Fyzikálně-chemické vlastnosti zemního plynu. Těžba a využití zemního plynu

Plynný stav látky - nejčastější ve srovnání s jinými agregovanými parametry sloučenin. Koneckonců, v tomto stavu jsou:

• hvězdy;
• mezihvězdný prostor;
• planety;
• atmosféra;
• vesmír celý.

  

Hlavními rozlišovacími vlastnostmi plynů jsou slabé intermolekulární interakce v krystalové mřížce, kvůli které se projevují všechny hlavní charakteristiky těchto látek. Gazov, samozřejmě, velmi. Považujeme však za nejdůležitější a třetí nejčastější na naší planetě - přirozenou.

Zemní plyn: složení

Pokud charakterizujeme kvalitativní složení zemní plyn, pak je nutno okamžitě rozlišit složky dvou skupin: organické a anorganické. Protože se obecně věří, že se jedná o metan, není to zcela pravda.

Organické složky zahrnují:

• methan - CH₄;
• propan - C₃H_8.;
• Butan-C₄H₁₀;
• ethan-C₂H₄;
• těžší uhlovodíky s více než pěti atomy uhlíku.

Mezi anorganické složky patří následující sloučeniny:

• vodík (v malých množstvích) - H₂;
• Oxid uhličitý - CO₂;
• helium - On;
• dusík-N₂;
• sirovodík - H₂S.

Co přesně bude složení směsi, závisí na zdroji, tedy na poli. Stejné příčiny vysvětlují různé fyzikální a chemické vlastnosti zemního plynu. Nicméně, každá z nich je těžena a každý má hodnotu. Pouze nějaký druh se používá jako palivo a nasycený cizími nečistotami je příliš silně používán v chemickém průmyslu pro syntézu sloučenin.

Fyzikálně-chemické vlastnosti zemního plynu

Pro přesnost těchto parametrů je třeba vědět, jaké je složení směsi plynů. Koneckonců, pokud je převládajícím hlavně metanem (až 97%), pak je možné uvést vlastnosti, které se na něj specificky zaměřují.

Pokud jsou anorganické složky nebo těžké uhlovodíky v přebytku (až několik procent), fyzikálně-chemické vlastnosti zemního plynu se drasticky mění.

Proto můžete určit fyzické charakteristiky pouze přibližných hranic.

1. Teplota samovznícení - 650-700⁰C.
2. Oktanové číslo je 120-130.
3. Nemá žádnou barvu, chuť a vůni.
4. Lehčí než vzduch je téměř dvakrát, je snadné se soustředit na horní vrstvy místnosti.
5. Hustota ve formě konvenčního stavu (plyn) je 0,68-0,85 kg / m³.
6. Za standardních podmínek se vždy nachází v plynném agregátovém stavu.
7. Při smíchání se vzduchem v objemech od 5 do 15% je výbušná.
8. Teplo spalování - asi 46 MJ / m³.

Kromě toho je třeba poznamenat i chemickou stránku parametrů zemního plynu.

1. Jedná se o vysoce hořlavou látku, je schopen samovznícení při dodávce jiskry a bez ní při určité teplotě.
2. Protože hlavní složkou je metan, má všechny své chemické vlastnosti.
3. Vstupuje substituční reakce, dehydrogenace, pyrolýza, je lomová.
4. Je stlačený a zkapalněný při nízkých teplotách a vysokém tlaku.

   

Je zřejmé, že podobné fyzikální a chemické vlastnosti zemního plynu určují široké spektrum jeho použití v průmyslu.

Speciální vlastnictví zemního plynu

Zvláštní vlastností dané sloučeniny je schopnost vytvářet usazeniny hydrátu plynu, tj. Být v pevném stavu. Tyto struktury jsou objemy zemního plynu absorbovaného molekulami zásobní vody v poměru 1/220. Proto jsou tyto ložiska extrémně bohaté na horniny. Místa, kde se soustředí v přírodě:

• hluboké spodní vrstvy Světového oceánu;
• akumulace permafrostu.

Podmínky existence jsou hydrodynamický tlak a nízké teploty.

Pole zemního plynu

Pokud mluvíme o obsahu zemního plynu v přírodě, můžeme identifikovat hlavní místa koncentrace:

1. Jedná se o horninový sedimentární kámen, minerál, který je tvořen mnoha tisíciletí anaerobním rozkladem organické hmoty v hlubokých vrstvách zemské kůry.
2. Rozpustí se v podzemních vodách.
3. Je to součást ropy, tvořící nad ním ropný a plynový uzávěr.
4. Vhodí se ve formě plynných hydrátů ve vrstvách mořského dna a bodů extrémního severu.

Pokud označíme územní rozložení ložisek zemního plynu, představitelé jsou tyto země:

• Rusko.
• Země Perského zálivu.
• USA.
• Kanada.
• Írán.
• Kazachstán.
• Ázerbájdžán.
• Uzbekistán.
• Norsko.
• Turkmenistán.
• Nizozemí.

Roční produkce na světě činí přibližně 3643 miliard kubických metrů³ za rok. Z toho pouze Rusko odpovídá 673,46 miliardám m³.

Teplota zemního plynu, při které hoří, je 650 ⁰C. To znamená, že je to indikátor, při kterém je schopen samovznícení. V tomto případě se uvolní větší množství tepelné energie než když se spálí jakýkoli jiný druh paliva. To samozřejmě nemohlo ovlivnit oblasti použití této látky.

To je důvod, proč mnohé země, které nemají zásoby zemního plynu, jsou nuceny dovážet z jiných států. Doprava se provádí několika způsoby:

• potrubím v plynném stavu;
• v nádržích po moři - v tekuté formě;
• v železniční cisternové vozy - zkapalněný.

Každá ze způsobů má své výhody a nevýhody. Zejména je mořská a železniční verze bezpečnější, protože chemická činnost zkapalněný plyn v chladicích válcích je mnohem nižší než v plynném stavu. Tím, že se potrubí rozšiřuje přenosová vzdálenost a objemy, je tato metoda ekonomicky výhodná.

Metan ve složení zemního plynu

Metanový plyn je hlavní surovinovou složkou přírodní směsi. Obsah se pohybuje mezi 70-98%. Samotný je to třetí nejobvyklejší plyn na planetě, který je součástí složení oleje, mezihvězdný prostor, atmosféra jiných planet.

Z hlediska chemie je metanový plyn - omezující uhlovodík, související s řadou nasycených alifatických sloučenin. První zástupce alkanů nebo parafinů. Jeho chemická aktivita je nízká, je docela klidná. Je schopen reagovat:

• substituce;
• úplná oxidace;
• konverze.

Spaluje se bezbarvým, nekuřáckým plamenem, necítí.

Druhy zemního plynu

Existují tři hlavní typy látek.

1. Suchý zemní plyn - v tomto případě je methan více než 97%. To znamená, že obsah nečistot, včetně ostatních uhlovodíků, je extrémně nízký.
2. Slabý plyn. Toto je název směsi obsahující malé množství těžkých uhlovodíků.
3. Tučný zemní plyn - ten, který je bohatý na těžší uhlovodíky a anorganických složek (dusík, vodík, helium, argon, oxid uhličitý, sirovodík).

   

Taková koncepce jako faktor suchosti plynů nám umožňuje zhodnotit kvalitu surovin, z nichž budou produkty vyrábět v budoucnu. Koneckonců samotný zemní plyn je základem. V různých průmyslových odvětvích potřebujete svůj výrobek, proto jej pečlivě zpracováváte a čistíte podle konkrétních požadavků.

Kvalita produktu

Kvalita zemního plynu závisí na složení. Pokud převládá metan, takový produkt bude nejlepší jako zdroj paliva. Pokud je nejvíce v tukových uhlovodících, pak pro chemický průmysl jsou takové suroviny nejvhodnější.

Aby bylo možné dodat zemní plyn správné kvality, existují speciální chemické závody, kde je před odesláním do konečného cíle důkladně vyčištěn a zpracován. Metody práce závisí na účelu, pro který je výrobek určen.

Pokud se například používá pro domácí účely, přidávejte do něj speciální odoranty, zejména merkaptány. To je provedeno, aby se zajistilo, že plyn má zápach, protože v případě úniku bude snadno detekován. Všechny merkaptany mají ostrý nepříjemný zápach.

Používání zemního plynu

Spotřeba zemního plynu provádí řada průmyslových odvětví a objektů. Například:

• CHP.
• Kotelny.
• Plynové motory.
• Chemická výroba (výroba plastů a jiných materiálů).
• Palivo pro automobily.
• Vytápění obytných prostor.
• Vaření.

Proto je světová výroba této suroviny tak vysoká a dovozy a vývozy jsou odhadovány na miliardy dolarů.

Ekologický aspekt

Z pohledu čistoty přírody neexistuje lepší zdroj paliva než zemní plyn. Ekologické organizace plně podporují jeho využití. V posledních letech však spalování zemního plynu vede k akumulaci jednoho z reakčních produktů - oxid uhličitý.

A protože se odkazuje na skleníkové plyny, pro planetu jsou její kongesce velmi nebezpečné. Proto se provádí mnoho prací, projekty jsou vyvíjeny tak, aby chránily ekologický stav planety před hrozivým skleníkem.