Fizikalne in kemijske lastnosti zemeljskega plina. Proizvodnja in uporaba zemeljskega plina

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Plinasto stanje snovi je najpogostejše v primerjavi z drugimi agregatnimi parametri spojin. Dejansko so v tem stanju:

• zvezde;
• medzvezdni prostor;
• planeti;
• ozračje;
• kozmos kot celota.

Glavne razlikovalne lastnosti plinov so šibke medmolekularne interakcije v kristalni mreži, zaradi katerih se kažejo vse glavne značilnosti teh snovi. Vsekakor je veliko plinov. Vendar pa bomo upoštevali najpomembnejše in tretje najpogostejše na našem planetu - naravno.

Sestava zemeljskega plina

Če označujemo kvalitativno sestavo zemeljskega plina, moramo takoj razlikovati sestavine dveh skupin: organske in anorganske. Čeprav je splošno prepričanje, da je sestavljen iz metana, to ni povsem res.

Ekološke sestavine vključujejo:

• metan - CH₄;
• propan - C₃H₈;
• butan - С₄Н₁₀;
• etan - C₂N₄;
• težjeogljikovodiki z več kot petimi ogljikovimi atomi.

Anorganske komponente vključujejo naslednje spojine:

• vodik (v majhnih količinah) - H₂;
• ogljikov dioksid - CO₂;
• helij - ne;
• dušik - N₂;
• vodikov sulfid - H₂S.

Kakšna bo točno sestava določene mešanice, je odvisno od vira, torej depozita. Isti razlogi pojasnjujejo različne fizikalne in kemijske lastnosti zemeljskega plina. Vendar je kateri koli od njih izkopan in vsak ima tudi vrednost. Samo neka vrsta se uporablja kot gorivo, nasičena s tujimi nečistočami pa je preveč maščobna, ki se uporablja v kemični industriji za sintezo spojin.

Fizikalne in kemijske lastnosti zemeljskega plina

Če želite natančno določiti takšne parametre, morate vedeti, kakšna je natančno sestava mešanice plinov. Konec koncev, če v njem prevladuje metan (do 97%), potem je mogoče podati značilnosti, ki se osredotočajo na to.

Če je presežek anorganskih komponent ali težkih ogljikovodikov (do nekaj odstotkov), se fizikalne in kemijske lastnosti zemeljskega plina dramatično spremenijo.

Zato je mogoče določiti le približne fizične omejitve.

1. temperatura samovžiga - 650-700⁰C.
2. Oktansko število - 120-130.
3. Brez barve, okusa ali vonja.
4. Lažji od zraka skoraj 2-krat, zlahka koncentriran v zgornjih plasteh prostora.
5. Gostota v obliki normalnega stanja (plin) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Pod standardnimi pogoji bodite vedno v plinastem agregatnem stanju.
7. Ko se pomeša z zrakom v volumnah 5-15%, je eksploziven.
8. Toplota zgorevanja je približno 46 MJ/m³.

Poleg tega je treba upoštevati tudi kemično stran parametrov zemeljskega plina.

1. Je zelo vnetljiva snov, sposobna samovžiga z in brez iskre pri določeni temperaturi.
2. Ker je glavna sestavina metan, ima vse svoje kemične lastnosti.
3. Vstopite v substitucijo, dehidrogenacijo, pirolizo, lomne reakcije.
4. Kompresira in utekočini pri nizkih temperaturah in visokih tlakih.

Očitno takšne fizikalne in kemijske lastnosti zemeljskega plina določajo širok spekter njegove uporabe v industriji.

Posebna lastnost zemeljskega plina

Posebna lastnost zadevne spojine je sposobnost tvorbe plinskih hidratov, to je, da je v trdnem stanju. Te strukture predstavljajo količine zemeljskega plina, ki jih absorbirajo molekule formacijske vode v razmerju 1/220. Zato so tovrstna nahajališča izjemno bogate kamnine. Kraji njihove koncentracije v naravi:

• globoke plasti oceanov;
• akumulacije permafrosta.

Pogoji obstoja - hidrodinamični tlak in nizke temperature.

polja zemeljskega plina

Če govorimo o vsebini naravnegaplina v naravi je mogoče identificirati glavna mesta koncentracije:

1. To je sedimentna kamnina, mineral, ki je nastal v več tisočletjih z anaerobnim razpadom organske snovi v globokih plasteh zemeljske skorje.
2. Raztopljeno v podzemni vodi.
3. Vključuje olje in tvori pokrov za olje in plin nad njim.
4. Pojavlja se v obliki plinskih hidratov v plasteh morskega dna in točkah skrajnega severa.

Če označujemo razporeditev plinskih polj teritorialno, so vodilne naslednje države:

• Rusija.
• zalivske države.
• ZDA.
• Kanada.
• Iran.
• Kazahstan.
• Azerbajdžan.
• Uzbekistan.
• Norveška.
• Turkmenistan.
• Nizozemska.

Proizvodnja na svetu je letno približno 3643 milijard m³ na leto. Od tega samo Rusija predstavlja 673,46 milijarde m³.

Temperatura zemeljskega plina, pri kateri gori, je 650 ⁰C. To pomeni, da je to indikator, pri katerem je sposoben samovžiga. V tem primeru se sprosti večja količina toplotne energije kot pri zgorevanju katere koli druge vrste goriva. Seveda to ne bi moglo le vplivati na področja uporabe te snovi.

Zato je veliko držav, ki nimajo zalog zemeljskega plina, prisiljene uvažati ga iz drugih držav. Prevoz se izvaja na več načinov:

• skozi cevovod v plinastem stanju;
• v rezervoarjih po morju - v tekoči obliki;
• inželezniške cisterne - utekočinjene.

Vsaka pot ima svoje prednosti in slabosti. Zlasti pomorske in železniške možnosti so varnejše, saj je kemična aktivnost utekočinjenega plina v ohlajenih jeklenkah veliko nižja kot v plinastem stanju. Cevovod poveča razdaljo prenosa in njegove količine, poleg tega je ta metoda ekonomsko izvedljiva.

Metan v zemeljskem plinu

Plin metan je glavna sestavina surovine naravne mešanice. Njegova vsebnost se giblje od 70-98%. Sam po sebi je to tretji najpogostejši plin na planetu, ki je del nafte, medzvezdnega prostora in atmosfere drugih planetov.

Z vidika kemije je plin metan nasičen ogljikovodik, ki spada med številne nasičene alifatske spojine. Prvi predstavnik alkanov ali parafinov. Njegova kemična aktivnost je nizka, je precej miren. Reaktivno:

• zamenjava;
• popolna oksidacija;
• konverzije.

Gori z brezbarvnim plamenom, brez vonja.

Vrste zemeljskega plina

Obstajajo tri glavne vrste zadevne snovi.

1. Suhi zemeljski plin je tisti, v katerem je prisotnih več kot 97 % metana. To pomeni, da je vsebnost nečistoč, vključno z drugimi ogljikovodiki, izjemno nizka.
2. Srednji plin. To je ime zmesi, ki vsebuje majhno količino težkih ogljikovodikov.
3. Debel zemeljski plin je tisti, ki je bogat s težkimi ogljikovodiki in anorganskimi komponentami (dušik, vodik, helij, argon, ogljikov dioksid, vodikov sulfid).

Tak koncept, kot je koeficient suhosti plina, vam omogoča, da ocenite kakovost surovin, iz katerih bodo izdelki izdelani v prihodnosti. Konec koncev je zemeljski plin sam po sebi le osnova. Različne industrije zahtevajo različne izdelke, zato so natančno obdelani in rafinirani, da izpolnijo posebne zahteve.

Kakovost izdelka

Kakovost zemeljskega plina je neposredno odvisna od sestave. Če prevladuje metan, bo tak izdelek najboljši vir goriva. Če je največ v sestavi maščobnih ogljikovodikov, potem so za kemično industrijo takšne surovine najbolj primerne.

Za dobavo zemeljskega plina prave kakovosti obstajajo posebne kemične tovarne, kjer ga temeljito očistijo in predelajo pred nadaljnjo odpremo na končno destinacijo. Načini dela bodo odvisni od predvidene uporabe izdelka.

Torej, če se na primer uporablja za domače namene, se mu dodajo posebne dišave, zlasti merkaptani. To se naredi tako, da plin začne dišati, saj ga bo potem v primeru puščanja enostavno zaznati. Vsi merkaptani imajo močan vonj.

Uporaba zemeljskega plina

Poraba zemeljskega plina v številnih panogahindustrija in objekti. Na primer:

• CHP.
• kotlovnice.
• Plinski motorji.
• Kemična proizvodnja (proizvodnja plastike in drugih materialov).
• Gorivo za avtomobile.
• Ogrevanje stanovanj.
• Kuhanje hrane.

Zato je svetovna proizvodnja te surovine tako visoka, uvoz in izvoz pa se ocenjujeta na milijarde dolarjev.

okoljska

V smislu čistoče narave ni boljšega vira goriva kot zemeljski plin. Okoljske organizacije v celoti podpirajo njegovo uporabo. Vendar pa v zadnjih letih zgorevanje zemeljskega plina vodi do kopičenja enega od reakcijskih produktov - ogljikovega dioksida.

In ker spada med toplogredne pline, so njegove akumulacije zelo nevarne za planet. Zato se izvaja več del, razvijajo se projekti za zaščito ekološkega stanja planeta pred bližajočim se učinkom tople grede.