Propriétés physiques et chimiques du gaz naturel. Production et utilisation du gaz naturel

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 05:26

L'état gazeux d'une substance est le plus courant par rapport aux autres paramètres agrégés des composés. En effet, dans cet état sont:

• étoiles;
• espace interstellaire;
• planètes;
• ambiance;
• cosmos dans son ensemble.

Les principales propriétés distinctives des gaz sont de faibles interactions intermoléculaires dans le réseau cristallin, grâce auxquelles toutes les principales caractéristiques de ces substances se manifestent. Il y a certainement beaucoup de gaz. Cependant, nous considérerons le plus important et le troisième plus commun sur notre planète - naturel.

Composition du gaz naturel

Si nous caractérisons la composition qualitative du gaz naturel, nous devons immédiatement distinguer les composants de deux groupes: organique et inorganique. Car, bien qu'il soit communément admis qu'il se compose de méthane, ce n'est pas tout à fait vrai.

Les ingrédients biologiques incluent:

• méthane - CH₄;
• propane - C₃H₈;
• butane - С₄Н₁₀;
• ethane - C₂N₄;
• plus lourdhydrocarbures à plus de cinq atomes de carbone.

Les composants inorganiques comprennent les composés suivants:

• hydrogène (en petite quantité) - H₂;
• dioxyde de carbone - CO₂;
• helium - Non;
• azote - N₂;
• sulfure d'hydrogène - H₂S.

Quelle sera exactement la composition d'un mélange particulier dépend de la source, c'est-à-dire du gisement. Les mêmes raisons expliquent les diverses propriétés physiques et chimiques du gaz naturel. Cependant, chacun d'entre eux est miné et chacun a également une valeur. C'est juste qu'un certain type est utilisé comme carburant, et saturé d'impuretés étrangères est trop gras utilisé dans l'industrie chimique pour la synthèse de composés.

Propriétés physiques et chimiques du gaz naturel

Pour spécifier exactement ces paramètres, vous devez savoir exactement quelle est la composition du mélange gazeux. Après tout, s'il est dominé par le méthane (jusqu'à 97 %), les caractéristiques peuvent être données en se concentrant dessus.

S'il y a un excès de composants inorganiques ou d'hydrocarbures lourds (jusqu'à plusieurs pour cent), alors les propriétés physiques et chimiques du gaz naturel changent radicalement.

Par conséquent, seules des limites physiques approximatives peuvent être spécifiées.

1. Température d'auto-inflammation - 650-700⁰C.
2. Indice d'octane - 120-130.
3. Pas de couleur, de goût ou d'odeur.
4. Plus léger que l'air presque 2 fois, facilement concentré dans les couches supérieures de la pièce.
5. Densité sous forme d'état normal (gaz) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Dans des conditions standard, toujours être dans un état d'agrégat gazeux.
7. Lorsqu'il est mélangé avec de l'air dans des volumes de 5 à 15 %, il est explosif.
8. La chaleur de combustion est d'environ 46 MJ/m³.

De plus, le côté chimique des paramètres du gaz naturel doit également être noté.

1. C'est une substance hautement inflammable, capable d'auto-inflammation avec et sans étincelle à une certaine température.
2. Étant donné que le composant principal est le méthane, il possède toutes ses propriétés chimiques.
3. Entrez dans substitution, déshydrogénation, pyrolyse, réactions de réfraction.
4. Comprime et se liquéfie à basses températures et hautes pressions.

De toute évidence, ces propriétés physiques et chimiques du gaz naturel déterminent un large éventail de son utilisation dans l'industrie.

Propriété spéciale du gaz naturel

Une propriété particulière du composé en question est sa capacité à former des dépôts d'hydrates de gaz, c'est-à-dire à être à l'état solide. Ces structures représentent des volumes de gaz naturel absorbés par les molécules d'eau de formation dans le rapport 1/220. Par conséquent, ces gisements sont des roches extrêmement riches. Lieux de leur concentration dans la nature:

• couches profondes des océans;
• accumulations de pergélisol.

Conditions d'existence - pression hydrodynamique et basses températures.

Champs de gaz naturel

Si nous parlons du contenu de naturelgaz dans la nature, il est possible d'identifier les principaux lieux de concentration:

1. Il s'agit d'une roche sédimentaire, un minéral qui s'est formé au cours de plusieurs millénaires par la décomposition anaérobie de la matière organique dans les couches profondes de la croûte terrestre.
2. Dissous dans les eaux souterraines.
3. Inclut dans l'huile, formant un bouchon d'huile et de gaz dessus.
4. Se présente sous forme d'hydrates de gaz dans les couches du fond marin et des pointes du Grand Nord.

Si nous désignons la répartition territoriale des gisements de gaz, alors les leaders sont les pays suivants:

• Russie.
• Pays du Golfe.
• États-Unis.
• Canada.

l'Iran

• Kazakhstan.
• Azerbaïdjan.
• Ouzbékistan.
• Norvège.
• Turkménistan.
• Pays-Bas.

La production dans le monde est annuellement d'environ 3643 milliards de m³ par an. Parmi ceux-ci, seule la Russie représente 673,46 milliards de m³.

La température du gaz naturel à laquelle il brûle est de 650 ⁰C. C'est-à-dire qu'il s'agit de l'indicateur auquel il est capable d'auto-inflammation. Dans ce cas, une plus grande quantité d'énergie thermique est libérée que lors de la combustion de tout autre type de combustible. Naturellement, cela ne pouvait qu'affecter les domaines d'utilisation de cette substance.

C'est pourquoi de nombreux pays qui n'ont pas de réserves de gaz naturel sont obligés de l'importer d'autres États. Le transport s'effectue de plusieurs manières:

• par pipeline à l'état gazeux;
• dans des réservoirs par mer - sous forme liquide;
• danswagons-citernes - liquéfiés.

Chaque chemin a ses avantages et ses inconvénients. En particulier, les options maritimes et ferroviaires sont plus sûres, car l'activité chimique du gaz liquéfié dans les bouteilles réfrigérées est bien inférieure à celle à l'état gazeux. Le pipeline augmente la distance de transmission et ses volumes, en plus, cette méthode est économiquement viable.

Méthane dans le gaz naturel

Le gaz méthane est la principale matière première du mélange naturel. Son contenu varie de 70 à 98 %. En soi, c'est le troisième gaz le plus répandu sur la planète, qui fait partie du pétrole, de l'espace interstellaire et de l'atmosphère d'autres planètes.

Du point de vue de la chimie, le gaz méthane est un hydrocarbure saturé appartenant à un certain nombre de composés aliphatiques saturés. Le tout premier représentant des alcanes ou des paraffines. Son activité chimique est faible, il est assez calme. Réactif:

• remplacement;
• oxydation complète;
• conversions.

Il brûle avec une flamme incolore qui ne fume pas, n'a pas d'odeur.

Types de gaz naturel

Il existe trois types principaux de la substance en question.

1. Le gaz naturel sec est un gaz dans lequel plus de 97 % de méthane est présent. C'est-à-dire que la teneur en impuretés, y compris d'autres hydrocarbures, est extrêmement faible.
2. Gaz maigre. C'est le nom d'un mélange contenant une petite quantité d'hydrocarbures lourds.
3. Le gaz naturel épais est un gaz riche en hydrocarbures lourds et en composants inorganiques (azote, hydrogène, hélium, argon, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène).

Un concept tel que le coefficient de siccité des gaz permet d'évaluer la qualité des matières premières à partir desquelles les produits seront fabriqués à l'avenir. Après tout, le gaz naturel lui-même n'est qu'une base. Différentes industries nécessitent des produits différents, ils sont donc méticuleusement transformés et raffinés pour répondre à des exigences spécifiques.

Qualité du produit

La qualité du gaz naturel dépend directement de sa composition. Si le méthane prédomine, un tel produit sera la meilleure source de carburant. Si le plus souvent dans la composition des hydrocarbures gras, ces matières premières sont les plus appropriées pour l'industrie chimique.

Afin de fournir du gaz naturel de la bonne qualité, il existe des usines chimiques spéciales où il subit un nettoyage et un traitement approfondis avant d'être expédié vers la destination finale. Les méthodes de travail dépendront de l'utilisation prévue du produit.

Ainsi, par exemple, s'il est utilisé à des fins domestiques, des odorants spéciaux, en particulier des mercaptans, y sont ajoutés. Ceci est fait pour que le gaz commence à sentir, car en cas de fuite, il sera facile à détecter. Tous les mercaptans ont une forte odeur.

Utilisation du gaz naturel

Consommation de gaz naturel par de nombreuses industriesl'industrie et les installations. Par exemple:

• CHP.
• Chaufferies.
• Moteurs à essence.
• Production chimique (fabrication de matières plastiques et autres matériaux).
• Carburant pour voitures.
• Chauffage résidentiel.
• Cuisiner des aliments.

C'est pourquoi la production mondiale de cette matière première est si élevée, et les importations et les exportations sont estimées à des milliards de dollars.

Environnement

En termes de propreté pour la nature, il n'y a pas de meilleure source de carburant que le gaz naturel. Les organisations environnementales approuvent pleinement son utilisation. Cependant, ces dernières années, la combustion du gaz naturel a entraîné l'accumulation de l'un des produits de la réaction, le dioxyde de carbone.

Et comme il fait partie des gaz à effet de serre, ses accumulations sont très dangereuses pour la planète. Par conséquent, de multiples travaux sont en cours, des projets sont en cours d'élaboration pour protéger l'état écologique de la planète de l'effet de serre imminent.