Запалими газове: имена, свойства и приложения

Запалимите газове са вещества с ниска горивна калоричност. Това е основният компонент на газообразното гориво, който се използва за доставка на газ към градовете, промишлеността и други сфери на живота. Физико-химичните характеристики на такива газове зависят от наличието на неизгорими компоненти и вредни примеси в състава им.

Видове и произход на горими газове

Запалимите газове съдържат метан, пропан, бутан, етан, водород и въглероден моноксид, понякога с примеси от хексан и пентан. Те се получават по два начина - от естествени находища и изкуствено. Газове от естествени произход - гориво, резултат от естествен биохимичен процес на органично разграждане. Повечето от находищата се намират на дълбочина, по-малка от 1,5 километра и се състоят предимно от метан с малки примеси от пропан, бутан и етан. При увеличаване на дълбочината процентът на примесите се увеличава. Получени от естествени отлагания или от свързани газове от нефтени находища.

Най-често находищата на природен газ се концентрират в седиментни скали (пясъчници, камъчета). Покриващите и подложните слоеве са гъсти глинени скали. Като морска сол се използват главно масло и вода. Изкуствени - запалими газове, получени при топлинна обработка на различни видове твърди горива (кокс и др.) И производни на рафиниране на нефт.

Основният компонент на природните газове, продуцирани в сухи полета, е метанът с малко количество пропан, бутан и етан. Природният газ се характеризира с постоянство на състава, принадлежи към сухата категория. Съставът на газа, получен от рафинирането на нефт и смесените газови и маслени отлагания, е нестабилен и зависи от размера на газовия фактор, естеството на маслото и условията за отделяне на нефтени и газови смеси. Той включва значително количество пропан, бутан, етан, както и други леки и тежки въглеводороди, съдържащи се в маслото, до керосин и бензинови фракции.

Извличането на горими природни газове се състои в извличането му от червата, събирането, отстраняването на излишната влага и подготовката за транспортиране до потребителя. особеност производството на газ е, че на всички етапи от формирането до крайния потребител целият процес е запечатан.

Запалими газове и техните свойства

Топлинният изход е максималната изпусната температура, когато сухият газ напълно се изгаря в теоретично необходимо количество въздух. В този случай отделената топлина се изразходва за отопление на продуктите от горенето. За метан този параметър в ° C е 2043, бутан - 2118, пропан - 2110.

Температурата на запалване е най-ниската температура, при която протича процес на спонтанно запалване без влияние на външен източник, искра или пламък, дължащо се на топлината на отделения от частиците газ. Този параметър е особено важен за определяне на допустимата повърхностна температура на апаратите, използвани в опасни зони, които не трябва да превишават температурата на запалване. За такова оборудване се определя температурен клас.

Точката на възпламеняване е най-ниската температура, при която се отделя достатъчно пари (на повърхността на течността) за запалване от най-малкия пламък. Тази характеристика не трябва да се обобщава до температурата на запалване, тъй като тези параметри могат да се различават в голяма степен.

Плътност на газа / пара. Тя се определя в сравнение с въздуха, чиято плътност е равна на 1. Плътност на газа < 1 - отглеждане,> 1 - падане. Например за метан тази цифра е 0,55.

Опасност от възпламеними газове

Запалимите газове представляват опасност с три от техните свойства:

1. Горимост. Има риск от пожар, причинен от неконтролирано запалване на газ;
2. Токсичност. Рискът от отравяне с газ или продукти от неговото изгаряне (въглероден моноксид);
3. Странгулиране поради недостиг на кислород, който може да бъде заменен с друг газ.

Процесът на изгаряне е химическа реакция, в която влиза кислородът. В същото време енергията се освобождава под формата на топлина и пламък. Газ действа като запалимо вещество. Процесът на изгаряне на газ е възможен, ако има три фактора:

• Източник на запалване.
• Запалими газове.
• Кислород.

Целта на противопожарната защита е да се отстрани поне един от факторите.

метан

Това е безцветен, лек запалим газ, който не мирише. Той е нетоксичен. Метанът представлява 98% от всички природни газове. Смята се, че е основната, която определя свойствата на природния газ. 75% се състои от въглерод и 25% водород. Тегло куб. м - 0.717 кг. Той се втечнява при температура от 111 К, докато обемът му намалява 600 пъти. Има ниска реактивност.

пропан

Пропанният газ е запалим газ, без цвят и мирис. Той има по-голяма реактивност от метана. Съдържанието на природен газ е 0.1-11% тегловни. В свързаните газове от смесени газови и нефтени находища до 20%, в продуктите от преработката на твърди горива (кафяви и черни въглища, каменовъглен катран) до 80%. Пропанният газ се използва в различни реакции за получаване на етилен, пропилей, нисши олефини, нисши алкохоли, ацетон, мравчена киселина и пропионова киселина, nitroparaffins.

бутан

Запалим газ без цвят, с особена миризма. Газът от бутан е лесно компресиран и летлив. Съдържа се в нефтен газ до 12 обемни процента. Също така се получава в резултат на крекинг на маслени фракции и лабораторни чрез реакцията на Wurz. Точка на замръзване -138 ^заВ. Както всички въглеводородни газове, той е запалим. Вредно за нервната система, ако се вдишва, причинява дисфункция на дихателните апарати. Бутанът (газ) има наркотични свойства.

етан

Етанът е газ без цвят и мирис. Представител на въглеводородите. Дехидрогениране при 550-650 ° С⁰ C води до етилен, над 800⁰ С - до ацетилен. Съдържа се в природни и свързани газове до 10%. Тя се отличава с нискотемпературна корекция. Значителни количества етан се отделят при крекинг на петрол. В лабораторни условия те се приготвят съгласно реакцията на Wurz. Това е основната суровина за производството на винилхлорид и етилен.

водород

Прозрачен газ без мирис. Нетоксичен, 14,5 пъти по-лек от въздуха. По природа водородът не се различава от въздуха. Има висока реактивност, широки граници на запалване, много експлозивна. Той е част от почти всички органични съединения. Най-трудният компресируем газ. Свободният водород в природата е изключително рядък, но под формата на съединения е много често срещано.

Въглероден моноксид

Безцветен газ, без вкус и мирис. Тегло 1 с. м - 1.25 кг. Съдържа се в висококалорични газове заедно с метан и други въглеводороди. Увеличаването на дела на въглеродния окис в горивен газ намалява горенето на горенето. Има токсичен ефект върху човешкото тяло.

Приложение на запалими газове

Запалимите газове имат висока калоричност и следователно са високоефективно гориво. Широко използвани за битови нужди, електроцентрали, металургия, стъкло, цимент и хранително-вкусовата промишленост, като моторно гориво, в производството на строителни материали.

Използване на запалим газ като суровина за производството на органични съединения, такива като формалдехид, метанол, оцетна киселина, ацетон, ацеталдехид, поради наличието в тяхната структура на въглеводороди. Метан като основен компонент на газ гориво природен, се използва широко за производство на различни органични продукти. За амоняк и различни видове алкохоли използвани синтез газ - продукт на преобразуване на метан с кислород или водна пара. И пиролиза на ацетилен получен чрез дехидрогениране на метан, заедно с водород и сажди. Водород, от своя страна, се използва за синтез на амоняк. Горими газове, главно етан, използвани при получаването на етилен и пропилей, които след това се използват като суровина за производството на пластмаси, синтетични влакна и синтетични каучуци.

Обещателно гориво за много сектори на икономиката е втечненият метан. използването на втечнени газове в много случаи дава голяма икономическа полза, позволявайки да се намалят материалните разходи за транспортиране и да се решат проблемите с доставките на газ в определени райони, позволява създаването на запаси от суровини за нуждите на химическата промишленост.