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什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

2025-01-22自然科學223

我們解釋什麼是天然氣、它的成分、用途和其他特性。此外,它的環境影響和自然保護區。

什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

天然氣是世界上開發利用最多的燃料之一。

什麼是天然氣?

天然氣是一種高度易燃的氣體碳氫化合物,是天然來源的輕質氣體(主要是烷烴)的混合物的結果。它是世界上開採最多的燃料之一,從與油輪類似(有時甚至在同一地點)的地下沉積物中提取。

它的起源是地質性的,就像石油一樣:植物和動物來源的多種有機物,在地下土壤中被困了數百萬年,經歷著高溫和高壓的條件。因此,物質中所包含的化學能轉移到氣體中,使其具有高能量。

它的發現可以追溯到我們這個時代之前 6000 至 2000 年前,在現在的伊朗境內和現在的阿塞拜疆的巴庫地區。事實上,第一次天然氣洩漏可能是被閃電意外點燃,引發了古代波斯宗教崇拜的「永恆之火」 。

然而,第一口開採這種資源的井是在古代中國挖的,深約150公尺;西元前 211 年左右,使用竹製工具和原始鑽頭完成了一項艱鉅的任務。 C.

天然氣是一種化石燃料,因此是地球上不可再生的天然資源。

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天然氣的成分

什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

除甲烷和乙烷外,還可能含有丁烷、丙烷等輕質氣體。

天然氣是碳氫化合物的混合物。它主要由甲烷 (CH 4 ) 和乙烷 (C 2 H 6 )組成,但也可能含有大量輕質氣體,例如丁烷 (C 4 H 10 ) 和丙烷 (C 3 H 8 ),特別是在稀釋時石油(即在同一領域中所謂的「伴生氣」)。

此外,它還可能含有微量的其他化合物和元素,例如二氧化碳、氮氣、硫化氫或氦氣。

天然氣的成分與沼氣相似,是由微生物對有機物進行厭氧消化而產生的。然而,它的威力比這要強大得多。

天然氣的特點

什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

天然氣積聚在地下沉積物中。

天然氣具有以下特點:

  • 它是化石(有機)來源並累積在地下沉積物中。

  • 它由輕質烴的氣體混合物組成,例如飽和石蠟。

  • 它高度易燃,有潛在毒性,用途廣泛。

  • 一旦硫殘留物被去除,它通常是無味的,因此通常稍後添加一些微量硫醇以賦予其特有的氣味並能夠識別其存在。

天然氣儲量

儘管天然氣的大規模開採始於 19 世紀,但目前 2017 年的估計(根據英國石油公司的數據)表明,世界上還剩下 1,935 億立方公尺的天然氣。

根據這些估計,目前的生產可以連續維持55年以上。大部分儲量位於中東(43%,特別是伊朗和卡達)和中亞(31%,特別是俄羅斯和土庫曼斯坦)。

天然氣的用途和應用

什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

天然氣作為液化天然氣或壓縮天然氣用於車輛。

鑑於其非常高的熱性能和多功能性,天然氣如今用於:

  • 鍋爐或工業烤箱的區域加熱和點火。

  • 高性能發電廠的電力生產。

  • 車用燃料,以液化天然氣 (LNG) 或壓縮天然氣 (CNG) 形式存在,特別是在公共或長途運輸中。

  • 化學材料的製造,例如顏料、肥料、防腐劑、添加劑或為化學和製藥工業提供原料的化合物。

天然氣的優點和缺點

什麼是天然氣?概念、特徵、成分、用途和其他特性

天然氣比石油更容易開採和運輸。

一方面,天然氣的優勢與其相對豐富有關:它比石油更容易取得,也更容易開採。

另一方面, 液化後很容易運輸,如果採取適當的措施,無論是陸路或海上,發生事故的風險都很低。此外,由於其巨大的熱量產量和較低的CO 2 等溫室氣體排放(與其他化石碳氫化合物相比),天然氣是一種非常有利的燃料。

然而,儘管它的污染程度比石油或其他碳氫化合物少,但它也會造成污染。因此,其缺點之一是其燃燒產生的CO 2會加劇溫室效應和全球變暖,改變氣候並威脅我們所知的地球上生命的可持續性。

另一方面,它的熱量產量不如石油高,也不是那麼多可用化學元素的來源,因為它是一種輕得多的碳氫化合物。

天然氣對環境的影響

與其他化石燃料一樣,天然氣的開採具有相當大的生態成本。一方面,其開採需要挖掘和鏟土,這也會對當地地質和侵蝕產生影響。

此外,氣田中甲烷等氣體的洩漏是一種強烈且危險的大氣污染物,對溫室效應的危害比CO 2嚴重23倍。

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