Фізіка-хімічныя ўласцівасці прыроднага газу. Здабыча і прымяненне прыроднага газу

Газападобнае стан рэчыва - самае распаўсюджанае ў параўнанні з іншымі агрэгатнымі параметрамі злучэнняў. Бо ў гэтым стане знаходзяцца:

• зоркі;
• міжзоркавае прастору;
• планеты;
• атмасфера;
• космас у цэлым.

Галоўныя адметныя ўласцівасці газаў - гэта слабыя межмолекулярные ўзаемадзеяння ў крышталічнай рашотцы, з-за якіх і выяўляюцца ўсе асноўныя характарыстыкі гэтых рэчываў. Газаў, безумоўна, вельмі шмат. Аднак мы разгледзім самы важны і трэці па распаўсюджанасці на нашай планеце - прыродны.

Прыродны газ: склад

Калі характарызаваць якасны склад прыроднага газу, то адразу трэба вылучыць кампаненты двух груп: арганічныя і неарганічныя. Паколькі хоць і прынята лічыць, што ён складаецца з метану, аднак гэта не зусім так.

Да арганічным складнікам адносяцца:

• метан - СН _4;
• прапан - З ₃ Н _8;
• бутан - З ₄ Н _10;
• этан - З ₂ Н _4;
• больш цяжкія вуглевадароды з колькасцю атамаў вугляроду больш за пяць.

Неарганічныя кампаненты ўключаюць у сябе наступныя злучэнні:

• вадарод (у невялікіх колькасцях) - Н _2;
• вуглякіслы газ - СА _2;
• гелій - Ці не;
• азот - N _2;
• серавадарод - H ₂ S.

Якім менавіта будзе склад той ці іншай сумесі, залежыць ад крыніцы, гэта значыць радовішча. Гэтымі ж прычынамі тлумачацца і розныя фізіка-хімічныя ўласцівасці прыроднага газу. Аднак здабываецца любы з іх, і каштоўнасць таксама мае кожны. Проста нейкі выгляд ужываецца як паліва, а насычаны староннімі прымешкамі занадта тоўста выкарыстоўваецца ў хімічнай галіны для сінтэзаў злучэнняў.

Фізіка-хімічныя ўласцівасці прыроднага газу

Каб паказаць падобныя параметры ў дакладнасці, варта ведаць, якім менавіта склад газавай сумесі. Бо калі ў ёй пераважае ў асноўным метан (да 97%), то характарыстыкі можна прыводзіць, арыентуючыся менавіта на яго.

Калі ж неарганічных кампанентаў або цяжкіх вуглевадародаў у лішку (да некалькіх адсоткаў), тады фізіка-хімічныя ўласцівасці прыроднага газу рэзка змяняюцца.

Таму можна паказаць толькі прыблізныя межавыя паказчыкі па фізічным характарыстыкам.

1. Тэмпература самазагаранне - 650-700 ⁰ С.
2. Актанавы лік - 120-130.
3. Не мае колеру, густу і паху.
4. Лягчэй паветра амаль у 2 разы, лёгка канцэнтруецца ў верхніх пластах памяшкання.
5. Шчыльнасць ў выглядзе звычайнага стану (газу) - 0,68-0,85 кг / м ^3.
6. Пры стандартных умовах заўсёды знаходзіцца ў газападобным агрэгатным стане.
7. Пры змешванні з паветрам у аб'ёмах ад 5-15% з'яўляецца выбуханебяспечным.
8. Цеплыня згарання - каля 46 МДж / м ^3.

Акрамя гэтага, варта адзначыць і хімічную бок параметраў прыроднага газу.

1. З'яўляецца моцна гаручым рэчывам, здольны самазагарацца пры падачы іскры і без яе пры пэўнай тэмпературы.
2. Так як асноўны кампанент - метан, то валодае ўсімі яго хімічнымі ўласцівасцямі.
3. Уступае ў рэакцыі замяшчэння, дегидрирования, піролізу, падвяргаецца рэфракцыі.
4. Сціскаецца і звадкоўваюцца пры нізкіх тэмпературах і падвышаным ціску.

Відавочна, што падобныя фізіка-хімічныя ўласцівасці прыроднага газу вызначаюць шырокі спектр яго выкарыстання ў прамысловасці.

Асаблівая ўласцівасць прыроднага газу

Асаблівая ўласцівасць разгляданага злучэння - гэта здольнасць ўтвараць газогидратные паклады, гэта значыць знаходзіцца ў цвёрдым стане. Дадзеныя структуры ўяўляюць сабой паглынутыя малекуламі пластовых вады аб'ёмы прыроднага газу ў суадносінах 1/220. Таму падобныя паклады з'яўляюцца надзвычай багатымі пародамі. Месцы іх засяроджвання ў прыродзе:

• глыбінныя паддонаў пласты Сусветнага акіяна;
• навалы вечнай мерзлаты.

Умовы існавання - гідрадынамічнае ціск і нізкія тэмпературы.

Прыродныя радовішча газу

Калі казаць пра зьмест прыроднага газу ў прыродзе, то можна вылучыць асноўныя месцы канцэнтрацыі:

1. Гэта горная ападкавая парода, карыснае выкапень, якое фармуецца не адну тысячу год анаэробных распадам арганікі ў глыбокіх пластах зямной кары.
2. Раствораны ў падземных водах.
3. Уваходзіць у склад нафты, фарміруючы над ёй нафтагазавую шапку.
4. Залягае ў выглядзе газогидратов ў пластах марскога дна і кропках крайняй Поўначы.

Калі ж пазначаць распаўсюджванне радовішчаў газу тэрытарыяльна, то лідэрамі з'яўляюцца наступныя краіны:

• Расія.
• Краіны Персідскага заліва.
• ЗША.
• Канада.
• Іран.
• Казахстан.
• Азербайджан.
• Узбекістан.
• Нарвегія.
• Туркменія.
• Нідэрланды.

Здабыча ў свеце складае штогод прыкладна 3643 млрд м ³ у год. З іх толькі на Расію прыпадае 673,46 млрд м ^3.

Тэмпература прыроднага газу, пры якой ён згарае, роўная 650 ⁰ С. То бок, гэта той паказчык, пры якім ён здольны самазагарацца. Пры гэтым вылучаецца большую колькасць цеплавой энергіі, чым пры гарэнні любога іншага віду паліва. Натуральна, гэта не магло не адбіцца на галінах выкарыстання дадзенага рэчыва.

Менавіта таму многія краіны, якія не маюць прыродных запасаў газу, вымушаныя імпартаваць яго з іншых дзяржаў. Транспарціроўка ажыццяўляецца некалькімі спосабамі:

• па трубаправодзе ў газападобным стане;
• у цыстэрнах па марскім шляху - у вадкім выглядзе;
• у чыгуначных вагонах-цыстэрнах - звадкаваны.

Кожны з шляхоў мае свае перавагі і недахопы. У прыватнасці, марскі і чыгуначны варыянты больш бяспечныя, так як хімічная актыўнасць звадкаванага газу ў астуджаных балонах значна ніжэй, чым у газападобным стане. Па трубаправодзе ж павялічваецца далёкасць перадачы і яе аб'ёмы, акрамя таго, дадзены спосаб эканамічна выгадны.

Метан ў складзе прыроднага газу

Газ метан з'яўляецца асноўным сыравінным кампанентам у складзе прыроднай сумесі. Яго ўтрыманне вагаецца ў межах 70-98%. Сам па сабе гэта трэці па распаўсюджанасці на планеце газ, які ўваходзіць у склад нафты, міжзоркавага прасторы, атмасферы іншых планет.

З пункту гледжання хіміі, газ метан - лімітавы вуглевадарод, які адносіцца да шэрагу насычаных аліфаціческіе злучэнняў. Самы першы прадстаўнік алкана або парафінаў. Хімічная актыўнасць яго невялікая, ён досыць спакойны. Здольны ўступаць у рэакцыі:

• замяшчэння;
• поўнага акіслення;
• канверсіі.

Гарыць бясколерным некоптящим полымем, паху не мае.

Віды прыроднага газу

Існуе тры асноўных выгляду разгляданага рэчывы.

1. Сухі прыродны газ - гэта такі, у якім метану больш за 97%. Гэта значыць ўтрыманне прымешак, у тым ліку іншых вуглевадародаў, вельмі нізкая.
2. Худы газ. Так называюць сумесь, якая змяшчае нязначнае колькасць цяжкіх вуглевадародаў.
3. Тоўсты прыродны газ - той, што багаты на цяжкія вуглевадароды і неарганічныя кампаненты (азот, вадарод, гелій, аргон, вуглякіслы газ, серавадарод).

Такое паняцце, як каэфіцыент сухасці газу, дазваляе ацаніць якасць сыравіны, з якога ў далейшым будзе вырабляцца прадукцыя. Бо сам прыродны газ - гэта толькі база. Для розных галін прамысловасці патрэбен свой прадукт, таму ён праходзіць дбайную апрацоўку і ачыстку ў адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі.

якасць прадукцыі

Якасць прыроднага газу наўпрост залежыць ад складу. Калі метан пераважае, то такі прадукт будзе самым лепшым як крыніца паліва. Калі ж больш за ўсё ў складзе тоўстых вуглевадародаў, то для хімічнай прамысловасці такое сыравіна - найбольш падыходнае.

Каб пастаўляць прыродны газ належнай якасці, існуюць спецыяльныя хімічныя заводы, на якіх ён праходзіць дбайную ачыстку і апрацоўку да далейшай адпраўкі ў канчатковы пункт. Метады працы будуць залежаць ад таго, для якіх мэт прызначаецца прадукт.

Так, напрыклад, калі ён будзе выкарыстоўвацца для бытавых мэтаў, то ў яго дадаюць адмысловыя рэчывы-одоранты, у прыватнасці меркаптаны. Гэта робіцца для таго, каб газ стаў мець пах, бо тады ў выпадку ўцечкі яго нескладана будзе выявіць. Усе меркаптаны маюць рэзкі непрыемны пах.

Выкарыстанне прыроднага газу

Спажыванне прыроднага газу ажыццяўляецца многімі галінамі прамысловасці і аб'ектамі. напрыклад:

• ЦЭЦ.
• Кацельні.
• Газавыя рухавікі.
• Хімічнае вытворчасць (выраб пластмас і іншых матэрыялаў).
• Паліва для машын.
• Абаграванне жылых памяшканняў.
• Падрыхтоўка ежы.

Таму сусветная здабыча дадзенага сыравіны так вялікая, і імпарт і экспарт ацэньваюцца ў мільярды даляраў.

экалагічны аспект

З пункту гледжання чысціні для прыроды няма лепшага крыніцы паліва, чым прыродны газ. Экалагічныя арганізацыі цалкам ўхваляюць яго выкарыстанне. Аднак у апошнія гады згаранне прыроднага газу прыводзіць да назапашвання аднаго з прадуктаў рэакцыі - дыяксіду вугляроду.

А так як ён ставіцца да парніковым газам, то для планеты яго навалы вельмі небяспечныя. Таму вядуцца множныя працы, распрацоўваюцца праекты па абароне экалагічнага стану планеты ад які насоўваецца парніковага эфекту.