Φυσικοχημικές ιδιότητες του φυσικού αερίου. Εξόρυξη και χρήση φυσικού αερίου

Αέρια κατάσταση της ουσίας - η πιο συνηθισμένη σε σύγκριση με άλλες συσσωρευμένες παράμετροι των ενώσεων. Μετά από όλα, σε αυτή την κατάσταση είναι:

• Αστέρια.
• Διαστρικό διάστημα.
• Πλανήτες;
• Ατμόσφαιρα;
• Cosmos ολόκληρο.

Οι κυριότερες διακριτές ιδιότητες των αερίων είναι οι αδύναμες διαμοριακές αλληλεπιδράσεις στο κρυσταλλικό πλέγμα, εξαιτίας των οποίων εκδηλώνονται όλα τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των ουσιών. Γάζα, φυσικά, πάρα πολύ. Ωστόσο, θα εξετάσουμε το πιο σημαντικό και το τρίτο πιο συνηθισμένο στον πλανήτη μας - φυσικό.

Φυσικό αέριο: σύνθεση

Εάν χαρακτηρίζουμε την ποιοτική σύνθεση του φυσικού αερίου, πρέπει αμέσως να διακρίνουμε τα συστατικά των δύο ομάδων: οργανικά και ανόργανα. Επειδή γενικά πιστεύεται ότι αποτελείται από μεθάνιο, αυτό δεν είναι εντελώς αλήθεια.

Τα οργανικά συστατικά περιλαμβάνουν:

• Μεθάνιο - CH4;
• Προπανο-C3H8;
• Βουτάνιο-C4H10;
• Αιθάνιο - C2H4;
• Βαρύτεροι υδρογονάνθρακες με περισσότερα από πέντε άτομα άνθρακα.

Τα ανόργανα συστατικά περιλαμβάνουν τις ακόλουθες ενώσεις:

• Υδρογόνο (σε μικρές ποσότητες) - Η2;
• Διοξείδιο του άνθρακα - CO ₂ ;
• Ήλιο - Αυτός;
• Άζωτο - Ν2;
• Θειούχο υδρογόνο - H2S

Ποια ακριβώς θα είναι η σύνθεση ενός μείγματος, εξαρτάται από την πηγή, δηλαδή από το πεδίο. Οι ίδιες αιτίες εξηγούν τις διάφορες φυσικές και χημικές ιδιότητες του φυσικού αερίου. Ωστόσο, ο καθένας εξορύσσεται και ο καθένας έχει και αξία. Ακριβώς κάποιο είδος χρησιμοποιείται ως καύσιμο και κορεσμένο με ξένες ακαθαρσίες χρησιμοποιείται πάρα πολύ στη χημική βιομηχανία για σύνθετη σύνθεση.

Φυσικοχημικές ιδιότητες του φυσικού αερίου

Για να προσδιοριστούν αυτές οι παράμετροι με ακρίβεια, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε ποια είναι η σύνθεση του μείγματος αερίων. Μετά από όλα, εάν είναι κυρίως μεθάνιο (έως 97%), τότε τα χαρακτηριστικά μπορούν να δοθούν, εστιάζοντας σε αυτό.

Εάν ανόργανες συνιστώσες ή βαρείς υδρογονάνθρακες είναι σε περίσσεια (έως και αρκετές εκατοστιαίες μονάδες), τότε οι φυσικοχημικές ιδιότητες του φυσικού αερίου αλλάζουν δραστικά.

Επομένως, μπορείτε να καθορίσετε μόνο κατά προσέγγιση δείκτες ορίων για φυσικά χαρακτηριστικά.

1. Η θερμοκρασία αυτοανάφλεξης είναι 650-700 ^° C.
2. Ο αριθμός οκτανίων είναι 120-130.
3. Δεν έχει χρώμα, γεύση και οσμή.
4. Το αναπτήρα από τον αέρα είναι σχεδόν 2 φορές, είναι εύκολο να συγκεντρωθεί στα ανώτερα στρώματα του δωματίου.
5. Η πυκνότητα με τη μορφή συμβατικής κατάστασης (αέριο) είναι 0,68-0,85 kg / m ³ .
6. Υπό κανονικές συνθήκες, να είναι πάντοτε στην κατάσταση των αδρανών αερίων.
7. Όταν αναμιγνύεται με αέρα σε όγκους από 5-15% είναι εκρηκτικό.
8. Η θερμότητα καύσης είναι περίπου 46 MJ / m ³ .

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί και η χημική πλευρά των παραμέτρων του φυσικού αερίου.

1. Είναι μια πολύ εύφλεκτη ουσία, είναι ικανή να αυτοαναφλέγεται όταν τροφοδοτείται ο σπινθηριστής και χωρίς αυτό σε κάποια θερμοκρασία.
2. Δεδομένου ότι το κύριο συστατικό είναι το μεθάνιο, έχει όλες τις χημικές του ιδιότητες.
3. Έρχεται στην αντίδραση της υποκατάστασης, η αφυδρογόνωση, η πυρόλυση, υποβάλλονται σε διάθλαση.
4. Είναι συμπιεσμένο και υγροποιημένο σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλή πίεση.

Είναι προφανές ότι παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες του φυσικού αερίου καθορίζουν ένα ευρύ φάσμα της χρήσης του στη βιομηχανία.

Μια ιδιαίτερη ιδιοκτησία φυσικού αερίου

Μία ειδική ιδιότητα αυτής της ένωσης είναι η ικανότητα σχηματισμού καταλοίπων ενυδατωμένου αερίου, δηλαδή, να είναι σε στερεή κατάσταση. Αυτές οι δομές είναι όγκοι φυσικού αερίου που απορροφώνται από τα μόρια του νερού δεξαμενής σε αναλογία 1/220. Ως εκ τούτου, οι καταθέσεις αυτές είναι εξαιρετικά πλούσιες σε βράχους. Μέρη της συγκέντρωσης τους στη φύση:

• Βαθιά στρώματα πυθμένα του Παγκόσμιου Ωκεανού.
• Συγκεντρώσεις περμανάντ.

Συνθήκες ύπαρξης - υδροδυναμική πίεση και χαμηλές θερμοκρασίες.

Φάσματα φυσικού αερίου

Αν μιλάμε για το περιεχόμενο του φυσικού αερίου στη φύση, μπορούμε να εντοπίσουμε τους κύριους τόπους συγκέντρωσης:

1. Είναι ένα βουνό ιζηματογενές βράχο, ένα ορυκτό που σχηματίζεται πολλές χιλιετίες από την αναερόβια αποσύνθεση της οργανικής ύλης στα βαθιά στρώματα του φλοιού της γης.
2. Διαλύεται σε υπόγεια ύδατα.
3. Είναι μέρος του πετρελαίου, σχηματίζοντας πάνω του ένα καπάκι πετρελαίου και αερίου.
4. Αποθέτει με τη μορφή ενυδατών αερίων στα στρώματα του θαλάσσιου βυθού και στα σημεία του ακραίου Βορρά.

Εάν υποδηλώσουμε την κατανομή των κοιτασμάτων αερίου σε εδαφικό επίπεδο, τότε οι ηγέτες είναι οι εξής χώρες:

• Ρωσία.
• Οι χώρες του Περσικού Κόλπου.
• ΗΠΑ.
• Καναδά.
• Ιράν.
• Καζακστάν.
• Αζερμπαϊτζάν.
• Ουζμπεκιστάν.
• Νορβηγία.
• Τουρκμενιστάν.
• Κάτω Χώρες.

Η ετήσια παραγωγή στον κόσμο είναι περίπου 3643 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα ετησίως. Από αυτά, μόνο η Ρωσία αντιπροσωπεύει 673,46 δισ. Κυβικά μέτρα.

Η θερμοκρασία του φυσικού αερίου με την οποία καίγεται είναι 650 ^° C. Δηλαδή, είναι ο δείκτης στον οποίο είναι ικανός να αυτοαναφλέγεται. Σε αυτή την περίπτωση, απελευθερώνεται μεγαλύτερη ποσότητα θερμικής ενέργειας από ό, τι καίγεται οποιοσδήποτε άλλος τύπος καυσίμου. Φυσικά, αυτό δεν θα μπορούσε παρά να επηρεάσει τους τομείς χρήσης αυτής της ουσίας.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλές χώρες που δεν διαθέτουν αποθέματα φυσικού αερίου αναγκάζονται να το εισάγουν από άλλα κράτη. Η μεταφορά πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους:

• Με αγωγό στην αέρια κατάσταση.
• Σε δεξαμενές κατά μήκος της θαλάσσιας οδού - σε υγρή μορφή.
• Σε σιδηροδρομικές δεξαμενές - υγροποιημένες.

Κάθε ένας από τους τρόπους έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Ειδικότερα, οι θαλάσσιες και σιδηροδρομικές εκδόσεις είναι ασφαλέστερες, δεδομένου ότι η χημική δραστηριότητα του υγροποιημένου αερίου σε ψυκτικούς κυλίνδρους είναι πολύ χαμηλότερη από την αέρια κατάσταση. Με τον αγωγό, ωστόσο, η απόσταση μετάδοσης και οι όγκοι του αυξάνουν, επιπλέον, αυτή η μέθοδος είναι οικονομικά συμφέρουσα.

Μεθάνιο στη σύνθεση του φυσικού αερίου

Το μεθάνιο είναι το κύριο συστατικό της πρώτης ύλης του φυσικού μείγματος. Το περιεχόμενό του κυμαίνεται μεταξύ 70-98%. Από μόνη της, αυτό είναι το τρίτο πιο κοινό αέριο στον πλανήτη, το οποίο είναι μέρος του πετρελαίου, του διαστρικό διάστημα, της ατμόσφαιρας άλλων πλανητών.

Από την άποψη της χημείας, το αέριο μεθάνιο είναι ο περιοριστικός υδρογονάνθρακας που ανήκει σε έναν αριθμό κορεσμένων αλειφατικών ενώσεων. Ο πρώτος εκπρόσωπος αλκανίων ή παραφινών. Η χημική του δραστηριότητα είναι χαμηλή, είναι αρκετά ήρεμη. Είναι σε θέση να αντιδράσει:

• Υποκατάσταση;
• Πλήρης οξείδωση.
• Μετατροπές.

Καίει με μια άχρωμη, μη καπνιστική φλόγα, δεν μυρίζει.

Τύποι φυσικού αερίου

Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι ουσιών.

1. Το ξηρό φυσικό αέριο είναι εκείνο στο οποίο το μεθάνιο είναι περισσότερο από 97%. Δηλαδή, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες, συμπεριλαμβανομένων και άλλων υδρογονανθράκων, είναι εξαιρετικά χαμηλή.
2. Αδύνατο αέριο. Αυτό είναι το όνομα του μείγματος που περιέχει μικρή ποσότητα βαρέων υδρογονανθράκων.
3. Το λιπαρό φυσικό αέριο είναι πλούσιο σε βαρύ υδρογονάνθρακα και ανόργανα συστατικά (άζωτο, υδρογόνο, ήλιο, αργό, διοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο).

Μια τέτοια έννοια όπως ο παράγοντας ξηρότητας του φυσικού αερίου μας επιτρέπει να αξιολογήσουμε την ποιότητα των πρώτων υλών, από τις οποίες τα προϊόντα θα κατασκευαστούν στο μέλλον. Εξάλλου, το ίδιο το φυσικό αέριο είναι μόνο μια βάση. Για διαφορετικούς κλάδους, χρειάζεστε το προϊόν σας, επομένως υποβάλλονται σε προσεκτική επεξεργασία και καθαρισμό σύμφωνα με συγκεκριμένες απαιτήσεις.

Ποιότητα προϊόντος

Η ποιότητα του φυσικού αερίου εξαρτάται από τη σύνθεση. Εάν το μεθάνιο επικρατεί, τότε το προϊόν αυτό θα είναι το καλύτερο ως πηγή καυσίμου. Εάν είναι ο πιο λιπαρός υδρογονάνθρακας, τότε για τη χημική βιομηχανία, αυτές οι πρώτες ύλες είναι οι πλέον κατάλληλες.

Προκειμένου να προμηθεύεται φυσικό αέριο κατάλληλης ποιότητας, υπάρχουν ειδικά χημικά εργοστάσια όπου καθαρίζονται και επεξεργάζονται σχολαστικά πριν αποσταλούν στον τελικό προορισμό. Οι μέθοδοι εργασίας εξαρτώνται από το σκοπό για τον οποίο προορίζεται το προϊόν.

Έτσι, για παράδειγμα, αν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για οικιακούς σκοπούς, προστίθενται ειδικοί οσμές, συγκεκριμένα μερκαπτάνες. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι το αέριο άρχισε να μυρίζει, γιατί τότε σε περίπτωση διαρροής θα είναι εύκολο να εντοπιστεί. Όλες οι μερκαπτάνες έχουν απότομη δυσάρεστη οσμή.

Χρήση φυσικού αερίου

Η κατανάλωση φυσικού αερίου πραγματοποιείται από πολλές βιομηχανίες και αντικείμενα. Για παράδειγμα:

• CHP.
• Λεβητοστάσια.
• Κινητήρες αερίου.
• Χημική παραγωγή (παραγωγή πλαστικών και άλλων υλικών).
• Καύσιμο για αυτοκίνητα.
• Θέρμανση κατοικιών.
• Μαγειρική.

Ως εκ τούτου, η παγκόσμια παραγωγή αυτής της πρώτης ύλης είναι τόσο μεγάλη και οι εισαγωγές και οι εξαγωγές υπολογίζονται σε δισεκατομμύρια δολάρια.

Οικολογική πτυχή

Από την άποψη της καθαριότητας για τη φύση δεν υπάρχει καλύτερη πηγή καυσίμων από το φυσικό αέριο. Οι περιβαλλοντικές οργανώσεις υποστηρίζουν πλήρως τη χρήση της. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η καύση φυσικού αερίου έχει οδηγήσει στη συσσώρευση ενός από τα προϊόντα της αντίδρασης - το διοξείδιο του άνθρακα.

Και επειδή αναφέρεται σε αέρια θερμοκηπίου, για τον πλανήτη οι συμφόσεις είναι πολύ επικίνδυνες. Ως εκ τούτου, εκτελούνται πολλά έργα, αναπτύσσονται έργα για την προστασία της οικολογικής κατάστασης του πλανήτη από το επικείμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου.