Gamtinių dujų fizikinės ir cheminės savybės. Gamtinių dujų gavyba ir naudojimas

Dujų būsena - dažniausia, palyginti su kitais junginių parametrais. Galų gale tokios būklės yra:

• Žvaigždės;
• Tarpžvaigždinė erdvė;
• Planetos;
• Atmosfera;
• Kosmosas visa.

Pagrindinės išskiriančios dujų savybės yra silpnos molekulinės sąveikos kristalinėje grotelėje, dėl kurių atsiranda visų pagrindinių šių medžiagų savybių. Gazos ruožas, žinoma, labai daug. Tačiau mes vertinsim svarbiausią ir trečiąją labiausiai paplitusią mūsų planetoje - natūralią.

Gamtinės dujos: sudėtis

Jei mes apibūdinsime kokybinę gamtinių dujų sudėtį, iš karto turime atskirti dviejų grupių komponentus: organinius ir neorganinius. Kadangi paprastai manoma, kad jis susideda iš metano, tačiau tai nėra visiškai teisinga.

Organiniai komponentai apima:

• Metanas - CH ₄ ;
• Propanas-C3H8;
• Butanas-C ₄ H ₁₀ ;
• Etanas - C2H4;
• Sunkesni angliavandeniliai, turintys daugiau kaip 5 anglies atomus.

Neorganiniai komponentai apima šiuos junginius:

• Vandenilis (nedideliais kiekiais) - H ₂ ;
• Anglies dioksidas - СО ₂ ;
• Helis - jis;
• Azotas - N ₂ ;
• Vandenilio sulfidas - H ₂ S.

Koks bus mišinio sudėtis, priklauso nuo šaltinio, ty nuo lauko. Tos pačios priežasties paaiškina įvairias fizines ir chemines gamtinių dujų savybes. Tačiau bet kuris iš jų yra iškasamas, ir visi taip pat turi vertę. Tiesiog tam tikra medžiaga naudojama kaip degalai, ir chemijos pramonėje per daug riebalai naudojami pašaliniai priemaišos, siekiant sintetinti junginius.

Gamtinių dujų fizikinės ir cheminės savybės

Norint tiksliai nurodyti tokius parametrus, būtina žinoti, koks yra dujų mišinio sudėtis. Galų gale, jei daugiausia jis yra metanas (iki 97%), tada gali būti nustatytos charakteristikos, daugiausia dėmesio skiriant tai.

Jei neorganiniai komponentai ar sunkieji angliavandeniliai yra per daug (iki kelių procentų), gamtinių dujų fizikines ir cheminės savybės labai keičiasi.

Todėl galite nurodyti tik apytikslius fizinių savybių ribinius rodiklius.

1. Savaiminio užsidegimo temperatūra yra 650-700 ^° C.
2. Oktaninis skaičius yra 120-130.
3. Ji neturi spalvos, skonio ir kvapo.
4. Lengvesnis nei oras yra beveik 2 kartus, jį lengva sutelkti į viršutinius kambario sluoksnius.
5. Tradicinės būsenos (dujų) forma tankis yra 0,68-0,85 kg / m ³ .
6. Standartinėmis sąlygomis visada turi būti dujinių agregatų būklė.
7. Kai mišinys su oru iš 5-15% tūrio yra sprogus.
8. Degimo šiluma yra apie 46 MJ / m ³ .

Be to, reikėtų atkreipti dėmesį ir į gamtinių dujų parametrų cheminę pusę.

1. Tai labai degi medžiaga, ji gali savaime užsiliepsnoti, kai tiekiama kibirkštis ir be jo esant tam tikrai temperatūrai.
2. Kadangi pagrindinis komponentas yra metanas, jis turi visas savo chemines savybes.
3. Įeina į reakcijos pakeitimą, dehidrogenizavimą, pirolizę, yra refrakcija.
4. Jis suspaustas ir suskystintas esant žemai temperatūrai ir aukštam slėgiui.

Akivaizdu, kad panašios fizinės ir cheminės gamtinių dujų savybės lemia platų jos panaudojimą pramonėje.

Ypatinga gamtinių dujų nuosavybė

Ypatinga šio junginio savybė yra sugebėjimas formuoti dujų hidrato nuosėdas, ty būti kieto kūno. Šios struktūros yra rezervuaro vandens molekulių sugertų gamtinių dujų kiekis 1/220 santykiu. Todėl tokie indėliai yra labai daug gelmių. Jų koncentracijos vietos gamtoje:

• Pasaulio vandenyno giluminiai sluoksniai;
• Amerikietiškos užtvindymo.

Egzistencijos sąlygos - hidrodinaminis slėgis ir žemos temperatūros.

Gamtinių dujų laukai

Jei mes kalbame apie gamtinių dujų turinį gamtoje, galime nustatyti pagrindines koncentracijos vietas:

1. Tai kalninė nuosėdinė uola, mineralinė medžiaga, kuri daugelį tūkstantmečių susidaro anaerobiniu organinių medžiagų skaidymu giliuose žemės plutos sluoksniuose.
2. Jis ištirpsta požeminiuose vandenyse.
3. Tai yra aliejaus dalis, sudarantis virš jo aliejaus ir dujų dangtelį.
4. Jis kaupiasi dujų hidratų pavidalu jūros dugno sluoksniuose ir kraštutiniuose šiauriniuose taškuose.

Teritoriškai priskirdami dujų telkinių paskirstymą, lyderiai yra šios šalys:

• Rusija.
• Persijos įlankos šalys.
• JAV.
• Kanada.
• Iranas.
• Kazachstanas.
• Azerbaidžanas.
• Uzbekistanas.
• Norvegija.
• Turkmėnistanas.
• Nyderlandai.

Metinė gamyba pasaulyje yra apie 3643 milijardus kubinių metrų per metus. Iš jų tik 673,46 mlrd. Kubinių metrų sudaro Rusija.

Gamtinių dujų, kuriuose jie degina, ^temperatūra yra 650 ^° C. Tai yra indikatorius, kuriuo jis gali savaime užsiliepsnoti. Šiuo atveju išleidžiamas didesnis šiluminės energijos kiekis nei tada, kai deginama bet kokia kita kuro rūšis. Žinoma, tai galėjo ne tik paveikti šios medžiagos naudojimo sritis.

Štai kodėl daugelis šalių, neturinčių gamtinių dujų atsargų, yra priverstos jį importuoti iš kitų valstybių. Transportas atliekamas keliais būdais:

• Dujomis dujomis;
• Talpyklose palei jūrų kelią - skysta forma;
• Geležinkelio cisternose - suskystintos.

Kiekvienas būdas turi privalumų ir trūkumų. Visų pirma, jūra ir geležinkelių versijos yra saugesnės, nes suskystintų dujų cheminė veikla šaldomuose cilindruose yra daug mažesnė nei dujinė. Vis dėlto, naudojant vamzdyną, perdavimo atstumas ir jo apimtis didėja, be to, šis metodas yra ekonomiškai naudingas.

Metanas natūralių dujų sudėtyje

Metano dujos yra pagrindinis natūralaus mišinio žaliavos komponentas. Jo turinys svyruoja nuo 70 iki 98%. Pati, tai yra trečia iš labiausiai paplitusių dujų planetoje, kuri yra naftos, tarpterminės erdvės dalis, kitų planetų atmosfera.

Chemijos požiūriu, metano dujos yra ribinis angliavandenilis, priklausantis daugybei sočiųjų alifatinių junginių. Labiausiai pirmasis alkanų ar parafinų atstovas. Jo cheminis aktyvumas yra mažas, jis yra gana ramus. Gebės reaguoti:

• Pakeitimas;
• Visiškas oksidavimas;
• Konversijos.

Jis sudegina bespalvę, nerūkančią liepsną, nesukurta.

Gamtinių dujų rūšys

Aptariamos trys pagrindinės medžiagos rūšys.

1. Sausos gamtinės dujos yra tokios, kuriose metanas sudaro daugiau kaip 97%. Tai reiškia, kad priemaišų, įskaitant kitus angliavandenilius, kiekis yra labai mažas.
2. Liesos dujos. Tai yra mišinio, kuriame yra nedidelis sunkiųjų angliavandenilių kiekis, pavadinimas.
3. Riebios gamtinės dujos yra tokios, kuriose yra daug sunkiųjų angliavandenilių ir neorganinių komponentų (azoto, vandenilio, helio, argono, anglies dioksido, vandenilio sulfido).

Tokia sąvoka kaip dujų sausumo koeficientas leidžia mums įvertinti žaliavų kokybę, iš kurios gaminiai bus gaminami ateityje. Galų gale gamtinės dujos yra tik pagrindas. Skirtingoms pramonės šakoms, jums reikia jūsų produkto, todėl jis turi būti kruopščiai apdorojamas ir valomas pagal konkrečius reikalavimus.

Produkto kokybė

Gamtinių dujų kokybė priklauso nuo kompozicijos. Jei metanas vyrauja, tada toks produktas bus geriausias kaip kuro šaltinis. Jei tai daugiausia riebalų angliavandeniliuose, tada chemijos pramonėje tokios žaliavos yra tinkamiausios.

Norint tiekti tinkamos kokybės gamtines dujas, yra specialių chemijos gamyklų, kuriose jie yra kruopščiai išvalomi ir apdorojami prieš siunčiant į galutinę paskirties vietą. Darbo metodai priklausys nuo to, kokiu tikslu produktas yra skirtas.

Pavyzdžiui, jei jis naudojamas buityje, prie jo pridedami specialūs kvapai, ypač merkaptanai. Tai daroma siekiant užtikrinti, kad dujos pradėjo kvapti, nes tada, kai nutekės, bus lengviau aptikti. Visi merkaptanai turi aštrų nemalonų kvapą.

Gamtinių dujų naudojimas

Gamtinių dujų vartojimą vykdo daugelis pramonės šakų ir objektų. Pavyzdžiui:

• CHP.
• Katilinės.
• Dujų varikliai.
• Chemijos gamyba (plastikų ir kitų medžiagų gamyba).
• Automobilių kuras.
• Gyvenamųjų patalpų šildymas.
• Virti.

Todėl pasaulinė šios žaliavos gamyba yra tokia didelė, o importas ir eksportas yra milijardai dolerių.

Ekologinis aspektas

Natūralaus švarumo požiūriu nėra geresnio kuro šaltinio nei gamtinėms dujoms. Aplinkosaugos organizacijos visiškai pritaria jo naudojimui. Tačiau pastaraisiais metais gamtinių dujų deginimas lėmė vieno iš reakcijos produktų kaupimąsi - anglies dioksidą.

Ir kadangi jis susijęs su šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis, planetai jo perkrovos yra labai pavojingos. Todėl atliekama daugybė darbų, rengiami projektai planetos ekologinei būklei apsaugoti nuo artėjančio šiltnamio efekto.