Propietats físiques i químiques del gas natural. Producció i utilització de gas natural

2024 Autora: Angel Austin | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 05:19

L'estat gasós d'una substància és el més comú en comparació amb altres paràmetres agregats dels compostos. De fet, en aquest estat hi ha:

• estrelles;
• espai interestel·lar;
• planetes;
• atmosfera;
• cosmos en conjunt.

Les principals propietats distintives dels gasos són les interaccions intermoleculars febles a la xarxa cristal·lina, per les quals es manifesten totes les característiques principals d'aquestes substàncies. Segurament hi ha molts gasos. Tanmateix, considerarem el més important i el tercer més comú al nostre planeta: el natural.

Composició del gas natural

Si caracteritzem la composició qualitativa del gas natural, llavors hem de distingir immediatament els components de dos grups: orgànic i inorgànic. Ja que, tot i que es creu comunament que està format per metà, això no és del tot cert.

Els ingredients ecològics inclouen:

• metà - CH₄;
• propà - C₃H₈;
• butà - С₄Н₁₀;
• etan - C₂N₄;
• més pesathidrocarburs amb més de cinc àtoms de carboni.

Els components inorgànics inclouen els compostos següents:

• hidrogen (en petites quantitats) - H₂;
• diòxid de carboni - CO₂;
• heli - No;
• nitrogen - N₂;
• sulfur d'hidrogen - H₂S.

Quina serà exactament la composició d'una mescla concreta depèn de la font, és a dir, del dipòsit. Les mateixes raons expliquen les diferents propietats físiques i químiques del gas natural. No obstant això, qualsevol d'ells és minat, i cadascun també té un valor. És només que algun tipus s'utilitza com a combustible, i saturat amb impureses estranyes és massa grassa que s'utilitza a la indústria química per a la síntesi de compostos.

Propietats físiques i químiques del gas natural

Per especificar aquests paràmetres exactament, hauríeu de saber quina és exactament la composició de la mescla de gasos. Al cap i a la fi, si està dominat pel metà (fins a un 97%), llavors es poden donar les característiques, centrant-s'hi.

Si hi ha un excés de components inorgànics o hidrocarburs pesats (fins a uns quants percentatges), les propietats físiques i químiques del gas natural canvien dràsticament.

Per tant, només es poden especificar límits físics aproximats.

1. Temperatura d'encesa automàtica: 650-700⁰C.
2. Número d'octà: 120-130.
3. Sense color, gust ni olor.
4. Més lleuger que l'aire gairebé 2 vegades, fàcilment concentrat a les capes superiors de l'habitació.
5. Densitat en forma d'estat normal (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. En condicions estàndard, estar sempre en estat agregat gasós.
7. Quan es barreja amb aire en volums del 5-15%, és explosiu.
8. La calor de combustió és d'uns 46 MJ/m³.

A més, també s'ha de tenir en compte la part química dels paràmetres del gas natural.

1. És una substància altament inflamable, capaç d'autoencendre-se amb i sense espurna a una determinada temperatura.
2. Com que el component principal és el metà, té totes les seves propietats químiques.
3. Entrar en reaccions de substitució, deshidrogenació, piròlisi, refracció.
4. Comprimeix i liqua a baixes temperatures i altes pressions.

Òbviament, aquestes propietats físiques i químiques del gas natural determinen un ampli ventall del seu ús a la indústria.

Propietat especial del gas natural

Una propietat especial del compost en qüestió és la capacitat de formar dipòsits d'hidrats de gas, és a dir, d'estar en estat sòlid. Aquestes estructures representen volums de gas natural absorbits per les molècules d'aigua de formació en una proporció 1/220. Per tant, aquests dipòsits són roques extremadament riques. Llocs de concentració a la natura:

• capes del fons profund dels oceans;
• acumulació de permafrost.

Condicions d'existència: pressió hidrodinàmica i temperatures baixes.

Jaciments de gas natural

Si parlem del contingut del naturalgasos a la natura, és possible identificar els principals llocs de concentració:

1. Aquesta és una roca sedimentària, un mineral que s'ha format durant molts mil·lennis per la descomposició anaeròbica de la matèria orgànica a les capes profundes de l'escorça terrestre.
2. Dissolt a les aigües subterrànies.
3. Inclou el petroli, formant una tapa de petroli i gas per sobre.
4. Apareix en forma d'hidrats de gas a les capes del fons marí i punts de l'Extrem Nord.

Si denotem la distribució territorial dels jaciments de gas, els líders són els països següents:

• Rússia.
• Països del Golf.
• EUA.
• Canadà.
• Iran.
• Kazakhstan.
• Azerbaidjan.
• Uzbekistan.
• Noruega.
• Turkmenistan.
• Països Baixos.

La producció al món és d'uns 3643.000 milions de m³ per any. D'aquests, només Rússia representa 673.460 milions de m³.

La temperatura del gas natural a la qual es crema és de 650 ⁰C. És a dir, aquest és l'indicador en què és capaç d'autoencendre. En aquest cas, s'allibera una major quantitat d'energia tèrmica que durant la combustió de qualsevol altre tipus de combustible. Naturalment, això no podria sinó afectar les àrees d'ús d'aquesta substància.

És per això que molts països que no tenen reserves de gas natural es veuen obligats a importar-lo d' altres estats. El transport es realitza de diverses maneres:

• a través de la canonada en estat gasós;
• en tancs per mar - en forma líquida;
• invagons cisterna - liquats.

Cada camí té els seus avantatges i inconvenients. En particular, les opcions marítimes i ferroviàries són més segures, ja que l'activitat química del gas liquat en cilindres refrigerats és molt menor que en estat gasós. La canonada augmenta la distància de transmissió i els seus volums, a més, aquest mètode és viable econòmicament.

Metà al gas natural

El gas metà és el principal component de matèria primera de la mescla natural. El seu contingut oscil·la entre el 70 i el 98%. Per si mateix, aquest és el tercer gas més comú del planeta, que forma part del petroli, de l'espai interestel·lar i de l'atmosfera d' altres planetes.

Des del punt de vista de la química, el gas metà és un hidrocarbur saturat que pertany a una sèrie de compostos alifàtics saturats. El primer representant dels alcans o parafines. La seva activitat química és baixa, és força tranquil. Reactiu:

• reemplaçament;
• oxidació completa;
• conversions.

Crema amb una flama incolora i no fumadora, no fa olor.

Tipus de gas natural

Hi ha tres tipus principals de la substància en qüestió.

1. El gas natural sec és aquell en què hi ha més del 97% de metà. És a dir, el contingut d'impureses, inclosos altres hidrocarburs, és extremadament baix.
2. Gas flac. Aquest és el nom d'una mescla que conté una petita quantitat d'hidrocarburs pesats.
3. El gas natural gruixut és ric en hidrocarburs pesats i components inorgànics (nitrogen, hidrogen, heli, argó, diòxid de carboni, sulfur d'hidrogen).

Un concepte com el coeficient de sequedat del gas, permet avaluar la qualitat de les matèries primeres a partir de les quals es fabricaran els productes en el futur. Després de tot, el gas natural en si és només una base. Les diferents indústries requereixen productes diferents, de manera que es processen i es perfeccionen meticulosament per complir amb requisits específics.

Qualitat del producte

La qualitat del gas natural depèn directament de la composició. Si predomina el metà, aquest producte serà la millor font de combustible. Si sobretot en la composició d'hidrocarburs grassos, llavors per a la indústria química aquestes matèries primeres són les més adequades.

Per tal de subministrar gas natural de la qualitat adequada, hi ha plantes químiques especials on se sotmet a una neteja i processament minuciosa abans del seu posterior enviament a la destinació final. Els mètodes de treball dependran de l'ús previst del producte.

Així, per exemple, si s'utilitza per a usos domèstics, s'hi afegeixen odorants especials, en particular mercaptans. Això es fa perquè el gas comenci a fer olor, perquè aleshores en cas de fuita serà fàcil de detectar. Tots els mercaptans tenen una forta olor.

Ús de gas natural

Consum de gas natural de moltes indústriesindústria i instal·lacions. Per exemple:

• CHP.
• Sales de calderes.
• Motors de gas.
• Producció química (fabricació de plàstics i altres materials).
• Combustible per a cotxes.
• Calefacció residencial.
• Cuinar menjar.

És per això que la producció mundial d'aquesta matèria primera és tan alta, i les importacions i exportacions s'estimen en milers de milions de dòlars.

Mediambiental

En termes de neteja per a la natura, no hi ha millor font de combustible que el gas natural. Les organitzacions ecologistes avalen totalment el seu ús. Tanmateix, en els darrers anys, la combustió del gas natural provoca l'acumulació d'un dels productes de la reacció: el diòxid de carboni.

I com que pertany als gasos d'efecte hivernacle, les seves acumulacions són molt perilloses per al planeta. Per tant, s'estan duent a terme múltiples obres, s'estan desenvolupant projectes per protegir l'estat ecològic del planeta de l'imminent efecte hivernacle.