Kemična sestava zemeljskega plina

Težko si je predstavljati razvoj sodobne človeške družbe brez uporabe gorljivih mineralov. Poleg nafte in premoga gre za zemeljski plin, katerega sestavo in uporabo bomo upoštevali.

Podzemna kuhinja v naravi

Pred približno 400-600 milijoni let na globini od 1 do 3-6 km so potekali kompleksni geokemični procesi. Pridobili so karbonsko mešanico v plinastem stanju, ki jo imenujemo zemeljski plin. Znanost še ni dosegla skupnega mnenja o mehanizmu nastajanja te vrste naravnih mineralov, ki je eden glavnih nosilcev energije.

Kako je nastal zemeljski plin?

Na vprašanje o izvoru sta dva odgovora zemeljskega plina. Prvi so podali vodilni znanstveniki kemijske znanosti kot ruski znanstvenik D. Mendeleev in Francoz P. Sabatier. Izpopolnili so teorijo o mineralnem (vulkanskem) poreklu zemeljskega plina, na podlagi katerega so se kovine, ki sestavljajo zemeljsko jedro, tudi na primarnih stopnjah Zemljine tvorbe kot planet, združevale z ogljikom, kar je tvorilo karbide. Pod vplivom paranormalnih temperatur, tlakov in katalizatorjev se je voda pretvorila v vodno paro, reagirala je s CaH2, AlH3, LiH in v globinah planeta sintetizirali plinasti ogljikovodiki, zlasti metan (CH ₄ ) in etan (C2H6 ₎ . Kot dokaz je Sabatier zgoraj navedene procese oblikoval v svojem laboratoriju in dobil mešanico metana in njegovih homologov.

Pripadniki teorije organskega izvora gorljivih mineralov, med katerimi je bil tudi ustvarjalec teorije biosfere, akademik V. Vernadsky, imajo drugačno vizijo: verjamejo, da je zemeljski plin nastal iz ostankov rastlinskih in živalskih organizmov, ki so izumrli na koncu. Paleozojska doba, ki se pod vplivom bakterij pretvori v mešanico plinskega ogljika z visokim tlakom in temperaturo. Biokemični procesi so po akademiku V. Vernadskemu zagotovili dobro znano sestavo zemeljskega plina: 80-98% metana, 2-3% njegovih najbližjih homologov - etana, propana, butana, pentana in tudi majhne količine nečistoč - vodikov sulfid, ogljikov dioksid dušika.

Zemeljski plin kot zmes alkanov

Glede na sestavo zemeljskega plina z vidika kemijske taksonomije je primerno opozoriti, da levji delež v njem zasedajo nasičeni ogljikovodiki - alkani. Imenujejo se tudi nasičeni. Sledimo splošni formuli CnH _{2n + 2} in enostavno dobimo formulo najenostavnejšega alkana, ki ima v svoji molekuli samo en atom ogljika. To je metan - CH ₄ . Kljub enostavnosti strukture je kakovost zemeljskega plina odvisna od vsebine te snovi. Če je prisotnost metana, ki je del zemeljskega plina, višji od 86%, se to gorivo imenuje visoko kalorično in spada v skupino H.

Ruski zemeljski plin ima najvišjo kalorično vrednost (98%) in je najvišja kakovost na svetu.

Posebnosti sestave plinskih polj

Znano je, da je risanje tako imenovanih papilarnih linij na prstih vsake osebe individualno. Edinstvena je tudi kemijska sestava zemeljskega plina, proizvedenega z različnih področij. Razlikuje se po vsebnosti alkana.

Področje Urengoya v Rusiji je najbogatejše. Sestava zemeljskega plina (v odstotkih), ki se tam koplje, je naslednja: metan - 87, etan - 6,2, propan - 3,4, butan - 1,98, pentan - 0,76, ogljikov dioksid - 0,12 dušik - 1,1. Polje ruskega medveda, v katerem samo H-skupine proizvajajo zemeljski plin, se razlikuje po sestavi. Tako je metan v njem večji za 12%, etan za 6%, propan pa za 3%.

Rusija je plinski velikan

Proizvodnja plina v Rusiji je koncentrirana predvsem v zahodni Sibiriji, na Daljnem vzhodu, v Volga-Uralski provinci nafte in plina. Vloge Yamburgskoye in Urengoyskoye se upravičeno štejejo za jedro industrijskega in energetskega kompleksa države. Vsebujejo 9,4 trilijona kubičnih metrov plina. Na polju Zapolyarnoye je 4,4, bilijona m³ tega minerala in 1,6 v Medvezhye. Na podlagi teh edinstvenih zalog nafte in plina je bil ustvarjen zahodnosibirski programsko-ciljni teritorialni proizvodni kompleks. Torej, glede na zaloge zemeljskega plina, Rusija zaseda eno od prvih mest na svetu.

Metode proizvodnje zemeljskega plina

Upoštevajoč geološke značilnosti nastajanja plinaste zmesi alkanov, in sicer njihovega ležišča, se uporablja tako imenovano rotacijsko vrtanje. Obrati za pridobivanje plina so osredotočeni predvsem na pogoje nastajanja kondenzata. Lahko je v obliki mešanice med apnencem ali skrilavcem. Pogosto obstajajo tako imenovane "plinske kape" nad naftnimi nahajališči. Manj pogosto se zemeljski plin raztopi v vodi (plinski hidrati) ali olju.

Zaradi vrtanja se plin dvigne na površino, pri čemer upošteva fizikalne zakonitosti prehoda snovi iz visokotlačnega območja v območje njegove minimalne vrednosti. Ta metoda vrtanja se imenuje metoda operacije vodnjaka. Nato nastalo gorivo ločimo, to pomeni, da ga ločimo od vode in trdnih delcev kamenja ter pošljemo na industrijsko zbirališče plina. Nato se transportira v magistralne cevovode, od koder gre do končnega uporabnika.

Obetaven spremljevalec

Sestava in lastnosti zemeljskega plina so odvisne od lastnosti samih vlog. Od tu so njihove stopnjevanje na plin, plin-kondenzat in olje.

Naftni plini, imenovani povezani plini, so navadno raztopljeni v olju in se med njegovo proizvodnjo sproščajo. Združeni vsebujejo manj metana, vendar veliko več njegovih homologov - etana in propana. Če prej v sredini dvajsetega stoletja povezani plini niso bili široko uporabljeni in so bili požgani po metodi sežiganja, se je zdaj situacija korenito spremenila. Ujeti so v tehnološkem ciklu proizvodnje nafte v posebnih rezervoarjih - lestvah.

Povezani plini, bogati s propanom in butanom, se imenujejo mastni. Od njih, dehidrogenacija (izločanje) vodikovih atomov med ogrevanjem in v prisotnosti katalizatorjev proizvaja alken, ki so nenasičeni ogljikovodiki, kot so propen in butadien. Slednji služijo kot surovine za kemijo organske sinteze. Na primer od njih prejmejo gumo in plastiko.

Ali naj "položim" na skrilavca

Druga sorta je plin iz skrilavca, pridobljen iz skrilavca - kamen organskega izvora. Če primerjamo sestavo zemeljskega plina, pridobljenega iz skrilavca, s klasičnim vzorcem plinskega polja skupine N, je zmogljivost slabša pri vsebnosti metana (manj kot 85%) in kalorični vrednosti, ki je več kot 2,5-krat manjša.

Torej upoštevajte sestavo zemeljskega plina v odstotkih, ki izhaja iz skrilavca:

Tehnologije horizontalnega vrtanja in hidravličnega lomljenja, ki se uporabljajo pri pridobivanju plina iz skrilavca, uničujejo naravne krajine, koktajl iz 85 kemikalij, vbrizganih v globine vrtin z namenom lomljenja zemeljske skorje, lahko ubije vse življenje, ki se pojavi na njegovi poti.

Plinska industrija kot osnova težke industrije

Zemeljski plin in nafto imenujemo »kri«, ki hrani vse industrijske panoge, kmetijstvo in stanovanjski in komunalni sektor države brez izjeme. Metan, ki je del zemeljskega plina, ni le gorivo, temveč tudi začetna vez v verigi reakcij organske sinteze, ki gospodarstvu zagotavlja potrebne spojine in materiale: plastiko, alkohole, lake, barve.

Pri sežiganju 1 kubičnega metra plina se sprosti do 54,4 kJ toplote, zato je to eno izmed najboljših goriv za domače in industrijske potrebe. Obseg uporabe zemeljskega plina kot motornega goriva narašča. Življenjska podpora in varnost države sta neposredno povezani z njeno porabo. Vrednost te vrste naravnih surovin je najbolje izražena v njenem imenu - "modro zlato".