Gli organismi viventi morti affondarono sul fondo del mare e caddero in condizioni tali da non poter decadere né a causa dell'ossidazione (non c'è praticamente aria e ossigeno sul fondo del mare) né sotto l'azione. Di conseguenza, questi organismi hanno formato sedimenti limosi.

Sotto l'influenza dei movimenti geologici, questi sedimenti scesero a profondità sempre maggiori, penetrando nelle viscere della terra. Per milioni di anni, i sedimenti sono stati sottoposti a pressioni e temperature elevate. A seguito di questo impatto, in questi sedimenti si è verificato un processo, in cui il carbonio in essi contenuto è passato in composti chiamati idrocarburi.

Gli idrocarburi ad alto peso molecolare (con grandi molecole) sono sostanze liquide. Da loro si è formato l'olio. Ma gli idrocarburi a basso peso molecolare sono gas. Da quest'ultimo si forma gas naturale. Solo la formazione di gas richiede temperature e pressioni più elevate. Pertanto, c'è sempre gas naturale nel giacimento di petrolio.

Nel corso del tempo, i giacimenti di petrolio e gas sono andati a grandi profondità. Per milioni di anni sono stati bloccati dalle rocce sedimentarie.

Il gas naturale è una miscela di gas, non una sostanza omogenea. La parte principale di questa miscela, circa il 98%, è gas metano. Oltre al metano, il gas naturale contiene etano, propano, butano e alcuni elementi non idrocarburici: idrogeno, azoto, anidride carbonica, idrogeno solforato.

Dove si trova il gas naturale

Il gas naturale si trova nelle viscere della terra a una profondità di circa 1000 me più profonda. Lì riempie vuoti microscopici - pori interconnessi da crepe. Attraverso queste fessure, il gas nella terra può spostarsi dai pori ad alta pressione a quelli a bassa pressione.

Inoltre, il gas può essere posizionato sotto forma di un tappo del gas sopra il giacimento di petrolio. Inoltre, può anche essere disciolto, in olio o acqua. Il gas naturale puro è incolore e inodore.

Produzione e trasporto di gas

Il gas viene estratto dal terreno mediante pozzi. A causa del fatto che a una profondità la pressione è maggiore, il gas fuoriesce dai pozzi attraverso il tubo.

Per facilitare il trasporto e lo stoccaggio, il gas naturale viene liquefatto mediante l'esposizione a basse temperature a pressioni elevate. Metano ed etano non possono esistere allo stato liquido, quindi il gas è separato. Di conseguenza, solo una miscela di propano e idrocarburi più pesanti viene trasportata in bombole.

Definizione
Gas naturaleè un minerale allo stato gassoso. È ampiamente usato come combustibile. Ma il gas naturale stesso non viene utilizzato come combustibile, i suoi componenti sono separati da esso per un uso separato.

Composizione del gas naturale
Fino al 98% del gas naturale è metano, include anche omologhi del metano: etano, propano e butano. A volte possono essere presenti anidride carbonica, idrogeno solforato ed elio. Questa è la composizione del gas naturale.

Proprietà fisiche
Il gas naturale è incolore e inodore (se non contiene idrogeno solforato), è più leggero dell'aria. Infiammabile ed esplosivo.
Di seguito sono riportate le proprietà più dettagliate dei componenti del gas naturale.

Proprietà dei singoli costituenti del gas naturale (considerare la composizione dettagliata del gas naturale)

Metano(CH4) è un gas incolore, inodore, più leggero dell'aria. Infiammabile, ma può comunque essere conservato con sufficiente facilità.

Etano(C2H6) è un gas incolore, inodore e incolore, leggermente più pesante dell'aria. Combustibile anche, ma non utilizzato come combustibile.

Propano(C3H8) è un gas incolore, inodore, velenoso. Ha una proprietà utile: il propano si liquefa a bassa pressione, il che rende facile separarlo dalle impurità e trasportarlo.

Butano(C4H10) - simile nelle proprietà al propano, ma ha una densità maggiore. Due volte più pesante dell'aria.

Diossido di carbonio(CO2) è un gas incolore e inodore dal sapore aspro. A differenza degli altri componenti del gas naturale (ad eccezione dell'elio), l'anidride carbonica non brucia. L'anidride carbonica è uno dei gas meno tossici.

Elio(Lui) - incolore, molto leggero (il secondo dei gas più leggeri, dopo l'idrogeno) senza colore e odore. Estremamente inerte, in condizioni normali non reagisce con nessuna delle sostanze. Non brucia. Non è tossico, ma a pressione elevata può causare anestesia, come altri gas inerti.

idrogeno solforato(H2S) è un gas pesante incolore con odore di uova marce. Molto velenoso, anche a bassissime concentrazioni provoca la paralisi del nervo olfattivo.
Proprietà di alcuni altri gas che non fanno parte del gas naturale ma hanno usi simili a quelli del gas naturale

Etilene(C2H4) - Un gas incolore con un odore gradevole. È simile nelle proprietà all'etano, ma differisce da esso per densità e infiammabilità inferiori.

Acetilene(C2H2) è un gas incolore estremamente infiammabile ed esplosivo. Con una forte compressione, può esplodere. Non viene utilizzato nella vita di tutti i giorni a causa dell'altissimo rischio di incendio o esplosione. L'applicazione principale è nei lavori di saldatura.

Applicazione

Metano utilizzato come combustibile nelle stufe a gas.

propano e butano come carburante in alcuni veicoli. Gli accendini sono anche pieni di propano liquefatto.

Etanoè usato raramente come combustibile, il suo impiego principale è la produzione di etilene.

Etileneè una delle sostanze organiche più prodotte al mondo. È una materia prima per la produzione di polietilene.

Acetilene utilizzato per creare una temperatura molto elevata in metallurgia (riconciliazione e taglio dei metalli). Acetileneè molto combustibile, quindi non viene utilizzato come carburante nelle auto, e anche in assenza di questo devono essere rigorosamente osservate le condizioni per il suo stoccaggio.

idrogeno solforato, nonostante la sua tossicità, viene utilizzato in piccole quantità nel cosiddetto. bagni di solfuro. Usano alcune delle proprietà antisettiche dell'idrogeno solforato.

La principale proprietà utile elioè la sua densità molto bassa (7 volte più leggera dell'aria). Palloncini e dirigibili con riempimento di elio. L'idrogeno è persino più leggero dell'elio, ma allo stesso tempo combustibile. I palloncini di elio sono molto popolari tra i bambini.

Tossicità

Diossido di carbonio. Anche grandi quantità di anidride carbonica non influiscono in alcun modo sulla salute umana. Tuttavia, impedisce l'assorbimento di ossigeno quando il contenuto nell'atmosfera è compreso tra il 3% e il 10% in volume. A questa concentrazione iniziano il soffocamento e persino la morte.

Elio. L'elio è completamente atossico in condizioni normali a causa della sua inerzia. Ma con l'aumento della pressione, si verifica la fase iniziale dell'anestesia, simile all'effetto del gas esilarante *.

idrogeno solforato. Le proprietà tossiche di questo gas sono ottime. Con l'esposizione prolungata all'olfatto, si verificano vertigini e vomito. Anche il nervo olfattivo è paralizzato, quindi c'è l'illusione dell'assenza di idrogeno solforato, ma in realtà il corpo semplicemente non lo sente più. L'avvelenamento da idrogeno solforato si verifica a una concentrazione di 0,2-0,3 mg / m3, una concentrazione superiore a 1 mg / m3 è fatale.

processo di combustione
Tutti gli idrocarburi, quando completamente ossidati (eccesso di ossigeno), rilasciano anidride carbonica e acqua. Per esempio:
CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O
Con incompleto (mancanza di ossigeno) - monossido di carbonio e acqua:
2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2O
Con una quantità ancora più piccola di ossigeno, viene rilasciato carbonio finemente disperso (fuliggine):
CH4 + O2 = C + 2H2O.
Il metano brucia con una fiamma blu, l'etano - quasi incolore, come alcol, propano e butano - giallo, etilene - luminoso, monossido di carbonio - azzurro. Acetilene - giallastro, fuma fortemente. Se hai un fornello a gas in casa e invece della solita fiamma blu vedi il giallo, dovresti sapere che il metano è diluito con il propano.

Appunti

Elio, a differenza di qualsiasi altro gas, non esiste allo stato solido.
Gas esilaranteè il nome banale del protossido di azoto N2O.

Commenti e aggiunte all'articolo - nei commenti.

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

La stessa parola "gas" fu coniata all'inizio del XVII secolo dal naturalista fiammingo Jan Baptist van Helmont per riferirsi all'"aria morta" (anidride carbonica) che ricevette. Helmont ha scritto: "Ho chiamato tale gas di vapore, perché quasi non differisce dal caos degli antichi". Ma in questo caso si tratta di una delle forme dell'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 di idrocarburi 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. Gli organismi viventi che sono morti e sono affondati sul fondo dei corpi idrici si sono decomposti in uno spazio senz'aria. Affondando sempre più in profondità a causa dei movimenti geologici, i resti di materia organica decomposta si sono trasformati sotto l'influenza di fattori termobarici (temperatura e pressione) in minerali di idrocarburi, compreso il gas naturale.

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

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

Il gas naturale presenta una serie di 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 impedisce la possibilità di avvelenare le persone con perdite di gas;
• con il riscaldamento a gas di città e paesi, il bacino d'aria è molto meno inquinato;
• quando si lavora a 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 energia e combustibile di processo.

Il gas è un combustibile più giovane del petrolio. L'era del gas naturale, infatti, iniziò con la scoperta nel 1959 del giacimento di Groningen in Olanda e la successiva scoperta di 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 di 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 di energia è stato ancora più alto - circa il 24%. Lo studio Global Energy Outlook 2030 di 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 di gas nel bilancio energetico globale aumenterà dal 21% al 25% entro il 2035, il gas diventerà il secondo vettore energetico dopo il petrolio, spostando 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 gruppi principali di gas naturale:

• Gruppo di gas naturale H(H-gas, cioè gas ad alto contenuto calorico) per l'alto contenuto di metano (dall'87% al 99%) è la qualità più alta. 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 più alta qualità al mondo.
• Gruppo gas naturale L(L-gas, cioè gas a basso contenuto calorico) è gas naturale con un contenuto di metano inferiore - dall'80% all'87%. Se i requisiti di qualità non sono soddisfatti (11,1 kWh/m3), spesso il gas non può essere consegnato direttamente all'utente finale senza un'ulteriore elaborazione.

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 campo a campo.

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 al n.c.: 28-46 MJ, ovvero 6,7-11,0 Mcal.
• Numero di ottano quando utilizzato nei motori a combustione interna: 120-130.
• È 1,8 volte più leggero dell'aria, quindi, quando perde, non si raccoglie in pianura, ma si alza.

Applicazione

Con i vantaggi rispetto ad altri vettori energetici come l'economia e il rispetto dell'ambiente, il gas naturale sta diventando sempre più importante nell'industria e nelle famiglie.

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

Il gas naturale viene utilizzato in piccola misura come carburante per motori. A causa dell'aumento dei prezzi della benzina negli ultimi anni e mesi, il numero di veicoli privati ​​convertiti a motori a gas è aumentato. Inoltre, camion e autobus vengono riequipaggiati per funzionare a gas naturale. Insieme al fattore costo, un importante argomento a favore del gas naturale è il minor livello di emissioni 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 in termini di consumo di gas (secondo i risultati del 2010)

Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2011

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

Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2011

Il gas naturale è una miscela di tali gas che si sono formati nelle viscere della terra durante la decomposizione di varie sostanze organiche. Naturalmente, la composizione del gas naturale dovrebbe essere adattata per campioni specifici. Tuttavia, tutti i gas naturali hanno indubbiamente molte sostanze ed elementi chimici comuni nella struttura, e anche qualsiasi gas naturale ha all'incirca la stessa composizione fisica e proprietà degli altri. Ne parleremo con te.

Informazione Generale

Il gas naturale è uno dei minerali più importanti utilizzati attivamente nell'industria e nella vita di tutti i giorni. Nelle condizioni di accadimento (o, come dicono i gasatori, in condizioni di giacimento), il gas naturale è esclusivamente allo stato gassoso, sia sotto forma di cosiddetto "gas cap" nei comuni giacimenti di petrolio e gas, sia sotto forma di depositi di gas (cioè accumuli individuali), o disciolti in acqua o olio. È vero, in determinate condizioni, il gas naturale può essere non solo allo stato gassoso, ma anche allo stato solido sotto forma di cristalli.

Composizione chimica del gas naturale

Per quanto riguarda le principali sostanze che compongono il gas naturale, esse sono metano (CH 4), anidride carbonica (CO 2) e azoto sotto forma di molecole (N 2). Quasi tutti i gas naturali, sia di miniera che di palude, sono costituiti da queste sostanze ed elementi. Per quanto riguarda la composizione percentuale del gas naturale, la principale sostanza che compone il gas naturale è sicuramente il metano. La sua quota va dal 90 al 98%, a seconda del giacimento di gas. Il gas naturale contiene anche sostanze come butano, propano, etano (idrocarburi, detti anche omologhi del metano, in quanto costituiti dagli stessi elementi chimici, che differiscono solo per il numero di atomi di carbonio e di idrogeno e, di conseguenza, per la struttura delle molecole). Tra i componenti non idrocarburici del gas naturale, si segnalano, oltre ai già descritti azoto e anidride carbonica (anidride carbonica), idrogeno (H 2), elio (He) e idrogeno solforato (H 2 S).

Proprietà fisiche del gas naturale

Innanzitutto, notiamo che il gas naturale, che è nella sua forma pura, è incolore e inodore. Per determinare la fuoriuscita di gas, ad esso vengono aggiunti in piccole quantità i cosiddetti odoranti o sostanze che hanno un odore acuto e piuttosto sgradevole: ad esempio i tioli, tra i quali l'etilmercaptano occupa un posto di primo piano. Per 1000 metri cubi di gas naturale si aggiungono normalmente non più di 15-16 g di etilmercaptano. La densità del gas naturale allo stato gassoso è in media di 0,75 kg per metro cubo. Allo stato cristallino, la densità raggiunge i 400 kg per m 3. Il gas naturale si accende spontaneamente solo a temperature molto elevate - circa 650 gradi Celsius. Ad una certa concentrazione di gas naturale nell'aria (circa 5-15%), possono verificarsi esplosioni. È anche noto il calore specifico di combustione del gas naturale, che è in media di 35 MJ/m? o 9 Mcal/m?. Se utilizzato in vari motori a combustione interna, il gas naturale ha un numero di ottano compreso tra 120 e 130. Infine, il gas naturale è circa 1,8 volte più leggero dell'aria, quindi aumenta quando perde piuttosto che accumularsi in pianura.

Applicazione del gas naturale

Innanzitutto, il gas naturale nel mondo moderno viene utilizzato come combustibile e combustibile. Quindi, in molti multi-appartamenti e case private, le persone usano il gas naturale per cucinare, riscaldare l'acqua e riscaldare. Per quanto riguarda l'altro uso del gas naturale sotto forma di combustibile, recentemente è stato attivamente utilizzato non solo come combustibile per varie centrali termiche e centrali termiche, ma anche come combustibile per i sistemi di alimentazione di alcune automobili. Inoltre, ingegneri e designer moderni hanno persino avviato la produzione di veicoli alimentati a gas naturale, ad esempio autobus. Nell'industria chimica, il gas naturale viene utilizzato come materia prima per la produzione di tutti i tipi di sostanze, ad esempio varie materie plastiche e plastiche. E nei suoi primi giorni, il gas naturale veniva utilizzato come illuminazione stradale in molte città europee e nordamericane, anche nei primi semafori.

Il gas naturale è un minerale di un gruppo di rocce sedimentarie, che è una miscela di gas. Questa risorsa è nata a seguito della decomposizione della materia organica nelle viscere della Terra. Gli ecologisti riconoscono il gas naturale come il tipo più pulito di combustibile fossile.

Caratteristiche e tipi di gas naturale

Le caratteristiche del gas naturale dipendono dalla sua composizione. È più leggero dell'aria di 1,8 volte, la temperatura di autoaccensione è di 650°C. Il gas secco ha una densità compresa tra 0,68 kg/m 3 e 0,85 kg/m 3 e liquido 400 kg/m 3 . Una miscela di gas e aria dal 5% al ​​15% in volume è esplosiva. Calore specifico di combustione da 8-12 kWh/m 3 . Quando si utilizza il gas naturale nei motori a combustione interna, il numero di ottano è compreso tra 120 e 130.

La maggior parte del gas naturale è una miscela di idrocarburi gassosi. La parte principale è il metano (CH 4 - fino al 98%), così come gli idrocarburi pesanti - etano C 2 H 6, propano C 3 H 8, butano C 4 H 10. La composizione comprende anche altre sostanze non carboniose: idrogeno H 2, idrogeno solforato H 2 S, anidride carbonica CO 2, azoto N 2, elio He.

Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per facilitare la determinazione della posizione della perdita, vengono mescolati odori, sostanze con un odore sgradevole.

Tipi di gas naturale:

• liquefatto (SUG);
• palude;
• olio;
• carbonioso;
• idrati di gas;
• ardesia;
• illuminazione;
• Coca Cola;
• compresso o compresso (CNG);
• olio associato;
• per livelli e sottolivelli dello strato terroso del periodo Cretaceo, da dove viene estratto oggi: Turoniano, Cenomaniano, Valanginiano, Achimov.

Giacimento di gas naturale

Fondamentalmente, i depositi di gas naturale si trovano nel guscio sedimentario della crosta terrestre. Enormi riserve di gas naturale sono di proprietà della Russia (giacimento di Urengoyskoye), in Europa - Norvegia, Paesi Bassi, la maggior parte dei paesi del Golfo Persico, Iran, Canada, Stati Uniti, ci sono grandi giacimenti in Azerbaigian, Uzbekistan, Turkmenistan e Kazakistan. Gli idrati di gas sono presenti in grandi quantità a grandi profondità sotto il fondale marino, così come nel sottosuolo.

Produzione di gas naturale

Prima dell'estrazione, viene prima eseguita l'esplorazione: gravitazionale, magnetica, sismica o geochimica. Tuttavia, l'unico modo affidabile per scoprire se c'è una scorta di gas sotto di te è perforare un pozzo. Il gas naturale si trova a una profondità di un chilometro. Nelle viscere della Terra, il gas si trova in pori microscopici, che sono interconnessi da canali - fessure, attraverso le quali, ad alta pressione, questa importante risorsa penetra nei pori di pressione inferiore fino a quando non si trova all'interno dei pozzi. Tutto ciò viene eseguito secondo la legge di Darcy: la filtrazione di gas e liquidi in un mezzo poroso. Il gas esce dalle viscere a causa del fatto che nei pozzi è sotto pressione, che è molte volte superiore alla pressione atmosferica.

Il gas viene prodotto utilizzando pozzi, distribuiti uniformemente su tutta l'area del campo. Questo viene fatto per un calo uniforme della pressione del giacimento nel giacimento. Il gas prodotto viene preparato per il trasporto. Il gas viene trasportato da gasdotti, vettori di gas speciali, cisterne ferroviarie.

Uso di gas naturale

Il gas naturale è utilizzato come combustibile altamente economico per le centrali elettriche, per l'industria del cemento e del vetro, per la metallurgia ferrosa e non ferrosa, per la produzione di materiali da costruzione e per la produzione di vari composti organici. Questa importante risorsa viene utilizzata per e per i bisogni domestici. La fonte di energia per le megalopoli, carburante per motori, vernici, colla, aceto, ammoniaca: tutto questo abbiamo grazie al gas naturale.