Dabasgāzes fizikāli ķīmiskās īpašības. Dabasgāzes ražošana un izmantošana

Vielas gāzveida stāvoklis ir visizplatītākais salīdzinājumā ar citiem savienojumu kopējiem parametriem. Patiešām, šajā stāvoklī ir:

• zvaigznes;
• starpzvaigžņu telpa;
• planētas;
• atmosfēra;
• telpa kopumā.
  

Gāzu galvenās atšķirīgās īpašības ir vājasstarpmolekulārā mijiedarbība kristāla režģī, kuras dēļ parādās visas galvenās šo vielu īpašības. Gāzu noteikti ir daudz. Tomēr mēs uzskatīsim vissvarīgāko un trešo izplatītāko uz mūsu planētas - dabisko.

Dabasgāze: sastāvs

Ja jūs raksturojat kvalitatīvo sastāvudabasgāze, tad nekavējoties jāizceļ divu grupu sastāvdaļas: organiskās un neorganiskās. Tā kā, lai gan parasti tiek uzskatīts, ka tas sastāv no metāna, tā nav pilnīgi taisnība.

Organiskie komponenti ietver:

• metāns - CH₄;
• propāns - C₃H₈;
• butāns - C₄H₁₀;
• etāns - C₂H₄;
• smagāki ogļūdeņraži ar vairāk nekā pieciem oglekļa atomiem.

Neorganiskie komponenti ietver šādus savienojumus:

• ūdeņradis (mazos daudzumos) - H₂;
• oglekļa dioksīds - CO₂;
• hēlijs - nav;
• slāpeklis - N₂;
• sērūdeņradis - H₂S.

Kāds tieši būs šī vai tā maisījuma sastāvs,ir atkarīgs no avota, tas ir, depozīta. Tie paši iemesli izskaidro dabasgāzes dažādās fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tomēr jebkurš no tiem tiek iegūts, un katram no tiem ir arī vērtība. Vienkārši kādu veidu izmanto kā degvielu, un piesātināts ar svešiem piemaisījumiem ir pārāk taukains, ko ķīmiskajā rūpniecībā izmanto savienojumu sintēzei.

Dabasgāzes fizikālās un ķīmiskās īpašības

Lai precīzi norādītu līdzīgus parametrus,jums vajadzētu zināt, kāds tieši ir gāzes maisījuma sastāvs. Galu galā, ja tajā galvenokārt dominē metāns (līdz 97%), tad var norādīt raksturlielumus, koncentrējoties uz to.

Ja ir pārmērīgs neorganisko komponentu vai smago ogļūdeņražu daudzums (līdz pat vairākiem procentiem), tad dabasgāzes fizikālās un ķīmiskās īpašības krasi mainās.

Tādēļ jūs varat norādīt tikai aptuveno fizisko īpašību robežvērtību.

1. Pašaizdegšanās temperatūra - 650-700⁰C.
2. Oktāna skaitlis ir 120-130.
3. Nav krāsas, garšas vai smaržas.
4. Gandrīz 2 reizes vieglāks par gaisu, viegli koncentrējas telpas augšējos slāņos.
5. Blīvums normālā stāvoklī (gāze) - 0,68-0,85 kg / m³.
6. Standarta apstākļos vienmēr atrodieties gāzveida agregācijas stāvoklī.
7. Sajaucot ar gaisu no 5 līdz 15%, tas ir sprādzienbīstams.
8. Kaloritāte - apmēram 46 MJ / m³.

Turklāt jāatzīmē dabasgāzes parametru ķīmiskais aspekts.

1. Tā ir viegli uzliesmojoša viela, kas noteiktā temperatūrā spēj spontāni aizdegties ar dzirksteli un bez tās.
2. Tā kā galvenā sastāvdaļa ir metāns, tam piemīt visas ķīmiskās īpašības.
3. Tas nonāk aizstāšanas, dehidrogenēšanas, pirolīzes reakcijās un notiek refrakcija.
4. Saraujas un sašķidrinās zemā temperatūrā un paaugstinātā spiedienā.
   

Ir acīmredzams, ka šādas dabasgāzes fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka plašu tās izmantošanas veidu rūpniecībā.

Īpaša dabasgāzes īpašība

Apsveramā savienojuma īpaša īpašība irspēja veidot gāzes hidrātu nogulsnes, tas ir, būt cietā stāvoklī. Šīs struktūras atspoguļo dabiskās gāzes apjomus, ko absorbē veidošanās ūdens molekulas proporcijā 1/220. Tādēļ šie noguldījumi ir ārkārtīgi bagāti ieži. Viņu koncentrēšanās vietas dabā:

• dziļi pasaules okeāna dibena slāņi;
• mūžīgā sasaluma uzkrāšanās.

Eksistences apstākļi ir hidrodinamiskais spiediens un zema temperatūra.

Dabasgāzes lauki

Ja mēs runājam par dabasgāzes saturu dabā, tad varam atšķirt galvenās koncentrācijas vietas:

1. Tā ir nogulsnēta ieža, minerāls, kas daudzus gadu tūkstošus ir izveidojies, organisko vielu anaerobā sabrukumā dziļos zemes garozas slāņos.
2. Izšķīdis gruntsūdeņos.
3. Tā ir eļļas sastāvdaļa, veidojot naftas un gāzes vāciņu virs tās.
4. Tas notiek gāzes hidrātu veidā jūras dibena slāņos un Tālo ziemeļu punktos.

Ja mēs apzīmējam gāzes atradņu sadalījumu ģeogrāfiski, tad šādas valstis ir līderes:

• Krievija.
• Persijas līča valstis.
• ASV.
• Kanāda.
• Irāna.
• Kazahstāna.
• Azerbaidžāna.
• Uzbekistāna.
• Norvēģija.
• Turkmenistāna.
• Nīderlande.

Pasaulē gadā tiek saražoti aptuveni 3643 miljardi m3³ gadā. No tiem tikai Krievija veido 673,46 miljardus m³.

Dabasgāzes temperatūra, kurā tā deg, ir 650 ° C ⁰NO.Tas ir, tas ir rādītājs, pie kura tas spēj spontāni uzliesmot. Tajā pašā laikā tiek atbrīvots lielāks siltumenerģijas daudzums nekā sadedzinot jebkura cita veida degvielu. Protams, tas nevarēja ietekmēt šīs vielas lietošanas jomas.

Tāpēc daudzas valstis, kurām nav dabasgāzes rezervju, ir spiestas to importēt no citām valstīm. Pārvadājumi tiek veikti vairākos veidos:

• caur cauruļvadu gāzveida stāvoklī;
• tvertnēs pa jūras ceļu - šķidrā veidā;
• dzelzceļa cisternās - sašķidrinātas.

Katram no ceļiem ir savas priekšrocības unierobežojumi. Jo īpaši jūras un dzelzceļa iespējas ir drošākas, jo sašķidrinātās gāzes reaktivitāte atdzesētos balonos ir daudz zemāka nekā gāzveida stāvoklī. Caur cauruļvadu tiek palielināts pārraides attālums un tā apjomi, turklāt šī metode ir ekonomiski izdevīga.

Metāns dabasgāzē

Metāna gāze ir galvenā izejvielakā dabiska maisījuma sastāvdaļa. Tās saturs svārstās no 70-98%. Pati par sevi tā ir trešā visbiežāk sastopamā gāze uz planētas, kas ir daļa no naftas, starpzvaigžņu kosmosa, citu planētu atmosfēras.

No ķīmijas viedokļa metāna gāze ir galvenāogļūdeņradis, kas pieder vairākiem piesātinātiem alifātiskiem savienojumiem. Pats pirmais alkānu vai parafīnu pārstāvis. Tā ķīmiskā aktivitāte ir zema, tā ir diezgan mierīga. Spēj reaģēt:

• aizstāšana;
• pilnīga oksidēšanās;
• reklāmguvumi.

Deg ar bezkrāsainu nesmēķējošu liesmu, nav smaržas.

Dabasgāzes veidi

Ir trīs galvenie attiecīgās vielas veidi.

1. Sausa dabasgāze - tas ir tāds, kurā metāna ir vairāk nekā 97%. Tas ir, piemaisījumu, tostarp citu ogļūdeņražu, saturs ir ārkārtīgi mazs.
2. Liesa gāze. Tas ir maisījuma nosaukums, kas satur nelielu daudzumu smago ogļūdeņražu.
3. Kombinētā gāze - tāds, kurā ir daudz smago ogļūdeņražu un neorganisko sastāvdaļu (slāpeklis, ūdeņradis, hēlijs, argons, oglekļa dioksīds, sērūdeņradis).
   

Tāds jēdziens kā gāzes sausuma koeficients,ļauj novērtēt izejvielu kvalitāti, no kuras nākotnē tiks ražoti produkti. Dabasgāze pati par sevi ir tikai bāze. Dažādām nozarēm ir nepieciešams savs produkts, tāpēc to rūpīgi apstrādā un notīra atbilstoši īpašām prasībām.

Produkta kvalitāte

Dabasgāzes kvalitāte ir tieši atkarīga nosastāvs. Ja dominē metāns, tad šāds produkts būs labākais degvielas avots. Ja galvenokārt taukaino ogļūdeņražu sastāvā, tad ķīmijas rūpniecībai šādas izejvielas ir vispiemērotākās.

Lai piegādātu dabasgāzi ar pareizukvalitātes, ir īpašas ķīmiskās rūpnīcas, kurās to rūpīgi iztīra un pārstrādā pirms turpmākas nosūtīšanas uz galamērķi. Kā jūs strādājat, būs atkarīgs no tā, kam produkts ir paredzēts.

Tātad, piemēram, ja to izmantosmājsaimniecības vajadzībām, tad tam pievieno īpašus smaržvielas, jo īpaši merkaptānus. Tas tiek darīts tā, lai gāze sāktu smaržot, jo tad noplūdes gadījumā to būs viegli noteikt. Visiem merkaptāniem ir spēcīga, nepatīkama smaka.

Dabasgāzes izmantošana

Dabasgāzi patērē daudzas nozares un iekārtas. Piemēram:

• TEC.
• Katlu telpas.
• Gāzes dzinēji.
• Ķīmiskā ražošana (plastmasas un citu materiālu ražošana).
• Degviela automašīnām.
• Dzīvojamo telpu apkure.
• Ēdienu gatavošana.

Tāpēc šīs izejvielas ražošana pasaulē ir tik liela, un imports un eksports tiek lēsts miljardos dolāru.

Vides aspekts

Tīrības ziņā dabai nav labākadegvielas avots nekā dabasgāze. Vides organizācijas pilnībā apstiprina tā izmantošanu. Tomēr pēdējos gados dabasgāzes sadegšanas rezultātā ir uzkrāts viens no reakcijas produktiem - oglekļa dioksīds.

Tā kā tas pieder siltumnīcas gāzēm, tad partās kopu planētas ir ļoti bīstamas. Tāpēc tiek veikti daudzi darbi, tiek izstrādāti projekti, lai aizsargātu planētas ekoloģisko stāvokli no gaidāmā siltumnīcas efekta.