Fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa. Proizvodnja i korištenje prirodnog plina

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

Gasovito stanje supstance je najčešće u poređenju sa drugim agregatnim parametrima jedinjenja. Zaista, u ovom stanju su:

• stars;
• međuzvjezdani prostor;
• planets;
• atmosfera;
• kosmos u cjelini.

Glavna prepoznatljiva svojstva gasova su slabe intermolekularne interakcije u kristalnoj rešetki, zbog čega se manifestuju sve glavne karakteristike ovih supstanci. Gasova svakako ima mnogo. Međutim, razmotrićemo najvažniji i treći najčešći na našoj planeti - prirodni.

Sastav prirodnog gasa

Ako karakterišemo kvalitativni sastav prirodnog gasa, onda moramo odmah razlikovati komponente dve grupe: organske i neorganske. Budući da, iako se uobičajeno vjeruje da se sastoji od metana, to nije sasvim tačno.

Organski sastojci uključuju:

• metan - CH₄;
• propan - C₃H₈;
• butan - S₄N₁₀;
• ethane - C₂N₄;
• težeugljovodonici sa više od pet atoma ugljika.

Neorganske komponente uključuju sljedeća jedinjenja:

• vodonik (u malim količinama) - H₂;
• ugljični dioksid - CO₂;
• helium - Not;
• azot - N₂;
• vodonik sulfid - H₂S.

Koji će tačno biti sastav određene mješavine ovisi o izvoru, odnosno depozitu. Isti razlozi objašnjavaju različita fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa. Međutim, bilo koji od njih je miniran, a svaki ima i vrijednost. Samo se neka vrsta koristi kao gorivo, a zasićena stranim nečistoćama je previše masna koja se koristi u hemijskoj industriji za sintezu jedinjenja.

Fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa

Da biste tačno odredili takve parametre, trebalo bi da znate koji je tačno sastav mešavine gasova. Uostalom, ako dominira metan (do 97%), onda se mogu dati karakteristike, fokusirajući se na njega.

Ako postoji višak neorganskih komponenti ili teških ugljovodonika (do nekoliko procenata), tada se fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa dramatično menjaju.

Stoga se mogu navesti samo približna fizička ograničenja.

1. Temperatura samopaljenja - 650-700⁰C.
2. Oktanski broj - 120-130.
3. Bez boje, okusa ili mirisa.
4. Lakši od zraka skoro 2 puta, lako se koncentrišu u gornjim slojevima prostorije.
5. Gustina u obliku normalnog stanja (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. U standardnim uslovima, uvek biti u gasovitom agregatnom stanju.
7. Kada se pomiješa sa zrakom u količinama od 5-15%, to je eksplozivno.
8. Toplota sagorevanja je oko 46 MJ/m³.

Osim toga, treba napomenuti i hemijsku stranu parametara prirodnog gasa.

1. To je veoma zapaljiva supstanca, sposobna da se samozapali sa i bez varnice na određenoj temperaturi.
2. Pošto je glavna komponenta metan, on ima sva svoja hemijska svojstva.
3. Ulazi u supstituciju, dehidrogenaciju, pirolizu, reakcije refrakcije.
4. Kompresuje i ukapljuje na niskim temperaturama i visokim pritiscima.

Očigledno, takva fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa određuju širok spektar njegove upotrebe u industriji.

Posebno vlasništvo prirodnog gasa

Posebno svojstvo predmetnog jedinjenja je sposobnost da formira naslage gasnih hidrata, odnosno da bude u čvrstom stanju. Ove strukture predstavljaju zapremine prirodnog gasa koje apsorbuju molekuli formacijske vode u omjeru 1/220. Stoga su takve naslage izuzetno bogate stijene. Mjesta njihove koncentracije u prirodi:

• duboki donji slojevi okeana;
• akumulacije permafrosta.

Uslovi postojanja - hidrodinamički pritisak i niske temperature.

Polja prirodnog gasa

Ako govorimo o sadržaju prirodnogplina u prirodi, moguće je identificirati glavna mjesta koncentracije:

1. Ovo je sedimentna stena, mineral koji je nastao tokom mnogo milenijuma anaerobnim raspadanjem organske materije u dubokim slojevima zemljine kore.
2. Rastvoren u podzemnoj vodi.
3. Uključuje ulje, formirajući poklopac za ulje i plin preko njega.
4. Javlja se u obliku gasnih hidrata u slojevima morskog dna i tačkama krajnjeg severa.

Ako distribuciju gasnih polja označimo teritorijalno, onda su lideri sljedeće zemlje:

• Rusija.
• zaljevske zemlje.
• SAD.
• Kanada.
• Iran.
• Kazahstan.
• Azerbejdžan.
• Uzbekistan.
• Norveška.
• Turkmenistan.
• Holandija.

Proizvodnja u svijetu je godišnje oko 3643 milijarde m³ godišnje. Od toga, samo na Rusiju otpada 673,46 milijardi m³.

Temperatura prirodnog gasa na kojoj gori je 650 ⁰C. To jest, ovo je indikator na kojem je sposoban za samozapaljenje. U tom slučaju se oslobađa veća količina toplinske energije nego prilikom sagorijevanja bilo koje druge vrste goriva. Naravno, to nije moglo a da ne utiče na područja upotrebe ove supstance.

Zato su mnoge zemlje koje nemaju rezerve prirodnog gasa prinuđene da ga uvoze iz drugih država. Prevoz se obavlja na nekoliko načina:

• kroz cjevovod u plinovitom stanju;
• u rezervoarima uz more - u tečnom obliku;
• invagone cisterne - ukapljene.

Svaki put ima svoje prednosti i nedostatke. Konkretno, morske i željezničke opcije su sigurnije, jer je kemijska aktivnost ukapljenog plina u hlađenim bocama mnogo niža nego u plinovitom stanju. Cjevovod povećava udaljenost prijenosa i njegove zapremine, osim toga, ova metoda je ekonomski isplativa.

Metan u prirodnom gasu

Gas metana je glavna komponenta sirovine prirodne mešavine. Njegov sadržaj se kreće od 70-98%. Sam po sebi, ovo je treći najčešći plin na planeti, koji je dio nafte, međuzvjezdanog prostora i atmosfere drugih planeta.

Sa stanovišta hemije, gas metan je zasićeni ugljovodonik koji pripada nizu zasićenih alifatskih jedinjenja. Prvi predstavnik alkana ili parafina. Njegova hemijska aktivnost je niska, prilično je miran. Reaktivno:

• zamjena;
• potpuna oksidacija;
• konverzije.

Gori bezbojnim nedimljivim plamenom, nema miris.

Vrste prirodnog gasa

Postoje tri glavne vrste supstance u pitanju.

1. Suhi prirodni gas je onaj u kojem je prisutno više od 97% metana. To jest, sadržaj nečistoća, uključujući i druge ugljovodonike, je izuzetno nizak.
2. Skinny gas. Ovo je naziv mješavine koja sadrži malu količinu teških ugljovodonika.
3. Gusti prirodni gas je onaj koji je bogat teškim ugljovodonicima i anorganskim komponentama (azot, vodonik, helijum, argon, ugljen dioksid, vodonik sulfid).

Takav koncept kao što je koeficijent suvoće gasa, omogućava vam da procenite kvalitet sirovina od kojih će se proizvodi proizvoditi u budućnosti. Na kraju krajeva, sam prirodni gas je samo baza. Različite industrije zahtijevaju različite proizvode, tako da se pedantno obrađuju i rafiniraju kako bi ispunili specifične zahtjeve.

Kvaliteta proizvoda

Kvalitet prirodnog gasa direktno zavisi od sastava. Ako prevladava metan, onda će takav proizvod biti najbolji izvor goriva. Ako je najviše u sastavu masnih ugljovodonika, onda su za hemijsku industriju takve sirovine najpogodnije.

Za snabdevanje prirodnim gasom odgovarajućeg kvaliteta, postoje posebna hemijska postrojenja u kojima se podvrgava temeljnom čišćenju i preradi pre dalje otpreme na krajnju destinaciju. Metode rada će zavisiti od namjene proizvoda.

Tako, na primjer, ako se koristi u kućne svrhe, onda se u njega dodaju posebni mirisi, posebno merkaptani. To se radi kako bi plin počeo mirisati, jer će ga tada u slučaju curenja biti lako otkriti. Svi merkaptani imaju jak miris.

Korišćenje prirodnog gasa

Potrošnja prirodnog gasa u mnogim industrijamaindustrije i objekata. Na primjer:

• CHP.
• Kotlarnice.
• Plinski motori.
• Hemijska proizvodnja (proizvodnja plastike i drugih materijala).
• Gorivo za automobile.
• Grijanje stambenih objekata.
• Kuvanje hrane.

Zato je svjetska proizvodnja ove sirovine tako visoka, a uvoz i izvoz se procjenjuju na milijarde dolara.

Ekološka

U pogledu čistoće prirode, nema boljeg izvora goriva od prirodnog plina. Organizacije za zaštitu okoliša u potpunosti podržavaju njegovu upotrebu. Međutim, posljednjih godina, sagorijevanje prirodnog plina dovodi do akumulacije jednog od produkta reakcije - ugljičnog dioksida.

A pošto spada u gasove staklene bašte, njegove akumulacije su veoma opasne za planetu. Stoga se izvode višestruki radovi, razvijaju se projekti zaštite ekološkog stanja planete od nadolazećeg efekta staklene bašte.