המצב הגזי של החומר הוא השכיח ביותר בהשוואה לפרמטרים מצטברים אחרים של תרכובות. אכן, במצב זה נמצאים:
- כוכבים
- מרחב בין כוכבים;
- כוכבי לכת;
- האווירה;
- החלל בכללותו.
התכונות העיקריות להבנת גזים חלשותאינטראקציות בין מולקולריות בסריג הגביש, שבגללן כל המאפיינים העיקריים של חומרים אלה באים לידי ביטוי. אין ספק שיש הרבה גזים. עם זאת, נשקול את החשוב והשלישי הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ שלנו - טבעי.
גז טבעי: הרכב
אם אתה מאפיין את ההרכב האיכותיגז טבעי, יש צורך מיד להפריד בין המרכיבים משתי קבוצות: אורגני ואי -אורגני. מכיוון שלמרות שמקובל להאמין שהוא מורכב ממתאן, זה לא לגמרי נכון.
רכיבים אורגניים כוללים:
- מתאן - CH4;
- פרופאן - ג3ח8;
- בוטאן - ג4ח10;
- אתאן - ג2ח4;
- פחמימנים כבדים יותר עם יותר מחמישה אטומי פחמן.
רכיבים אנאורגניים כוללים את התרכובות הבאות:
- מימן (בכמויות קטנות) - H2;
- פחמן דו חמצני - CO2;
- הליום - לא;
- חנקן - N2;
- מימן גופרתי - H2C
מה יהיה בדיוק הרכב התערובת הזו או אחרת,תלוי במקור, כלומר בפיקדון. אותן סיבות מסבירות את התכונות הפיסיקליות והכימיות השונות של גז טבעי. עם זאת, כל אחד מהם ממוקש, ולכל אחד יש ערך גם כן. פשוט סוג כלשהו משמש כדלק, רווי זיהומים זרים, הוא שמנוני מדי בתעשייה הכימית לסינתזת תרכובות.
תכונות פיזיות וכימיות של גז טבעי
כדי לציין פרמטרים דומים בדיוק,כדאי שתדע מהו הרכב תערובת הגז בדיוק. ואכן, אם הוא נשלט בעיקר על ידי מתאן (עד 97%), ניתן לתת את המאפיינים תוך התמקדות בו.
אם יש עודף של רכיבים אנאורגניים או פחמימנים כבדים (עד כמה אחוזים), אז התכונות הפיסיקוכימיות של גז טבעי משתנות באופן דרמטי.
לכן, תוכל לציין רק ערך גבול משוער למאפיינים פיזיים.
- טמפרטורת המתה אוטומטית - 650-7000C
- מספר האוקטן הוא 120-130.
- אין לו צבע, טעם או ריח.
- בהיר יותר מאוויר, כמעט פי 2, מרוכז בקלות בשכבות העליונות של החדר.
- צפיפות בצורה של מצב רגיל (גז) - 0.68-0.85 ק"ג / מ '3.
- בתנאים סטנדרטיים, תמיד תהיה במצב צבירה גזי.
- כאשר הוא מעורבב עם אוויר בכמויות של 5-15%, הוא חומר נפץ.
- ערך קלורי - כ 46 MJ / m3.
בנוסף, יש לציין את ההיבט הכימי של הפרמטרים של הגז הטבעי.
- זהו חומר דליק ביותר, המסוגל לבעירה ספונטנית עם ובלי ניצוץ בטמפרטורה מסוימת.
- מכיוון שהמרכיב העיקרי הוא מתאן, יש לו את כל התכונות הכימיות שלו.
- הוא נכנס לתגובות של החלפה, התייבשות, פירוליזה ועובר שבירה.
- מכווץ ונוזל בטמפרטורות נמוכות ולחצים מוגברים.
ברור כי תכונות פיסיקליות וכימיות כאלה של גז טבעי קובעות מגוון רחב של השימוש בו בתעשייה.
תכונה מיוחדת של גז טבעי
נכס מיוחד של המתחם הנחשב הואהיכולת ליצור מצבורי גז הידרט, כלומר להיות במצב מוצק. מבנים אלה מייצגים נפחי גז טבעי הנספגים על ידי מולקולות של מי יצירה ביחס של 1/220. לכן, מרבצים אלה הם סלעים עשירים ביותר. מקומות ריכוזם בטבע:
- שכבות תחתונות עמוקות של האוקיינוס העולמי;
- הצטברות של פרמפרוסט.
תנאי הקיום הם לחץ הידרודינמי וטמפרטורות נמוכות.
שדות גז טבעי
אם נדבר על תוכן הגז הטבעי בטבע, נוכל להבחין בין מקומות הריכוז העיקריים:
- זהו סלע משקע, מינרל שנוצר במשך אלפי שנים רבות על ידי ריקבון אנאירובי של חומר אורגני בשכבות העמוקות של קרום כדור הארץ.
- מומס במי תהום.
- הוא חלק מהנפט ויוצר מעליו מכסה שמן וגז.
- הוא מתרחש בצורה של לחות גז בשכבות קרקעית הים ובנקודות הצפון הרחוק.
אם נציין את התפלגות שדות הגז מבחינה גיאוגרפית, המדינות הבאות הן המובילות:
- רוסיה.
- מדינות המפרץ הפרסי.
- ארה"ב.
- קנדה.
- איראן.
- קזחסטן.
- אזרבייג'ן.
- אוזבקיסטן.
- נורווגיה.
- טורקמניסטן.
- הולנד.
הייצור בעולם הוא כ- 3643 מיליארד קוב בשנה3 בשנה. מתוכם רק רוסיה מהווה 673.46 מיליארד מ '3.
טמפרטורת הגז הטבעי שבו הוא נשרף היא 650 0עם.כלומר, זהו המדד שבו הוא מסוגל להצית באופן ספונטני. במקביל, כמות אנרגיה תרמית משוחררת יותר מאשר בעירה של כל סוג אחר של דלק. מטבע הדברים, הדבר לא יכול היה להשפיע על תחומי השימוש בחומר זה.
לכן מדינות רבות שאין להן עתודות גז טבעי נאלצות לייבא אותה ממדינות אחרות. ההובלה מתבצעת במספר דרכים:
- דרך צינור במצב גזי;
- במכלים לאורך תוואי הים - בצורה נוזלית;
- בקרונות מכליות רכבת - מנוזלים.
לכל אחד מהנתיבים יתרונות משלו ומגבלות. בפרט, אפשרויות הים והרכבת בטוחות יותר, שכן תגובתיות הגז הנוזלי בצילינדרים מקוררים נמוכה בהרבה מאשר במצב הגזי. דרך הצינור, מרחק השידור והיקפיו גדלים, בנוסף, שיטה זו רווחית כלכלית.
מתאן בגז טבעי
גז מתאן הוא חומר הגלם העיקריכחלק מתערובת טבעית. תכולתו נעה בין 70-98%. כשלעצמו, זהו הגז השלישי הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, שהוא חלק מנפט, מרחב בין כוכבי, האטמוספירה של כוכבי לכת אחרים.
מנקודת המבט של הכימיה, גז מתאן הוא האולטימטיביפחמימן השייך למספר תרכובות אליפטיות רוויות. הנציג הראשון של אלקנים או פרפינים. הפעילות הכימית שלו נמוכה, היא די רגועה. מסוגל להגיב:
- החלפה;
- חמצון מוחלט;
- המרות.
הוא נשרף עם להבה ללא עישון ללא צבע, אין לו ריח.
סוגי גז טבעי
ישנם שלושה סוגים עיקריים של החומר המדובר.
- גז טבעי יבש - זהו אחד שבו מתאן הוא יותר מ 97%. כלומר, התוכן של זיהומים, כולל פחמימנים אחרים, הוא נמוך במיוחד.
- גז רזה. זהו שמה של תערובת המכילה כמות קטנה של פחמימנים כבדים.
- גז משולב - כזה העשיר בפחמימנים כבדים ומרכיבים אנאורגניים (חנקן, מימן, הליום, ארגון, פחמן דו חמצני, מימן גופרתי).
דבר כזה מקדם יובש הגז,מאפשר לך להעריך את איכות חומרי הגלם מהם ייוצרו מוצרים בעתיד. הגז הטבעי עצמו הוא רק בסיס. תעשיות שונות דורשות מוצר משלהן, ולכן הוא מעובד ומנקה בקפידה בהתאם לדרישות ספציפיות.
איכות המוצר
איכות הגז הטבעי תלויה ישירות בהרכב. אם המתאן הוא השולט, אז מוצר כזה יהיה מקור הדלק הטוב ביותר. אם יותר מכל בהרכב של פחמימנים שומניים, אז לתעשייה הכימית חומרי גלם כאלה הם המתאימים ביותר.
לספק גז טבעי עם תקיןאיכות, ישנם מפעלים כימיים מיוחדים בהם הם עוברים ניקוי ועיבוד יסודי לפני המשלוח נוסף ליעד הסופי. אופן העבודה שלך יהיה תלוי במטרה שלשמה מיועד המוצר.
אז, למשל, אם זה ישמש עבורלמטרות ביתיות, אז מתווספים אליו חומרים מריחים מיוחדים, במיוחד מרקפטנים. הדבר נעשה כך שהגז יתחיל להריח, כיוון שאז במקרה של דליפה יהיה קל לזהות אותו. לכל מרקפטנים יש ריח חזק ולא נעים.
שימוש בגז טבעי
גז טבעי נצרך על ידי תעשיות ומתקנים רבים. לדוגמה:
- CHP.
- חדרי דוודים.
- מנועי גז.
- ייצור כימי (ייצור פלסטיק וחומרים אחרים).
- דלק למכוניות.
- חימום דירות מגורים.
- לבשל אוכל.
לכן הייצור העולמי של חומר הגלם הזה הוא כה גדול, והיבוא והיצוא מוערכים במיליארדי דולרים.
היבט סביבתי
מבחינת טוהר, אין טוב יותר לטבעמקור דלק מאשר גז טבעי. ארגוני הסביבה מאשרים לחלוטין את השימוש בו. עם זאת, בשנים האחרונות שריפת גז טבעי מביאה להצטברות של אחד ממוצרי התגובה - פחמן דו חמצני.
ומכיוון שהוא שייך לגזי חממה, אז בשבילכוכבי הלכת של האשכולות שלה מסוכנים מאוד. לכן, עבודות רבות מתבצעות, פרויקטים מפותחים להגנה על המצב האקולוגי של כדור הארץ מפני השפעת החממה הקרובה.
