Fizičko-kemijska svojstva prirodnog plina. Ekstrakcija i uporaba prirodnog plina

Plinovito stanje supstancije - najčešće u usporedbi s drugim skupnim parametrima spojeva. Uostalom, u ovom su stanju:

• zvijezde;
• međuzvjezdani prostor;
• planet;
• atmosfera;
• kozmos cijelog.

  

Glavna razlikovna svojstva plinova su slaba intermolekularna interakcija kristalne rešetke, zbog čega se očituju sve glavne karakteristike tih tvari. Gazov, naravno, jako puno. Međutim, smatramo najvažnijim i trećim najčešćim na našoj planeti - prirodnom.

Prirodni plin: sastav

Ako karakteriziramo kvalitativni sastav prirodni plin, tada je potrebno odmah razlikovati komponente dviju skupina: organski i anorganski. Budući da se općenito smatra da se sastoji od metana, međutim, to nije sasvim točno.

Organske komponente uključuju:

• metan - CH₄;
• propana - C₃H₈;
• butan - C₄H₁₀;
• etan - C₂H₄;
• teži ugljikovodici s više od pet ugljikovih atoma.

Anorganske komponente uključuju slijedeće spojeve:

• vodik (u malim količinama) - H₂;
• Ugljični dioksid - CO₂;
• helij - On;
• dušik - N₂;
• sumporovodik - H₂S.

Što će točno biti sastav mješavine, ovisi o izvoru, to jest polju. Isti uzroci objašnjavaju različita fizikalna i kemijska svojstva prirodnog plina. Međutim, bilo koji od njih je miniran, a svatko ima vrijednost. Samo je neka vrsta korištena kao gorivo, a zasićena nečistoćom nečistoća prekomjerno se koristi u kemijskoj industriji za sintezu spojeva.

Fizičko-kemijska svojstva prirodnog plina

Za određivanje takvih parametara u točnosti potrebno je znati koji je sastav plinske smjese. Uostalom, ako se dominira uglavnom metanom (do 97%), onda se mogu dati karakteristike, usredotočujući se posebno na nju.

Ako su anorganske komponente ili teški ugljikovodici u suvišku (do nekoliko posto), tada se fizikalno-kemijska svojstva prirodnog plina drastično mijenjaju.

Stoga možete odrediti samo približne granične indikatore za fizičke karakteristike.

1. Temperatura samozapaljenja - 650-700⁰S.
2. Broj oktana je 120-130.
3. Nema boje, okusa i mirisa.
4. Lakši od zraka je gotovo 2 puta, lako je koncentrirati u gornje slojeve prostorije.
5. Gustoća u obliku konvencionalnog stanja (plina) je 0,68-0,85 kg / m³.
6. Pod standardnim uvjetima, uvijek se nalazite u plinovitom agregatnom stanju.
7. Kada se miješa s zrakom u volumenu od 5-15% je eksplozivna.
8. Toplina izgaranja - oko 46 MJ / m³.

Osim toga, treba napomenuti i kemijsku stranu parametara prirodnog plina.

1. To je vrlo zapaljiva supstanca, sposobna je samozapaljenje kada se isporučuje iskra i bez njega na određenoj temperaturi.
2. Budući da je glavna komponenta metan, ona ima sva kemijska svojstva.
3. Ulazi u supstitucijske reakcije, dehidrogenacija, piroliza, je odbijena.
4. Komprimiran je i ukapljen pri niskim temperaturama i visokim tlakom.

   

Očito je da slična fizička i kemijska svojstva prirodnog plina određuju širok spektar njegove uporabe u industriji.

Posebna svojstva prirodnog plina

Posebna svojstva predmetnog spoja su sposobnost stvaranja taloga plin hidrata, tj. Da je u krutom stanju. Ove strukture su količine prirodnog plina apsorbirane molekulama vode iz spremnika u omjeru 1/220. Stoga su takvi naslage izuzetno bogati stijenama. Mjesta njihove koncentracije u prirodi:

• duboki dno slojeva Svjetskog oceana;
• akumulacije permafrost.

Uvjeti postojanja su hidrodinamički tlak i niske temperature.

Polja prirodnog plina

Ako govorimo o sadržaju prirodnog plina u prirodi, možemo identificirati glavna mjesta koncentracije:

1. To je planinska sedimentna stijena, mineral koji se formira mnogo tisućljeća anaerobnom razgradnjom organske tvari u dubokim slojevima zemljinog kora.
2. Otopljen je u podzemnim vodama.
3. To je dio ulja, nad njim oblikuju kapu za ulje i plin.
4. Pristaje u obliku plinskih hidrata u slojevima morskog dna i točaka ekstremnog sjevera.

Ako teritorijalno označavamo distribuciju depozita plina, tada su lideri sljedeće zemlje:

• Rusija.
• Zemlje Perzijskog zaljeva.
• SAD.
• Kanada.
• Iran.
• Kazahstan.
• Azerbajdžan.
• Uzbekistan.
• Norveška.
• Turkmenistan.
• Nizozemska.

Godišnja proizvodnja u svijetu iznosi oko 3643 milijardi kubičnih metara³ godišnje. Od tih, samo Rusija iznosi 673,46 milijardi m³.

Temperatura prirodnog plina na kojoj gori je 650 ⁰C. To jest, to je indikator na kojem je sposoban samozapaljenje. U tom se slučaju oslobađa veća količina toplinske energije nego kada se spali bilo koja druga vrsta goriva. Naravno, to ne može utjecati na područja uporabe ove tvari.

Zato mnoge zemlje koje nemaju rezervi prirodnog plina prisiljene su je uvoziti iz drugih država. Prijevoz se provodi na nekoliko načina:

• cjevovodom u plinovitom stanju;
• u spremnicima duž morske rute - u tekućem obliku;
• u željeznički vagonski vagoni - ukapljeni.

Svaki od načina ima svoje prednosti i nedostatke. Konkretno, morska i željeznička verzija sigurnije su od kemijske aktivnosti ukapljeni plin u hlađenim cilindrima znatno je manji nego u plinovitom stanju. Cjevovodom se povećava udaljenost prijenosa i njezini volumeni, osim toga, ova metoda je ekonomski povoljna.

Metan u sastavu prirodnog plina

Plinoviti metan je glavna komponenta sirovine prirodne smjese. Sadržaj sadržaja varira od 70 do 98%. Sam po sebi, ovo je treći najčešći plin na planeti, koji je uključen u sastav ulja, međuzvjezdani prostor, atmosfera drugih planeta.

S gledišta kemije, metanski plin - ograničavajući ugljikovodik, odnosi se na broj zasićenih alifatskih spojeva. Prvi predstavnik alkana ili parafina. Njegova kemijska aktivnost je niska, sasvim je mirna. Može reagirati:

• supstitucija;
• potpuna oksidacija;
• pretvorbe.

Gori s boja bez plamena, nema mirisa.

Vrste prirodnog plina

Postoje tri glavne vrste tvari u pitanju.

1. Suhi prirodni plin - to je ona u kojoj metan je više od 97%. To jest, sadržaj nečistoća, uključujući i ostale ugljikovodike, izuzetno je nizak.
2. Mršav plin. Ovo je naziv smjese koja sadrži malu količinu teških ugljikovodika.
3. Podebljani prirodni plin - one bogate teškim ugljikovodicima i anorganskim komponentama (dušik, vodik, helij, argon, ugljični dioksid, sumporovodik).

   

Takav koncept kao faktor suhoće plina omogućuje nam da procijenimo kakvoću sirovina, od kojih će proizvodi biti proizvedeni u budućnosti. Uostalom, sam prirodni plin samo je baza. Za različite industrije potreban vam je proizvod, pa se pažljivo obrađuje i čisti u skladu s posebnim zahtjevima.

Kvaliteta proizvoda

Kvaliteta prirodnog plina ovisi o sastavu. Ako prevlada metan, tada će takav proizvod biti najbolji kao izvor goriva. Ako je to najviše u masnim ugljikovodicima, onda je za kemijsku industriju takve sirovine najprikladnije.

Da bi se isporučio prirodni plin pravilne kakvoće, postoje posebne kemijske tvornice u kojima se temeljito čiste i obrađuju prije nego što se šalju na krajnje odredište. Metode rada ovisit će o namjeni za koju je proizvod namijenjen.

Tako, na primjer, ako se koristi u domaće svrhe, dodajte posebne mirise, osobito merkaptane. To je učinjeno kako bi se osiguralo da plin ima miris, jer tada u slučaju curenja lako će se otkriti. Svi merkaptani imaju oštar neugodan miris.

Korištenje prirodnog plina

Potrošnja prirodnog plina provodi mnoga industrija i objekti. Na primjer:

• CHP.
• Kotlovnice.
• Plinski motori.
• Kemijska proizvodnja (proizvodnja plastike i drugih materijala).
• Gorivo za automobile.
• Grijanje stambenih jedinica.
• Kuhanje.

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

Ekološki aspekt

Sa stajališta čistoće prirode nema boljeg izvora goriva nego prirodnog plina. Organizacije za zaštitu okoliša u potpunosti potvrđuju njezinu upotrebu. Međutim, posljednjih godina, izgaranje prirodnog plina dovodi do akumulacije jednog od reakcijskih produkata - ugljični dioksid.

A budući da se odnosi na stakleničke plinove, za planet su zagušenja vrlo opasna. Stoga se provode mnogi radovi, projekti se razvijaju kako bi zaštitili ekološko stanje planeta od predstojećeg učinka staklenika.