cấu tử trong các khí
1) Nguồn khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu và nguyên liệu quý giá trong đời sống và trong Công nghệ Hoá học hiện nay
Về nguồn gốc, cho dến nay vẫn tồn tại hai giả thuyết cho rằng khí được hình thành do nguồn góc hữu cơ và vô cơ như dầu mỏ. Khí thiên nhiên có ở các mỏ riêng biệt với áp suất lớn, khoảng 200 atm. Khí cũng có ở phần trên các mỏ dầu tạo thành các mũ khí, những mũ khí này rất linh động để điều hoà, ổn điịnh áp suất trong mỏ dầu. Khi khai thác dầu, khí phun ra, cho nên người ta còn gọi là khí đồng hành trong Công nghệ Dầu khí. Ngay trong dầu lửa cũng có một lượng nhỏ khí hoà tan.
Khí thiên nhiên còn hoà tan trong nước ngầm với trữ lượng rất lớn gấp ba bốn lần trữ lượng dầu lửa và khí mỏ. Việc khai thác nguồn năng lượng này không phải là đơn giản.
Ngoài các mỏ, trong thuỷ quyển ngầm, khí thiên nhiên còn chứa ở các chỗ trống trong các mỏ than, đặc biệt giữa các vỉa than. Hỗn hợp khí thiên nhiên này (chủ yếu là metan) với không khí, khi đạt tới tỷ lệ thích ứng là nguyên nhân gây ra sự cố nổ ở các hầm lò khi khai thác.
Khí thiên nhiên có ngay cả dưới đáy hồ ao. Ngưới ta còn gọi là khí bùn ao.
Khí metan là thành phần quan trọng của khí quyển Hành tinh Hệ Mặt Trời. Đó là lớp sương mù metan bao quanh hệ hành tinh thứ 7 Uranus, do các nhà du hành vũ trụ khám phá trong những năm gần đây. Ở đuôi sao chổi cấu tạo phần lớn bởi metan rắn. Như vậy, khí thiên nhiên có trong lòng đất, thuỷ quyển ngầm, trong Vũ Trụ với trử lượng khổng lồ. Khí thiên nhiên ở trong lòng đất dưới dạng mỏ khí và dầu mỏ được nghiên cứu nhiều và được đưa vào khai thác và sử dụng
2) Phân loại và thành phần
Để nghiên cứu về nguồn khí thiên nhiên trong lòng đất, người ta phân biệt ba loại khí sau:
- Khí thiên nhiên: là những khí thoát ra từ các mỏ khí. Thành phần chủ yếu là metan từ 90 - 95%, còn lại là các đồng đẳng của metan, CO2, N2, đôi khi còn có H2S. Những loại khí thiên nhiên nào có chứa nhiều Ni tơ thường lại có kèm theo heli và agon.
- Khí ngưng tụ: là những khí thoát ra từ những mỏ khí ngưng tụ, khác với khí thiên nhiên, ngoài metan ở đây còn có các đồng đẳng của nó cho đén C5 và trên nữa với một lượng khá lớn. Những hiđrocácbon này khi thoát ra ngoài do áp suất giảm, chúng sẽ ngưng tụ và có thành phần như khí thiên nhiên. Sự tạo thành các mỏ khí ngưng tụ chủ yếu xảy ra trong các điều kiện áp suất cao và nằm sâu trong lòng đất ( lúc này một số hiđrocacbon như etan, propan sẽ chuyển sang trạng thái lỏng của dầu mỏ sẽ hoà với khí đã bị nén lỏng đó và tạo nên các mỏ khí ngưng tụ ).
- Khí mỏ dầu: là những khí hoà tan trong dầu và thoát ra cùng với dầu từ các mỏ dầu khai thác. Thành phần khí mỏ dầu khác với khí thiên nhiên ở chổ hàm lượng etan, propan, butan và các hiđrocacbon nặng chiếm một số lớn.
Ví dụ: có thể thấy rõ sự khác nhau qua những số liệu về thành phần khí của mỏ khí ( khí thiên nhiên ) và khí mỏ dầu ở Liên Xô (cũ) (Xem bảng VII.4)
Bảng VII.4. Thành phần khí ở vài mỏ của Liên Xô (cũ) (theo % khối lượng)
Tên mỏ: CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO2 N2 H2S Khí mỏ Dusavo: Khí mỏ dầu ở mỏ Romaskinski 97,8 39,1 0,5 18,7 0,2 21,4 0,1 9,5 0,05 4,1 0,05 0,4 1,3 6,7 0,1 0,2