Proprietà fisiche e chimiche del gas naturale. Produzione e utilizzo di gas naturale

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 05:31

Lo stato gassoso di una sostanza è il più comune rispetto ad altri parametri aggregati dei composti. Infatti, in questo stato sono:

• stelle;
• spazio interstellare;
• pianeti;
• atmosfera;
• cosmo nel suo insieme.

Le principali proprietà distintive dei gas sono le deboli interazioni intermolecolari nel reticolo cristallino, grazie alle quali si manifestano tutte le principali caratteristiche di queste sostanze. Ci sono sicuramente molti gas. Tuttavia, considereremo il più importante e il terzo più comune sul nostro pianeta: naturale.

Composizione del gas naturale

Se caratterizziamo la composizione qualitativa del gas naturale, allora dobbiamo immediatamente distinguere i componenti di due gruppi: organico e inorganico. Poiché, sebbene si creda comunemente che sia costituito da metano, ciò non è del tutto vero.

Gli ingredienti biologici includono:

• metano - CH₄;
• propano - C₃H₈;
• butano - С₄Н₁₀;
• etano - C₂N₄;
• più pesanteidrocarburi con più di cinque atomi di carbonio.

I componenti inorganici includono i seguenti composti:

• idrogeno (in piccole quantità) - H₂;
• anidride carbonica - CO₂;
• elio - Non;
• azoto - N₂;
• acido solfidrico - H₂S.

Quale sarà esattamente la composizione di una particolare miscela dipende dalla fonte, ovvero il deposito. Le stesse ragioni spiegano le diverse proprietà fisiche e chimiche del gas naturale. Tuttavia, ognuno di essi viene estratto e ognuno ha anche un valore. È solo che un qualche tipo viene utilizzato come combustibile e saturo di impurità estranee è troppo grasso utilizzato nell'industria chimica per la sintesi di composti.

Proprietà fisiche e chimiche del gas naturale

Per specificare esattamente tali parametri, dovresti sapere qual è esattamente la composizione della miscela di gas. Del resto, se è dominato dal metano (fino al 97%), allora le caratteristiche si possono dare, puntando su di esso.

Se c'è un eccesso di componenti inorganici o idrocarburi pesanti (fino a diverse percentuali), le proprietà fisiche e chimiche del gas naturale cambiano drasticamente.

Pertanto, possono essere specificati solo limiti fisici approssimativi.

1. Temperatura di autoaccensione - 650-700⁰C.
2. Numero di ottano - 120-130.
3. Nessun colore, sapore o odore.
4. Più leggero dell'aria quasi 2 volte, facilmente concentrato negli strati superiori della stanza.
5. Densità sotto forma di stato normale (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. In condizioni standard, essere sempre in uno stato aggregato gassoso.
7. Se miscelato con aria in volumi del 5-15%, è esplosivo.
8. Il calore di combustione è di circa 46 MJ/m³.

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

1. È una sostanza altamente infiammabile, capace di autoaccensione con e senza scintilla ad una certa temperatura.
2. Poiché il componente principale è il metano, ha tutte le sue proprietà chimiche.
3. Entra nelle reazioni di sostituzione, deidrogenazione, pirolisi, rifrazione.
4. Comprime e liquefa a basse temperature e alte pressioni.

Ovviamente, tali proprietà fisiche e chimiche del gas naturale determinano un'ampia gamma del suo utilizzo nell'industria.

Proprietà speciale del gas naturale

Una proprietà speciale del composto in questione è la capacità di formare depositi di idrati di gas, cioè di essere allo stato solido. Queste strutture rappresentano volumi di gas naturale assorbiti dalle molecole d'acqua di formazione nel rapporto 1/220. Pertanto, tali depositi sono rocce estremamente ricche. Luoghi della loro concentrazione in natura:

• strati fondali profondi degli oceani;
• accumuli di permafrost.

Condizioni di esistenza - pressione idrodinamica e basse temperature.

Campi di gas naturale

Se parliamo di contenuto naturaledi natura gassosa, è possibile individuare i principali luoghi di concentrazione:

1. Questa è una roccia sedimentaria, un minerale che si è formato nel corso di molti millenni dal decadimento anaerobico della materia organica negli strati profondi della crosta terrestre.
2. Dissolto nelle acque sotterranee.
3. Include nell'olio, formando un tappo per olio e gas su di esso.
4. Si presenta sotto forma di idrati di gas negli strati del fondale marino e nei punti dell'estremo nord.

Se indichiamo la distribuzione dei giacimenti di gas a livello territoriale, i leader sono i seguenti paesi:

• Russia.
• Paesi del Golfo.
• USA.
• Canada.
• Iran.
• Kazakistan.
• Azerbaigian.
• Uzbekistan.
• Norvegia.
• Turkmenistan.
• Paesi Bassi.

La produzione mondiale è di circa 3643 miliardi di m³ all'anno. Di questi, solo la Russia rappresenta 673,46 miliardi di m³.

La temperatura del gas naturale a cui brucia è 650 ⁰C. Cioè, questo è l'indicatore al quale è in grado di autoaccensione. In questo caso viene rilasciata una quantità di energia termica maggiore rispetto alla combustione di qualsiasi altro tipo di combustibile. Naturalmente, ciò non poteva che influenzare le aree di utilizzo di questa sostanza.

Ecco perché molti paesi che non hanno riserve di gas naturale sono costretti a importarlo da altri stati. Il trasporto viene effettuato in diversi modi:

• attraverso gasdotto allo stato gassoso;
• in cisterne via mare - in forma liquida;
• incarri cisterna ferroviari - liquefatti.

Ogni percorso ha i suoi vantaggi e svantaggi. In particolare, le opzioni marittime e ferroviarie sono più sicure, poiché l'attività chimica del gas liquefatto nelle bombole refrigerate è molto inferiore rispetto allo stato gassoso. Il gasdotto aumenta la distanza di trasmissione e i suoi volumi, inoltre, questo metodo è economicamente conveniente.

Metano nel gas naturale

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

Dal punto di vista della chimica, il gas metano è un idrocarburo saturo appartenente ad un certo numero di composti alifatici saturi. Il primo rappresentante di alcani o paraffine. La sua attività chimica è bassa, è abbastanza calma. Reattivo:

• sostituzione;
• ossidazione completa;
• conversioni.

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

Tipi di gas naturale

Ci sono tre tipi principali della sostanza in questione.

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

Un concetto come il coefficiente di secchezza del gas, consente di valutare la qualità delle materie prime da cui verranno realizzati i prodotti in futuro. Dopotutto, il gas naturale stesso è solo una base. Settori diversi richiedono prodotti diversi, quindi sono meticolosamente elaborati e perfezionati per soddisfare requisiti specifici.

Qualità del prodotto

La qualità del gas naturale dipende direttamente dalla composizione. Se predomina il metano, allora un tale prodotto sarà la migliore fonte di carburante. Se soprattutto nella composizione degli idrocarburi grassi, allora per l'industria chimica tali materie prime sono le più adatte.

Al fine di fornire gas naturale della giusta qualità, esistono speciali impianti chimici dove viene sottoposto a un'accurata pulizia e lavorazione prima dell'ulteriore spedizione alla destinazione finale. I metodi di lavoro dipenderanno dall'uso previsto del prodotto.

Quindi, ad esempio, se viene utilizzato per scopi domestici, vengono aggiunti speciali odoranti, in particolare mercaptani. Questo viene fatto in modo che il gas inizi a puzzare, perché in caso di perdita sarà facile da rilevare. Tutti i mercaptani hanno un forte odore.

Utilizzo di gas naturale

Consumo di gas naturale da parte di molti settoriindustria e strutture. Ad esempio:

• CHP.
• Camere caldaie.
• Motori a gas.
• Produzione chimica (produzione di plastica e altri materiali).
• Carburante per auto.
• Riscaldamento residenziale.
• Cucinare il cibo.

Ecco perché la produzione mondiale di questa materia prima è così alta e le importazioni e le esportazioni sono stimate in miliardi di dollari.

Ambientale

In termini di pulizia per la natura, non esiste una fonte di carburante migliore del gas naturale. Le organizzazioni ambientaliste ne approvano pienamente l'uso. Tuttavia, negli ultimi anni, la combustione del gas naturale porta all'accumulo di uno dei prodotti di reazione: l'anidride carbonica.

E poiché appartiene ai gas serra, i suoi accumuli sono molto pericolosi per il pianeta. Pertanto, sono in corso molteplici lavori, sono in fase di sviluppo progetti per proteggere lo stato ecologico del pianeta dall'imminente effetto serra.