प्राकृतिक गैस के भौतिक और रासायनिक गुण। प्राकृतिक गैस का उत्पादन और उपयोग

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

यौगिकों के अन्य समग्र मापदंडों की तुलना में किसी पदार्थ की गैसीय अवस्था सबसे आम है। दरअसल, इस राज्य में हैं:

सितारे;
इंटरस्टेलर स्पेस;
ग्रह;
माहौल;
समग्र रूप से ब्रह्मांड।

गैसों के मुख्य विशिष्ट गुण क्रिस्टल जाली में कमजोर अंतर-आणविक अंतःक्रिया हैं, जिसके कारण इन पदार्थों की सभी मुख्य विशेषताएं प्रकट होती हैं। निश्चित रूप से बहुत सारी गैसें हैं। हालांकि, हम अपने ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण और तीसरा सबसे आम - प्राकृतिक पर विचार करेंगे।

प्राकृतिक गैस संरचना

यदि हम प्राकृतिक गैस की गुणात्मक संरचना की विशेषता रखते हैं, तो हमें तुरंत दो समूहों के घटकों को अलग करना चाहिए: कार्बनिक और अकार्बनिक। चूंकि, हालांकि यह आमतौर पर माना जाता है कि इसमें मीथेन होता है, यह पूरी तरह सच नहीं है।

जैविक सामग्री में शामिल हैं:

मीथेन - सीएच₄;
प्रोपेन - सी₃एच₈;
ब्यूटेन - С₄Н₁₀;
इथेन - सी₂N₄;
भारीपाँच से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन।

अकार्बनिक घटकों में निम्नलिखित यौगिक शामिल हैं:

हाइड्रोजन (छोटी मात्रा में) - एच₂;
कार्बन डाइऑक्साइड - CO₂;
हीलियम - नहीं;
नाइट्रोजन - एन₂;
हाइड्रोजन सल्फाइड - एच₂एस.

किसी विशेष मिश्रण की संरचना वास्तव में क्या होगी यह स्रोत, यानी जमा पर निर्भर करता है। यही कारण प्राकृतिक गैस के विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों की व्याख्या करते हैं। हालांकि, उनमें से किसी का भी खनन किया जाता है, और प्रत्येक का एक मूल्य भी होता है। यह सिर्फ इतना है कि किसी प्रकार का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है, और विदेशी अशुद्धियों से संतृप्त बहुत अधिक वसायुक्त होता है जिसका उपयोग रासायनिक उद्योग में यौगिकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है।

प्राकृतिक गैस के भौतिक और रासायनिक गुण

ऐसे मापदंडों को सटीक रूप से निर्दिष्ट करने के लिए, आपको पता होना चाहिए कि गैस मिश्रण की संरचना वास्तव में क्या है। आखिर अगर इसमें मीथेन (97% तक) का बोलबाला है, तो इस पर ध्यान केंद्रित करते हुए विशेषताएँ दी जा सकती हैं।

यदि अकार्बनिक घटकों या भारी हाइड्रोकार्बन (कई प्रतिशत तक) की अधिकता है, तो प्राकृतिक गैस के भौतिक और रासायनिक गुणों में नाटकीय रूप से परिवर्तन होता है।

इसलिए, केवल अनुमानित भौतिक सीमाएं ही निर्दिष्ट की जा सकती हैं।

ऑटो-इग्निशन तापमान - 650-700⁰C.
ऑक्टेन संख्या - 120-130।
कोई रंग, स्वाद या गंध नहीं।
हवा से लगभग 2 गुना हल्का, आसानी से कमरे की ऊपरी परतों में केंद्रित।
सामान्य अवस्था (गैस) के रूप में घनत्व - 0, 68-0,85 किग्रा/मी³।
मानक परिस्थितियों में, हमेशा एक गैसीय समग्र अवस्था में रहें।
5-15% की मात्रा में हवा के साथ मिश्रित होने पर, यह विस्फोटक होता है।
दहन की ऊष्मा लगभग 46 MJ/m³।

इसके अलावा, प्राकृतिक गैस मापदंडों के रासायनिक पक्ष पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।

यह एक अत्यधिक ज्वलनशील पदार्थ है, जो एक निश्चित तापमान पर एक चिंगारी के साथ और बिना स्वयं प्रज्वलित करने में सक्षम है।
चूंकि मुख्य घटक मीथेन है, इसमें इसके सभी रासायनिक गुण हैं।
प्रतिस्थापन, डिहाइड्रोजनीकरण, पायरोलिसिस, अपवर्तन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करें।
कम तापमान और उच्च दबाव पर संपीड़ित और द्रवीभूत होता है।

जाहिर है, प्राकृतिक गैस के ऐसे भौतिक और रासायनिक गुण उद्योग में इसके व्यापक उपयोग को निर्धारित करते हैं।

प्राकृतिक गैस की विशेष संपत्ति

प्रश्न में यौगिक का एक विशेष गुण गैस हाइड्रेट जमा करने की क्षमता है, अर्थात ठोस अवस्था में होना। ये संरचनाएं 1/220 के अनुपात में पानी के अणुओं के निर्माण द्वारा अवशोषित प्राकृतिक गैस की मात्रा का प्रतिनिधित्व करती हैं। इसलिए, इस तरह के निक्षेप अत्यंत समृद्ध चट्टानें हैं। प्रकृति में उनकी एकाग्रता के स्थान:

महासागरों की गहरी निचली परतें;
पर्माफ्रॉस्ट का संचय।

अस्तित्व की स्थिति - हाइड्रोडायनामिक दबाव और कम तापमान।

प्राकृतिक गैस क्षेत्र

अगर हम प्राकृतिक सामग्री की बात करेंप्रकृति में गैस, एकाग्रता के मुख्य स्थानों की पहचान करना संभव है:

यह एक तलछटी चट्टान है, एक खनिज जो पृथ्वी की पपड़ी की गहरी परतों में कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय क्षय द्वारा कई सहस्राब्दियों से बना है।
भूजल में घुल गया।
तेल में शामिल है, उसके ऊपर एक तेल और गैस कैप बना रहा है।
समुद्र तल की परतों और सुदूर उत्तर के बिंदुओं में गैस हाइड्रेट के रूप में होता है।

यदि हम क्षेत्रीय रूप से गैस क्षेत्रों के वितरण को निरूपित करते हैं, तो नेता निम्नलिखित देश हैं:

रूस।
खाड़ी देश।
संयुक्त राज्य अमेरिका।
कनाडा.
ईरान।
कजाखस्तान।
अज़रबैजान।
उज़्बेकिस्तान।
नॉर्वे।
तुर्कमेनिस्तान।
नीदरलैंड।

विश्व में उत्पादन सालाना लगभग 3643 बिलियन मी³ प्रति वर्ष है। इनमें से केवल रूस के खाते में 673.46 अरब मी³।

प्राकृतिक गैस जिस पर जलती है उसका तापमान 650 ⁰C है। यही है, यह वह संकेतक है जिस पर यह आत्म-प्रज्वलन करने में सक्षम है। इस मामले में, किसी अन्य प्रकार के ईंधन के दहन की तुलना में अधिक मात्रा में तापीय ऊर्जा जारी की जाती है। स्वाभाविक रूप से, यह इस पदार्थ के उपयोग के क्षेत्रों को प्रभावित नहीं कर सका।

इसलिए कई देश जिनके पास प्राकृतिक गैस का भंडार नहीं है, वे इसे दूसरे राज्यों से आयात करने को मजबूर हैं। परिवहन कई तरह से किया जाता है:

गैसीय अवस्था में पाइपलाइन के माध्यम से;
समुद्र के द्वारा टैंकों में - तरल रूप में;
मेंरेलवे टैंक कारें - तरलीकृत।

हर रास्ते के अपने फायदे और नुकसान हैं। विशेष रूप से, समुद्र और रेलवे विकल्प सुरक्षित हैं, क्योंकि प्रशीतित सिलेंडर में तरलीकृत गैस की रासायनिक गतिविधि गैसीय अवस्था की तुलना में बहुत कम होती है। पाइपलाइन से संचरण दूरी और इसकी मात्रा बढ़ जाती है, इसके अलावा, यह विधि आर्थिक रूप से व्यवहार्य है।

प्राकृतिक गैस में मीथेन

मिथेन गैस प्राकृतिक मिश्रण का मुख्य कच्चा माल है। इसकी सामग्री 70-98% तक होती है। अपने आप में, यह ग्रह पर तीसरी सबसे आम गैस है, जो तेल, अंतरतारकीय अंतरिक्ष और अन्य ग्रहों के वातावरण का हिस्सा है।

रसायन की दृष्टि से, मीथेन गैस एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन है जो कई संतृप्त स्निग्ध यौगिकों से संबंधित है। अल्केन्स या पैराफिन का पहला प्रतिनिधि। इसकी रासायनिक गतिविधि कम होती है, यह काफी शांत होता है। प्रतिक्रियाशील:

प्रतिस्थापन;
पूर्ण ऑक्सीकरण;
रूपांतरण।

यह एक रंगहीन गैर-धूम्रपान लौ से जलता है, इसमें कोई गंध नहीं होती है।

प्राकृतिक गैस के प्रकार

प्रश्न में पदार्थ के तीन मुख्य प्रकार हैं।

शुष्क प्राकृतिक गैस वह है जिसमें 97% से अधिक मीथेन मौजूद है। यानी अन्य हाइड्रोकार्बन सहित अशुद्धियों की मात्रा बेहद कम है।
पतली गैस। यह उस मिश्रण का नाम है जिसमें थोड़ी मात्रा में भारी हाइड्रोकार्बन होते हैं।
मोटी प्राकृतिक गैस वह है जो भारी हाइड्रोकार्बन और अकार्बनिक घटकों (नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड) से भरपूर होती है।

गैस सूखापन के गुणांक के रूप में ऐसी अवधारणा, आपको कच्चे माल की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने की अनुमति देती है जिससे भविष्य में उत्पादों का निर्माण किया जाएगा। आखिरकार, प्राकृतिक गैस ही एक आधार है। विभिन्न उद्योगों को अलग-अलग उत्पादों की आवश्यकता होती है, इसलिए विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उन्हें सावधानीपूर्वक संसाधित और परिष्कृत किया जाता है।

उत्पाद की गुणवत्ता

प्राकृतिक गैस की गुणवत्ता सीधे संरचना पर निर्भर करती है। यदि मीथेन प्रमुख है, तो ऐसा उत्पाद ईंधन का सबसे अच्छा स्रोत होगा। यदि सबसे अधिक फैटी हाइड्रोकार्बन की संरचना में, तो रासायनिक उद्योग के लिए ऐसे कच्चे माल सबसे उपयुक्त हैं।

सही गुणवत्ता की प्राकृतिक गैस की आपूर्ति के लिए, विशेष रासायनिक संयंत्र हैं जहां इसे अंतिम गंतव्य तक आगे भेजने से पहले पूरी तरह से सफाई और प्रसंस्करण से गुजरना पड़ता है। काम करने के तरीके उत्पाद के इच्छित उपयोग पर निर्भर करेंगे।

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि इसका उपयोग घरेलू उद्देश्यों के लिए किया जाता है, तो इसमें विशेष गंधक, विशेष रूप से व्यापारियों को जोड़ा जाता है। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि गैस से बदबू आने लगे, क्योंकि तब लीक होने की स्थिति में इसका पता लगाना आसान हो जाएगा। सभी व्यापारियों में तेज गंध होती है।

प्राकृतिक गैस का उपयोग

कई उद्योगों द्वारा प्राकृतिक गैस की खपतउद्योग और सुविधाएं। उदाहरण के लिए:

सीएचपी।
बॉयलर रूम।
गैस इंजन।
रासायनिक उत्पादन (प्लास्टिक और अन्य सामग्री का निर्माण)।
कारों के लिए ईंधन।
आवासीय हीटिंग।
खाना बनाना।

इसीलिए विश्व में इस कच्चे माल का उत्पादन इतना अधिक है, और आयात और निर्यात का अनुमान अरबों डॉलर है।

पर्यावरण

प्रकृति के लिए स्वच्छता के मामले में प्राकृतिक गैस से बेहतर ईंधन का कोई स्रोत नहीं है। पर्यावरण संगठन इसके उपयोग का पूर्ण समर्थन करते हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में, प्राकृतिक गैस के दहन से प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक - कार्बन डाइऑक्साइड का संचय होता है।

और चूंकि यह ग्रीनहाउस गैसों से संबंधित है, इसलिए इसका संचय ग्रह के लिए बहुत खतरनाक है। इसलिए, कई कार्य किए जा रहे हैं, ग्रह की पारिस्थितिक स्थिति को आसन्न ग्रीनहाउस प्रभाव से बचाने के लिए परियोजनाएं विकसित की जा रही हैं।