होता है। यह सिर्फ इतना है कि किसी प्रकार का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है, और विदेशी अशुद्धियों से संतृप्त होता है, यह रासायनिक उद्योग में यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए बहुत चिकना है।

प्राकृतिक गैस के भौतिक और रासायनिक गुण

समान मापदंडों को सटीक रूप से निर्दिष्ट करने के लिए,आपको ठीक से पता होना चाहिए कि गैस मिश्रण की संरचना क्या है। आखिरकार, अगर इसमें मुख्य रूप से मीथेन (97% तक) का प्रभुत्व है, तो इस पर ध्यान केंद्रित करते हुए विशेषताओं को दिया जा सकता है।

यदि अकार्बनिक घटकों या भारी हाइड्रोकार्बन (कई प्रतिशत तक) की अधिकता है, तो प्राकृतिक गैस के भौतिक-रासायनिक गुण नाटकीय रूप से बदल जाते हैं।

इसलिए, आप केवल भौतिक विशेषताओं के लिए अनुमानित सीमा मान इंगित कर सकते हैं।

  1. ऑटोइग्निशन तापमान - 650-7000एस
  2. ऑक्टेन संख्या 120-130 है।
  3. कोई रंग, स्वाद या गंध नहीं है।
  4. हवा से हल्का, लगभग 2 गुना, आसानी से कमरे की ऊपरी परतों में केंद्रित।
  5. सामान्य अवस्था (गैस) के रूप में घनत्व - 0.68-0.85 किग्रा / मी3.
  6. मानक परिस्थितियों में, हमेशा एकत्रीकरण की गैसीय अवस्था में रहें।
  7. जब हवा में 5-15% की मात्रा में मिलाया जाता है, तो यह विस्फोटक होता है।
  8. कैलोरी मान - लगभग 46 एमजे / एम3.

इसके अलावा, प्राकृतिक गैस के मापदंडों के रासायनिक पहलू पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

  1. यह एक अत्यधिक ज्वलनशील पदार्थ है, जो एक निश्चित तापमान पर एक चिंगारी के साथ और बिना सहज दहन में सक्षम है।
  2. चूंकि मुख्य घटक मीथेन है, इसमें इसके सभी रासायनिक गुण हैं।
  3. यह प्रतिस्थापन, डिहाइड्रोजनीकरण, पायरोलिसिस की प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है और अपवर्तन से गुजरता है।
  4. कम तापमान और ऊंचे दबाव पर सिकुड़ता और द्रवीभूत होता है।

    मीथेन गैस

यह स्पष्ट है कि प्राकृतिक गैस के ऐसे भौतिक-रासायनिक गुण उद्योग में इसके उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला निर्धारित करते हैं।

प्राकृतिक गैस की एक विशेष संपत्ति

विचाराधीन परिसर की एक विशेष संपत्ति हैगैस हाइड्रेट जमा करने की क्षमता, यानी ठोस अवस्था में होना। ये संरचनाएं 1/220 के अनुपात में गठन पानी के अणुओं द्वारा अवशोषित प्राकृतिक गैस की मात्रा का प्रतिनिधित्व करती हैं। इसलिए, ये निक्षेप अत्यंत समृद्ध चट्टानें हैं। प्रकृति में उनकी एकाग्रता के स्थान:

  • विश्व महासागर की गहरी निचली परतें;
  • पर्माफ्रॉस्ट का संचय।

अस्तित्व की शर्तें हाइड्रोडायनामिक दबाव और कम तापमान हैं।

प्राकृतिक गैस क्षेत्र

यदि हम प्रकृति में प्राकृतिक गैस की सामग्री के बारे में बात करते हैं, तो हम एकाग्रता के मुख्य स्थानों को अलग कर सकते हैं:

  1. यह एक तलछटी चट्टान है, एक खनिज जो पृथ्वी की पपड़ी की गहरी परतों में कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय क्षय द्वारा कई सहस्राब्दियों से बना है।
  2. भूजल में घुल गया।
  3. यह तेल का हिस्सा है, इसके ऊपर एक तेल और गैस टोपी बनाता है।
  4. यह समुद्र तल की परतों और सुदूर उत्तर के बिंदुओं में गैस हाइड्रेट के रूप में होता है।

यदि हम भौगोलिक रूप से गैस क्षेत्रों के वितरण को निरूपित करते हैं, तो निम्नलिखित देश अग्रणी हैं:

  • रूस।
  • फारस की खाड़ी के देश।
  • अमेरीका।
  • कनाडा।
  • ईरान।
  • कजाकिस्तान।
  • अज़रबैजान।
  • उज़्बेकिस्तान।
  • नॉर्वे।
  • तुर्कमेनिस्तान।
  • नीदरलैंड।

विश्व उत्पादन लगभग 3643 बिलियन एम3 सालाना है3 साल में। इनमें से अकेले रूस का हिस्सा 673.46 बिलियन वर्ग मीटर है3.

प्राकृतिक गैस का तापमान जिस पर यह जलता है वह 650 . है 0साथ।यानी यह वह संकेतक है जिस पर यह स्वतःस्फूर्त दहन करने में सक्षम है। इस मामले में, किसी अन्य प्रकार के ईंधन के दहन की तुलना में अधिक मात्रा में तापीय ऊर्जा जारी की जाती है। स्वाभाविक रूप से, यह इस पदार्थ के उपयोग के क्षेत्रों को प्रभावित नहीं कर सका।

यही कारण है कि कई देश जिनके पास प्राकृतिक गैस का भंडार नहीं है, वे इसे दूसरे राज्यों से आयात करने के लिए मजबूर हैं। परिवहन कई तरीकों से किया जाता है:

  • गैसीय अवस्था में पाइपलाइन के माध्यम से;
  • समुद्री मार्ग के साथ टैंकों में - तरल रूप में;
  • रेलवे टैंक कारों में - तरलीकृत।

प्राकृतिक गैस का दहन

प्रत्येक पथ के अपने फायदे हैं औरसीमाएं विशेष रूप से, समुद्र और रेल विकल्प सुरक्षित हैं, क्योंकि ठंडे सिलेंडरों में तरलीकृत गैस की प्रतिक्रियाशीलता गैसीय अवस्था की तुलना में बहुत कम होती है। पाइपलाइन के माध्यम से, संचरण दूरी और इसकी मात्रा बढ़ जाती है, इसके अलावा, यह विधि आर्थिक रूप से लाभदायक है।

प्राकृतिक गैस में मीथेन

मीथेन गैस मुख्य कच्चा माल हैएक प्राकृतिक मिश्रण के हिस्से के रूप में। इसकी सामग्री 70-98% तक होती है। अपने आप में, यह ग्रह पर तीसरी सबसे आम गैस है, जो तेल, इंटरस्टेलर स्पेस, अन्य ग्रहों के वातावरण का हिस्सा है।

रसायन की दृष्टि से मिथेन गैस परम हैएक हाइड्रोकार्बन जो कई संतृप्त स्निग्ध यौगिकों से संबंधित है। अल्केन्स या पैराफिन का पहला प्रतिनिधि। इसकी रासायनिक क्रिया कम होती है, यह काफी शांत होता है। प्रतिक्रिया करने में सक्षम:

  • प्रतिस्थापन;
  • पूर्ण ऑक्सीकरण;
  • रूपांतरण

प्राकृतिक गैस की खपत

यह एक रंगहीन गैर-धूम्रपान लौ से जलता है, इसमें कोई गंध नहीं होती है।

प्राकृतिक गैस के प्रकार

विचाराधीन पदार्थ के तीन मुख्य प्रकार हैं।

  1. सूखी प्राकृतिक गैस - यह वह है जिसमें मीथेन 97% से अधिक है। यानी अन्य हाइड्रोकार्बन सहित अशुद्धियों की मात्रा बेहद कम है।
  2. दुबला गैस। यह उस मिश्रण का नाम है जिसमें भारी हाइड्रोकार्बन की थोड़ी मात्रा होती है।
  3. संयोजन गैस - एक जो भारी हाइड्रोकार्बन और अकार्बनिक घटकों (नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड) में समृद्ध है।

    प्राकृतिक गैस तापमान

गैस सूखापन गुणांक जैसी कोई चीज,आपको कच्चे माल की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है जिससे भविष्य में उत्पादों का निर्माण किया जाएगा। प्राकृतिक गैस ही एक आधार है। विभिन्न उद्योगों को अपने स्वयं के उत्पाद की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार सावधानीपूर्वक संसाधित और साफ किया जाता है।

उत्पाद की गुणवत्ता

प्राकृतिक गैस की गुणवत्ता सीधे निर्भर करती हैसंयोजन। यदि मीथेन प्रमुख है, तो ऐसा उत्पाद ईंधन का सबसे अच्छा स्रोत होगा। यदि सबसे अधिक फैटी हाइड्रोकार्बन की संरचना में है, तो रासायनिक उद्योग के लिए ऐसे कच्चे माल सबसे उपयुक्त हैं।

प्राकृतिक गैस की उचित आपूर्ति करने के लिएगुणवत्ता, विशेष रासायनिक संयंत्र हैं जिनमें अंतिम गंतव्य के लिए आगे शिपमेंट से पहले पूरी तरह से सफाई और प्रसंस्करण से गुजरना पड़ता है। आपके काम करने का तरीका उस उद्देश्य पर निर्भर करेगा जिसके लिए उत्पाद का इरादा है।

प्राकृतिक गैस के प्रकार

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि इसका उपयोग किया जाएगाघरेलू उद्देश्यों के लिए, फिर इसमें विशेष गंध वाले पदार्थ मिलाए जाते हैं, विशेष रूप से व्यापारियों में। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि गैस से बदबू आने लगे, क्योंकि तब लीक होने की स्थिति में इसका पता लगाना आसान हो जाएगा। सभी व्यापारियों के पास एक मजबूत, अप्रिय गंध है।

प्राकृतिक गैस का उपयोग

कई उद्योगों और सुविधाओं द्वारा प्राकृतिक गैस की खपत की जाती है। उदाहरण के लिए:

  • सीएचपी।
  • बॉयलर रूम।
  • गैस इंजन।
  • रासायनिक उत्पादन (प्लास्टिक और अन्य सामग्री का निर्माण)।
  • कारों के लिए ईंधन।
  • रहने वाले क्वार्टरों का ताप।
  • भोजन पकाना।

यही कारण है कि इस कच्चे माल का विश्व उत्पादन इतना बड़ा है, और आयात और निर्यात का अनुमान अरबों डॉलर है।

पर्यावरणीय पहलू

पवित्रता के मामले में प्रकृति के लिए कोई बेहतर नहीं हैप्राकृतिक गैस की तुलना में एक ईंधन स्रोत। पर्यावरण संगठन इसके उपयोग को पूरी तरह से मंजूरी देते हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में, प्राकृतिक गैस के दहन से प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक - कार्बन डाइऑक्साइड का संचय होता है।

प्राकृतिक गैस गुणवत्ता

और चूंकि यह ग्रीनहाउस गैसों से संबंधित है, इसलिएइसके गुच्छों के ग्रह बहुत खतरनाक होते हैं। इसलिए, कई कार्य चल रहे हैं, ग्रह की पारिस्थितिक स्थिति को आसन्न ग्रीनहाउस प्रभाव से बचाने के लिए परियोजनाएं विकसित की जा रही हैं।