Природный газ — конспект — Химия, Рефераты из Химия

Природный газ, свойства, химический состав, компоненты и составляющие, добыча и применение.

Природный газ – это газообразная смесь, состоящая из метана и более тяжелых углеводородов, азота, диоксида углерода, водяных паров, серосодержащих соединений, инертных газов.

Природный газ

Происхождение природного газа

Химический состав природного газа, требования ГОСТ

Виды природного газа. Сухой, бедный, тощий, жирный и сырой газы

Компоненты и составляющие природного газа

Физические свойства природного газа

Добыча природного газа

Применение и использование природного газа

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

До Великой Отечественной войны промышленные запасы природного газа были известны в Прикарпатье, на Кавказе, в Заволжье и на Севере (Коми АССР). Изучение запасов природного газа было связано только с разведкой нефти.Промышленные запасы природного газа в 1940 г. составляли 15 млрд м3.

Затем месторождения газа были обнаружены на Северном Кавказе, в Закавказье, на Украине, в Поволжье, Средней Азии, Западной Сибири и на Дальнем Востоке.

На 1 января 1976 г. разведанные запасы природного газа составляли 25,8 трлн м3, из них в европейской части СССР – 4,2 трлн м3(16,3%), на Востоке – 21,6 трлн м3 (83,7%), в том числе 18,2 трлн м3 (70,5%) – в Сибири и на Дальнем Востоке, 3,4 трлн м3 (13,2%) – в Средней Азии и в Казахстане.

На 1 января 1980 г. потенциальные запасы природного газа составляли 80–85 трлн м3, разведанные – 34,3 трлн м3. Причем запасы увеличились главным образом благодаря открытию месторождений в восточной части страны – разведанные запасы там были на уровне около 30,1 трлн м3, что составляло 87,8% от общесоюзных. На сегодняшний день Россия обладает 35% от мировых запасов природного газа, что составляет более 48 трлн м3.

Видеофильм «Природный газ»

Основные районы залегания природного газа по России и странам СНГ (месторождения):

• Западно-сибирская нефтегазоносная провинция:

Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Надымское, Тазовское – Ямало-Ненецкий АО;

Похромское, Игримское – Березовская газоносная область;

Мельджинское, Лугинецкое, Усть-Сильгинское – Васюганская газоносная область.

• Волго-Уральская нефтегазоносная провинция:

наиболее значительное – Вуктылское, в Тимано-Печорской нефтегазоносной области.

• Средняя Азия и Казахстан:

наиболее значительное в Средней Азии – Газлинское, в Ферганской долине;

Кызылкумское, Байрам-Алийское, Дарвазинское, Ачакское, Шатлыкское.

• Северный Кавказ и Закавказье:

Карадаг, Дуванный – Азербайджан;

Дагестанские Огни – Дагестан;

Северо-Ставропольское, Пелачиадинское – Ставропольский край;

Ленинградское, Майкопское, Старо-Минское, Березанское – Краснодарский край.

Также месторождения природного газа известны на Украине, Сахалине и Дальнем Востоке.

По запасам природного газа выделяется Западная Сибирь (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье). Промышленные запасы здесь достигают 14 трлн м3.

Особо важное значение сейчас приобретают ямальские газоконденсатные месторождения (Бованенковское, Крузенштернское, Харасавейское и др.). На их основе идет осуществление проекта «Ямал – Европа».

Добыча природного газа отличается высокой концентрацией и ориентирована на районы с наиболее крупными и выгодными по эксплуатации месторождениями. Только пять месторождений – Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье и Оренбургское – содержат ½ всех промышленных запасов России. Запасы Медвежьего оцениваются в 1,5 трлн м3, а Уренгойского – в 5 трлн м3.

Следующая особенность заключается в динамичности размещения мест добычи природного газа, что объясняется быстрым расширением границ выявленных ресурсов, а также сравнительной легкостью и дешевизной вовлечения их в разработку.

За короткий срок главные центры по добыче природного газа переместились из Поволжья на Украину, Северный Кавказ. Дальнейшие территориальные сдвиги вызваны освоением месторождений Западной Сибири, Средней Азии, Урала и Севера.

Добыча природного газа на шельфе Мирового океана

После распада СССР в России происходило падение объема добычи природного газа. Спад наблюдался в основном в Северном экономическом районе (8 млрд м3 в 1990 г. и 4 млрд м3в 1994 г.), на Урале (43 млрд м3 и 35 млрд м3), в Западно-Сибирском экономическом районе (576 и 555 млрд м3) и в Северо-Кавказском (6 и 4 млрд м3). Добыча природного газа оставалась на прежнем уровне в Поволжском (6 млрд м3) и в Дальневосточном экономических районах.

В конце 1994 г. наблюдалась тенденция к росту уровня добычи. Из республик бывшего СССР Российская Федерация дает больше всего газа, на втором месте – Туркмения (более 1/10), далее идут Узбекистан и Украина. Особое значение приобретает добыча природного газа на шельфе Мирового океана.

В 1987 г. на морских месторождениях было добыто 12,2 млрд м3, или около 2% газа, добытого в стране. Добыча попутного газа в том же году составила 41,9 млрд м3.

Для многих районов одним из резервов газообразного топлива служит газификация угля и сланцев. Подземная газификация угля осуществляется в Донбассе (Лисичанск), Кузбассе (Киселевск) и Подмосковном бассейне (Тула).

Природный газ был и остается важным продуктом экспорта в российской внешней торговле. Основные центры переработки природного газа расположены на Урале (Оренбург, Шкапово, Альметьевск), в Западной Сибири (Нижневартовск, Сургут), в Поволжье (Саратов), на Северном Кавказе (Грозный) и в других газоносных провинциях.

Можно отметить, что комбинаты газопереработки тяготеют к источникам сырья – месторождениям и крупным газопроводам.

Важнейшее использование природного газа – в качестве топлива. Последнее время идет тенденция к увеличению доли природного газа в топливном балансе страны. Природный газ широко используется как дешевое топливо с высокой теплотворной способностью. Он имеет большие преимущества не только перед твёрдым и жидким топливом, но и перед другими видами газообразного топлива ( доменным, коксовым газом).

Метан — основная составная часть этого газа. Кроме метана, в природном газе присутствуют ближайшие гомологи его — этан, пропан, бутан. Чем выше молекулярная масса углеводорода, тем обычно меньше его содержится в природном газе.

Состав природного газа разных месторождений различен.

Средний состав природного газа:

Состав природного газа и вещества, получаемые на его основе

Наиболее ценится природный газ с высоким содержанием метана – это ставропольский (97,8% СН4), саратовский (93,4%), уренгойский (95,16%).

Запасы природного газа на нашей планете очень велики (примерно 1015 м3). У нас в России известно более 200 месторождений, они находятся в Западной Сибири, в Волго-Уральском бассейне, на Северном Кавказе. По запасам природного газа первое место в мире принадлежит России.

Природный газ является ценнейшим видом топлива. При сгорании газа выделяется много теплоты, поэтому он служит энергетически эффективным и дешевым топливом в котельных установках, доменных, мартеновских и стекловаренных печах. Использование на производстве природного газа дает возможность значительно повысить производительность труда.

Природный газ – источник сырья для химической отрасли промышленности: получение ацетилена, этилена, водорода, сажи, различных пластмасс, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и других продуктов.

Природные газы

Природный газ:

Природный газ – это полезное ископаемое, смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ существует в газообразном, твердом или растворённом состоянии. В первом случае – в газообразном состоянии – он широко распространен и содержится в пластах горных пород в недрах Земли в виде газовых залежей (отдельных скоплений, заключенных в «ловушке» между осадочными породами), а также в нефтяных месторождениях в виде газовых шапок. В растворённом состоянии он содержится в нефти и воде. В твердом состоянии он встречается в виде газовых гидратов (т.н. «горючий лёд») – кристаллических соединений природного газа и воды переменного состава. Газовые гидраты – перспективный источник топлива.

При нормальных условиях (1 атм. и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии.

Является самым чистым видом органического топлива. Но для того, чтобы использовать его в качестве топлива из него выделяют его составляющие для отдельного использования.

Природный газ представляет собой легковоспламеняющуюся смесь различных углеводородов и примесей.

Природный газ – это газообразная смесь, состоящая из метана и более тяжелых углеводородов, азота, диоксида углерода, водяных паров, серосодержащих соединений, инертных газов.

Природным он зовется, потому что не является синтетическим. Газ рождается под землей в толще осадочных пород из продуктов разложения органики.

Природный газ распространен в природе гораздо шире, чем нефть.

Не имеет ни цвета, ни запаха. Легче воздуха в 1,8 раза. Горюч и взрывоопасен. При утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Характерный запах газа, используемого в быту, обусловлен одорацией – добавлением в его состав одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ. Самый распространенный одорант – этантиол, его можно почувствовать в воздухе при концентрации 1 на 50 000 000 частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Слово учителя (мотивация)

Углеводороды все такие разные- Жидкие и твёрдые, и газообразные. Почему так много их в природе? Дело в ненасытном углероде. (Слайд 5)

Действительно, этот элемент, как никакой другой, «ненасытен»: он так и стремится образовывать то цепи, прямые и разветвлённые, то кольца, то сетки из множества своих атомов. Отсюда множество соединений из атомов углерода и водорода. Углеводороды — вещества, состоящие из углерода и водорода, — являются основой органического синтеза, а органическую химию определяют как химию углеводородов и их производных. Углеводороды в больших количествах извлекают из веществ природного происхождения: нефти, каменного угля, природного газа. Наша страна занимает одно из ведущих мест в мире по запасам, добыче, экспорту и переработке углеводородного сырья. Природные источники углеводородов являются связующим звеном межгосударственных отношений в политической и экономической области.

Из курсов истории, географии, экологии, химии вы уже многое знаете о нефти. Что такое нефть? Теплотехник на этот вопрос ответит: «Прекрасное высококалорийное топливо». Географ скажет: «Ценнейшее полезное ископаемое». Химик возразит: «Нет! Это сырьё для получения множества химических продуктов». Сегодня на уроке мы постараемся выяснить, кто из них прав и почему нефть называют «чёрным золотом».

Чёрная нефть струится, Плещет тайги прибой, И ощущают ноздри Запах её огневой. Нефть — это ярость света, Ветра напор у виска. Нефть — голубая ракета, Рвущаяся в облака. (слайд 6)

Нефть — это «сгусток энергии». (Слайд 7). С помощью лишь 1мл. её можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведёрный самовар, нужно менее половины стакана нефти. (Слайд 8). По концентрации энергии в единице объёма нефть занимает первое место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько малы, что для извлечения 1мг. ядерного топлива надо переработать тонны горных пород.

Нефть — это не только основа топливно-энергетического комплекса любого государства.

Здесь к месту знаменитые слова Д. И. Менделеева «сжигать нефть — это то же, что топить печь
ассигнациями»
. (Слайд 9). В каждой капле нефти содержится более
900
различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на
«
свои 10%»
,
нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть «чёрным золотом», «кровью Земли».

Сегодня нефть — основной источник энергии. Жидкое топливо наиболее удобно: оно высококалорийно, легко транспортируется, содержит мало примесей.

А какие свойства, состав, переработка, применение и воздействие на окружающую среду нефти, вы узнаете сегодня, воспользовавшись Всемирной информационной сетью Интернет.

Далее учащиеся записывают тему урока, и учитель знакомит их с планом изучения материала.

Происхождение природного газа:

Существует две теории происхождения природного газа: биогенная (органическая) теория и абиогенная (неорганическая, минеральная) теория.

Впервые биогенную теорию происхождения природного газа в 1759 году высказал М.В. Ломоносов. В далеком геологическом прошлом Земли погибшие живые организмы (растения и животные) опускались на дно водоемов, образуя илистые осадки. В результате различных химических процессов они разлагались в безвоздушном пространстве. Из-за движения земной коры эти остатки опускались все глубже и глубже, где под действием высокой температуры и высокого давления превращались в углеводороды: природный газ и нефть. Низкомолекулярные углеводороды (т.е. собственно природный газ) образовывался при более высоких температурах и давлениях. Высокомолекулярные углеводороды – нефть – при меньших. Углеводороды, проникая в пустоты земной коры, образовывали залежи месторождений нефти и газа. Со временем эти органические отложения и залежи углеводородов уходили глубоко вниз на глубину от одного километра до нескольких километров – их покрывали слои осадочных пород либо под действием геологических движений земной коры.

Минеральную теорию происхождения природного газа и нефти сформулировал в 1877 году Д.И. Менделеев. Он исходил из того, что углеводороды могут образовываться в недрах земли в условиях высоких температур и давлений в результате взаимодействия перегретого пара и расплавленных карбидов тяжелых металлов (в первую очередь железа). В результате химических реакций образуются окислы железа и других металлов, а также различные углеводороды в газообразном состоянии. При этом вода попадает глубоко в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре. Образовавшиеся углеводороды, находясь в газообразном состоянии, в свою очередь по тем же трещинам и разломам поднимаются наверх в зону наименьшего давления, образуя в конечном итоге газовые и нефтяные залежи. Данный процесс, по мнению Д.И. Менделеева и сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов углеводородов в виде нефти и газа человечеству не грозит.

Урок по химии в 10 классе «Природные источники углеводородов»

Конспект урока.

Тема:

«Углеводороды»: «Природные источники углеводородов».

Класс 10

Тип урока:

урок изучения нового материала.

Вид урока:

комбинированный

Цель:

познакомить с основными видами поведения и изучить их характеристику.

Задачи:

1.Образовательные:

Познакомить учащихся с природными источниками углеводородов, их составом, свойствами, применением. Изучить основные свойства бензина и меры безопасности при работе с ним.

2.Развивающие:

развивать умение организовывать; умений работать с учебником; развитие мышления.

3.Воспитательные:

рациональному использованию природных источников углеводородов; формирование научного мировоззрения.

Методы:

словесные (рассказ, объяснение, беседа)

Оборудование и материалы:

Литература

:

1. Гаврилов В.П. Чёрное золото планеты. М.: Недра, 1990.
2. «Химия. 10 класс» О.С.Габриелян для 10 класса

Структура (план) урока

:

1. Организационный момент (1-2)
2. Изложение нового материала (20-25)
3. Первичное закрепление (10)
4. Постановка домашнего задания (3-5)
5. Подведение итогов урока (5)

Ход урока :

I
Организационный момент.
II
Целеполагание.
Почему на протяжении веков люди стараются открыть месторождения нефти и газа, овладеть рынками их сбыта, нередко вступая в конфликты?

Почему запасы углеводородного сырья определяют экономический потенциал и мощь страны, а по уровню их переработки можно судить об уровне цивилизации общества?

Почему в нашей обыденной жизни мы тоже зависим от этой невзрачной на вид темной маслянистой жидкости?

Одним словом, почему природный газ и нефть так важны для человек, и среди полезных ископаемых нефть называют королевой, именуют её

«чёрным золотом»?

III
Изложение нового материала.
Углеводороды – вещества, состоящие из углерода и водорода, — являются основой органического синтеза, а органическую химию определяют как химию углеводородов и их производных. Углеводороды в больших количествах извлекают из веществ природного происхождения: нефти, каменного угля, природного газа. Наша страна занимает одно из ведущих мест в мире по запасам, добыче, экспорту и переработке углеводородного сырья. Природные источники углеводородов являются связующим звеном межгосударственных отношений в политической и экономической области.

Нефть

Нефть

1. Нефть как вещество

Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине. О происхождении нефти ученые утверждают, что это «планктон древних морей», образовавшийся из растительных и животных остатков в течении долгих веков под действием микроорганизмов без доступа воздуха при повышенной температуре и давлении.

Нефть стала известна людям очень давно. Более 6000 лет назад шумерам, населявшим территорию между Тибром и Евфратом, был известен вязкий нефтяной битум. В то время нефть использовали как вяжущее и уплотняющее вещество в строительном деле для изготовления кирпича. Битумными мазями лечили чесотку и нарывы, а длительными «ваннами» в нефтяных лужах пытались избавиться от боли в суставах, при болезнях желудка жевали пилюли из нефтяного битума. Жидкую нефть использовали как горючее для светильников, для военных целей.

Нефть меряют баррелями. Один баррель составляет около 136 кг.

Нефть и война идут рядом уже не одно тысячелетие. Ещё задолго до н. э. древние греки взяли на вооружение нефть-сырец. Во время осады крепостей и во время морских сражений они забрасывали противника глиняными горшками с горящей нефтью. Поскольку нефть имеет свойство не гаснуть даже на поверхности воды, это оружие устрашало врага, его так и называли – «греческий огонь».

• Что же такое нефть?

Сырая нефть

– маслянистая жидкость, легче воды, не растворяющаяся в ней, от светло-коричневого до черного цвета. У нее различен не только цвет, но и запах, а также вязкость.

• Имеет ли нефть формулу? (Нет.

  ) А почему?

По составу нефть – сложная смесь, главной частью которой являются предельные углеводороды, циклоалканы и ароматические углеводороды. Например:

1. грознинская нефть – содержит большое количество предельных углеводородов;
2. уральская нефть – нефть, богатая ароматическими углеводородами;
3. башкирская нефть – богата циклоалканами.

• Каковы продукты перегонки нефти и их применение?

1. 1. Историческая справка.

Древние греки, римляне, китайцы использовали нефть для военных целей. Арабы в I веке до н.э. имели установки для перегонки нефти. До середины XIX века нефть добывали примитивным способом – вручную. Ее черпали из неглубоких колодцев. Первая буровая скважина начала работать в Ухте в 1855 году (в Америке позднее). В начале 60-х годов XIX в. перешли к механическому способу добывания нефти и начали подвергать ее разгонке. Главным продуктом был керосин, который применяли в керосиновых лампах. Бензин из-за опасности обращения выбрасывали (сливали в овраги). Спустя 20 лет было установлено, что из нефти можно получать ароматические УВ.

Объяснение способов и процесса переработки нефти.

Издавна использовали физический процесс при переработке нефти, основанный на том, что в ее составе УВ с разной температурой кипения

. Сырую нефть очищают, освобождают от газа, воды, сернистых соединений, а далее используя разницу в температурах кипения УВ, ее разделяют на фракции.

Фракции

– смесь углеводородов, кипящих в определенном температурном интервале.

Этот процесс проводят в ректификационной колонне, где нагретая нефть при охлаждении разделяется на отдельные компоненты.

Ректификация

– это процесс термического разделения нефти и нефтепродуктов на фракции.

1. 1. Самостоятельная работа обучающихся с учебником и заполнение таблицы «Переработка нефти»:

Название фракции

Температура кипения, °С

Химический состав

Продукты переработки

Первичная переработка – физический процесс. Известно, что в Японии из 1 т нефти получают около 97% бензина, в США – около 80%, в России – 50-55%. Почему такие цифры? Что является остатком первичной переработки?

Мазут – это ценное сырье, но области его применения не широки или его вообще просто сжигают. Но мазут можно подвергать переработке. Для этого используют вторичную переработку не самой нефти, а мазута.

Мазут подвергают химической переработке, получая при этом дополнительные количества бензина. Этот процесс называют крекингом.

1. 1. Крекинг

      –
      процесс термического расщепления углеводородов
      . Первая в мире крекинг-установка была предложена русскими инженерами Шуховым и Гавриловым в 1891 году.

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16

гексадекан октан октен

Для получения более качественного бензина проводят – риформинг – ароматизация, процесс превращения алканов и циклоалканов в ароматические УВ. Путем химической обработки нефти в настоящее время получают многочисленные органические вещества. Этим занимается нефтехимическая промышленность.

• Заезжая на бензозаправку мы видим колонки с надписями марок бензина: А-78 (80), А-92, А-95. Что означают эти записи?

Буква А – автомобильный бензин. Цифра – «октановое число», т.е. детонационная устойчивость – это основная характеристика бензина, устойчивость бензина к сжатию в цилиндре внутреннего сгорания.

Низкая устойчивость – преждевременное воспламенение паров бензина, даже со взрывом. Поэтому наблюдаются такие явления в двигателе: резкий стук в цилиндре, затем резкий хлопок, похожий на взрыв.

Устойчивым к детонации является бензин, полученный каталитическим крекингом, поэтому его подвергают ароматизации, и прямой перегонке. Для качественной характеристики детонационной стойкости выработана октановая шкала (это эталон, а не реальный состав бензина). Октановое число изооктана (2,2,4 – триметилпентан) – 100% (max), н-гептана – 0% (min). Например, бензин марки А-95 устойчив к детонации так же, как смесь состава изооктана – 95% и н-гептана 5%.

• А можно ли опытным путем определить качество бензина?

Да, можно. Для этого необходимо иметь воду, йодную настойку, бензин.

Проведем лабораторный опыт.

Нальем в пробирку немного воды 0,5 мл, затем йодной настойки и прильем бензин, встряхнуть. Наблюдаем за окраской. Если окраска исчезнет, то пред нами крекинг-бензин низкой марки, содержащий непредельные УВ (А-80).

Если йод окрасил верхний слой, то перед вами бензин прямой перегонки, не содержащий непредельные УВ (А-92). Этот опыт можно провести и с раствором перманганата калия вместо йодной настойки.

• Как утечки нефти при её добыче и транспортировке влияют на состояние окружающей среды? Ежегодно происходят экологические катастрофы, причиной которых является использование людьми нефти в своей жизни. Как избежать загрязнения окружающей среды?

Природный и попутный нефтяной газ

• Знакомство с источниками углеводородов мы начнём с природного газа. Запасы природного газа на нашей планете велики. Что такое природный газ?

Природный газ представляет собой смесь газов

, состав которой в значительной мере определяется месторождением. Однако в любом случае основным компонентом является метан, объёмная доля которого колеблется от 70 до 98%. Остальные компоненты – это этан, пропан, бутан, изобутан, неорганические газы (азот, углекислый и благородные газы). Чем больше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержание в природном газе.

Природный газ не имеет запаха, а известный всем запах «газа» – это запах этилмеркаптана, который специально добавляется в газ на городской газораспределительной станции (ГРС) для возможности определять утечку газа по запаху.

Попутный нефтяной газ растворён в нефти или находится над ней, образуя своеобразную «газовую шапку».

В процессе добычи нефти его отделяют и используют в качестве топлива или химического сырья. В попутном газе содержится значительно меньше метана и больше его гомологов, чем в природном газа. Для практических целей попутный газ разделяют на фракции: газовый бензин (смесь пентана, гексана и других алканов), пропан-бутановая фракция (смесь пропана и бутана) и сухой газ (сходен по составу с природным).

Как используется природный газ?

— Важнейшие месторождения природного газа Российской Федерации (Западная Сибирь (Уренгой, Заполярье); Волго-Уральский бассейн (Оренбург, Вуктыльск).

— Преимущества природного газа перед другими видами топлива (Самый дешевый вид топлива; обладает высокой тепловой способностью; легко транспортируется по газопроводам; экологически чисты.

Рефлексия

• Выполнение теста.
• 1. Основной компонент природного газа: а) этан; б) бутан; в) метан.
• 2. Сопровождающим нефть является: а) конденсат; б) попутный газ; в) вода.
• 3. Основной тип переработки природного газа:
• а) получение синтез-газа; б) как топливо; в)получение ацетилена.
• 4. Экономически и экологически выгодное топливо:
• а) каменный уголь; б) природный газ; в) торф.
• 5. Перегонка нефти основана:
• а) на разных температурах кипения составляющих компонентов;
• б) на разности плотности составляющих компонентов;
• в) на различной растворимости составляющих компонентов.
• 6. Попутные нефтяные газы в основном ценны своей частью:
• а) этан; б) метан; в) пропан-бутан.
• 7. Переработка нефтепродуктов с целью получения углеводородов с меньшей молекулярной массой называется: а) разложение; б) крекинг.

Домашняя работы :

§10

Химический состав природного газа:

Химический состав добываемого природного газа различается в зависимости от месторождения. В любом случае основным и ценным компонентом является метан (СН4), содержание которого составляет от 70 до 98 %.

В состав добываемого газа входят как углеводородные компоненты (метан СН4 и его гомологи: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12, гексан С6Н14, гептан С7Н16, октан С8Н18, нонан С9Н20, декан С10Н22 и т.д. вплоть до доказана С22Н46), так и неуглеводородные компоненты (Ar, H2, He, N2, H2S, водяные пары – H2O, CO, CO2 и пр. серосодержащие соединения и инертные газы). Природный газ также содержит следовые количества других компонентов.

Углеводороды, начиная с этана, считаются тяжёлыми. Они образуются только в процессе образования нефти и также называются специфическими «нефтяными» газами. Они являются обязательным спутником нефтей. Их наличие в отобранных пробах свидетельствует о залежах нефти.

§ 3. Природный газ. Алканы

Виды природного газа. Сухой, бедный, тощий, жирный и сырой газы:

Качество газа как топлива, как энергоносителя зависит от содержания в нем метана. По содержанию в добываемом газе метана и тяжёлых углеводородов различают сухие (бедные, тощие) и жирные (сырые, богатые) газы.

Сухой, бедный или тощий газ – это природный горючий газ из группы углеводородных, характеризующийся резким преобладанием в его составе метана, сравнительно невысоким содержанием этана и низким – остальных тяжелых углеводородов. Он более характерен для чисто газовых залежей.

Жирный или сырой газ – природный горючий газ из группы углеводородных, характеризующийся повышенным содержанием (свыше 15 %) тяжелых углеводородов, начиная от пропана C3H8 и выше. Такой состав газов характерен для газоконденсатных и нефтяных месторождений.

В качестве примера для наглядности ниже в таблице приведен состав сухого и сырого газа.

* В таблице приведен один из примеров. Реальный состав газов в добываемом природном газе из конкретного месторождения может существенно отличаться от приведенного примера.

Поэтому для углеводородного состава газов применяется понятие «коэффициент сухости», которое представляет собой отношение процентного содержания метана СН4 к сумме его гомологов (этану С2Н6 и выше).

Требования ГОСТ к химическому составу природного газа:

ГОСТом 30319.1-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения» установлены следующие требования к химическому составу природного газа, транспортируемого по газотранспортным системам:

Компоненты и составляющие природного газа:

Метан (CH4) – это бесцветный газ без запаха. Легче воздуха. Горюч и взрывоопасен. Представляет опасность для здоровья человека.

Этан (C2H6) – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Тяжелее воздуха. Горюч и взрывоопасен. Не используется как топливо. Малотоксичен. Представляет опасность для здоровья человека.

Пропан (C3H8) – бесцветный газ, без запаха. Ядовит. В отличие от метана сжижается при комнатной температуре и сравнительно невысоком давлении (12-15 атм), что позволяет его легко хранить и транспортировать.

Бутан (C4H10) – бесцветный газ, со специфическим запахом. Ядовит. Вдвое тяжелее воздуха.

Пентан (С5Н12) имеет три изомера (нормальный пентан, изопентан и неопентан). Нормальный пентан и изопентан – легколетучие подвижные жидкости с характерным запахом. Неопентан – бесцветный газ с характерным запахом. Горюч и взрывоопасен. Токсичен.

Гексан (С6Н14) – бесцветная жидкость со слабым запахом, напоминающим дихлорэтан. Горюч и взрывоопасен. Токсичен.

Азот (N2) – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Весьма инертен. Является основным компонентом воздуха – 78,09 % объёма.

Аргон (Ar) – газ без цвета, вкуса и запаха. Инертен. В 1,3 раза тяжелее воздуха. Не горит. Представляет опасность для здоровья человека.

Водород (H2) – лёгкий бесцветный газ, без вкуса и запаха. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Легче воздуха.

Гелий (He) – очень лёгкий газ без цвета, вкуса и запаха. Легче воздуха. Инертен, при нормальных условиях не реагирует ни с одним из веществ. Не горит. Представляет опасность для здоровья человека.

Сероводород (H2S) – бесцветный газ со сладковатым вкусом, с характерным неприятным запахом (тухлых яиц, тухлого мяса). Ядовит. Горюч и взрывоопасен. Тяжелее воздуха.

Углекислый газ (CO2) – бесцветный газ, почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом). Не горит. Тяжелее воздуха в 1,5 раза. Представляет опасность для здоровья человека.

Физические свойства природного газа:

Вариант 2

В мире много полезных ископаемых различного происхождения. Они могут быть твердыми, как алмазы и золото, или жидкими, как нефть. Бывают даже газообразные ископаемые. Например, природный газ. Какова роль газа в жизни людей? Какой бывает природный газ? Да и что в принципе он собой представляет?

Общая характеристика данного ископаемого.

Итак, природный газ – это соединение нескольких газов, полученное под землей при условии анаэробного разложения веществ. Как и любое вещество, газ способен существовать во всех агрегатных состояниях, но привычное для него – это газообразное. Встречается в форме скоплений или газовой шапки. Может растворяться в воде или нефти. В кристаллическом состоянии природный газ возможно найти только как газогидраты.

Строение и свойства природного газа.

Главной составляющей природного газа является метан. Его содержание колеблется от 70 до 98%. Но это не все. Еще газ заключает в себе алканы – этан, пропан и бутан, а также водород, азот, инертные газы, углекислый газ и сернистую кислоту, в газообразной форме, естественно. Нет ни запаха, ни цвета. На вкус никто не проверял, но, думаю, что и он отсутствует. Чтобы найти утечку природного газа (если она произошла), используют вещества с резким запахом. Например, сгнившая капуста или протухшие яйца.

Плотность природного газа как газа меняется от 0,7 до 0,85 кг/м3. В жидком виде плотность природного материала равна 400 кг/м3. Горит при температуре, равная 650 градусам по Цельсию. Примерно в 2 раза легче, чем воздух, потому при случившейся утечке газ пойдет вверх.

Насколько полезен и вреден природный газ для человечества?

Чем же помогает людям природный газ? Ну, для начала, это топливо для некоторых видов техники и горючее в некоторых жилищах. При помощи газа производят пластмассы. При сжигании природного газа в атмосферу выделяется в разы меньше вредных соединений, нежели из других источников энергии.

Но есть и проблема. Использование любого топлива в принципе увеличивает содержание углекислого газа в воздухе. Это приводит к усилению парникового эффекта. Кто не знает, он позволяет удерживать солнечное тепло. Именно благодаря данному эффекту, Венера горячее всех остальных планет солнечной системы. Если продолжать и дальше, то на Земле дойдет все до такой степени, что Аляска вернется в промежуток времени, когда там росли бананы!

Добыча природного газа:

Залежи природного газа находятся глубоко в земле, на глубине от одного до нескольких километров. Поэтому, чтобы добыть его необходимо пробурить скважину. Самая глубокая скважина имеет глубину более 6 километров.

В недрах Земли газ находится микроскопических пустотах – порах, которыми обладают некоторые горные породы. Поры соединены между собой микроскопическими каналами – трещинами. В порах и трещинах газ находится под высоким давлением, которое намного превышает атмосферное. Природный газ движется в порах и трещинах, поступая из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением.

При бурении скважины газ вследствие действия физических законов полностью поступает в скважину, стремясь в зону низкого давления. Таким образом, разность давления в месторождении и на поверхности Земли является естественной движущей силой, которая выталкивает газ из недр.

Газ добывают из недр земли с помощью не одной, а нескольких и более скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Так как добытый газ содержит множество примесей, то его сразу же после добычи очищают на специальном оборудовании, после чего транспортируют потребителю.