Sifat fizikal dan kimia gas asli. Pengeluaran dan penggunaan gas asli

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Keadaan gas sesuatu bahan adalah yang paling biasa berbanding dengan parameter agregat sebatian yang lain. Sesungguhnya, dalam keadaan ini ialah:

• bintang;
• angkasa antara bintang;
• planet;
• suasana;
• kosmos secara keseluruhan.

Sifat membezakan utama gas ialah interaksi antara molekul yang lemah dalam kekisi kristal, yang menyebabkan semua ciri utama bahan ini ditunjukkan. Pasti ada banyak gas. Walau bagaimanapun, kami akan mempertimbangkan yang paling penting dan ketiga paling biasa di planet kita - semula jadi.

Komposisi gas asli

Jika kita mencirikan komposisi kualitatif gas asli, maka kita mesti segera membezakan komponen dua kumpulan: organik dan bukan organik. Memandangkan, walaupun lazimnya dipercayai bahawa ia terdiri daripada metana, ini tidak sepenuhnya benar.

Ramuan organik termasuk:

• metana - CH₄;
• propana - C₃H₈;
• butana - С₄Н₁₀;
• etana - C₂N₄;
• lebih berathidrokarbon dengan lebih daripada lima atom karbon.

Komponen tak organik termasuk sebatian berikut:

• hidrogen (dalam kuantiti yang kecil) - H₂;
• karbon dioksida - CO₂;
• helium - Bukan;
• nitrogen - N₂;
• hidrogen sulfida - H₂S.

Apa sebenarnya komposisi campuran tertentu bergantung kepada sumber, iaitu, deposit. Sebab yang sama menjelaskan pelbagai sifat fizikal dan kimia gas asli. Walau bagaimanapun, mana-mana daripada mereka dilombong, dan masing-masing juga mempunyai nilai. Cuma beberapa jenis digunakan sebagai bahan api, dan tepu dengan bendasing asing terlalu berlemak digunakan dalam industri kimia untuk sintesis sebatian.

Sifat fizikal dan kimia gas asli

Untuk menentukan parameter sedemikian dengan tepat, anda harus tahu apa sebenarnya komposisi campuran gas. Lagipun, jika ia dikuasai oleh metana (sehingga 97%), maka ciri-ciri boleh diberikan, memfokuskannya.

Jika terdapat lebihan komponen bukan organik atau hidrokarbon berat (sehingga beberapa peratus), maka sifat fizikal dan kimia gas asli berubah secara mendadak.

Oleh itu, hanya anggaran had fizikal boleh ditentukan.

1. Suhu pencucuhan automatik - 650-700⁰C.
2. Nombor oktana - 120-130.
3. Tiada warna, rasa atau bau.
4. Lebih ringan daripada udara hampir 2 kali ganda, mudah tertumpu di lapisan atas bilik.
5. Ketumpatan dalam bentuk keadaan normal (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Di bawah keadaan standard, sentiasa berada dalam keadaan agregat gas.
7. Apabila bercampur dengan udara dalam jumlah 5-15%, ia meletup.
8. Haba pembakaran ialah kira-kira 46 MJ/m³.

Selain itu, bahagian kimia parameter gas asli juga perlu diberi perhatian.

1. Ia adalah bahan yang sangat mudah terbakar, mampu menyala sendiri dengan dan tanpa percikan api pada suhu tertentu.
2. Memandangkan komponen utama ialah metana, ia mempunyai semua sifat kimianya.
3. Masukkan ke dalam penggantian, penyahhidrogenan, pirolisis, tindak balas pembiasan.
4. Memampatkan dan mencairkan pada suhu rendah dan tekanan tinggi.

Jelas sekali, sifat fizikal dan kimia gas asli sedemikian menentukan pelbagai kegunaannya dalam industri.

Harta istimewa gas asli

Sifat istimewa sebatian yang dimaksudkan ialah keupayaan untuk membentuk mendapan gas hidrat, iaitu, berada dalam keadaan pepejal. Struktur ini mewakili isipadu gas asli yang diserap oleh molekul air pembentukan dalam nisbah 1/220. Oleh itu, deposit sedemikian adalah batuan yang sangat kaya. Tempat tumpuan mereka di alam semula jadi:

• lapisan dasar lautan yang dalam;
• pengumpulan permafrost.

Keadaan kewujudan - tekanan hidrodinamik dan suhu rendah.

Medan gas asli

Jika kita bercakap tentang kandungan semulajadigas dalam alam semula jadi, adalah mungkin untuk mengenal pasti tempat tumpuan utama:

1. Ini adalah batu sedimen, mineral yang telah terbentuk selama beribu tahun oleh pereputan anaerobik bahan organik di lapisan dalam kerak bumi.
2. Larut dalam air bawah tanah.
3. Termasuk dalam minyak, membentuk penutup minyak dan gas di atasnya.
4. Berlaku dalam bentuk gas hidrat di lapisan dasar laut dan titik di Utara Jauh.

Jika kita menyatakan pengedaran medan gas secara wilayah, maka pemimpinnya ialah negara berikut:

• Rusia.
• Negara Teluk.
• AS.
• Kanada.
• Iran.
• Kazakhstan.
• Azerbaijan.
• Uzbekistan.
• Norway.
• Turkmenistan.
• Belanda.

Pengeluaran di dunia setiap tahun adalah kira-kira 3643 bilion m³ setahun. Daripada jumlah ini, hanya Rusia menyumbang 673.46 bilion m³.

Suhu gas asli di mana ia terbakar ialah 650 ⁰C. Iaitu, ini adalah penunjuk di mana ia mampu menyala sendiri. Dalam kes ini, jumlah tenaga haba yang lebih besar dikeluarkan daripada semasa pembakaran mana-mana jenis bahan api lain. Sememangnya, ini tidak boleh tidak menjejaskan kawasan penggunaan bahan ini.

Itulah sebabnya banyak negara yang tidak mempunyai rizab gas asli terpaksa mengimportnya dari negeri lain. Pengangkutan dijalankan dalam beberapa cara:

• melalui saluran paip dalam keadaan gas;
• dalam tangki melalui laut - dalam bentuk cecair;
• dalamkereta tangki kereta api - cecair.

Setiap laluan ada kelebihan dan kekurangannya. Khususnya, pilihan laut dan kereta api adalah lebih selamat, kerana aktiviti kimia gas cecair dalam silinder sejuk jauh lebih rendah daripada dalam keadaan gas. Saluran paip meningkatkan jarak penghantaran dan volumnya, di samping itu, kaedah ini berdaya maju dari segi ekonomi.

Metana dalam gas asli

Gas metana ialah komponen bahan mentah utama bagi campuran semula jadi. Kandungannya berkisar antara 70-98%. Dengan sendirinya, ini adalah gas ketiga paling biasa di planet ini, yang merupakan sebahagian daripada minyak, ruang antara bintang dan atmosfera planet lain.

Dari sudut pandangan kimia, gas metana ialah hidrokarbon tepu yang dimiliki oleh beberapa sebatian alifatik tepu. Wakil pertama alkana atau parafin. Aktiviti kimianya rendah, ia agak tenang. Reaktif:

• penggantian;
• pengoksidaan lengkap;
• penukaran.

Ia terbakar dengan nyalaan tidak berasap tidak berwarna, tidak berbau.

Jenis gas asli

Terdapat tiga jenis utama bahan yang dimaksudkan.

1. Gas asli kering ialah gas yang mengandungi lebih daripada 97% metana. Iaitu, kandungan bendasing, termasuk hidrokarbon lain, adalah sangat rendah.
2. Gas kurus. Ini adalah nama campuran yang mengandungi sejumlah kecil hidrokarbon berat.
3. Gas asli tebal ialah gas yang kaya dengan hidrokarbon berat dan komponen bukan organik (nitrogen, hidrogen, helium, argon, karbon dioksida, hidrogen sulfida).

Konsep seperti pekali kekeringan gas, membolehkan anda menilai kualiti bahan mentah dari mana produk akan dikeluarkan pada masa hadapan. Lagipun, gas asli itu sendiri hanyalah asas. Industri yang berbeza memerlukan produk yang berbeza, jadi ia diproses dan diperhalusi dengan teliti untuk memenuhi keperluan khusus.

Kualiti produk

Kualiti gas asli secara langsung bergantung pada komposisi. Jika metana mendominasi, maka produk sedemikian akan menjadi sumber bahan api terbaik. Jika kebanyakannya dalam komposisi hidrokarbon berlemak, maka untuk industri kimia bahan mentah tersebut adalah yang paling sesuai.

Untuk membekalkan gas asli dengan kualiti yang betul, terdapat loji kimia khas di mana ia menjalani pembersihan dan pemprosesan menyeluruh sebelum penghantaran selanjutnya ke destinasi akhir. Kaedah kerja bergantung pada tujuan penggunaan produk.

Jadi, sebagai contoh, jika ia digunakan untuk tujuan domestik, maka bau khas, khususnya merkaptan, ditambah kepadanya. Ini dilakukan supaya gas mula berbau, kerana sekiranya berlaku kebocoran ia akan mudah dikesan. Semua mercaptan mempunyai bau yang kuat.

Penggunaan gas asli

Penggunaan gas asli oleh banyak industriindustri dan kemudahan. Contohnya:

• CHP.
• Bilik dandang.
• Enjin gas.
• Pengeluaran kimia (pembuatan plastik dan bahan lain).
• Petrol untuk kereta.
• Pemanasan kediaman.
• Memasak makanan.

Itulah sebabnya pengeluaran bahan mentah ini di dunia begitu tinggi, dan import serta eksport dianggarkan berbilion dolar.

Persekitaran

Dari segi kebersihan untuk alam semula jadi, tiada sumber bahan api yang lebih baik daripada gas asli. Organisasi alam sekitar menyokong sepenuhnya penggunaannya. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pembakaran gas asli membawa kepada pengumpulan salah satu produk tindak balas - karbon dioksida.

Dan kerana ia tergolong dalam gas rumah hijau, pengumpulannya sangat berbahaya untuk planet ini. Oleh itu, pelbagai kerja sedang dijalankan, projek sedang dibangunkan untuk melindungi keadaan ekologi planet ini daripada kesan rumah hijau yang akan berlaku.