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Proprietà fisico-chimiche del gas naturale. Estrazione e utilizzo del gas naturale

Stato gassoso della sostanza – il più comune rispetto ad altri parametri aggregati di composti. Dopo tutto, in questo stato sono:

  • stelle;
  • Spazio interstellare;
  • pianeta;
  • atmosfera;
  • Cosmo intero.

Le principali proprietà distintive dei gas sono interazioni intermolecolari deboli nel reticolo cristallino, per cui si manifestano tutte le principali caratteristiche di queste sostanze. Gaza, naturalmente, molto. Tuttavia, considereremo il più importante e terzo più comune sul nostro pianeta – naturale.

Gas naturale: composizione

Se caratterizziamo la composizione qualitativa del gas naturale, dobbiamo immediatamente distinguere i componenti di due gruppi: organici e inorganici. Dal momento che è generalmente creduto che consista di metano, tuttavia, questo non è completamente vero.

I componenti organici includono:

  • Metano – CH 4 ;
  • Propano-C 3 H 8 ;
  • Butano-C 4 H 10 ;
  • Ethane – C 2 H 4 ;
  • Idrocarburi più pesanti con più di cinque atomi di carbonio.

I componenti inorganici comprendono i seguenti composti:

  • Idrogeno (in piccole quantità) – H 2 ;
  • Anidride carbonica – СО 2 ;
  • Elio – Lui;
  • Azoto – N 2 ;
  • Solfuro di idrogeno – H 2 S.

Quello che sarà esattamente la composizione di una miscela, dipende dalla fonte, cioè dal campo. Le stesse cause spiegano le diverse proprietà fisiche e chimiche del gas naturale. Tuttavia, ognuno di essi viene estratto e tutti hanno anche valore. Solo un certo tipo viene utilizzato come carburante e saturo di impurezze estranee è troppo fortemente usato nell'industria chimica per la sintesi composta.

Proprietà fisico-chimiche del gas naturale

Per specificare tali parametri in modo preciso, è necessario conoscere la composizione della miscela di gas. Dopo tutto, se è prevalentemente metano (fino al 97%), allora le caratteristiche possono essere date, concentrandosi su di esso.

Se i componenti inorganici o gli idrocarburi pesanti sono in eccesso (fino al più percento), le proprietà fisico-chimiche del gas naturale cambiano drasticamente.

Quindi, è possibile specificare solo indicatori di confine approssimativi per le caratteristiche fisiche.

  1. La temperatura di auto-accensione è di 650-700 ° C.
  2. Il numero di ottano è 120-130.
  3. Non ha colore, sapore e odore.
  4. Più leggero dell'aria è quasi 2 volte, è facile concentrarsi negli strati superiori della stanza.
  5. La densità sotto forma di stato convenzionale (gas) è di 0,68-0,85 kg / m 3 .
  6. In condizioni normali, è sempre nello stato aggregato gassoso.
  7. Quando mescolato con aria in volumi dal 5-15% è esplosivo.
  8. Il calore della combustione è di circa 46 MJ / m 3 .

Inoltre, va notato e il lato chimico dei parametri del gas naturale.

  1. È una sostanza altamente infiammabile, è in grado di auto-accensione quando la scintilla viene fornita e senza di essa ad una certa temperatura.
  2. Poiché il componente principale è il metano, ha tutte le proprietà chimiche.
  3. Viene nella reazione di sostituzione, deidrogenazione, pirolisi, viene sottoposta a rifrazione.
  4. È compresso e liquefatto a basse temperature e ad alta pressione.

È ovvio che proprietà fisiche e chimiche simili del gas naturale determinano un'ampia gamma di impiego nell'industria.

Una proprietà speciale di gas naturale

Una proprietà speciale di questo composto è la capacità di formare depositi di idrato di gas, cioè di essere in uno stato solido. Queste strutture sono volumi di gas naturale assorbiti dalle molecole dell'acqua del serbatoio nel rapporto 1/220. Quindi tali depositi sono estremamente ricchi di rocce. Luoghi della loro concentrazione nella natura:

  • Deep bottom layers dell'Oceano Mondiale;
  • Congestioni di permafrost.

Condizioni di esistenza – pressione idrodinamica e basse temperature.

Campi di gas naturale

Se si parla del contenuto del gas naturale in natura, possiamo identificare i principali luoghi di concentrazione:

  1. È una roccia sedimentaria di montagna, minerale che si forma molti millenni dalla decomposizione anaerobica della materia organica negli strati profondi della crosta terrestre.
  2. Si scioglie in acque sotterranee.
  3. Fa parte dell'olio, formando sopra un tappo di olio e gas.
  4. Si deposita sotto forma di idrati di gas negli strati del fondo marino e nei punti dell'estremo nord.

Se indichiamo la distribuzione territoriale dei depositi di gas, allora i leader sono i seguenti paesi:

  • Russia.
  • I paesi del Golfo Persico.
  • Stati Uniti.
  • Il Canada.
  • Iran.
  • Kazakistan.
  • Azerbaigian.
  • Uzbekistan.
  • Norvegia.
  • Turkmenistan.
  • Paesi Bassi.

La produzione annua al mondo è di circa 3643 miliardi di metri cubi all'anno. Di queste, solo la Russia conta 673,46 miliardi di metri cubi.

La temperatura del gas naturale a cui si brucia è di 650 ° C. Vale a dire, è l'indicatore in cui è in grado di auto-accensione. In questo caso, viene liberata una maggiore quantità di energia termica rispetto a quando si brucia qualsiasi altro tipo di combustibile. Naturalmente, ciò non potrebbe non influire sulle aree d'uso di questa sostanza.

Ecco perché molti paesi che non dispongono di riserve di gas naturale sono costretti ad importarlo da altri Stati. Il trasporto avviene in diversi modi:

  • Mediante condotta nello stato gassoso;
  • In serbatoi lungo il percorso marino – in forma liquida;
  • Nei vagoni ferroviari ferroviari – liquefatti.

Ognuno dei modi ha i suoi vantaggi e svantaggi. In particolare, le versioni marittime e ferroviarie sono più sicure, in quanto l'attività chimica del gas liquefatto in cilindri refrigerati è molto inferiore a quella dello stato gassoso. Per pipeline, tuttavia, la distanza di trasmissione ei suoi volumi aumentano, inoltre, questo metodo è economicamente vantaggioso.

Metano nella composizione del gas naturale

Il gas metano è la componente principale della materia prima della miscela naturale. Il suo contenuto varia nell'intervallo 70-98%. Di per sé, questo è il terzo gas più comune del pianeta, che fa parte del petrolio, dello spazio interstellare, dell'atmosfera di altri pianeti.

Dal punto di vista della chimica, il gas metano è l' idrocarburo limitante appartenente a un certo numero di composti alifatici saturi. Il primo rappresentante di alcani o paraffine. La sua attività chimica è bassa, è abbastanza calma. È in grado di reagire:

  • sostituzione;
  • Ossidazione completa;
  • conversione.

Brucia con una fiamma incolore e non fumante, non odore.

Tipi di gas naturale

Esistono tre tipi principali di sostanze in questione.

  1. Il gas naturale secco è quello in cui il metano è più del 97%. Cioè, il contenuto di impurità, compresi altri idrocarburi, è estremamente basso.
  2. Gas scuro. Questo è il nome della miscela contenente una piccola quantità di idrocarburi pesanti.
  3. Il gas naturale grasso è ricco di idrocarburi pesanti e componenti inorganici (azoto, idrogeno, elio, argon, anidride carbonica, idrogeno solforato).

Tale concetto come il fattore di secchezza del gas ci consente di valutare la qualità delle materie prime da cui i prodotti saranno prodotti in futuro. Dopo tutto, il gas naturale è solo una base. Per le diverse industrie, è necessario il prodotto in modo da sottoporsi a un'attenta lavorazione e pulizia in conformità a specifici requisiti.

Qualità del prodotto

La qualità del gas naturale dipende dalla composizione. Se prevale il metano, un tale prodotto sarà il migliore come fonte di combustibile. Se è la maggior parte degli idrocarburi grassi, quindi per l'industria chimica, tali materie prime sono le più appropriate.

Al fine di fornire gas naturale di qualità adeguata, esistono impianti chimici particolarmente puliti e trattati prima di essere inviati alla destinazione finale. I metodi di lavoro dipendono dallo scopo per cui il prodotto è destinato.

Così, per esempio, se deve essere utilizzato a fini domestici, sono aggiunti speciali odoranti, in particolare mercaptani. Ciò è fatto per garantire che il gas ha cominciato a odore, perché in caso di perdita sarà facile da rilevare. Tutti i mercaptani hanno un forte odore spiacevole.

Uso del gas naturale

Il consumo di gas naturale viene effettuato da molte industrie e oggetti. Ad esempio:

  • CHP.
  • Camere di caldaia.
  • Motori a gas.
  • Produzione chimica (produzione di materie plastiche e altri materiali).
  • Carburante per automobili.
  • Riscaldamento del soggiorno.
  • Cooking.

Pertanto, la produzione mondiale di questa materia prima è così grande e le importazioni e le esportazioni sono stimati a miliardi di dollari.

Aspetto ecologico

Dal punto di vista della pulizia per la natura non c'è migliore fonte di combustibile di gas naturale. Le organizzazioni ambientaliste appoggiano pienamente l'uso. Tuttavia, negli ultimi anni, la combustione del gas naturale ha portato all'accumulo di uno dei prodotti della reazione – anidride carbonica.

E poiché si riferisce ai gas a effetto serra, per il pianeta le congestioni sono molto pericolose. Pertanto, sono state realizzate numerose opere, sono in fase di sviluppo progetti per proteggere lo stato ecologico del pianeta dall'effetto effetto serra.