Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Состав и свойства природных газов и газоконденсатов
Состав природных газов
Основными компонентами горючих природных газов являются метан и его ближайшие газообразные гомологи – алифатические насыщенные углеводороды общей формулы СnН2n+2 (алканы, парафины, метановые углеводороды). Помимо алканов из горючих газов иногда в небольших количествах присутствует водород (H2) и еще реже - окись углерода (CO). В состав некоторых газов входит сероводород (H2S). Из негорючих газов всегда в различных концентрациях присутствуют азот (N2), аргон (Ar), углекислый газ (CO2). В очень небольших количествах встречаются гелий (He) и другие инертные газы (неон Ne, криптон Kr, ксенон Xe). В составе любых природных газов всегда есть пары воды.
Среди тяжелых газообразных углеводородов в составе природного газа преобладают этан (C2H6) и пропан (C3H8), в меньших количествах присутствуют бутан (C4H10), пентан (C5H12), гексан (C6H14), гептан (C7H16) и более тяжелые углеводороды гомологического ряда метана. Природные газы различных месторождений сильно различаются по составу. Средний состав некоторых месторождений представлен в таблице 5.
В промышленности и быту используются газы, состоящие, как правило, на 90-98% из метана. Перед подачей в магистральные газопроводы из газа выделяют большую часть тяжелых, кислых и инертных компонентов, производят его осушку. Поэтому состав природного газа в магистральных газопроводах более однороден. В России он определяется отраслевым стандартом ОСТ 51.40-93 (см раздел 5.6), разработанным ОАО «Газпром», добывающим более 90% отечественного газа и осуществляющим его транспортировку трубопроводным транспортом. В качестве примера в таблице 6 приведен состав газа, подаваемого по газопроводу Тюменская область - Центр.
Таблица 5. Средний состав газа некоторых газовых, газоконденсатных и нефтяных
месторождений [23]
Таблица 6. Состав природного газа, подаваемого по газопроводу
Тюменская область - Центр.
Физические свойства компонентов природных газов
Низшие алканы от метана до бутана включительно – газы без цвета и запаха. Их основные физические свойства даны в таблице 7.
Таблица 7
Основные свойства низших алканов [29-32]
Инфракрасные (ИК) спектры алканов имеют характеристические полосы в областях 2800-3000 см-1 (валентные колебания связи С-Н), 1400-1470 см-1 (деформационные колебания связи С-Н в СН3- и СН2-группах) и более слабую полосу СН3-группы при 1380 см-1 (табл. 8), которые могут использоваться для идентификации парафинов.
Таблица 8 Абсолютные интенсивности (А) ИК полос групп СН3 и СН2 нормальных парафиновых углеводородов в газовой фазе [33]
В видимой области спектра газообразные парафины прозрачны. Заметное поглощение начинается только в области вакуумного ультрафиолета на длинах волн короче 1600 Å. Поглощение метана начинается около 1440 Å, а поглощение высших парафинов смещается в сторону больших длин волн по мере замещения атомов водорода алкильными радикалами (рис. 10).
Метан - бесцветный газ, без запаха (перед пуском в сеть потребителей в него добавляют ничтожную примесь сильно пахнущих газов - одорантов, обычно меркаптанов). Горит почти бесцветным пламенем. Плохо растворим в воде. С экологической точки зрения является наиболее чистым ископаемым природным энергоресурсом. Теплота сгорания (11910 ккал/кг) и температура самовоспламенения (537оС) выше, чем у более тяжелых алканов. Метан, в отличие от других углеводородных газов, значительно легче воздуха, поэтому в случае утечки в закрытом помещении собирается в его верхней части.
Рис. 10. Спектры поглощения низших алканов в УФ области.
1 – метан; 2 – этан; 3 – пропан; 4 – пердейтеро-н-бутан; 5 – н-бутан [34].
Молекула метана принадлежит к группе симметрии Т d. Четыре атома водорода образуют правильный тетраэдр, в центре которого находится атом углерода. Равновесная длина r(С – Н) связи равна 1,091 Å, тетраэдрический валентный угол равен 109о. Наиболее интенсивные характеристические частоты поглощения метана в ИК области равны 3018,9; 2916,5; 1533,6 и 1305,9 см-1.
Этан – бесцветный газ, горящий слабосветящимся пламенем. Молекула этана принадлежит к группе симметрии D 3d, ось С – С является осью третьего порядка, имеется центр симметрии, две группы СН3 повернуты друг относительно друга на 60о. Геометрические параметры молекулы: r(С – С) =
1,543 А; r(С – Н) = 1,102 Å; ∠ССН = 109о37′; ∠НСН = 109о19′. Наиболее интенсивные характеристические частоты поглощения этана в ИК области равны 2953,8; 2950; 1468,7 и 1388,4 см-1.
Устойчивые изомеры нормальных парафинов принадлежат к группе С2v в случае нечетного и группе С2h в случае четного числа атомов углерода. Атомы углерода образуют плоскую вытянутую зигзагообразную цепочку. Один атом водорода каждой группы СН3 лежит в плоскости углеродного скелета, все другие атомы водорода образуют пары, симметричные по отношению к этой плоскости. Соответственно, молекула пропана принадлежит к группе симметрии С2v, а н-бутана - С2h. Геометрические параметры молекулы пропана: r(С – С) = 1,528 Å; ∠ССС = 112,4о; r(С – Н)СН2
= 1,096 Å; ∠НСН = 106,1о; r(С – Н)СН3 = 1,091 Å; ∠НСН = 107,7о.
Молекула изобутана является простейшим представителем разветвленных углеводородов. Изобутан НС(СН3)3 принадлежит к группе симметрии С3v, ось С – Н является осью третьего порядка, каждая из трех связей С – С(i) лежит в одной из плоскостей симметрии σ(i), в этой же плоскости находится один из атомов водорода группы С(i)Н3, а два других атома расположены симметрично по отношению к этой плоскости. Геометрические параметры молекулы изобутана: r(С – С) = 1,525 Å; r(С – Н)СН = 1,108 Å; r(С – Н)СН3 = 1,095 Å; ∠ССС = 111,2о.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 294; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.160.61 (0.018 с.) |