Khí thiên nhiên là gì? Thành phần, ứng dụng và cách khai thác khí thiên nhiên

Khí tự nhiên là loại khí vô cùng quen thuộc mà bạn có thể gặp nhiều lần trong đời. Chúng xuất hiện trong rất nhiều ứng dụng trong gia đình, trong lĩnh vực sản xuất, vận tải… Vậy bạn đã thực sự hiểu loại khí này là gì? Thành phần của chúng là gì và ứng dụng cụ thể của chúng là gì?

Khái niệm khí thiên nhiên là gì?

Trong cuộc sống ngày nay có rất nhiều loại khí được sử dụng. Khí đốt tự nhiên có lẽ là cụm từ bạn gặp thường xuyên nhất. Khi nghe đến tên khí thiên nhiên, nhiều người lầm tưởng đó là không khí chúng ta hít thở hàng ngày. Tuy nhiên, đó không phải là trường hợp.

Bạn đang xem: Khí thiên nhiên là gì? Thành phần, ứng dụng và cách khai thác khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên còn có nhiều tên gọi khác nhau như gas, khí thiên nhiên. Dựa vào tên gọi có thể thấy loại khí tự nhiên này hoàn toàn dễ cháy. Ngoài ra, khí tự nhiên cũng là nhiên liệu hóa thạch. Chính vì vậy chúng được coi là nhiên liệu an toàn, sạch. Đây cũng là một trong những lý do khiến khí thiên nhiên được sử dụng rộng rãi trong đời sống.

Thành phần chính của khí tự nhiên là gì?

Hiện nay, khí thiên nhiên đã trở thành một trong những loại nhiên liệu vô cùng quan trọng trong cuộc sống. Trên thực tế, khí tự nhiên thường được hình thành bởi các vi sinh vật và sinh vật phù du sống dưới nước như động vật nguyên sinh và tảo. Khi những sinh vật này chết đi, xác của chúng sẽ dần dần tích tụ dưới đáy đại dương mỗi ngày.

Hàng năm thi thể của họ sẽ bị nén dưới các lớp trầm tích. Khi chịu tác động của nhiệt độ và áp suất, xác của những sinh vật đó sẽ chuyển hóa và tạo ra khí tự nhiên. Khí tự nhiên này sẽ tồn tại trong các lỗ nhỏ của các lớp đá xốp xung quanh và chúng hoạt động như một bể chứa tự nhiên.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng thành phần chính của khí tự nhiên là hydrocarbon (chứa H2 và C). Ngoài ra, khí tự nhiên còn có thể chứa tới 85% metan (CH4), khoảng 10% ethane (C2H6) và một lượng nhỏ propan.

Ngoài thành phần chính này, khí tự nhiên còn chứa chất pha loãng và thành phần gây ô nhiễm. Cụ thể, những chất pha loãng này có chứa CO2, N2 và hơi nước. Các chất gây ô nhiễm chính là H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác. Tuy nhiên, trong quá trình lọc khí tự nhiên, các chất này thường được tách ra và tạo thành sản phẩm phụ.

Xem thêm: Khí metan là gì? Trạng thái tự nhiên, tính chất, ứng dụng và điều chế

Khí tự nhiên tập trung chủ yếu ở đâu?

Khí tự nhiên được tìm thấy ở các mỏ khí dưới lòng đất, chủ yếu bao gồm khí mê-tan.

Cũng có những nơi khí tự nhiên được tìm thấy trong các bể chứa hydrocarbon khi chúng liên kết với nhau trong các vỉa than và ở dạng clanratmethane. Trên thế giới hiện nay, khí đốt tự nhiên xuất hiện ở khắp mọi nơi với trữ lượng khổng lồ lên tới 150 tỷ mét khối, ngoại trừ Nam Cực.

Trong số nhiều quốc gia hiện nay, Nga là quốc gia có trữ lượng khí đốt tự nhiên lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 48 tỷ tỷ m3. Khu vực Trung Đông đứng thứ hai với 50 tỷ tỷ m3. Ngoài ra, trữ lượng khí đốt tự nhiên còn được tìm thấy ở Úc, Châu Phi hoặc Châu Á.

Phân loại khí tự nhiên

Thực tế hiện nay có rất nhiều loại khí tự nhiên khác nhau. Sự đa dạng này đã giúp họ đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống. Theo đó, khí thiên nhiên được chia thành 4 loại chính dựa trên các thành phần chính như sau:

• Khí ngọt: Là loại khí tự nhiên chứa khá nhiều H2S.

• Khí chua: Là khí tự nhiên có thành phần chứa hàm lượng H2S cao.

• Khí ướt: Một loại khí tự nhiên có chứa một lượng đáng kể hydrocarbon bao gồm các ankan có trọng lượng phân tử cao hơn như butan, propan, etan. Khi đó, cặn khí tự nhiên sẽ là phần còn lại khi loại bỏ ankan khỏi khí ướt.

• Khí khô: Là loại khí tự nhiên chứa hàm lượng metan cao.

Xem thêm:

Khai thác khí thiên nhiên ở Việt Nam

Khí tự nhiên cũng được tìm thấy rất nhiều ở Việt Nam. Sở hữu những điều kiện thuận lợi như điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý đặc biệt đã giúp cho việc hình thành các mỏ khí tự nhiên ở Việt Nam trở nên dễ dàng hơn. Vì vậy trữ lượng khí tự nhiên ở Việt Nam chiếm tỷ trọng khá lớn.

Tình hình khai thác dầu khí ở Việt Nam

Trên thực tế, ở Việt Nam hiện nay, khí đốt tự nhiên xuất hiện ở nhiều nơi. Ở nước ta đã phát hiện tới 24 mỏ khí đốt tự nhiên. Trong số 24 mỏ đó, có 23 mỏ khí đốt tự nhiên nằm trên đất liền và 1 mỏ nằm ngoài khơi. Với số lượng mỏ khí tự nhiên này chắc chắn sẽ mang lại nhiều lợi ích trong quá trình sản xuất và sử dụng.

Tuy nhiên, trên thực tế, Bộ Công Thương đã xác định từ năm 2022, tài nguyên khí thiên nhiên ở Việt Nam sẽ bắt đầu bước vào thời kỳ suy giảm. Chính vì vậy nhu cầu trong nước khó đáp ứng. Giải pháp khi đó là nhập khẩu LNG cho nhiều mục đích, trong đó có sản xuất điện.

Cách khai thác khí đốt tự nhiên

Để có thể khai thác được khí thiên nhiên, phải xác định chính xác vị trí các mỏ khí thiên nhiên. Khi đó, các nhà địa chất sẽ phải tiến hành thăm dò để xem những thành phần cần thiết cho sự hình thành khí nằm ở đâu. Từ đó, các thiết bị, công nghệ hiện đại nhất sẽ được sử dụng để xác định chính xác nơi khí thiên nhiên tồn tại để thuận tiện cho việc khai thác.

Xem thêm : Du học tiểu học Úc: Những thông tin quan trọng phụ huynh cần biết!

Sau khi xác định được vị trí của những nơi có khí đốt, việc khoan sẽ tiếp tục lấy khí đốt. Trong quá trình khoan, các lớp đá xốp sẽ được khoan và bên trong sẽ chứa một lượng lớn khí tự nhiên. Thông qua áp suất khí tự nhiên sẽ được đẩy lên bề mặt. Sau một thời gian khai thác, áp suất sẽ giảm đi và lúc đó sẽ phải dùng máy bơm để hút khí tự nhiên lên trên bề mặt.

Khi khí tự nhiên được đẩy lên bề mặt sẽ được vận chuyển về nhà máy bằng đường ống dẫn khí để xử lý và tinh chế. Khi đó các hợp chất như CO2, H2S, hydrocarbon sẽ được lọc ra khỏi khí tự nhiên bằng quá trình hấp phụ và hấp phụ. Cuối cùng, khí tự nhiên sẽ được vận chuyển đến các nhà máy chế biến để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Ứng dụng quan trọng của khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên là một trong những loại khí cực kỳ phổ biến và được sử dụng rất nhiều trong đời sống. Ngoài việc được sử dụng làm nhiên liệu, khí thiên nhiên còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng như:

• Khí tự nhiên được sử dụng làm nhiên liệu cho lò gas và bếp gas trong quá trình sấy khô và chế biến thực phẩm.

• Dùng làm nhiên liệu trong các lò nung xi măng, lò nung gốm sứ, lò gạch, lò luyện kim, lò nung thủy tinh hoặc trong các lò tuốc bin nhiệt để tạo ra điện.

• Sử dụng khí thiên nhiên làm nguyên liệu cho ngành hóa dầu. Cụ thể là sử dụng khí tự nhiên để tạo ra sản phẩm hóa dầu và sử dụng để sản xuất nhựa, dược phẩm, bột giặt…

• Sản xuất thức ăn cho cá và thực phẩm giàu protein bằng cách bổ sung khí tự nhiên cho vi khuẩn Methylococcuscapsulatus.

• Sử dụng khí tự nhiên để sản xuất khí H2 thông qua phương pháp cải cách hydro. Theo đó, khí H2 là một trong những thành phần quan trọng trong công nghiệp hóa chất cũng như là nguồn nhiên liệu quan trọng để vận hành các phương tiện sử dụng khí H2.

Một số tác động tiêu cực của khí thiên nhiên đến con người và môi trường

Khí tự nhiên là một trong những loại khí quen thuộc nhất và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống. Tuy nhiên, trên thực tế, bên cạnh những lợi ích, khí thiên nhiên còn có một số tác động tiêu cực đến môi trường và con người.

Cụ thể:

• Hydro sunfua được tìm thấy ở một số mỏ khí tự nhiên sản sinh ra khí chua. Đây là loại khí cực độc, nếu ngửi quá nhiều có thể gây tử vong.

• Việc khai thác khí tự nhiên sẽ khiến áp suất hồ chứa giảm. Điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến nền móng, hệ thống cấp thoát nước, đường thủy và gây sụt lún hoặc khiến hệ sinh thái chìm xuống lòng đất.

• Nếu sử dụng khí tự nhiên trong hệ thống sưởi ấm không có hệ thống thông gió hoặc thông gió kém sẽ dẫn đến thải ra một lượng lớn khí CO và có thể gây ngộ độc khí CO.

• Khí tự nhiên là loại khí có thể gây ngạt thở. Theo đó, nếu ở trong môi trường chứa nhiều khí tự nhiên, bạn sẽ có cảm giác ngột ngạt, buồn nôn vì lượng oxy trong máu sẽ nhanh chóng giảm đi.

• Bạn có thể bị phồng rộp nếu tiếp xúc với khí tự nhiên hóa lỏng. Nếu hít phải hơi LNG có thể dẫn đến tổn thương phổi.

• Nếu khí tự nhiên bị rò rỉ với số lượng lớn có thể gây ra vụ nổ nghiêm trọng ảnh hưởng đến tài sản và sức khỏe con người.

• Xem thêm : 5 PHÚT phân biệt thì quá khứ hoàn thành và quá khứ hoàn thành tiếp diễn

  Trong quá trình khai thác khí tự nhiên, các đồng vị phóng xạ có thể được tạo ra.

Bài tập về khí thiên nhiên SGK Hóa học lớp 9 có lời giải

Khí thiên nhiên là một phần kiến ​​thức quan trọng của Hóa học 9. Có rất nhiều bài tập hay về loại khí này như:

Bài tập 1 SGK Hóa học 9 trang 129

Chọn câu đúng trong các câu sau:

a) Dầu mỏ là một chất.

b) Dầu mỏ là hợp chất phức tạp.

c) Dầu mỏ là hỗn hợp tự nhiên của nhiều loại hiđrocacbon.

d) Dầu mỏ sôi ở một nhiệt độ nhất định.

e) Dầu mỏ sôi ở các nhiệt độ khác nhau.

Câu trả lời được đề xuất:

Các câu đúng là câu c và câu e.

Bài tập 4 SGK Hóa học 9 trang 129

Đốt cháy V lít khí tự nhiên chứa 96% CH4, 2% N2 và 2% CO2 về thể tích. Toàn bộ sản phẩm cháy đều được cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 4,9g kết tủa.

a) Viết phương trình hóa học (biết N2 và CO2 không cháy).

b) Tính V (điều kiện tiêu chuẩn).

Câu trả lời được đề xuất:

a) Phương trình hóa học:

CH4 (1 mol, 0,96V) + 2O2 (2 mol) → CO2 (1 mol) + 2H2O (2 mol).

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O (2)

b) Gọi thể tích khí thiên nhiên V (l)

=> VCH4 = V.96/100 = 0,96V

VCO2 = V.2/100 = 0,02V.

Từ phản ứng (1) VCO2 = VCH4 = 0,96V

⇒ Thể tích CO2 thu được sau khi đốt: 0,96V + 0,02V = 0,98V

nCO2 = 0,98V/22,4(mol).

Từ phản ứng (2)

=> nCO2 = nCaCO3 = 4,9/100 = 0,049 (mol).

=> nCO2 = 0,98V/22,4 = 0,049

=> V = 1.121.

Khí thiên nhiên hiện nay xuất hiện ở nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống. Chính vì vậy bạn cũng cần trang bị cho mình những kiến ​​thức cơ bản về loại gas này để có thể sử dụng hiệu quả và an toàn nhất. Khi đó, những sự cố không cần thiết cũng sẽ tránh được. Mọi thông tin về khí thiên nhiên sẽ được tổng hợp trong phần Kiến thức cơ bản của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn. Các bạn có thể theo dõi hàng ngày để có thêm kiến ​​thức về Toán, Lý, Hóa.

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục