Tabia za kimaumbile na kemikali za gesi asilia. Uzalishaji na matumizi ya gesi asilia

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Hali ya gesi ya dutu ndiyo inayojulikana zaidi ikilinganishwa na vigezo vingine vya jumla vya misombo. Hakika, katika hali hii ni:

nyota;
nafasi ya nyota;
sayari;
anga;
cosmos kwa ujumla.

tabia ya kimwili na kemikali ya gesi asilia

Sifa kuu bainifu za gesi ni mwingiliano hafifu wa baina ya molekuli kwenye kimiani ya fuwele, kutokana na ambayo sifa kuu zote za dutu hizi hudhihirishwa. Hakika kuna gesi nyingi. Hata hivyo, tutazingatia muhimu zaidi na ya tatu ya kawaida zaidi kwenye sayari yetu - asili.

Muundo wa gesi asilia

Ikiwa tunaangazia utungaji wa ubora wa gesi asilia, basi lazima tutofautishe vipengele vya makundi mawili mara moja: kikaboni na isokaboni. Kwa kuwa, ingawa inaaminika kuwa ina methane, hii si kweli kabisa.

Viungo vya kikaboni ni pamoja na:

methane - CH₄;
propane - C₃H₈;
butane - С₄Н₁₀;
ethane - C₂N₄;
nzito zaidihidrokaboni zenye zaidi ya atomi tano za kaboni.

Vijenzi isokaboni vinajumuisha misombo ifuatayo:

hidrojeni (kwa kiasi kidogo) - H₂;
carbon dioxide - CO₂;
heli - Sio;
nitrogen - N₂;
sulfidi hidrojeni - H₂S.

Ni nini hasa kitakuwa utungaji wa mchanganyiko fulani inategemea chanzo, yaani, amana. Sababu sawa zinaelezea mali mbalimbali za kimwili na kemikali za gesi asilia. Hata hivyo, yeyote kati yao huchimbwa, na kila mmoja pia ana thamani. Ni kwamba baadhi tu ya aina hutumika kama mafuta, na iliyojaa uchafu wa kigeni ni mafuta mengi yanayotumika katika tasnia ya kemikali kwa usanisi wa misombo.

Sifa za kimwili na kemikali za gesi asilia

Ili kubainisha vigezo hivyo haswa, unapaswa kujua ni nini hasa muundo wa mchanganyiko wa gesi. Baada ya yote, ikiwa inaongozwa na methane (hadi 97%), basi sifa zinaweza kutolewa, kwa kuzingatia.

Iwapo kuna ziada ya viambajengo isokaboni au hidrokaboni nzito (hadi asilimia kadhaa), basi sifa halisi na kemikali za gesi asilia hubadilika sana.

Kwa hivyo, makadirio pekee ya mipaka ya kimwili yanaweza kubainishwa.

joto la kuwaka kiotomatiki - 650-700⁰C.
Nambari ya Octane - 120-130.
Hakuna rangi, ladha au harufu.
Nyepesi kuliko hewa karibu mara 2, inajilimbikizia kwa urahisi kwenye tabaka za juu za chumba.
Msongamano katika hali ya kawaida (gesi) - 0, 68-0,85 kg/m³.
Chini ya hali ya kawaida, uwe katika hali ya mkusanyiko wa gesi kila wakati.
Inapochanganywa na hewa katika ujazo wa 5-15%, hulipuka.
Joto la mwako ni takriban 46 MJ/m³.

Aidha, upande wa kemikali wa vigezo vya gesi asilia pia unapaswa kuzingatiwa.

Ni dutu inayoweza kuwaka sana, inayoweza kujiwasha yenyewe na bila cheche kwa joto fulani.
Kwa kuwa kijenzi kikuu ni methane, ina sifa zake zote za kemikali.
Ingia katika kubadilisha, dehydrogenation, pyrolysis, athari za kinzani.
Hugandamiza na kuyeyusha kwenye joto la chini na shinikizo la juu.

Ni wazi, sifa hizo za kimaumbile na kemikali za gesi asilia huamua aina mbalimbali za matumizi yake katika tasnia.

Mali maalum ya gesi asilia

Sifa maalum ya kiwanja husika ni uwezo wa kutengeneza amana za hydrate ya gesi, yaani, kuwa katika hali ngumu. Miundo hii inawakilisha wingi wa gesi asilia inayofyonzwa na malezi ya molekuli za maji katika uwiano wa 1/220. Kwa hivyo, amana kama hizo ni miamba tajiri sana. Maeneo ya mkusanyiko wao katika asili:

tabaka za chini kabisa za bahari;
mikusanyiko ya barafu.

Hali ya kuwepo - shinikizo la maji na halijoto ya chini.

Viwanja vya gesi asilia

Tukizungumza kuhusu maudhui ya asiligesi katika asili, inawezekana kutambua maeneo makuu ya mkusanyiko:

Hii ni mwamba wa sedimentary, madini ambayo yameundwa kwa milenia nyingi na kuoza kwa anaerobic ya viumbe hai katika tabaka za kina za ukoko wa dunia.
Imeyeyushwa kwenye maji ya ardhini.
Inajumuisha katika mafuta, kutengeneza kifuniko cha mafuta na gesi juu yake.
Hutokea katika mfumo wa hidrati za gesi katika tabaka za sehemu ya chini ya bahari na sehemu za Kaskazini ya Mbali.

Ikiwa tunaashiria usambazaji wa maeneo ya gesi kieneo, basi viongozi ni nchi zifuatazo:

Urusi.
Nchi za Ghuba.
USA.
Canada.
Iran.
Kazakhstan.
Azerbaijan.
Uzbekistan.
Norway.
Turkmenistan.
Uholanzi.

Uzalishaji ulimwenguni kila mwaka ni takriban bilioni 3643 m³ kwa mwaka. Kati ya hizi, ni Urusi pekee inayochukua bilioni 673.46 m³.

Joto la gesi asilia ambapo inawaka ni 650 ⁰C. Hiyo ni, hii ndio kiashiria ambacho ina uwezo wa kuwasha. Katika kesi hiyo, kiasi kikubwa cha nishati ya joto hutolewa kuliko wakati wa mwako wa aina nyingine yoyote ya mafuta. Kwa kawaida, hii isingeweza lakini kuathiri maeneo ya matumizi ya dutu hii.

Ndio maana nchi nyingi ambazo hazina akiba ya gesi asilia hulazimika kuiagiza kutoka mataifa mengine. Usafiri unafanywa kwa njia kadhaa:

kupitia bomba katika hali ya gesi;
katika matangi kando ya bahari - katika hali ya kimiminiko;
ndanimagari ya tanki ya reli - yametiwa kimiminika.

Kila njia ina faida na hasara zake. Hasa, chaguzi za bahari na reli ni salama zaidi, kwani shughuli za kemikali za gesi yenye maji kwenye mitungi ya friji ni ya chini sana kuliko katika hali ya gesi. Bomba huongeza umbali wa upokezaji na ujazo wake, kwa kuongeza, njia hii ni nzuri kiuchumi.

Methane katika gesi asilia

Gesi ya methane ndio sehemu kuu ya malighafi ya mchanganyiko asilia. Maudhui yake ni kati ya 70-98%. Peke yake, hii ni gesi ya tatu kwa wingi duniani, ambayo ni sehemu ya mafuta, anga ya kati ya nyota na angahewa ya sayari nyingine.

Kwa mtazamo wa kemia, gesi ya methane ni hidrokaboni iliyojaa inayomilikiwa na idadi ya misombo ya alifatiki iliyojaa. Mwakilishi wa kwanza kabisa wa alkanes au parafini. Shughuli yake ya kemikali ni ya chini, ni shwari kabisa. Inayotumika tena:

badala;
oxidation kamili;
mabadiliko.

Inawaka kwa miali ya moto isiyo na rangi isiyovuta sigara, haina harufu.

Aina za gesi asilia

Kuna aina tatu kuu za dutu inayohusika.

Gesi asilia kavu ni ile ambayo zaidi ya 97% ya methane ipo. Yaani, maudhui ya uchafu, ikiwa ni pamoja na hidrokaboni nyingine, ni ya chini sana.
Gesi ya ngozi. Hili ni jina la mchanganyiko ulio na kiasi kidogo cha hidrokaboni nzito.
Gesi asilia nene ni ile ambayo ina hidrokaboni nzito na viambajengo isokaboni (nitrojeni, hidrojeni, heliamu, argon, dioksidi kaboni, sulfidi hidrojeni).

Dhana kama vile mgawo wa ukavu wa gesi, hukuruhusu kutathmini ubora wa malighafi ambayo bidhaa zitatengenezwa katika siku zijazo. Baada ya yote, gesi asilia yenyewe ni msingi tu. Sekta mbalimbali zinahitaji bidhaa tofauti, kwa hivyo huchakatwa kwa uangalifu na kusafishwa ili kukidhi mahitaji mahususi.

Ubora wa bidhaa

Ubora wa gesi asilia moja kwa moja inategemea muundo. Ikiwa methane inatawala, basi bidhaa kama hiyo itakuwa chanzo bora cha mafuta. Ikiwa zaidi ya yote katika utungaji wa hidrokaboni zenye mafuta, basi kwa tasnia ya kemikali malighafi kama hizo zinafaa zaidi.

Ili kusambaza gesi asilia yenye ubora unaostahili, kuna mitambo maalum ya kemikali ambapo hufanyiwa usafishaji wa kina na kuchakatwa kabla ya kusafirishwa zaidi hadi kulengwa. Mbinu za kufanya kazi zitategemea matumizi yaliyokusudiwa ya bidhaa.

Kwa hivyo, kwa mfano, ikiwa inatumika kwa matumizi ya nyumbani, basi harufu maalum, haswa mercaptans, huongezwa kwake. Hii imefanywa ili gesi ianze kunuka, kwa sababu basi katika tukio la uvujaji itakuwa rahisi kuchunguza. Mercaptani wote wana harufu kali.

Matumizi ya gesi asilia

Matumizi ya gesi asilia na viwanda vingiviwanda na vifaa. Kwa mfano:

CHP.
Vyumba vya boiler.
Injini za gesi.
Uzalishaji wa kemikali (utengenezaji wa plastiki na nyenzo nyingine).
Mafuta ya magari.
Kupasha joto kwenye makazi.
Kupika chakula.

Ndiyo maana uzalishaji wa malighafi hii duniani ni wa juu sana, na uagizaji na mauzo ya nje unakadiriwa kuwa mabilioni ya dola.

Mazingira

Kwa upande wa usafi wa mazingira, hakuna chanzo bora cha mafuta kuliko gesi asilia. Mashirika ya mazingira yanaidhinisha kikamilifu matumizi yake. Hata hivyo, katika miaka ya hivi karibuni, mwako wa gesi asilia husababisha mkusanyiko wa moja ya bidhaa za mmenyuko - dioksidi kaboni.

Na kwa kuwa ni mali ya gesi joto, mikusanyiko yake ni hatari sana kwa sayari. Kwa hivyo, kazi nyingi zinafanywa, miradi inatengenezwa ili kulinda hali ya ikolojia ya sayari kutokana na athari inayokuja ya chafu.