Kemijski sastav prirodnog plina

Teško je zamisliti razvoj modernog ljudskog društva bez upotrebe zapaljivih minerala. Osim nafte i ugljena, to uključuje i prirodni plin, čiji će sastav i korištenje razmotriti.

Podzemna prirodna kuhinja

Prije otprilike 400-600 milijuna godina na dubini od 1 do 3-6 km dogodili su se složeni geokemijski procesi. Oni su doveli do stvaranja ugljične smjese u plinovitom stanju, koju nazivamo prirodnim plinom. Znanost još nije došla do zajedničkog mišljenja o mehanizmu stvaranja ove vrste prirodnih minerala, koji je jedan od glavnih nositelja energije.

Kako je nastao prirodni plin?

Postoje dva odgovora na pitanje o podrijetlu prirodni plin. Prvi su dali vodeći znanstvenici kemijske znanosti kao ruski znanstvenik D. Mendeleev i Francuz P. Sabatier. Oni su razvili teoriju o mineralnom (vulkanskom) podrijetlu prirodnog plina, na temelju kojeg su, čak i na primarnim stupnjevima Zemljine formacije kao planeta, metali koji sačinjavaju Zemljinu jezgru spojeni s ugljikom, tvoreći karbide. Pod djelovanjem paranormalnih temperatura, tlaka i katalizatora, voda je pretvorena u vodenu paru, reagirala je s CaH2, AlH3, LiH, a u dubinama planeta sintetizirani su plinoviti ugljikovodici, posebno metan (CH ₄ ) i etan (C2H6 ₎ . Kao dokaz, Sabatier je modelirao gore navedene procese u svom laboratoriju i dobio mješavinu metana i njegovih homologa.

Sljedbenici teorije organskog podrijetla zapaljivih minerala, među kojima i tvorac teorije biosfere, akademik V. Vernadski, imaju drugačiju viziju: vjeruju da je prirodni plin nastao iz ostataka biljnih i životinjskih organizama koji su na kraju izumrli. Paleozoika, koji se pod djelovanjem bakterija pretvaraju u mješavinu plinovitog ugljika pod visokim tlakom i temperaturom. Biokemijski procesi su, prema akademiku V. Vernadskom, osigurali poznati sastav prirodnog plina: 80-98% metana, 2-3% njegovih najbližih homologa - etana, propana, butana, pentana, a također i male količine nečistoća - sumporovodik, ugljični dioksid dušik.

Prirodni plin kao smjesa alkana

S obzirom na sastav prirodnog plina sa stajališta kemijske taksonomije, valja podsjetiti da lavovski udio u njemu zauzimaju zasićeni ugljikovodici - alkani. Nazivaju se i zasićeni. Slijedeći opću formulu _{CnH2n + 2} , lako je izvesti formulu najjednostavnijeg alkana koji ima samo jedan ugljikov atom u svojoj molekuli. To je metan - CH4. Unatoč jednostavnosti strukture, sadržaj ove tvari određuje kvalitetu prirodnog plina. Ako je prisutnost metana, koji je dio prirodnog plina, veći od 86%, tada se to gorivo zove visoko kalorično i pripada skupini H.

Ruski prirodni plin karakterizira maksimalna kalorijska vrijednost (98%) i najviša je kvaliteta na svijetu.

Specifičnosti sastava plinskih polja

Poznato je da je izvlačenje tzv. Papilarnih linija na prstima svake osobe individualno. Jedinstven je i kemijski sastav prirodnog plina proizvedenog iz različitih područja. Razlikuje se u sadržaju alkana.

Područje Urengoya u Rusiji je najbogatije. Sastav prirodnog plina (u postocima), koji se tamo kopa, je sljedeći: metan - 87, etan - 6,2, propan - 3,4, butan - 1,98, pentan - 0,76, ugljični dioksid - 0,12 dušik - 1,1. Polje Ruski medvjed, u kojem samo H-skupine proizvode prirodni plin, razlikuje se po sastavu. Dakle, metan u njemu je više za 12%, etan je manji za 6%, a propan je 3%.

Rusija je plinski div

Proizvodnja plina u Rusiji uglavnom je koncentrirana u Zapadnom Sibiru, na Dalekom istoku, u Volga-Uralskoj naftnoj i plinskoj pokrajini. Yamburgskoye i Urengoyskoye depoziti s pravom se smatraju jezgrom industrijskog i energetskog kompleksa zemlje. Sadrže 9,4 trilijuna kubičnih metara plina. Na polju Zapolyarnoye nalazi se 4,4 trilijuna m³ ovog minerala, a 1,6 u Medvezhye. Na temelju tih jedinstvenih rezervi nafte i plina stvoren je zapadno-sibirski programsko-ciljni teritorijalni proizvodni kompleks. Dakle, u smislu rezervi prirodnog plina, Rusija zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu.

Metode proizvodnje prirodnog plina

Uzimajući u obzir geološke značajke nastajanja plinovite mješavine alkana, odnosno njihove ležišta, koristi se tzv. Rotacijsko bušenje. Postrojenja za vađenje plina usmjerena su prvenstveno na uvjete u kojima je nastao kondenzat. Može biti u obliku smjese između vapnenca ili škriljca. Često postoje tzv. "Plinske kape" iznad nalazišta nafte. Rjeđe, prirodni plin stvara otopine u vodi (plinskim hidratima) ili ulju.

Kao rezultat bušenja, plin se diže na površinu, poštujući fizikalne zakone prijelaza tvari iz zone visokog tlaka u zonu svoje minimalne vrijednosti. Ova metoda bušenja naziva se metoda rada fontane. Potom se odvaja odvojeno gorivo, odnosno odvaja se od vode i krutih čestica stijena i šalje na mjesto prikupljanja industrijskog plina. Zatim se transportira u magistralne cjevovode, odakle ide do krajnjeg korisnika.

Obećavajući suputnik

Sastav i svojstva prirodnog plina ovise o karakteristikama samih naslaga. Odavde njihova gradacija na plin, plin-kondenzat i ulje.

Naftni plinovi, koji se nazivaju pridruženi plinovi, obično se otapaju u ulju i ispuštaju tijekom njegove proizvodnje. Povezan sadrži manje metana, ali mnogo više njegovih homologa - etana i propana. Ako ranije sredinom dvadesetog stoljeća pridruženi plinovi nisu bili u širokoj upotrebi, a spalili su se metodom baklje, sada se situacija radikalno promijenila. Oni su uhvaćeni u tehnološkom ciklusu proizvodnja nafte u posebnim spremnicima - ljestvama.

Spojeni plinovi bogati propanom i butanom nazivaju se masnim. Od njih, dehidrogenacija (eliminacija) atoma vodika tijekom zagrijavanja i u prisutnosti katalizatora proizvodi alken, koji su nezasićeni ugljikovodici, kao što su propen i butadien. Oni, pak, služe kao sirovine za kemiju organske sinteze. Primjerice, od njih primaju gumu i plastiku.

Trebam li "staviti" na škriljac

Druga sorta je plin iz škriljca koji se dobiva iz škriljca - stijena organskog podrijetla. Usporedimo li sastav prirodnog plina dobivenog iz škriljca s klasičnim uzorkom plinskog polja N-skupine, performanse su lošije u sadržaju metana (manje od 85%) i kaloričnoj vrijednosti, što je više od 2,5 puta niže.

Dakle, razmotrite sastav prirodnog plina u postocima, izveden iz škriljca:

Tehnologije horizontalnog bušenja i hidrauličkog frakturiranja koje se koriste u vađenju plina iz škriljaca barbarski uništavaju prirodne krajolike, a koktel od 85 kemikalija ubrizganih u dubine bušotina u svrhu razbijanja zemljine kore može ubiti sav život koji se pojavljuje na njegovom putu.

Plinska industrija kao temelj teške industrije

Prirodni plin i nafta nazivaju se "krvlju", koja hrani sve industrije, poljoprivredu i stambeni i komunalni sektor zemlje bez iznimke. Metan, koji je dio prirodnog plina, nije samo gorivo, već i početna karika u lancu reakcija organske sinteze, osiguravajući gospodarstvu potrebne spojeve i materijale: plastiku, alkohole, lakove, boje.

Prilikom sagorijevanja 1 kubnog metra plina emitira se do 54,4 kJ topline, te je stoga jedno od najboljih goriva za kućanstvo i industriju. Opseg uporabe prirodnog plina kao motornog goriva raste. Životna podrška i sigurnost države izravno su povezani s njezinom potrošnjom. Vrijednost ove vrste prirodnih sirovina najbolje se izražava u nazivu - "plavo zlato".