Proprietà fisiche e chimiche del gas naturale. L'uso del gas nell'industria e nell'economia

Bruciare gas naturale

Gas naturaleè un minerale allo stato gassoso. È ampiamente utilizzato come combustibile. Ma il gas naturale stesso non viene utilizzato come combustibile, i suoi componenti vengono separati da esso per un uso separato. È spesso associato al gas nella produzione di petrolio. Il gas naturale in condizioni di giacimento (condizioni di presenza all'interno della terra) è allo stato gassoso sotto forma di accumuli separati (depositi di gas) o sotto forma di tappo di gas di giacimenti di petrolio e gas - questo è gas libero; o allo stato disciolto in olio o acqua (in condizioni di giacimento) e in condizioni standard - solo allo stato gassoso. Il gas naturale può anche presentarsi sotto forma di gas idrati.

Quasi il 90% è costituito da idrocarburi, principalmente metano (CH 4). Contiene anche idrocarburi più pesanti: etano, propano, butano, nonché mercaptani e idrogeno solforato (di solito queste impurità sono dannose), azoto e anidride carbonica (sono sostanzialmente inutili, ma non dannosi), vapore acqueo, impurità utili di elio e altri gas inerti.

Composizione chimica

La parte principale del gas naturale è il metano (CH 4) - fino al 98%. La composizione del gas naturale può includere anche idrocarburi più pesanti - omologhi del metano:

• etano (C2H6),
• propano (C3H8),
• butano (C4H10),
• e altri alcani - da C 5 e superiori

Oltre ad altre sostanze non idrocarburiche:

• un'analisi più approfondita ha permesso di rilevare piccole quantità di elio (He) nel gas naturale.

Proprietà fisiche

Caratteristiche fisiche approssimative (a seconda della composizione):

• Densità:
  • da 0,7 a 1,0 kg/m 3 - gassoso secco, al n. sì.
  • 400 kg/m3 - liquido.
• Il calore di combustione di un m 3 di gas naturale allo stato gassoso a n.o.: 28-46 MJ, ovvero 6,7-11,0 Mcal.
• Numero di ottano se utilizzato nei motori a combustione interna: 120-130.
• I limiti di concentrazione di accensione (esplosione) del gas naturale (metano) sono compresi tra il 5 e il 15%. Al di fuori di questi limiti la miscela gas-aria non è suscettibile di propagazione della fiamma. Durante un'esplosione, la pressione in un volume chiuso aumenta a 0,8 ... 1 MPa.
• Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per poter rilevare una perdita dall'odore, no un gran numero di odori (molto spesso l'etil mercaptano è usato come odorizzante) che hanno un forte odore sgradevole, questi sono odoranti.
• Il gas naturale fuoriesce e si disperde rapidamente nell'atmosfera, il che è importante dal punto di vista della sicurezza.

Riserve di gas naturale

Mappa delle riserve di gas naturale nel mondo

Il metano e alcuni altri idrocarburi sono ampiamente distribuiti nello spazio. Metano- il terzo gas più comune nell'universo, dopo l'idrogeno e l'elio. Sotto forma di ghiaccio di metano, è coinvolto nella struttura di molti pianeti e asteroidi distanti dal Sole, ma tali accumuli, di regola, non sono classificati come depositi di gas naturale e non hanno ancora trovato applicazione pratica. Nel mantello terrestre è presente una quantità significativa di idrocarburi, ma anche questi non presentano alcun interesse.

Enormi depositi di gas naturale sono concentrati nel guscio sedimentario della crosta terrestre. Secondo la teoria dell'origine biogenica (organica) del petrolio, si formano a seguito della decomposizione dei resti di organismi viventi. Si ritiene che il gas naturale si formi nel guscio sedimentario a temperature e pressioni più elevate rispetto al petrolio. Coerente con ciò è il fatto che i giacimenti di gas sono spesso più profondi dei giacimenti petroliferi.

Enormi riserve di gas naturale sono possedute dalla Russia (giacimento di Urengoyskoye), dagli Stati Uniti e dal Canada. Tra gli altri paesi europei, vale la pena notare la Norvegia, ma le sue riserve sono piccole. Tra le ex repubbliche dell'Unione Sovietica, il Turkmenistan ha grandi riserve di gas, così come il Kazakistan (giacimento di Karachaganak).

Nella seconda metà del XX secolo presso l'Università di I. M. Gubkin scoprì gli idrati di gas naturale (o idrati di metano). Successivamente si è scoperto che le riserve di gas naturale in questo stato sono enormi. Si trovano sia sottoterra che in una leggera depressione sotto il fondale marino.

Estrazione e lavorazione del gas naturale

Giacimenti di gas

Un giacimento di petrolio o gas è un accumulo di idrocarburi che riempie i pori delle rocce permeabili. Se l'accumulo è consistente e il suo sfruttamento è economicamente fattibile, il giacimento è considerato industriale. I depositi che occupano vaste aree formano depositi.

Essiccazione a gas

Il contenuto di umidità del gas durante il trasporto provoca spesso gravi difficoltà operative. In determinate condizioni esterne (temperatura e pressione), l'umidità può condensare, formare tappi di ghiaccio e idrati cristallini e, in presenza di idrogeno solforato e ossigeno, causare la corrosione di tubazioni e apparecchiature. Per evitare queste difficoltà, il gas viene essiccato abbassando la temperatura del punto di rugiada di 5 ... 7 ° C al di sotto della temperatura operativa nel gasdotto.

Purificazione del gas da idrogeno solforato e anidride carbonica

Nei gas combustibili utilizzati per la fornitura di gas alle città, il contenuto di idrogeno solforato non deve superare 2 g per 100 m 3 di gas. Il contenuto di anidride carbonica non è limitato dalle norme, tuttavia, per ragioni tecniche ed economiche, non deve superare il 2% nel gas trasportato.

Odorizzazione del gas

Il gas naturale è inodore. Pertanto, per rilevare tempestivamente le perdite di gas, gli danno un odore: il gas viene odorizzato. Come odorizzante viene utilizzato l'etil mercaptano (C 2 H 5 SH). In termini di tossicità, è qualitativamente e quantitativamente identico all'idrogeno solforato e ha un odore acuto e sgradevole.

Trasporti

Il principale tipo di trasporto del gas, attualmente, è il gasdotto. Il gas si muove attraverso tubi di grande diametro ad una pressione di 75 atmosfere (7,5 MPa). Muovendosi lungo il gasdotto, il gas perde energia, viene spesa per superare la forza di attrito sia tra la parete del tubo e il gas, sia tra gli strati del gas stesso. Affinché la pressione nella tubazione venga mantenuta ad un determinato livello, ad una certa distanza l'una dall'altra, è necessario disporre di stazioni di compressione (CS), che devono mantenere la pressione nella tubazione a 75 atmosfere. La manutenzione e la costruzione di un oleodotto costano molti soldi, ma nonostante ciò l'oleodotto è il modo più economico per trasportare petrolio e gas.

Un altro modo per trasportare il gas è l'uso di navi cisterna speciali: le navi gasiere. Si tratta di navi appositamente attrezzate per il trasporto di gas allo stato liquefatto in determinate condizioni. Per trasportare il gas con questo metodo, è necessario, oltre alle navi cisterna stesse, effettuare una serie di misure preparatorie alla possibilità del loro utilizzo. È necessario allungare il gasdotto fino alla riva del mare, costruire un porto per le petroliere, un impianto per la liquefazione del gas e le petroliere stesse. Tuttavia, questo tipo di trasporto del gas è economicamente giustificato se il consumatore si trova a più di 3.000 km di distanza dai siti di produzione.

Sintesi del gas naturale

Esistono molti modi per ottenere gas naturale da altre sostanze organiche, come scarti di attività agricole, della lavorazione del legno, dell'industria alimentare, ecc.

L’umanità conosce da tempo l’esistenza del gas naturale. Secondo le stime più prudenti, in Cina il gas naturale veniva utilizzato per il riscaldamento e l’illuminazione già nel IV secolo a.C. Per ottenerlo furono perforati pozzi e condutture di bambù. Inoltre, per molto tempo, una fiamma brillante che non lascia cenere è stata oggetto di un culto mistico e religioso presso alcuni popoli. Ad esempio, sulla penisola di Absheron (territorio moderno dell'Azerbaigian) nel VII secolo fu eretto il tempio degli adoratori del fuoco Ateshgah, i cui servizi si svolgevano fino al XIX secolo.

La parola stessa "gas" fu coniata all'inizio del XVII secolo dal naturalista fiammingo Jan Baptist van Helmont per riferirsi all'"aria morta" (anidride carbonica) che riceveva. Helmont ha scritto: "Ho chiamato questo gas vapore, perché quasi non differisce dal caos degli antichi". Ma in questo caso abbiamo a che fare con una delle forme di esistenza della materia.

Non c’è ancora consenso tra gli scienziati sull’origine del gas naturale. Due concetti principali - biogenico e minerale - indicano ragioni diverse per la formazione di minerali idrocarburici nelle viscere della Terra.

• teoria dei minerali. La formazione di minerali negli strati rocciosi fa parte del processo di degassamento della Terra. A causa della dinamica interna della Terra, gli idrocarburi situati a grandi profondità salgono nella zona di minor pressione, formando di conseguenza depositi di gas.
• Teoria biogenica. Organismi viventi che morirono e affondarono sul fondo dei corpi idrici decomposti in uno spazio senz'aria. Affondando sempre più in profondità a causa dei movimenti geologici, i resti di materia organica decomposta si trasformarono sotto l'influenza di fattori termobarici (temperatura e pressione) in minerali idrocarburici, compreso il gas naturale.

Relativamente recentemente, un gruppo di scienziati dell'Istituto per i problemi del petrolio e del gas dell'Accademia russa delle scienze, guidato dal dottore in scienze geologiche e mineralogiche Azariy Barenbaum, ha sviluppato un nuovo concetto dell'origine del petrolio e del gas. Secondo questa teoria, grandi depositi di idrocarburi possono formarsi non nell’arco di milioni di anni, come si pensava in precedenza, ma solo nell’arco di decenni.

Il gas naturale può esistere sotto forma di depositi di gas situati negli strati di alcune rocce, sotto forma di calotte di gas (sopra il petrolio), nonché in forma disciolta o cristallina. Il gas naturale può anche presentarsi sotto forma di gas idrati (gli idrati di gas naturale sono gas idrati o clatrati - composti cristallini formati in determinate condizioni termobariche da acqua e gas).

Il gas naturale presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri combustibili e materie prime:

• il costo di estrazione del gas naturale è molto inferiore rispetto ad altri tipi di combustibile; la produttività del lavoro nella sua estrazione è maggiore che nell'estrazione di petrolio e carbone;
• l'assenza di monossido di carbonio nei gas naturali previene la possibilità di avvelenare le persone con fughe di gas;
• con il riscaldamento a gas di città e paesi, il bacino aereo è molto meno inquinato;
• quando si lavora con il gas naturale, è possibile automatizzare i processi di combustione, si ottiene un'elevata efficienza;
• le elevate temperature durante la combustione (oltre 2000°C) e il calore specifico di combustione consentono di utilizzare efficacemente il gas naturale come combustibile energetico e di processo.

Il gas è un combustibile più giovane del petrolio. L’era del gas naturale, infatti, è iniziata con la scoperta nel 1959 del giacimento di Groningen nei Paesi Bassi e la successiva scoperta delle riserve di gas da parte della Gran Bretagna nel bacino meridionale del Mare del Nord a metà degli anni ’60.

Secondo l'IEA, dall'inizio degli anni '70. la quota del gas nel bilancio energetico globale è aumentata dal 16% al 21% nel 2008. Secondo la BP Statistical Review of World Energy, questa quota nel 2008-2010. nel mondo il consumo energetico è stato ancora più elevato: circa il 24%. Lo studio Global Energy Outlook 2030 della BP afferma che il gas naturale sarà il combustibile in più rapida crescita nei prossimi 25 anni. Allo stesso tempo, gli esperti dell’Agenzia internazionale per l’energia ritengono che la quota del gas nel bilancio energetico globale aumenterà dal 21% al 25% entro il 2035, il gas diventerà il secondo vettore energetico dopo il petrolio, scalzando il carbone al terzo posto.

Composizione chimica

La composizione chimica del gas naturale è abbastanza semplice. La parte principale di questo tipo di gas è il metano (CH4) - l'idrocarburo più semplice (un composto organico costituito da atomi di carbonio e idrogeno), la sua quota supera il 92%.

A seconda del contenuto di metano si distinguono due principali gruppi di gas naturale:

• Gruppo di gas naturale H(H-gas, cioè gas ad alto contenuto calorico) grazie all'alto contenuto di metano (dall'87% al 99%) è della massima qualità. Il gas naturale russo appartiene al gruppo H e ha un alto potere calorifico. Grazie al suo alto contenuto di metano (~98%), è il gas naturale di migliore qualità al mondo.
• Gruppo gas naturale L(L-gas, cioè gas ipocalorico) è gas naturale con un contenuto di metano inferiore, dall'80% all'87%. Se i requisiti di qualità non vengono soddisfatti (11,1 kWh/m3), spesso il gas non può essere consegnato direttamente all'utente finale senza ulteriore lavorazione.

Oltre al metano, il gas naturale può contenere idrocarburi più pesanti, omologhi del metano: etano (C2H6), propano (C3H8), butano (C4H10) e alcune impurità non idrocarburiche. Allo stesso tempo, è importante che la composizione del gas naturale non sia costante e vari da giacimento a giacimento.

Proprietà fisiche

Caratteristiche fisiche approssimative (a seconda della composizione):

• Densità: da 0,7 a 1,0 kg/m3 (gassoso secco, in condizioni normali) o 400 kg/m3 (liquido).
• Temperatura di accensione: t = 650°C.
• Il calore di combustione di un m3 di gas naturale allo stato gassoso a n.c.: 28-46 MJ, ovvero 6,7-11,0 Mcal.
• Numero di ottano se utilizzato nei motori a combustione interna: 120-130.
• È 1,8 volte più leggero dell'aria, quindi, in caso di fuoriuscita, non si raccoglie in pianura, ma si alza.

Applicazione

Grazie ai suoi vantaggi rispetto ad altri vettori energetici, in termini economici e di rispetto dell'ambiente, il gas naturale sta diventando sempre più importante nell'industria e nelle famiglie.

Il gas naturale come vettore energetico fossile viene utilizzato principalmente per il riscaldamento degli ambienti residenziali e industriali, la cucina, la produzione di energia e nel settore industriale per la generazione di calore.

Il gas naturale viene utilizzato in piccola parte come carburante per motori. A causa dell'aumento del prezzo della benzina negli ultimi anni e mesi, è aumentato il numero di veicoli privati ​​convertiti a motori a gas. Inoltre, camion e autobus vengono riattrezzati per funzionare a gas naturale. Un argomento importante a favore del gas naturale è, oltre al fattore costo, anche la minore emissione di sostanze nocive nell’atmosfera.

Primi 20 paesi del mondo in termini di riserve accertate di gas (secondo i risultati del 2010)

Fonte

Primi 20 paesi al mondo per consumo di gas (secondo i risultati del 2010)

Fonte: Revisione statistica BP dell'energia mondiale 2011

20 paesi leader nel mondo in termini di produzione di gas (secondo i risultati del 2010)

Fonte: Revisione statistica BP dell'energia mondiale 2011

Il gas naturale entra perfettamente in una reazione di combustione chimica. Pertanto, molto spesso da esso si ottiene energia: elettrica e termica. Ma sulla base del gas si possono produrre fertilizzanti, carburante, vernici e molto altro ancora.

Carburante verde

In Russia, circa la metà delle forniture di gas provengono da società e servizi energetici. Anche se in casa non sono presenti fornelli o scaldabagni a gas, la luce e l'acqua calda vengono comunque ottenute molto probabilmente utilizzando il gas naturale.
Il gas naturale è il combustibile fossile idrocarburo più pulito. Quando viene bruciato si formano solo acqua e anidride carbonica, mentre quando vengono bruciati prodotti petroliferi e carbone si formano anche fuliggine e ceneri. Inoltre, l'emissione di anidride carbonica a effetto serra derivante dalla combustione del gas naturale è la più bassa, per questo ha ricevuto il nome di "carburante verde". Grazie alle sue elevate prestazioni ambientali, il gas naturale occupa un posto dominante nel settore energetico delle megalopoli.

Puoi andare a gas

Il gas naturale può essere utilizzato come carburante per motori. Il metano compresso (o compresso) costa la metà del prezzo della benzina a 76 ottani, prolunga la vita del motore e può migliorare l’ecologia delle città. Il motore a gas naturale è conforme allo standard ambientale Euro-4. Il gas può essere utilizzato per le automobili convenzionali, il trasporto agricolo, l'acqua, l'aria e il trasporto ferroviario.

Il gas compresso viene prodotto nelle stazioni di compressione del gas per automobili (CNG) comprimendo il gas naturale fornito attraverso un gasdotto a 20–25 MPa (200–250 atmosfere).

È anche possibile produrre carburanti liquidi dal gas naturale utilizzando la tecnologia gas-liquido (GTL). Poiché il gas naturale è un prodotto piuttosto inerte, durante la lavorazione nella prima fase viene quasi sempre convertito in una miscela gas-vapore più reattiva, il cosiddetto gas di sintesi (una miscela di CO e H 2).
Quindi viene inviato alla sintesi per ottenere combustibile liquido. Può essere il cosiddetto olio sintetico, gasolio, nonché oli lubrificanti e paraffine.

Per la prima volta gli idrocarburi liquidi dal gas di sintesi furono ottenuti dai chimici tedeschi Franz Fischer e Hans Tropsch nel 1923. È vero, allora usavano il carbone come fonte di idrogeno. Varie versioni del metodo Fischer-Tropsch sono attualmente utilizzate in molti processi gas-liquidi presenti sul mercato.

guarnizione

Il trattamento primario del gas avviene presso GPP - impianti di trattamento del gas.
Oltre al metano, il gas naturale contiene solitamente una serie di impurità che devono essere separate. Questi sono azoto, anidride carbonica, idrogeno solforato, elio, vapore acqueo.
Pertanto, prima di tutto, il gas presso il GPP viene sottoposto a un trattamento speciale: pulizia ed essiccazione. Qui il gas viene compresso alla pressione necessaria per la lavorazione. Negli impianti di stripping, il gas viene separato in benzina naturale instabile e gas strippato, un prodotto che viene successivamente pompato nei principali gasdotti. Lo stesso gas già purificato va agli impianti chimici, dove ne vengono prodotti metanolo e ammoniaca.

E la benzina naturale instabile dopo la separazione dal gas viene alimentata agli impianti di frazionamento del gas, dove da questa miscela vengono rilasciati idrocarburi leggeri: etano, propano, butano, pentano. Questi prodotti diventano anche materie prime per ulteriori lavorazioni. Da loro inoltre ricevono, ad esempio, polimeri e gomme. La stessa miscela di propano e butano è un prodotto finito: viene pompata in bombole e utilizzata come combustibile domestico.

Vernice, colla e aceto

Secondo uno schema simile al processo Fischer-Tropsch, dal gas naturale si ottiene il metanolo (CH 3 OH). Viene utilizzato come reagente per combattere i tappi di idrati che si formano nelle tubazioni a basse temperature. Il metanolo può anche diventare una materia prima per la produzione di prodotti più complessi sostanze chimiche: formaldeide, materiali isolanti, vernici, pitture, adesivi, additivi per carburanti, acido acetico.

Anche i fertilizzanti minerali si ottengono dal gas naturale attraverso numerose trasformazioni chimiche. Il primo passo è l'ammoniaca. Il processo per ottenere l'ammoniaca dal gas è simile al processo gas-liquido, ma sono necessari catalizzatori, pressione e temperatura diversi.

L'ammoniaca stessa è un fertilizzante e viene utilizzata anche nelle unità di refrigerazione come refrigerante e come materia prima per la produzione di composti contenenti azoto: acido nitrico, nitrato di ammonio, urea.

Come si ottiene l'ammoniaca?

Innanzitutto, il gas naturale viene purificato dallo zolfo, quindi viene miscelato con vapore acqueo riscaldato ed entra nel reattore, dove passa attraverso gli strati catalitici. Questa fase è chiamata reforming primario o steam-gas reforming. Dal reattore esce una miscela gassosa composta da idrogeno, metano, anidride carbonica (CO 2) e monossido di carbonio (CO). Inoltre, questa miscela viene inviata al reforming secondario (reforming aria-vapore), dove viene miscelata con l'ossigeno dell'aria, vapore e azoto nel rapporto richiesto. Nella fase successiva, CO e CO 2 vengono rimossi dalla miscela. Successivamente, la miscela di idrogeno e azoto entra nella sintesi vera e propria dell'ammoniaca.

Stato sotto forma di gas naturale idrati.

Composizione chimica

La parte principale del gas naturale è il metano (CH 4) - dal 70 al 98%. La composizione del gas naturale può includere idrocarburi più pesanti - omologhi del metano:

• etano (C2H6),
• propano (C3H8),
• butano (C4H10).

Il gas naturale contiene anche altre sostanze che non sono idrocarburi:

• elio (He) e altri gas inerti.

Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per facilitare la possibilità di determinare una perdita di gas, vengono aggiunti odori in una piccola quantità: sostanze che hanno un odore acuto e sgradevole (cavolo marcio, fieno marcio, uova marce). Gli odorizzanti più comunemente utilizzati sono i tioli (mercaptani), come l'etil mercaptano (16 g per 1000 m³ di gas naturale).

Proprietà fisiche

Caratteristiche fisiche approssimative (a seconda della composizione; in condizioni normali, salvo diversa indicazione):

Giacimenti di gas naturale

Enormi depositi di gas naturale sono concentrati nel guscio sedimentario della crosta terrestre. Secondo la teoria dell'origine biogenica (organica) del petrolio, si formano a seguito della decomposizione dei resti di organismi viventi. Si ritiene che il gas naturale si formi nel guscio sedimentario a temperature e pressioni più elevate rispetto al petrolio. Coerente con ciò è il fatto che i giacimenti di gas sono spesso più profondi dei giacimenti petroliferi.

Enormi riserve di gas naturale sono possedute dalla Russia (giacimento di Urengoyskoye), dall'Iran, dalla maggior parte dei paesi del Golfo Persico, dagli Stati Uniti, dal Canada. Tra i paesi europei, vale la pena notare la Norvegia, i Paesi Bassi. Tra le ex repubbliche dell’Unione Sovietica, Turkmenistan, Azerbaigian, Uzbekistan e Kazakistan (giacimento di Karachaganak) possiedono grandi riserve di gas.

Il metano e alcuni altri idrocarburi sono ampiamente distribuiti nello spazio. Il metano è il terzo gas più abbondante nell’universo, dopo l’idrogeno e l’elio. Sotto forma di ghiaccio di metano, è coinvolto nella struttura di molti pianeti e asteroidi distanti dal Sole, ma tali accumuli, di regola, non sono classificati come depositi di gas naturale e non hanno ancora trovato applicazione pratica. Nel mantello terrestre è presente una quantità significativa di idrocarburi, ma anche questi non presentano alcun interesse.

I gas idrati

Nella scienza, si ritiene da tempo che gli accumuli di idrocarburi con un peso molecolare superiore a 60 si trovino nella crosta terrestre allo stato liquido, mentre quelli più leggeri siano allo stato gassoso. Tuttavia, nella seconda metà del 20 ° secolo, un gruppo di dipendenti A. A. Trofimuk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu., formano depositi di stato solido e idrati di gas. Successivamente si è scoperto che le riserve di gas naturale in questo stato sono enormi.

Il gas passa allo stato solido nella crosta terrestre, collegandosi con l'acqua di formazione a pressioni idrostatiche fino a 250 atm e temperature relativamente basse (fino a +22 °C). I depositi di gas idrati hanno una concentrazione di gas per unità di volume del mezzo poroso incomparabilmente più elevata rispetto ai normali depositi di gas, poiché un volume di acqua, quando passa allo stato di idrato, lega fino a 220 volumi di gas. Le zone di depositi di gas idrati sono concentrate principalmente nelle aree di permafrost, nonché a una profondità ridotta sotto il fondo dell'oceano.

Riserve di gas naturale

Estrazione e trasporto

Estrazione

Applicazione

Il gas naturale trova largo impiego come combustibile negli edifici residenziali, privati ​​e condominiali per il riscaldamento, il riscaldamento dell'acqua e la cucina; Come

DEFINIZIONE

Gas naturale- Si tratta di una miscela di gas (di natura organica e inorganica) formata nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche. Risorsa minerale.

Una componente significativa del gas naturale è il metano (70 – 98%), seguito da etano, propano e butano; tra i gas di natura inorganica, il gas naturale può comprendere mono- e anidride carbonica, azoto, gas inerti, idrogeno, idrogeno solforato. La composizione chimica del gas naturale (il contenuto in volume di ciascun gas) può variare a seconda del settore.

Proprietà chimiche del gas naturale

Poiché il gas naturale è una miscela di gas, è impossibile specificare quali proprietà chimiche lo caratterizzano, perché. poiché ogni sostanza inclusa nella sua composizione è caratterizzata da proprietà chimiche proprie e speciali. Si può però dire che il gas naturale è caratterizzato dalla combustione e, tra tutte le sostanze che compongono il gas naturale, bruciano nell'aria solo gli idrocarburi (metano, etano, ecc.) e il monossido di carbonio. Prodotti di reazione alla combustione del gas naturale:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O;

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O;

2C 3 H 8 + 10O 2 \u003d 6CO 2 + 8H 2 O;

2CO + O 2 \u003d 2CO 2.

Proprietà fisiche del gas naturale

Il gas naturale, quando si trova nelle viscere della Terra, può trovarsi allo stato gassoso (depositi di gas), sotto forma di "tappo" di gas di giacimenti di petrolio e gas, in forma disciolta nel petrolio o nell'acqua. Il gas naturale puro è inodore e incolore. La temperatura di accensione del gas naturale è 650°C. Il gas naturale è 1,8 gas più leggero dell’aria.

Ottenere gas naturale

Il gas naturale viene estratto dalle viscere della Terra mediante pozzi. Il gas esce dalle viscere perché nel serbatoio è sotto una pressione molte volte superiore alla pressione atmosferica. Pertanto, la forza motrice è la differenza di pressione tra il serbatoio e il sistema di raccolta.

Applicazione del gas naturale

L'utilizzo principale del gas naturale è come combustibile per il riscaldamento degli edifici residenziali, per il riscaldamento dell'acqua e per cucinare; come combustibile per automobili, caldaie, centrali termoelettriche, ecc. Inoltre, il gas naturale viene utilizzato nell'industria chimica (materia prima per la produzione di varie sostanze organiche).

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

ESEMPIO 2