Physikalische und chemische Eigenschaften von Erdgas. Produktion und Nutzung von Erdgas

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 05:21

Der gasförmige Zustand eines Stoffes ist der häufigste im Vergleich zu anderen Aggregatparametern von Verbindungen. Tatsächlich sind in diesem Zustand:

• Sterne;
• interstellarer Raum;
• Planeten;
• Atmosphäre;
• Kosmos als Ganzes.

Die Hauptunterscheidungseigenschaften von Gasen sind schwache intermolekulare Wechselwirkungen im Kristallgitter, aufgrund derer sich alle Hauptmerkmale dieser Substanzen manifestieren. Es gibt definitiv viele Gase. Wir werden jedoch das wichtigste und dritthäufigste auf unserem Planeten betrachten - natürlich.

Erdgaszusammensetzung

Wenn wir die qualitative Zusammensetzung von Erdgas charakterisieren, müssen wir sofort die Bestandteile von zwei Gruppen unterscheiden: organisch und anorganisch. Denn obwohl allgemein angenommen wird, dass es aus Methan besteht, ist dies nicht ganz richtig.

Bio-Zutaten umfassen:

• Methan - CH₄;
• Propan - C₃H₈;
• Butan - С₄Н₁₀;
• Ethan - C₂N₄;
• schwererKohlenwasserstoffe mit mehr als fünf Kohlenstoffatomen.

Anorganische Bestandteile umfassen die folgenden Verbindungen:

• Wasserstoff (in kleinen Mengen) - H₂;
• Kohlendioxid - CO₂;
• Helium - Nicht;
• Stickstoff - N₂;
• Schwefelwasserstoff - H₂S.

Was genau die Zusammensetzung einer bestimmten Mischung sein wird, hängt von der Quelle ab, dh von der Lagerstätte. Die gleichen Gründe erklären die verschiedenen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Erdgas. Jeder von ihnen wird jedoch abgebaut und jeder hat auch einen Wert. Es ist nur so, dass irgendeine Art als Brennstoff verwendet wird, und mit fremden Verunreinigungen gesättigt ist, wird es in der chemischen Industrie für die Synthese von Verbindungen verwendet.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Erdgas

Um solche Parameter genau anzugeben, sollte man wissen, wie genau das Gasgemisch zusammengesetzt ist. Wenn es schließlich von Methan dominiert wird (bis zu 97%), dann können die Eigenschaften angegeben werden, indem man sich darauf konzentriert.

Bei einem Überschuss an anorganischen Bestandteilen oder schweren Kohlenwasserstoffen (bis zu mehreren Prozent) verändern sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Erdgas dramatisch.

Daher können nur ungefähre physikalische Grenzen angegeben werden.

1. Selbstentzündungstemperatur - 650-700⁰C.
2. Oktanzahl - 120-130.
3. Keine Farbe, Geschmack oder Geruch.
4. Fast 2-mal leichter als Luft, konzentriert sich leicht in den oberen Schichten des Raums.
5. Dichte in Form eines Normalzustands (Gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Unter Normalbedingungen immer im gasförmigen Aggregatzustand.
7. Wenn es mit Luft in Mengen von 5-15% gemischt wird, ist es explosiv.
8. Verbrennungswärme beträgt etwa 46 MJ/m³.

Darüber hinaus sollte auch die chemische Seite der Erdgasparameter beachtet werden.

1. Es ist eine hochentzündliche Substanz, die sich bei einer bestimmten Temperatur mit und ohne Funken selbst entzünden kann.
2. Da der Hauptbestandteil Methan ist, hat es alle seine chemischen Eigenschaften.
3. Eintritt in Substitution, Dehydrierung, Pyrolyse, Brechungsreaktionen.
4. Komprimiert und verflüssigt sich bei niedrigen Temperaturen und hohen Drücken.

Offensichtlich bestimmen solche physikalischen und chemischen Eigenschaften von Erdgas ein breites Spektrum seiner Verwendung in der Industrie.

Besonderheit von Erdgas

Eine besondere Eigenschaft der betreffenden Verbindung ist die Fähigkeit, Gashydratablagerungen zu bilden, also in einem festen Zustand zu sein. Diese Strukturen stellen Volumina von Erdgas dar, die von Formationswassermolekülen im Verhältnis 1/220 absorbiert werden. Daher sind solche Lagerstätten extrem reiche Gesteine. Orte ihrer Konzentration in der Natur:

• tiefe Bodenschichten der Ozeane;
• Ansammlungen von Permafrost.

Existenzbedingungen - hydrodynamischer Druck und niedrige Temperaturen.

Erdgasfelder

Wenn wir über den Inh alt von Natural sprechenGas in der Natur ist es möglich, die Hauptkonzentrationsorte zu identifizieren:

1. Dies ist ein Sedimentgestein, ein Mineral, das über viele Jahrtausende durch den anaeroben Zerfall organischer Materie in den tiefen Schichten der Erdkruste entstanden ist.
2. Im Grundwasser gelöst.
3. Enthält Öl und bildet einen Öl- und Tankdeckel darüber.
4. Kommt in Form von Gashydraten in den Schichten des Meeresbodens und an Punkten des Hohen Nordens vor.

Wenn wir die Verteilung der Gasfelder territorial bezeichnen, dann sind die folgenden Länder führend:

• Russland.
• Golfstaaten.
• USA.
• Kanada.
• Iran.
• Kasachstan.
• Aserbaidschan.
• Usbekistan.
• Norwegen.
• Turkmenistan.
• Niederlande.

Die Produktion in der Welt beträgt jährlich etwa 3643 Milliarden m³ pro Jahr. Davon entfallen allein auf Russland 673,46 Mrd. m³.

Erdgas hat eine Brenntemperatur von 650 ⁰C. Das heißt, dies ist der Indikator, bei dem es zur Selbstentzündung fähig ist. In diesem Fall wird eine größere Menge an Wärmeenergie freigesetzt als bei der Verbrennung jedes anderen Brennstoffs. Dies musste sich natürlich auf die Einsatzgebiete dieser Substanz auswirken.

Deshalb sind viele Länder, die keine Erdgasreserven haben, gezwungen, es aus anderen Staaten zu importieren. Der Transport erfolgt auf verschiedene Arten:

• durch Rohrleitung im gasförmigen Zustand;
• in Seetanks - in flüssiger Form;
• inEisenbahnkesselwagen - verflüssigt.

Jeder Weg hat seine Vor- und Nachteile. Insbesondere See- und Eisenbahnoptionen sind sicherer, da die chemische Aktivität von Flüssiggas in gekühlten Flaschen viel geringer ist als in gasförmigem Zustand. Die Pipeline erhöht die Übertragungsentfernung und ihre Volumina, außerdem ist diese Methode wirtschaftlich rentabel.

Methan in Erdgas

Methangas ist der Hauptrohstoffbestandteil der natürlichen Mischung. Sein Geh alt reicht von 70-98%. An sich ist dies das dritthäufigste Gas auf dem Planeten, das Teil des Öls, des interstellaren Raums und der Atmosphäre anderer Planeten ist.

Methangas ist aus chemischer Sicht ein gesättigter Kohlenwasserstoff, der zu einer Reihe von gesättigten aliphatischen Verbindungen gehört. Der allererste Vertreter von Alkanen oder Paraffinen. Seine chemische Aktivität ist gering, es ist ziemlich ruhig. Reaktiv:

• Ersatz;
• vollständige Oxidation;
• Conversions.

Brennt mit farbloser Nichtraucherflamme, riecht nicht.

Erdgasarten

Es gibt drei Haupttypen der fraglichen Substanz.

1. Trockenes Erdgas ist eines, in dem mehr als 97 % Methan enth alten ist. Das heißt, der Geh alt an Verunreinigungen, einschließlich anderer Kohlenwasserstoffe, ist extrem gering.
2. Mageres Gas. Dies ist der Name eines Gemisches, das eine kleine Menge schwerer Kohlenwasserstoffe enthält.
3. Dickes Erdgas ist reich an schweren Kohlenwasserstoffen und anorganischen Bestandteilen (Stickstoff, Wasserstoff, Helium, Argon, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff).

Ein solches Konzept wie der Gastrockenheitskoeffizient ermöglicht es Ihnen, die Qualität der Rohstoffe zu bewerten, aus denen in Zukunft Produkte hergestellt werden. Schließlich ist Erdgas selbst nur eine Basis. Unterschiedliche Branchen erfordern unterschiedliche Produkte, daher werden diese sorgfältig verarbeitet und veredelt, um den spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.

Produktqualität

Die Qualität von Erdgas hängt direkt von der Zusammensetzung ab. Wenn Methan überwiegt, ist ein solches Produkt die beste Brennstoffquelle. Wenn vor allem in der Zusammensetzung von fetten Kohlenwasserstoffen, dann sind solche Rohstoffe für die chemische Industrie am besten geeignet.

Um Erdgas in der richtigen Qualität zu liefern, gibt es spezielle Chemieanlagen, in denen es gründlich gereinigt und aufbereitet wird, bevor es zum endgültigen Bestimmungsort transportiert wird. Die Arbeitsweise hängt von der beabsichtigten Verwendung des Produkts ab.

Wenn es also zum Beispiel im Haush alt verwendet wird, dann werden ihm spezielle Geruchsstoffe, insbesondere Mercaptane, zugesetzt. Dies geschieht, damit das Gas zu riechen beginnt, da es dann im Falle eines Lecks leicht zu erkennen ist. Alle Mercaptane haben einen starken Geruch.

Nutzung von Erdgas

Erdgasverbrauch vieler BranchenIndustrie und Einrichtungen. Zum Beispiel:

• KWK.
• Heizräume.
• Gasmotoren.
• Chemische Produktion (Herstellung von Kunststoffen und anderen Materialien).
• Kraftstoff für Autos.
• Wohnungsheizung.
• Essen kochen.

Deshalb ist die weltweite Produktion dieses Rohstoffs so hoch, und die Importe und Exporte werden auf Milliarden Dollar geschätzt.

Umwelt

In Sachen Sauberkeit für die Natur gibt es keinen besseren Brennstoff als Erdgas. Umweltorganisationen befürworten seine Verwendung voll und ganz. In den letzten Jahren führte die Verbrennung von Erdgas jedoch zur Ansammlung eines der Reaktionsprodukte - Kohlendioxid.

Und da es zu den Treibhausgasen gehört, sind seine Ansammlungen sehr gefährlich für den Planeten. Daher werden mehrere Arbeiten durchgeführt und Projekte entwickelt, um den ökologischen Zustand des Planeten vor dem drohenden Treibhauseffekt zu schützen.