Бытовой газ тяжелее воздуха. Природный газ — сырье, а не готовое топливо. Из чего состоит природный газ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Природный газ – это смесь газов (органической и неорганической природы), образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ. Полезное ископаемое.

Значительная составляющая природного газа – метан (70 — 98%), затем идут этан, пропан и бутан; среди газов неорганической природы в состав природного газа могут входить моно- и диоксид углерода, азот, инертные газы, водород, сероводород. Химический состав природного газа (объемное содержание каждого из газов) может меняться в зависимости от месторождения.

Химические свойства природного газа

Поскольку природный газ представляет собой смесь газов, то невозможно указать, какие химические свойства для него характерны, т.к. для каждого вещества, входящего в его состав характерны свои, особые химические свойства. Однако, можно сказать, что для природного газа характерно горение, причем из всех веществ, входящих в состав природного газа на воздухе сгорают только углеводороды (метан, этан и т.д.) и монооксид углерода. Продукты реакции горения природного газа:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 +2H 2 O;

2C 2 H 6 + 7O 2 = 4CO 2 + 6H 2 O;

2C 3 Н 8 + 10O 2 = 6CO 2 + 8H 2 O;

2CO + O 2 = 2CO 2 .

Физические свойства природного газа

Природный газ при нахождении в недра Земли может находится в газообразном состоянии (газовые залежи), в виде газовой «шапки» нефтегазовых месторождений, в растворенном виде в нефти или в воде. Чистый природный газ не обладает запахом и цветом. Температура возгорания природного газа 650С. Природный газ в 1,8 газ легче воздуха.

Получение природного газа

Природный газ добывают из недр Земли с помощью скважин. Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

Применение природного газа

Основное направление использования природного газа — в качестве горючего для отопления жилых домов, подогрева воды и приготовления пищи; в качестве топливо для машин, котельных, ТЭЦ и др. Также, природный газ используют в химической промышленности (сырьё для получения различных органических веществ).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	природный газ одного из месторождений содержит 85% метана, 6% этана, 3% оксида углерода (II), 4,5% углекислого газа, 1,5% азота и инертных газов по объему. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 1м 3 этого газа. Объемная доля кислорода в воздухе – 21%.
Решение	Сжигание природного газа на воздухе происходит из-за окислительной способности кислорода, входящего в его состав. Среди газов, входящих в состав природного газа реакции горения подвергаются только углеводороды и оксид углерода (II). Запишем уравнения реакций горения этих газов в кислороде. 2CO + O 2 = 2CO 2 (3). Получение природного газа Когда таблетки промокнут, они становятся горячими; достаточно горячий, чтобы начать небольшой огонь в бункере для хранения. Это было бы достаточно плохо, но огонь отправил систему спринклеров по всему зданию, и вы можете догадаться, что произошло дальше. Шесть миллионов галлонов воды и нейтрализующих химических веществ распыляли на огонь в течение четырех дней, прежде чем он был окончательно контролирован. Конечно, вы можете обвинить старое оборудование, отсутствие технического обслуживания, недопонимание между химиками и человеком, ухаживающим за спринклерной системой. Но некоторым из вас может быть интересно, почему дожди. V(CH 4) = 1000×0,85 = 850 л; V(C 2 H 6) = 1000×0,06 = 60 л; V(CО) = V gas ×φ (CО)/100%; V(CО) = 1000×0,03 = 30 л. По 1 уравнению n(CH 4) : n(O 2) = 1:2, следовательно, n(O 2) = 2× n(CH 4) = 2× 850 /22,4 = 76 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: V(O 2) 1 = 76×22,4 = 1702 л. По 2 уравнению n(C 2 H 6) : n(O 2) = 2:7, следовательно, n(O 2) = 7/2× n(C 2 H 6) = 7/2× 60 /22,4 = 9,4 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: Раньше в тот же день начался небольшой пожар, потому что дождевая вода просочилась под дверь роликового шторка. Для вентиляции паров хлора пожарная часть разбила окна. Природный газ легче и тяжелее воздуха. Для полного ответа нам нужно внимательно изучить «Природный газ», так вот. Оригинальный вопрос: «Является ли природный газ тяжелее воздуха?». Во-первых, очень мало естественного природного газа. Может быть, давно они бы использовали газ, извлеченный из колодца. Газ, который вы получаете от коммунальной компании, теперь сильно обрабатывается и вообще не является естественным. Это смесь газов, а не один чистый компонент. Вот соответствующие вопросы, чтобы ответить на ваш вопрос. V(O 2) 2 = 9,4×22,4 = 210,6 л. По 3 уравнению n(CО) : n(O 2) = 2:1, следовательно, n(O 2) = 1/2× n(CО) = 1/2× 30 /22,4 = 0,7 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: V(O 2) 3 = 0,7×22,4 = 15,7 л. V sum = V(O 2) 1 + V(O 2) 2 + V(O 2) 3 = 1702 + 210,6 + 15,7 = 1928,3 л. Т.к. объемная доля кислорода в воздухе 21%, то объем воздуха, необходимый для сжигания природного газа: V = V(O 2) sum / 0,21 = 1928,3 / 0,21 = 9182 л = 0,9182 м 3 . В каком состоянии транспортируется газ? Некоторые компоненты, такие как кислые газы, удаляются из газа перед подачей в трубопровод, который служит городу для предотвращения токсичности, коррозии и загрязнения. Поэтому, если есть утечка или ваш пилот выдувается, вы не узнаете, пока не произойдет взрыв. Чтобы избежать этой катастрофы, утилита обычно добавляет какое-то настоящее вонючее соединение серы в газ, который мы изучили с детства, чтобы связать его с запахом газа. Обычной добавкой является меркаптан. Присадка обычно находится в небольшом количестве. Естественный газ, когда он выходит из скважины, может иметь разные составы метана, этана и более тяжелых углеводородов. Чистая молекулярная масса зависит от точного состава. Вот пример сравнения композиций. Вы можете рассчитать чистую молекулярную массу от процентных составов, но реальность такова, что газ является более легким и тяжелым, чем воздух. Реальность заключается в том, что световой компонент будет расти, и тяжелый компонент будет тонуть. Так что, где бы вы ни находились, источник огня или пламени, там будет что-то, что потенциально может попасть туда и вызвать взрыв. Утилита не гарантирует состав. Спектр, который вы получаете от своего поставщика, в лучшем случае указывает на значение тепла для полного сгорания. Для них нецелесообразно измерять, сообщать или гарантировать композицию. Фактически, когда-то состав меняется день ото дня, в зависимости от того, какой поставщик они покупают с этого дня. Одна из причин, по которой газ обрабатывается, - это борьба с загрязнением. Одна из причин изменения состава газа экономична. Поскольку более тяжелые углеводороды и конденсаты имеют большую ценность. У природного газа обычно нет запаха. Средняя молекулярная масса воздуха равна 29. Этан примерно такой же, как воздух, и висит посередине. Вы также можете найти свой ответ здесь.
Ответ	Объем воздуха – 0,9182 м.

ПРИМЕР 2

Задание	природный газ одного из месторождений содержит 92% метана, 4% этана, 7% пропана, 2% углекислого газа и 1% азота. Какой объем кислорода потребуется для сжигания 200л этого газа.
Решение	Среди газов, входящих в состав природного газа реакции горения в кислороде подвергаются только углеводороды. Запишем уравнения реакций горения этих газов в кислороде. CH 4 + 2O 2 = CO 2 +2H 2 O (1); Из чего состоит пакет услуг? Если нет, мы в вашем распоряжении. Пакет услуг почти похож на основную плату по телефону. Он включает в себя предоставление газовых установок в вашем доме, круглосуточное обслуживание в случае сбоев, предоставление заказанной номинальной тепловой мощности, обслуживание клиентов и годовые отчеты. Если вы являетесь нашим клиентом уже несколько лет, мы определим вашу ежемесячную скидку на основе использования вашего предыдущего года с учетом текущей цены. Если вы новый клиент, и если ваше предыдущее потребление природного газа нам неизвестно, мы умножаем номинальное потребление тепла, которое вы заказывали, с ожидаемыми годовыми расходами. Типичным примером семейного дома является номинальная тепловая мощность 20 кВт х 500 часов использования = 000 кВтч. Мы оцениваем это ожидаемое годовое потребление с текущими ценами и выделяем его на 12 месяцев в году. 2C 2 H 6 + 7O 2 = 4CO 2 + 6H 2 O (2); 2C 3 Н 8 + 10O 2 = 6CO 2 + 8H 2 O (3). Найдем объемы сгорающих газов, зная их объемные доли (см. условие задачи): V(CH 4) = V gas ×φ (CH 4)/100%; V(CH 4) = 200×0,92 = 184 л; V(C 2 H 6) = V gas ×φ (C 2 H 6)/100%; V(C 2 H 6) = 200×0,04 = 8 л; V(C 3 Н 8) = V gas ×φ (C 3 Н 8)/100%; V(C 3 Н 8) = 200×0,01 = 2 л. По 1 уравнению n(CH 4) : n(O 2) = 1:2, следовательно, n(O 2) = 2× n(CH 4) = 2× 184 /22,4 = 16 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: Из чего состоит природный газ Как вы думаете, ваша ежемесячная скидка не подходит? Просто свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов. Существуют две основные возможности. Либо вы сообщите нам о своем показании счетчика на контрольную дату, либо мы оценим ваше потребление с использованием официально утвержденной статистической процедуры. Статистические исследования показывают, сколько процентов годового потребления потребляется обычным домашним потребителем в зависимости от температуры в течение определенного периода времени для отопления. V(O 2) 1 = 16×22,4 = 358,4 л. По 2 уравнению n(C 2 H 6) : n(O 2) = 2:7, следовательно, n(O 2) = 7/2× n(C 2 H 6) = 7/2× 8 /22,4 = 1,25 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: V(O 2) 2 = 1,25×22,4 = 28 л. По 3 уравнению n(C 3 Н 8) : n(O 2) = 2:10, следовательно, n(O 2) = 5× n(C 3 Н 8) = 5× 2 /22,4 = 0,4 моль. Тогда объем кислорода, необходимый для сжигания 850 л метана: V(O 2) 3 = 0,4×22,4 = 8,96 л. Поскольку мы также знаем ваше потребление за предыдущий год, это дает нам очень точную оценку вашего показания счетчика на отчетную дату. Важно: если вы хотите установить точное ограничение потребления, вы можете сообщить нам о своем показании счетчика в установленный срок через нашу онлайн-службу или по телефону. По окончании расчетного периода всегда проводятся показания счетчика. Это гарантирует, что вы платите только за природный газ, который вы также потребляете. В текущем году мы корректируем вашу скидку каждый раз, когда цены меняются. Уменьшая скидку, мы быстро передаем вам снижение цен. В случае повышения цен мы увеличим вашу скидку. Это предотвращает высокие выплаты в конце расчетного периода. В принципе, у вас всегда есть специальное право на прекращение в случае изменения цены: договор может быть расторгнут с периодом в один месяц в конце месяца до даты корректировки цены. Суммарный объем кислорода, затраченный на сжигание природного газа составит: V sum = V(O 2) 1 + V(O 2) 2 + V(O 2) 3 = 358,4 + 28 + 8,96 = 395,36 л.
Ответ	Объем кислорода — 395,36 л.

Смесь углеводородов, предмет религиозного культа, спора ученых и важнейший сырьевой ресурс. Он невидим и не имеет запаха. В России его больше, чем где-либо в мире.

Из чего состоит природный газ

Основу природного газа составляет метан (CH 4) - простейший углеводород (органическое соединение, состоящее из атомов углерода и водорода). Обычно в его состав также входят более тяжелые углеводороды , гомологи метана: этан (C 2 H 6), пропан (C 3 H 8), бутан (C 4 H 10) и некоторые неуглеводородные примеси.

Природный газ может существовать в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде.

Запах газа

Что интересно, ни один из названных газов не имеет ни цвета, ни запаха. Характерный неприятный запах, с которым в быту сталкивался практически каждый человек, придается газу искусственно и называется одорацией. В качестве одорантов , то есть неприятно пахнущих веществ, обычно используют серосодержащие соединения. Человек может уловить запах одного из самых распространенных одорантов - этантиола - даже если одна часть этого вещества придется на 50 миллионов частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Этап добавления одоранта
с неприятным запахом.

Природный газ без запаха

Природный газ
с неприятным запахом

Спор ученых

Относительно происхождения природного газа (как, впрочем, и нефти) среди ученых до сих пор не существует единого мнения. Две основные концепции - биогенная и минеральная - утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли.

Минеральная теория

Образование полезных ископаемых в пластах горных пород - часть процесса дегазации Земли. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах, поднимаются в зону наименьшего давления, образуя в результате газовые и нефтяные залежи.

Биогенная теория

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Опускаясь все глубже из-за геологических движений, остатки разложившейся органики превратились под воздействием термобарических факторов (температуры и давления) в углеводородные полезные ископаемые, в том числе - в природный газ.

Невидимые поры

Довольно распространено ложное представление о том, что газ находится под землей в неких пустотах, из которых легко полностью извлекается. На самом деле газ может находиться внутри горной породы, имеющей пористую структуру настолько мелкую, что человеческим глазом ее увидеть нельзя. Держа в руках кусок песчаника, извлеченного с огромной глубины, достаточно сложно представить, что внутри заключен природный газ.

Поклонение газу

Человечество знает о существовании природного газа давно. И, хотя уже в IV веке до н. э. в Китае его научились использовать для отопления и освещения, долгое время яркое пламя, не оставляющее пепла, являлось предметом мистического и религиозного культа для некоторых народов. Например, на Апшеронском полуострове (современная территория Азербайджана) в VII веке был воздвигнут храм огнепоклонников Атешгях, служения в котором проходили вплоть до XIX века.

Кстати, недалеко от храма Атешгях в 1859 году была совершена первая в России попытка (довольно кратковременная) использовать природный газ в промышленных целях - на нефтеперегонном заводе в Баку.

Термоламп и первый газ в России

История российской газовой промышленности начинается в 1811 году. Тогда изобретатель Петр Соболевский создал первую установку для получения искусственного газа - термоламп. Выступив с докладом об этом на заседании Всероссийского общества любителей словесности, наук и художеств, по указу Александра I Соболевский был награжден орденом за свое изобретение. А несколькими годами позже, в 1819 году, на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. Таким образом, история газовой промышленности в России началась почти 200 лет назад - в 2011 году у нее был юбилей.

В середине 20-х годов XX века во всем СССР было добыто 227,7 млн кубометров газа. В 2010 году Группой «Газпром» было добыто 508,6 млрд кубометров газа.

Россия занимает первое место в мире по объему запасов природного газа. Доля «Газпрома» в этих запасах составляет около 70%. Таким образом, «Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа.

С наступлением XX века началось активное развитие российской газовой промышленности: впервые разрабатывались газовые месторождения, утилизировался попутный (нефтяной) газ.

Русская смекалка

Однако до XX века в России природный газ являлся побочным продуктом при добыче нефти и назывался попутным газом. Не существовало даже самих понятий газового или газоконденсатного месторождений. Обнаруживались они случайно, например при бурении артезианских скважин. Однако известен случай, когда во время бурения такой скважины находчивый саратовский купец, увидев вместо воды пламя, построил на этом месте стекольный и кирпичный заводы. Промышленники постепенно начали осознавать, что природный газ может быть крайне полезен.