Dabasgāzes fizikāli ķīmiskās īpašības. Dabasgāzes ieguve un izmantošana

Vielas gāzu stāvoklis - visizplatītākais salīdzinājumā ar citiem savienojumu parametriem. Galu galā šajā stāvoklī ir:

• Zvaigznes;
• Starpzvaigžņu telpa;
• Planētas;
• Atmosfēra;
• Viss Cosmos.

Galvenās atšķirīgās gāzu īpašības ir vāja molekulārā mijiedarbība kristāla režģī, kā rezultātā izpaužas visu šo vielu galvenās īpašības. Gaza, protams, ir ļoti daudz. Tomēr mēs apsvērsim vissvarīgāko un trešo visbiežāk sastopamo mūsu planētu - dabisko.

Dabasgāze: sastāvs

Ja mēs raksturojam dabasgāzes kvalitatīvo sastāvu , nekavējoties jāizšķir divu grupu komponenti: organiskā un neorganiskā. Tā kā parasti tiek uzskatīts, ka tas sastāv no metāna, tas tomēr nav pilnīgi taisnīgs.

Organiskie komponenti ietver:

• Metāns - CH ₄ ;
• Propāns-C3H8;
• Butāns-C4H10;
• Etāns - C2H4;
• Smagāki ogļūdeņraži ar vairāk nekā pieciem oglekļa atomiem.

Neorganiskās sastāvdaļas ietver šādus savienojumus:

• Ūdeņradis (nelielos daudzumos) - H ₂ ;
• Oglekļa dioksīds - СО ₂ ;
• Helijs - Viņš;
• Slāpeklis - N2;
• Ūdeņraža sulfīds - H ₂ S.

Kas precīzi būs maisījuma sastāvs, atkarīgs no avota, tas ir, jomā. Tie paši iemesli izskaidro dažādas dabasgāzes fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tomēr jebkura no tām tiek iegūta, un visiem ir arī vērtība. Tikai daži veidi tiek izmantoti kā degviela, un ķīmiskajā rūpniecībā savienojumu sintēze tiek pārāk taupīti izmantota piesātināti ar svešķermeņiem.

Dabasgāzes fizikāli ķīmiskās īpašības

Lai precīzi noteiktu šādus parametrus, ir jāzina, kāda ir gāzes maisījuma sastāvs. Galu galā, ja tā pārsvarā ir metāns (līdz 97%), to var raksturot, koncentrējoties uz to.

Ja neorganiskie komponenti vai smagie ogļūdeņraži pārsniedz (līdz dažiem procentiem), tad dabasgāzes fizikāli ķīmiskās īpašības būtiski mainās.

Tāpēc jūs varat norādīt tikai aptuvenus robežu rādītājus fiziskām īpašībām.

1. Pašaizdegšanās temperatūra ir 650-700 ^° C.
2. Oktāna skaitlis ir 120-130.
3. Tam nav nekādas krāsas, garšas un smaržas.
4. Vieglāks nekā gaiss ir gandrīz 2 reizes, tas ir viegli koncentrēties telpas augšējos slāņos.
5. Blīvums parastā stāvoklī (gāze) ir 0,68-0,85 kg / m ³ .
6. Standarta apstākļos vienmēr jābūt gāzu agregāta stāvoklī.
7. Sajaucot ar gaisu 5-15% apjomā, tas ir sprādzienbīstams.
8. Sadegšanas siltums ir apmēram 46 MJ / m ³ .

Turklāt, jāņem vērā arī dabasgāzes parametru ķīmiskā puse.

1. Tā ir viegli uzliesmojoša viela, kas spēj sevi aizdegties, kad tiek piegādāta dzirksteles, un bez tās noteiktā temperatūrā.
2. Tā kā galvenā sastāvdaļa ir metāns, tai ir visas ķīmiskās īpašības.
3. Nāk vērā aizvietošanas, dehidrogenācijas, pirolīzes reakcijā , notiek refrakcija.
4. Tas ir saspiests un sašķidrināts zemā temperatūrā un augstspiediena apstākļos.

Ir skaidrs, ka dabasgāzes līdzīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka plašu izmantošanas veidu rūpniecībā.

Īpaša dabas gāzes īpašība

Šī savienojuma īpaša īpašība ir spēja veidot gāzu hidrātu nogulsnes, tas ir, cietā stāvoklī. Šīs struktūras ir dabasgāzes tilpumi, ko absorbē rezervuāra ūdens molekulas proporcijā 1/220. Tādēļ šādi noguldījumi ir ļoti bagāti ar akmeņiem. Vietas, kur tās koncentrējas dabā:

• Pasaules okeāna dziļākās daļas slāņi;
• Mūžīgās sasaldēšanas sastrēgumi.

Izdzīvošanas apstākļi - hidrodinamiskais spiediens un zemas temperatūras.

Dabasgāzes lauki

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

1. Tas ir kalnu nogulumiežu, minerālu, kas veidojas daudzus tūkstošus, veicot organisko vielu anaerobos sadalīšanos zemes garozas dziļajos slāņos.
2. Tas izšķīst pazemes ūdeņos.
3. Tā ir daļa no eļļas, veidojot virs tā eļļas un gāzes vāciņu.
4. Tas nogulsnē gāzu hidrātu formā jūras gultnē un galējā ziemeļu punktos.

Ja mēs apzīmē gāzes iepludināšanu teritoriāli, tad līderi ir šādas valstis:

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

Gada produkcija pasaulē ir aptuveni 3643 miljardi kubikmetru gadā. No tiem tikai Krievijai pieder 673,46 miljardi kubikmetru.

Dabasgāzes temperatūra, kurā tā sadedzina, ir 650 ^° C. Tātad, tas ir indikators, pēc kura tas spēj pašaizdegties. Šajā gadījumā atbrīvo lielāku siltumenerģijas daudzumu nekā tad, kad tiek sadedzināts kāds cits degvielas veids. Protams, tas nevarētu ietekmēt šīs vielas izmantošanas jomas.

Tāpēc daudzas valstis, kurām nav dabasgāzes krājumu, ir spiesti to importēt no citām valstīm. Pārvadājumi notiek vairākos veidos:

• Cauruļvadā gāzveida stāvoklī;
• Tvertnēs pa jūras ceļu - šķidrā veidā;
• Dzelzceļa vagonos - sašķidrināti.

Katram no veidiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Jo īpaši jūras un dzelzceļa versijas ir drošākas, jo sašķidrinātās gāzes ķīmiskā darbība atdzesētu balonos ir daudz zemāka nekā gāzveida stāvoklī. Tomēr cauruļvadā palielinās pārvades attālums un tā apjomi, turklāt šī metode ir ekonomiski izdevīga.

Metāns dabasgāzes sastāvā

Metāna gāze ir dabīgā maisījuma galvenā izejvielu sastāvdaļa. Tās saturs svārstās robežās no 70 līdz 98%. Pati pati ir šī trešā visbiežāk sastopamā gāze uz planētas, kas ir daļa no naftas, starpzvaigžņu, citu planētu atmosfēras.

No ķīmijas viedokļa metāna gāze ir ierobežojošs ogļūdeņradis, kas pieder daudziem piesātinātajiem alifātiskajiem savienojumiem. Pirmais pārstāvis no alkāniem vai parafīniem. Viņa ķīmiskā aktivitāte ir zema, viņš ir diezgan mierīgs. Spēj reaģēt:

• Aizvietošana;
• Pilna oksidēšana;
• Reklāmguvumi.

Tas apdegumus veido ar bezkrāsainu, nesmēķējošu liesmu, tas nesmēķē.

Dabasgāzes veidi

Tajā ir trīs galvenie vielas veidi.

1. Sausā dabiskā gāze ir tāda, kurā metāns ir vairāk nekā 97%. Tas nozīmē, ka piemaisījumu saturs, ieskaitot citus ogļūdeņražus, ir ārkārtīgi zems.
2. Skan gāze. Tas ir maisījuma nosaukums, kas satur mazu smago ogļūdeņražu daudzumu.
3. Taukskābju dabasgāze ir bagāta ar smagajiem ogļūdeņražiem un neorganiskām sastāvdaļām (slāpeklis, ūdeņradis, hēlijs, argons, oglekļa dioksīds, sērūdeņradis).

Šāds jēdziens kā gāzes sausuma koeficients ļauj mums novērtēt izejvielu kvalitāti, no kuras produkti tiks ražoti nākotnē. Galu galā dabas gāze pati par sevi ir tikai bāze. Dažādām nozarēm jums ir nepieciešams jūsu produkts, tādēļ tā tiek rūpīgi apstrādāta un tīra saskaņā ar īpašām prasībām.

Produkta kvalitāte

Dabasgāzes kvalitāte ir atkarīga no kompozīcijas. Ja dominē metāns, tad šāds produkts būs vislabākais kā degvielas avots. Ja tas visvairāk ir taukskābju ogļūdeņražos, tad ķīmiskajā rūpniecībā šādas izejvielas ir vispiemērotākās.

Lai pienācīgi kvalitatīvi piegādātu dabasgāzi, pastāv īpašas ķīmiskās rūpnīcas, kuras pirms nosūtīšanas uz galapunktu tiek rūpīgi iztīrīti un apstrādāti. Darba metodes būs atkarīgas no tā, kādam nolūkam produkts ir paredzēts.

Tātad, piemēram, ja to paredzēts izmantot sadzīves vajadzībām, tam pievieno īpašus aromātu, jo īpaši merkaptānus. Tas tiek darīts, lai nodrošinātu, ka gāze sāk smirdēt, jo tad noplūdes gadījumā to būs viegli atklāt. Visiem merkaptāniem piemīt asas nepatīkamas smakas.

Dabasgāzes izmantošana

Dabasgāzes patēriņu veic daudzas nozares un objekti. Piemēram:

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

Tāpēc šī izejmateriāla ražošana pasaulē ir tik liela, un importa un eksporta apjoms tiek lēsts miljardos dolāru.

Ekoloģiskais aspekts

No dabas tīrības viedokļa nav labāka kurināmā avota nekā dabasgāze. Vides organizācijas pilnībā atbalsta tās izmantošanu. Tomēr pēdējo gadu laikā dabasgāzes sadegšana ir novedusi pie viena no reakcijas produktu uzkrāšanās - oglekļa dioksīda.

Un tā kā tas attiecas uz siltumnīcefekta gāzēm, planētai tās sastrēgumi ir ļoti bīstami. Tāpēc tiek veikti daudzi darbi, tiek izstrādāti projekti, lai aizsargātu planētas ekoloģisko stāvokli no gaidāmā siltumnīcefekta.