Состав, свойства и классификация природных газов, методы определения их состава

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?го, газы обладают большой эмиграционной способностью, создают различные смеси и редко бывают однородными по химическому составу. Одновременно с процессами образования газов идут процессы их разрушения. Например, при действии кислорода на сероводород образуется свободная сера и вода.

Первую классификацию природных газов составил В.И. Вернадский (1912), где он указал, что при изучении газов необходимо знать три следующие фактора: форму или условия нахождения газов в природе, источники их происхождения или генезис и химический состав. Согласно этим факторам В.И. Вернадский выделил три группы газов.

I. По форме нахождения:

А. Свободные газы: 1) атмосферные, 2) газовые скопления, содержащиеся в порах горных пород и окклюзии, 3) газовые струи или вихри (вулканические, тектонические, поверхностные), 4) газовые испарения.

Б. Жидкие растворы газов: 1) газы океанов и морей, 2) газы озер, прудов и рек, 3) газы различных водных источников (вулканических, тектонических, поверхностных).

 

Рисунок 1 - Графики зависимости коэффициента сверхсжимаемости Z углеводородного газа от приведенных псевдокритических давления рпр. и температуры Тпр. (по Г.Брауну).

 

В. Твердые растворы газов (газы адсорбированные горными породами и минералами).. По источникам происхождения: 1) газы земной поверхности, 2) газы, связанные с высокотемпературными очагами литосферы, 3) газы глубинные, проникающие в земную кору из мантии.. По составу (разделение для тектонических газов): 1) азотные, 2) углекислые, 3) метановые, 4) водородные, 5) сероводородные, 6) водяные пары.

Позже, в развитие этой классификации был создан целый ряд классификационных схем природных газов по условиям нахождения и физическому состоянию в природе, по химическому составу, генезису и по их практической ценности и содержанию полезных компонентов. В отечественной литературе опубликовано более 20 классификаций природных газов только по химическому составу.

Ряд классификационных схем разработали М.И. Суббота и А.Ф. Романюк, которые приведены ниже.

 

.3.1 Классификация по условиям нахождения газа в природе. Газы земной поверхности:

) тропосферы;

) стратосферы и мезосферы;

) атмосферных осадков;

) пещер и карстовых полостей.. Газы поверхностной гидросферы:

) океанов и морей;

) рек, озер и прудов;

) поверхностных льдов;

) болот.. Газы, рассеянные в горных породах:

) в порах и трещинах осадочных пород;

) сорбированные породами;

) поровых растворов;

) магматогенных пород;

) газово-жидкие включения в минералах;

) илов;

) газогидратов илов;

) почв.. Газы подземной гидросферы:

) грунтовых вод;

) вод зоны свободного водообмена;

) вод зоны затрудненного водообмена;

) мерзлых вод и газогидратов.. Свободные газы залежей:

) газовых залежей;

) газовых шапок нефтяных залежей;

) газоконденсатных залежей;. Газы, растворенные и сорбированные в биогенных ископаемых:

) растворенные в нефти;

) сорбированные углями;

) в горючих сланцах.. Газы грязевых вулканов:

) грязевых извержений;

) грязевых грифонов.. Газы магматических очагов и поствулканических процессов:

) вулканических извержений;

) фумарольные;

) пневматогенных внедрений;

) гидротермальных растворов.. Газы живых организмов:

) животных;

) высших растений;

) микроорганизмов.

 

.3.2 Классификация по генезису газов. Газы биохимического генезиса:

) микробиологического преобразования ОВ илов и почв - СО2, СН4, N2, CO, N2O, NO2, H2, NH3, H2S и др.;

) микробиологического преобразования торфа - СО2, N2, СН4, CO, H2S, NH3 и др.;

) микробиологического преобразования углей - СО2, СН4, N2, CO, H2 и др.;

) микробиологического преобразования нефти - СН4, СО2 и др.;

) Фотосинтеза зеленых растений - О2;

) жизнедеятельности высших растений - СО2, CO, С2Н4, летучих ОВ и др.;

) жизнедеятельности животных - СО2, CO, H2S, СН4, летучих ОВ и др.;

) микробиологического разложения растений и животных - СО2, CO, СН4, H2S, N2, NH3 и др.. Газы химического генезиса:

) химического генезиса в нормальных условиях земной поверхности - СО2 и др.;

) термических реакций - СН4, CO, СО2 и др. (150-300 оС);

) термокаталитических реакций - СН4, CnH2n, H2, CO и др.. Газы дегазации мантии:

) дегазации мантии - СН4, H2, NH3, N2, СО2, SO2, H2S, СО, H2O и др.;

) остаточные первичной атмосферы Земли - Ar, N2 и др.. Газы радиоактивного распада и радиохимического генезиса, генерирующиеся на участках распространения радиоактивных элементов - Не, Ar, Rn, H2, O2 и др.. Газы, образующиеся под воздействием космических лучей, генерирующиеся в верхних слоях атмосферы: атомарные - Н, Не и др.; изотопы - Н2, О2, N2, О3, NО и другие.

 

.3.3 Классификация газов по химическому составу. Преимущественно метановый (СН4 > 50 %):

) метановый (СН4 > 75 %);

) метано-азотный (СН4 > 50 %);

) метан-этан-пропановый (СН4 > 50 %);

) метано-углекислый (СН4 > 50 %).. Преимущественно углеводородный (тяжелее метана, ТУ >50 %):

) этан-пропановый (ТУ > 75 %);

) этан-пропан-метановый (ТУ > 50 %).. Преимущественно азотный (N2 > 50 %):

) азотный (N2 > 75 %);

) азотно-метановый (N2 > 50 %);

) азотно-углекислый (N2 >50 %);

) азотно-кислородный (N2 > 75 %, О2 > 10 %);

) азотно-кислородно-углекислый (N2 > 50 %).. Преимущественно углекислый (СО2 > 50 %):

) углекислый (СО2 > 75 %);

) углекисло-азотный (СО2 > 50 %);

) углекисло-метановый (СО2 > 50 %);

) углекисло-сероводородный (СО2 > 50 %).. Преимущественно водородный (Н2 > 50 %):

) водородный (Н2 > 75 %);

) водородно-азотный (Н2 > 50 %).

<