Байгалийн хийн физик, химийн шинж чанар. Байгалийн хий үйлдвэрлэх, ашиглах

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Бодисын хийн төлөв нь нэгдлүүдийн бусад агрегат параметрүүдтэй харьцуулахад хамгийн түгээмэл байдаг. Үнэхээр энэ төлөвт:

• од;
• од хоорондын орон зай;
• гаригууд;
• атмосфер;
• сансар огторгуйг бүхэлд нь.

Хийн ялгах гол шинж чанар нь болор тор дахь молекул хоорондын сул харилцан үйлчлэл бөгөөд үүнээс болж эдгээр бодисын бүх үндсэн шинж чанарууд илэрдэг. Маш олон хий байгаа нь гарцаагүй. Гэсэн хэдий ч бид манай гараг дээрх хамгийн чухал, гурав дахь нийтлэг зүйлийг авч үзэх болно - байгалийн.

Байгалийн хийн найрлага

Хэрэв бид байгалийн хийн чанарын найрлагыг тодорхойлох юм бол органик ба органик бус гэсэн хоёр бүлгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэн даруй ялгах ёстой. Хэдийгээр үүнийг метанаас бүрддэг гэж хүмүүс үздэг ч энэ нь бүрэн үнэн биш юм.

Органик найрлагад:

• метан - CH₄;
• пропан - C₃H₈;
• бутан - С₄Н₁₀;
• этан - C₂N₄;
• илүү хүндтаваас дээш нүүрстөрөгчийн атомтай нүүрсустөрөгч.

Органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дараах нэгдлүүд орно:

• устөрөгч (бага хэмжээгээр) - H₂;
• нүүрстөрөгчийн давхар исэл - CO₂;
• гели - Үгүй;
• азот - N₂;
• устөрөгчийн сульфид - H₂S.

Тухайн хольцын найрлага нь яг ямар байх нь эх үүсвэр, өөрөөр хэлбэл ордоос хамаарна. Үүнтэй ижил шалтгаанууд нь байгалийн хийн янз бүрийн физик, химийн шинж чанарыг тайлбарладаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн аль нь ч олборлогддог бөгөөд тус бүр нь үнэ цэнэтэй байдаг. Зүгээр л ямар нэг төрлийн түлшийг түлш болгон ашигладаг бөгөөд гадны хольцоор ханасан хэт өөх тосыг химийн үйлдвэрт нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэхэд ашигладаг.

Байгалийн хийн физик, химийн шинж чанар

Ийм параметрүүдийг яг тодорхой зааж өгөхийн тулд хийн хольцын найрлага яг юу болохыг мэдэх хэрэгтэй. Эцсийн эцэст, хэрэв энэ нь метан давамгайлж байгаа бол (97% хүртэл) үүн дээр анхаарлаа төвлөрүүлж шинж чанаруудыг өгч болно.

Хэрэв органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүд эсвэл хүнд нүүрсустөрөгчид (хэдэн хувь хүртэл) илүүдэлтэй байвал байгалийн хийн физик, химийн шинж чанар эрс өөрчлөгдөнө.

Тиймээс зөвхөн ойролцоогоор физик хязгаарыг зааж өгөх боломжтой.

1. Автомат гал асаах температур - 650-700⁰C.
2. Октан тоо - 120-130.
3. Өнгө, амт, үнэр байхгүй.
4. Агаараас бараг 2 дахин хөнгөн, өрөөний дээд давхаргад амархан төвлөрдөг.
5. Хэвийн төлөвийн нягтрал (хий) - 0, 68-0,85 кг/м³.
6. Стандарт нөхцөлд үргэлж хийн дүүргэгч төлөвт байх ёстой.
7. 5-15%-ийн агаартай холилдоход тэсрэх аюултай.
8. Шаталтын дулаан ойролцоогоор 46 МЖ/м³.

Үүнээс гадна байгалийн хийн үзүүлэлтүүдийн химийн талыг бас анхаарах хэрэгтэй.

1. Энэ нь маш шатамхай бодис бөгөөд тодорхой температурт очтой болон очгүй өөрөө шатах чадвартай.
2. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь метан учраас химийн бүх шинж чанартай.
3. Орлуулах, усгүйжүүлэх, пиролиз, хугарлын урвалд оруулна.
4. Бага температур, өндөр даралтанд шахаж шингэрүүлнэ.

Байгалийн хийн ийм физик, химийн шинж чанар нь түүнийг үйлдвэрлэлд ашиглах өргөн хүрээг тодорхойлдог нь ойлгомжтой.

Байгалийн хийн тусгай өмч

Энэ нэгдлийн онцгой шинж чанар нь хийн гидрат хуримтлал үүсгэх, өөрөөр хэлбэл хатуу төлөвт байх чадвар юм. Эдгээр бүтэц нь формацийн усны молекулуудад шингэсэн байгалийн хийн хэмжээг 1/220 харьцаагаар илэрхийлдэг. Иймд ийм ордууд нь асар их баялаг чулуулаг юм. Байгаль дээр тэдний төвлөрч буй газрууд:

• далайн ёроолын гүн давхарга;
• мөнх цэвдгийн хуримтлал.

Орших нөхцөл - гидродинамик даралт ба бага температур.

Байгалийн хийн ордууд

Байгалийн агуулгын тухай ярих юм болбайгальд байгаа хий нь гол төвлөрлийн газруудыг тодорхойлох боломжтой:

1. Энэ бол тунамал чулуулаг бөгөөд дэлхийн царцдасын гүн давхарга дахь органик бодисын агааргүй задралаас олон мянган жилийн турш үүссэн эрдэс юм.
2. Гүний усанд ууссан.
3. Тосондоо багтаж, дээр нь газрын тос, хийн таг үүсгэнэ.
4. Далайн ёроолын давхарга болон Алс Хойд хэсгийн цэгүүдэд хийн гидрат хэлбэрээр үүсдэг.

Хэрэв бид хийн талбайн тархалтыг нутаг дэвсгэрээр нь тэмдэглэвэл дараах улсууд тэргүүлж байна:

• Орос.
• Персийн булангийн орнууд.
• АНУ.
• Канад.
• Иран.
• Казахстан.
• Азербайжан.
• Узбекистан.
• Норвеги.
• Туркменистан.
• Нидерланд.

Дэлхийд жил бүр 3643 тэрбум м³ үйлдвэрлэдэг. Үүнээс зөвхөн Орос улсад 673.46 тэрбум м³ байна.

Байгалийн хийн шатдаг температур нь 650 ⁰C. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь өөрөө гал асаах чадвартай гэсэн үзүүлэлт юм. Энэ тохиолдолд бусад төрлийн түлш шатаах үеийнхээс илүү их хэмжээний дулааны энерги ялгардаг. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь тухайн бодисын ашиглалтын хэсэгт нөлөөлнө.

Тийм ч учраас байгалийн хийн нөөцгүй олон орон өөр мужаас импортлохоос өөр аргагүй болдог. Тээвэрлэлтийг хэд хэдэн аргаар гүйцэтгэдэг:

• хий хэлбэрээр дамжуулах хоолойгоор;
• далайн савнуудад - шингэн хэлбэрээр;
• интөмөр замын вагон цистерн - шингэрүүлсэн.

Зам болгонд давуу болон сул талууд бий. Ялангуяа хөргөсөн цилиндрт шингэрүүлсэн хийн химийн идэвхжил нь хийтэй харьцуулахад хамаагүй бага байдаг тул далайн болон төмөр замын сонголтууд илүү аюулгүй байдаг. Дамжуулах хоолой нь дамжуулах зай болон түүний эзлэхүүнийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд үүнээс гадна энэ арга нь эдийн засгийн хувьд ашигтай юм.

Байгалийн хий дэх метан

Метан хий нь байгалийн хольцын үндсэн түүхий эд юм. Түүний агууламж 70-98% хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь өөрөө газрын тос, од хоорондын орон зай болон бусад гаригуудын агаар мандлын нэг хэсэг болох манай гаригийн гурав дахь хамгийн түгээмэл хий юм.

Химийн үүднээс авч үзвэл метан хий нь хэд хэдэн ханасан алифат нэгдлүүдэд хамаарах ханасан нүүрсустөрөгч юм. Алкан эсвэл парафины анхны төлөөлөгч. Түүний химийн идэвхжил бага, нэлээд тайван байдаг. Реактив:

• солих;
• бүрэн исэлдэлт;
• хувиргалт.

Утдаггүй өнгөгүй галаар шатдаг, үнэргүй.

Байгалийн хийн төрөл

Бодисын үндсэн гурван төрөл байдаг.

1. Хуурай байгалийн хий нь 97% -иас дээш метан агуулагддаг. Өөрөөр хэлбэл, бусад нүүрсустөрөгч зэрэг хольцын агууламж маш бага байна.
2. Туранхай хий. Энэ нь бага хэмжээний хүнд нүүрсустөрөгч агуулсан хольцын нэр юм.
3. Зузаан байгалийн хий нь хүнд нүүрсустөрөгч болон органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр (азот, устөрөгч, гели, аргон, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хүхэрт устөрөгч) баялаг юм.

Хийн хуурайшилтын коэффициент гэх мэт ойлголт нь ирээдүйд ямар бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх түүхий эдийн чанарыг үнэлэх боломжийг олгодог. Эцсийн эцэст, байгалийн хий нь өөрөө зөвхөн суурь юм. Төрөл бүрийн үйлдвэрүүд өөр өөр бүтээгдэхүүн шаарддаг тул тэдгээрийг нарийн боловсруулж, тодорхой шаардлагад нийцүүлэн сайжруулдаг.

Бүтээгдэхүүний чанар

Байгалийн хийн чанар нь найрлагаас шууд хамаардаг. Хэрэв метан давамгайлж байвал ийм бүтээгдэхүүн нь түлшний хамгийн сайн эх үүсвэр болно. Хэрэв өөх тосны нүүрсустөрөгчийн найрлагад ихэвчлэн агуулагддаг бол химийн үйлдвэрлэлийн хувьд ийм түүхий эд нь хамгийн тохиромжтой.

Байгалийн хийг зөв чанартай нийлүүлэхийн тулд химийн тусгай үйлдвэрүүд байдаг бөгөөд түүнийг эцсийн цэгт хүргэхийн өмнө сайтар цэвэрлэж, боловсруулдаг. Ажлын арга нь бүтээгдэхүүний зориулалтаас хамаарна.

Тиймээс, жишээлбэл, хэрэв үүнийг ахуйн зориулалтаар ашигладаг бол түүнд тусгай үнэртэн, ялангуяа меркаптан нэмдэг. Энэ нь хий нь үнэртэж эхлэхийн тулд хийгддэг, учир нь гоожсон тохиолдолд үүнийг илрүүлэхэд хялбар болно. Бүх меркаптанууд хурц үнэртэй байдаг.

Байгалийн хий ашиглах

Олон үйлдвэрүүдийн байгалийн хийн хэрэглээүйлдвэр, байгууламж. Жишээ нь:

• СӨХ.
• Бойлерийн өрөө.
• Хийн хөдөлгүүр.
• Химийн үйлдвэрлэл (хуванцар болон бусад материалын үйлдвэрлэл).
• Машины түлш.
• Орон сууцны халаалт.
• Хоол хийх.

Тийм ч учраас энэ түүхий эдийн дэлхийн үйлдвэрлэл маш өндөр, импорт экспортын хэмжээ тэрбум доллараар хэмжигддэг.

Байгаль орчны

Байгалийн цэвэр ариун байдлын хувьд байгалийн хийнээс илүү түлшний эх үүсвэр байхгүй. Байгаль орчны байгууллагууд үүнийг ашиглахыг бүрэн дэмждэг. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд байгалийн хийн шаталт нь урвалын бүтээгдэхүүнүүдийн нэг болох нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хуримтлуулахад хүргэдэг.

Мөн энэ нь хүлэмжийн хийн ангилалд багтдаг тул түүний хуримтлал нь манай гаригт маш аюултай. Тиймээс манай гарагийн экологийн төлөв байдлыг удахгүй болох хүлэмжийн нөлөөллөөс хамгаалах олон ажил хийгдэж, төслүүд боловсруулагдаж байна.