Propriedades físicas e químicas do gás natural. Produção e uso de gás natural

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 05:39

O estado gasoso de uma substância é o mais comum em comparação com outros parâmetros agregados de compostos. De fato, neste estado estão:

• estrelas;
• espaço interestelar;
• planetas;
• atmosfera;
• cosmos como um todo.

As principais propriedades distintivas dos gases são as interações intermoleculares fracas na rede cristalina, devido às quais todas as principais características dessas substâncias se manifestam. Definitivamente, há muitos gases. No entanto, consideraremos o mais importante e o terceiro mais comum em nosso planeta - natural.

Composição de gás natural

Se caracterizarmos a composição qualitativa do gás natural, devemos distinguir imediatamente os componentes de dois grupos: orgânicos e inorgânicos. Uma vez que, embora se acredite comumente que consiste em metano, isso não é inteiramente verdade.

Ingredientes orgânicos incluem:

• metano - CH₄;
• propano - C₃H₈;
• butano - С₄Н₁₀;
• etano - C₂N₄;
• mais pesadohidrocarbonetos com mais de cinco átomos de carbono.

Os componentes inorgânicos incluem os seguintes compostos:

• hidrogênio (em pequenas quantidades) - H₂;
• dióxido de carbono - CO₂;
• hélio - Não;
• nitrogênio - N₂;
• sulfeto de hidrogênio - H₂S.

Qual será exatamente a composição de uma determinada mistura depende da fonte, ou seja, do depósito. As mesmas razões explicam as várias propriedades físicas e químicas do gás natural. No entanto, qualquer um deles é minerado, e cada um também tem um valor. É que algum tipo é usado como combustível, e saturado com impurezas estranhas é muito gorduroso usado na indústria química para a síntese de compostos.

Propriedades físicas e químicas do gás natural

Para especificar exatamente esses parâmetros, você deve saber exatamente qual é a composição da mistura de gases. Afinal, se for dominado por metano (até 97%), então as características podem ser dadas, focando nele.

Se houver excesso de componentes inorgânicos ou hidrocarbonetos pesados (até vários por cento), as propriedades físicas e químicas do gás natural mudam drasticamente.

Portanto, apenas limites físicos aproximados podem ser especificados.

1. Temperatura de ignição automática - 650-700⁰C.
2. Número de octanas - 120-130.
3. Sem cor, sabor ou cheiro.
4. Mais leve que o ar quase 2 vezes, facilmente concentrado nas camadas superiores da sala.
5. Densidade na forma de um estado normal (gás) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Em condições padrão, esteja sempre em um estado agregado gasoso.
7. Quando misturado com ar em volumes de 5-15%, é explosivo.
8. Calor de combustão é cerca de 46 MJ/m³.

Além disso, o lado químico dos parâmetros do gás natural também deve ser observado.

1. É uma substância altamente inflamável, capaz de auto-ignição com e sem faísca a uma determinada temperatura.
2. Como o principal componente é o metano, ele tem todas as suas propriedades químicas.
3. Entrar em reações de substituição, desidrogenação, pirólise, refração.
4. Comprime e liquefaz em baixas temperaturas e altas pressões.

Obviamente, tais propriedades físicas e químicas do gás natural determinam uma ampla gama de seu uso na indústria.

Propriedade especial do gás natural

Uma propriedade especial do composto em questão é a capacidade de formar depósitos de hidrato de gás, ou seja, estar em estado sólido. Essas estruturas representam volumes de gás natural absorvidos pelas moléculas de água de formação na razão 1/220. Portanto, tais depósitos são rochas extremamente ricas. Locais de concentração na natureza:

• camadas profundas dos oceanos;
• acumulação de permafrost.

Condições de existência - pressão hidrodinâmica e baixas temperaturas.

Campos de gás natural

Se falarmos sobre o conteúdo degás na natureza, é possível identificar os principais locais de concentração:

1. Esta é uma rocha sedimentar, um mineral que foi formado ao longo de muitos milênios pela decomposição anaeróbica da matéria orgânica nas camadas profundas da crosta terrestre.
2. Dissolvido em águas subterrâneas.
3. Inclui no óleo, formando uma tampa de óleo e gás sobre ele.
4. Ocorre na forma de hidratos gasosos nas camadas do fundo do mar e pontos do Extremo Norte.

Se denotarmos a distribuição territorial de campos de gás, então os líderes são os seguintes países:

• Rússia.
• Países do Golfo.
• EUA.
• Canadá.
• Irã.
• Cazaquistão.
• Azerbaijão.
• Uzbequistão.
• Noruega.
• Turquemenistão.
• Holanda.

A produção no mundo é de cerca de 3643 bilhões de m² por ano³ por ano. Destes, apenas a Rússia responde por 673,46 bilhões de m³.

A temperatura do gás natural em que ele queima é 650 ⁰C. Ou seja, este é o indicador em que é capaz de auto-ignição. Nesse caso, uma quantidade maior de energia térmica é liberada do que durante a combustão de qualquer outro tipo de combustível. Naturalmente, isso não poderia deixar de afetar as áreas de uso desta substância.

É por isso que muitos países que não possuem reservas de gás natural são obrigados a importá-lo de outros estados. O transporte é realizado de várias maneiras:

• através da tubulação em estado gasoso;
• em tanques por mar - na forma líquida;
• invagões-tanque ferroviários - liquefeitos.

Cada caminho tem suas vantagens e desvantagens. Em particular, as opções marítimas e ferroviárias são mais seguras, pois a atividade química do gás liquefeito em cilindros refrigerados é muito menor do que em estado gasoso. O duto aumenta a distância de transmissão e seus volumes, além disso, esse método é economicamente viável.

Metano em gás natural

O gás metano é o principal componente da matéria-prima da mistura natural. Seu conteúdo varia de 70 a 98%. Por si só, este é o terceiro gás mais comum do planeta, que faz parte do petróleo, do espaço interestelar e da atmosfera de outros planetas.

Do ponto de vista da química, o gás metano é um hidrocarboneto saturado pertencente a vários compostos alifáticos saturados. O primeiro representante de alcanos ou parafinas. Sua atividade química é baixa, é bastante calma. Reativo:

• substituição;
• oxidação completa;
• conversões.

Queima com chama incolor de não fumar, não tem cheiro.

Tipos de gás natural

Existem três tipos principais da substância em questão.

1. Gás natural seco é aquele em que mais de 97% de metano está presente. Ou seja, o teor de impurezas, incluindo outros hidrocarbonetos, é extremamente baixo.
2. Gás magro. Este é o nome de uma mistura contendo uma pequena quantidade de hidrocarbonetos pesados.
3. Gás natural espesso é aquele que é rico em hidrocarbonetos pesados e componentes inorgânicos (nitrogênio, hidrogênio, hélio, argônio, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio).

Um conceito como o coeficiente de secura do gás, permite avaliar a qualidade das matérias-primas a partir das quais os produtos serão fabricados no futuro. Afinal, o próprio gás natural é apenas uma base. Diferentes indústrias exigem produtos diferentes, por isso são meticulosamente processados e refinados para atender a requisitos específicos.

Qualidade do produto

A qualidade do gás natural depende diretamente da composição. Se o metano predominar, esse produto será a melhor fonte de combustível. Se acima de tudo na composição de hidrocarbonetos graxos, então para a indústria química essas matérias-primas são as mais adequadas.

Para fornecer gás natural da qualidade certa, existem plantas químicas especiais onde ele passa por uma limpeza e processamento minuciosos antes de ser enviado para o destino final. Os métodos de trabalho dependerão do uso pretendido do produto.

Então, por exemplo, se for usado para fins domésticos, são adicionados odores especiais, em particular mercaptanos. Isso é feito para que o gás comece a cheirar, porque, em caso de vazamento, será fácil detectar. Todos os mercaptanos têm um odor forte.

Uso de gás natural

Consumo de gás natural por muitas indústriasindústria e instalações. Por exemplo:

• CHP.
• Caldeiras.
• Motores a gás.
• Produção química (fabricação de plásticos e outros materiais).
• Combustível para carros.
• Aquecimento residencial.
• Cozinhar alimentos.

Por isso a produção mundial dessa matéria-prima é tão alta, e as importações e exportações são estimadas em bilhões de dólares.

Ambiente

Em termos de limpeza da natureza, não há melhor fonte de combustível do que o gás natural. Organizações ambientais endossam totalmente seu uso. No entanto, nos últimos anos, a combustão do gás natural leva ao acúmulo de um dos produtos da reação - dióxido de carbono.

E por pertencer aos gases de efeito estufa, seus acúmulos são muito perigosos para o planeta. Portanto, vários trabalhos estão sendo realizados, projetos estão sendo desenvolvidos para proteger o estado ecológico do planeta do iminente efeito estufa.