Trạng thái khí của một chất là phổ biến nhất so với các thông số tổng hợp khác của các hợp chất. Thật vậy, ở trạng thái này là:
- sao;
- không gian giữa các vì sao;
- hành tinh;
- bầu không khí;
- vũ trụ nói chung.
Tính chất phân biệt chính của các chất khí là tương tác giữa các phân tử trong mạng tinh thể yếu, do đó tất cả các đặc điểm chính của các chất này được thể hiện. Chắc chắn có rất nhiều khí. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ coi điều quan trọng nhất và phổ biến thứ ba trên hành tinh của chúng ta - tự nhiên.
Thành phần khí tự nhiên
Nếu chúng ta nêu đặc điểm về thành phần định tính của khí thiên nhiên, thì chúng ta phải phân biệt ngay thành phần của hai nhóm: hữu cơ và vô cơ. Bởi vì, mặc dù người ta thường tin rằng nó bao gồm khí mêtan, nhưng điều này không hoàn toàn đúng.
Thành phần hữu cơ bao gồm:
- mêtan - CH4;
- propan - C3H8;
- butan - С4Н10;
- etan - C2N4;
- nặng hơnhydrocacbon có hơn năm nguyên tử cacbon.
Thành phần vô cơ bao gồm các hợp chất sau:
- hydro (với số lượng nhỏ) - H2;
- carbon dioxide - CO2;
- heli - Không phải;
- nitơ - N2;
- hydro sunfua - H2S.
Chính xác thì thành phần của một hỗn hợp cụ thể sẽ như thế nào phụ thuộc vào nguồn, tức là tiền gửi. Những lý do tương tự giải thích các tính chất vật lý và hóa học khác nhau của khí tự nhiên. Tuy nhiên, bất kỳ cái nào trong số chúng đều được khai thác và mỗi cái cũng có một giá trị. Chỉ là một số loại được sử dụng làm nhiên liệu và bão hòa với các tạp chất lạ quá béo được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất để tổng hợp các hợp chất.
Tính chất vật lý và hóa học của khí thiên nhiên
Để chỉ định chính xác các thông số như vậy, bạn nên biết thành phần chính xác của hỗn hợp khí là gì. Rốt cuộc, nếu nó bị metan chi phối (lên đến 97%), thì các đặc điểm có thể được đưa ra, tập trung vào nó.
Nếu dư thừa các thành phần vô cơ hoặc hydrocacbon nặng (lên đến vài phần trăm), thì các tính chất vật lý và hóa học của khí tự nhiên sẽ thay đổi đáng kể.
Do đó, chỉ có thể chỉ định các giới hạn vật lý gần đúng.
- Nhiệt độ tự đánh lửa - 650-7000C.
- Số Octan - 120-130.
- Không có màu, vị hay mùi.
- Nhẹ hơn không khí gần 2 lần, dễ dàng tập trung ở các tầng trên của phòng.
- Mật độ ở dạng trạng thái bình thường (khí) - 0, 68-0,85 kg / m3.
- Trong điều kiện tiêu chuẩn, luôn ở trạng thái kết hợp khí.
- Khi trộn với không khí với khối lượng từ 5-15%, nó sẽ nổ.
- Nhiệt đốt cháy khoảng 46 MJ / m3.
Ngoài ra, mặt hóa học của các thông số khí tự nhiên cũng cần được lưu ý.
- Nó là một chất rất dễ cháy, có khả năng tự bốc cháy có và không có tia lửa ở một nhiệt độ nhất định.
- Vì thành phần chính là mêtan nên nó có tất cả các đặc tính hóa học.
- Tham gia vào các phản ứng thế, khử hydro, nhiệt phân, khúc xạ.
- Nén và hóa lỏng ở nhiệt độ thấp và áp suất cao.
Rõ ràng, các đặc tính vật lý và hóa học của khí tự nhiên quyết định nhiều loại việc sử dụng nó trong ngành công nghiệp.
Tính chất đặc biệt của khí thiên nhiên
Một tính chất đặc biệt của hợp chất được đề cập là khả năng tạo cặn hyđrat khí, tức là ở trạng thái rắn. Những cấu trúc này đại diện cho thể tích khí tự nhiên được hấp thụ bởi các phân tử nước hình thành theo tỷ lệ 1/220. Do đó, các mỏ như vậy là các loại đá vô cùng phong phú. Nơi tập trung của chúng trong tự nhiên:
- lớp đáy sâu của đại dương;
- tích tụ của lớp băng vĩnh cửu.
Điều kiện tồn tại - áp suất thuỷ động lực và nhiệt độ thấp.
Mỏ khí tự nhiên
Nếu chúng ta nói về nội dung của tự nhiêntrong tự nhiên, có thể xác định những nơi tập trung chính:
- Đây là một loại đá trầm tích, một khoáng chất đã được hình thành qua nhiều thiên niên kỷ do sự phân hủy kỵ khí của chất hữu cơ trong các lớp sâu của vỏ trái đất.
- Hòa tan trong nước ngầm.
- Bao gồm trong dầu, tạo thành một nắp dầu và khí trên đó.
- Xảy ra ở dạng khí hydrat trong các lớp của đáy biển và các điểm của vùng Viễn Bắc.
Nếu chúng ta biểu thị sự phân bố của các mỏ khí theo lãnh thổ, thì các quốc gia đứng đầu là các quốc gia sau:
- Nga.
- các nước vùng Vịnh.
- Mỹ.
- Canada.
- Iran.
- Kazakhstan.
- Azerbaijan.
- Uzbekistan.
- Nauy.
- Turkmenistan.
- Hà Lan.
Sản lượng trên thế giới hàng năm khoảng 3643 tỷ m3mỗi năm. Trong số này, chỉ có Nga chiếm 673,46 tỷ m3.
Nhiệt độ của khí thiên nhiên mà nó cháy là 6500C. Tức là đây là chỉ số mà nó có khả năng tự bốc cháy. Trong trường hợp này, một lượng nhiệt năng được giải phóng lớn hơn trong quá trình đốt cháy bất kỳ loại nhiên liệu nào khác. Đương nhiên, điều này không thể nhưng ảnh hưởng đến các khu vực sử dụng chất này.
Đó là lý do tại sao nhiều quốc gia không có trữ lượng khí đốt tự nhiên buộc phải nhập khẩu nó từ các bang khác. Vận chuyển được thực hiện theo một số cách:
- thông qua đường ống ở trạng thái khí;
- trong bể chứa bằng đường biển - ở dạng lỏng;
- trongtoa xe bồn - hóa lỏng.
Mỗi con đường đều có ưu và nhược điểm. Đặc biệt, các lựa chọn đường biển và đường sắt an toàn hơn, vì hoạt tính hóa học của khí đốt hóa lỏng trong các bình lạnh thấp hơn nhiều so với ở trạng thái khí. Đường ống làm tăng khoảng cách truyền tải và khối lượng của nó, ngoài ra, phương pháp này còn hiệu quả về mặt kinh tế.
Metan trong khí tự nhiên
Khí mêtan là thành phần nguyên liệu chính của hỗn hợp tự nhiên. Hàm lượng của nó dao động từ 70-98%. Bản thân nó, đây là loại khí phổ biến thứ ba trên hành tinh, là một phần của dầu mỏ, không gian giữa các vì sao và bầu khí quyển của các hành tinh khác.
Theo quan điểm của hóa học, khí metan là một hiđrocacbon no thuộc một số hợp chất béo no. Đại diện đầu tiên của ankan hoặc parafin. Hoạt động hóa học của nó thấp, nó khá bình tĩnh. Phản ứng:
- thay thế;
- oxi hóa hoàn toàn;
- chuyển đổi.
Đốt bằng ngọn lửa không màu không khói, không mùi.
Các loại khí tự nhiên
Có ba loại chất chính được đề cập.
- Khí thiên nhiên khô là khí có hơn 97% khí mêtan. Tức là, hàm lượng tạp chất, bao gồm cả các hydrocacbon khác, rất thấp.
- Gầy_khí. Đây là tên của hỗn hợp có chứa một lượng nhỏ hydrocacbon nặng.
- Khí thiên nhiên đặc là khí giàu hydrocacbon nặng và các thành phần vô cơ (nitơ, hydro, heli, argon, carbon dioxide, hydro sulfide).
Một khái niệm như là hệ số khô khí, cho phép bạn đánh giá chất lượng của nguyên liệu thô mà từ đó sản phẩm sẽ được sản xuất trong tương lai. Xét cho cùng, bản thân khí tự nhiên chỉ là một cơ sở. Các ngành công nghiệp khác nhau yêu cầu các sản phẩm khác nhau, vì vậy chúng được gia công tỉ mỉ và tinh tế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
Chất lượng sản phẩm
Chất lượng của khí tự nhiên phụ thuộc trực tiếp vào thành phần. Nếu mêtan chiếm ưu thế, thì sản phẩm như vậy sẽ là nguồn nhiên liệu tốt nhất. Nếu hầu hết trong thành phần của hydrocacbon béo, thì đối với ngành công nghiệp hóa chất, những nguyên liệu thô như vậy là phù hợp nhất.
Để cung cấp khí tự nhiên với chất lượng phù hợp, có các nhà máy hóa chất đặc biệt, nơi nó được làm sạch và xử lý kỹ lưỡng trước khi vận chuyển tiếp đến điểm đến cuối cùng. Phương pháp làm việc sẽ phụ thuộc vào mục đích sử dụng của sản phẩm.
Vì vậy, ví dụ, nếu nó được sử dụng cho mục đích gia dụng, thì chất tạo mùi đặc biệt, cụ thể là mercaptan, sẽ được thêm vào nó. Điều này được thực hiện để khí bắt đầu có mùi, vì sau đó trong trường hợp rò rỉ sẽ dễ dàng phát hiện ra. Tất cả mercaptan đều có mùi nặng.
Sử dụng khí tự nhiên
Tiêu thụ khí tự nhiên của nhiều ngành công nghiệpcông nghiệp và cơ sở vật chất. Ví dụ:
- CHP.
- Phòng lò hơi.
- Động cơ xăng.
- Sản xuất hóa chất (sản xuất nhựa và các vật liệu khác).
- Nhiên liệu cho ô tô.
- Sưởi ấm khu dân cư.
- Nấu ăn.
Đó là lý do tại sao sản lượng nguyên liệu thô này của thế giới rất cao, xuất nhập khẩu ước tính hàng tỷ đô la.
Môi trường
Về độ sạch đối với thiên nhiên, không có nguồn nhiên liệu nào tốt hơn khí tự nhiên. Các tổ chức môi trường hoàn toàn xác nhận việc sử dụng nó. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, quá trình đốt cháy khí tự nhiên dẫn đến sự tích tụ của một trong những sản phẩm phản ứng - carbon dioxide.
Và vì nó thuộc loại khí nhà kính nên sự tích tụ của nó rất nguy hiểm cho hành tinh. Do đó, nhiều công trình đang được thực hiện, các dự án đang được phát triển để bảo vệ trạng thái sinh thái của hành tinh khỏi hiệu ứng nhà kính sắp xảy ra.
