Brännbara gaser: namn, egenskaper och tillämpningar

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Brännbara gaser är ämnen med lågt värmevärde. Detta är huvudkomponenten i gasformigt bränsle, som används för att förse städer med gas, inom industrin och andra områden av livet. De fysikalisk-kemiska egenskaperna hos sådana gaser beror på närvaron av icke brännbara komponenter och skadliga föroreningar i deras sammansättning.

Typer och ursprung för brännbara gaser

Brännbara gaser innehåller metan, propan, butan, etan, väte och kolmonoxid, ibland med föroreningar av hexan och pentan. De erhålls på två sätt - från naturliga avlagringar och artificiellt. Gaser av naturligt ursprung - bränsle, resultatet av en naturlig biokemisk process för nedbrytning av organiskt material. Merparten av fyndigheterna ligger på mindre än 1,5 km djup och består huvudsakligen av metan med små inblandningar av propan, butan och etan. När djupet av förekomsten ökar, ökar andelen föroreningar. Producerad från naturliga fyndigheter eller som associerade gaser från oljefält.

Oftast är naturgasfyndigheter koncentrerade i sedimentära bergarter (sandstenar, småsten). De täckande och underliggande lagren är täta lerh altiga bergarter. Sulorna är huvudsakligen olja och vatten. Konstgjord - brännbargaser erhållna som ett resultat av termisk bearbetning av olika typer av fasta bränslen (koks, etc.) och härledda produkter från oljeraffinering.

Huvudkomponenten i naturgaser som produceras i torra fält är metan med små mängder propan, butan och etan. Naturgas kännetecknas av en konstant sammansättning och tillhör kategorin torrgas. Sammansättningen av gasen som erhålls under oljeraffinering och från blandade gasoljeavlagringar är inte konstant och beror på värdet på gasfaktorn, oljans natur och villkoren för separation av olje- och gasblandningar. Den innehåller en betydande mängd propan, butan, etan, såväl som andra lätta och tunga kolväten som finns i olja, upp till fotogen- och bensinfraktioner.

Utvinning av brännbara naturgaser är att extrahera den från tarmarna, samla upp, ta bort överflödig fukt och förbereda för transport till konsumenten. Det speciella med gasproduktion är att hela processen är förseglad i alla skeden från reservoaren till slutanvändaren.

Brännbara gaser och deras egenskaper

Värmekapacitet är den maximala temperatur som frigörs under fullständig förbränning av torr gas i en teoretiskt erforderlig mängd luft. I detta fall går den frigjorda värmen till att värma förbränningsprodukterna. För metan är denna parameter i °С 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Tändtemperatur - den lägsta temperaturen vid vilken en spontan antändningsprocess inträffar utan exponering för en extern källa, gnista eller låga, på grund av värmen som frigörs av gaspartiklarna. DettaDenna parameter är särskilt viktig för att bestämma den tillåtna yttemperaturen för enheter som används i riskområden, som inte får överstiga antändningstemperaturen. En temperaturklass tilldelas sådan utrustning.

Flampunkt är den lägsta temperatur vid vilken tillräckligt med ånga släpps ut (vid ytan av en vätska) för att antändas från den minsta lågan. Den här egenskapen bör inte generaliseras till flampunkt, eftersom dessa parametrar kan variera mycket.

Gas/ångdensitet. Det bestäms i jämförelse med luft, vars densitet är lika med 1. Densiteten av gas 1 - faller. Till exempel, för metan är denna indikator 0,55.

Risk för brandfarlig gas

Brännbara gaser utgör en fara i tre av deras egenskaper:

1. brännbarhet. Det finns risk för brand på grund av okontrollerad gasantändning;
2. Toxicity. Risk för förgiftning av gas eller förbränningsprodukter (kolmonoxid);
3. Kvävning på grund av syrebrist, som kan ersättas med en annan gas.

Förbränning är en kemisk reaktion som involverar syre. I detta fall frigörs energi i form av värme, låga. Det brandfarliga ämnet är en gas. Gasförbränningsprocessen är möjlig i närvaro av tre faktorer:

• Tändningskälla.
• Brännbara gaser.
• Oxygen.

Målet med brandskydd är att eliminera minst en av faktorerna.

Metan

Det är en färglös, luktfri, lätt, brandfarlig gas. Giftfri. Metan utgör 98 % av alla naturgaser. Det anses vara den viktigaste som bestämmer naturgasens egenskaper. Det är 75% kol och 25% väte. Mass kub. meter - 0, 717 kg. Det flyter vid en temperatur på 111 K, medan dess volym minskar med 600 gånger. Låg reaktivitet.

Propan

Propangas är en brandfarlig gas, färglös och luktfri. Det är mer reaktivt än metan. Innehållet i naturgas är 0,1-11 viktprocent. Upp till 20 % i associerade gaser från blandade gas- och oljefält, upp till 80 % i produkter från bearbetning av fasta bränslen (brunt och svart kol, stenkolstjära). Propangas används i olika reaktioner för att producera eten, propen, lägre olefiner, lägre alkoholer, aceton, myrsyra och propionsyra, nitroparaffiner.

Bhutan

Brännbar gas utan färg, med en märklig lukt. Butangas är lätt komprimerbar och flyktig. Innehålls i petroleumgas upp till 12 volymprocent. De kommer också att erhållas som ett resultat av krackning av petroleumfraktioner och i laboratoriet genom Wurtz-reaktionen. Fryspunkt -138 oC. Liksom alla kolvätegaser är det brandfarligt. Skadligt för nervsystemet, om inandning orsakar dysfunktion i andningsapparaten. Butan (gas) har narkotiska egenskaper.

Ethan

Etan är en färglös och luktfri gas. representativ för kolväten. Dehydrering vid 550-650⁰ С leder till eten, över 800^{0 С leder till acetylen. Ingår i naturliga och associerade gaser upp till 10 %. Det kännetecknas av lågtemperaturdestillation. Betydande volymer etan frigörs vid oljekrackning. Under laboratorieförhållanden erhålls det genom Wurtz-reaktionen. Det är det huvudsakliga råmaterialet för produktion av vinylklorid och eten.}

väte

Transparent luktfri gas. Giftfritt, 14,5 gånger lättare än luft. Väte liknar luft till utseendet. Den är mycket reaktiv, har breda antändningsgränser och är mycket explosiv. Ingår i nästan alla organiska föreningar. Den svåraste gasen att komprimera. Fritt väte är extremt sällsynt i naturen, men det är mycket vanligt i form av föreningar.

kolmonoxid

Färglös gas, luktfri och smaklös. Vikt 1 cu. m - 1, 25 kg. Det finns i högkalorigaser tillsammans med metan och andra kolväten. Att öka andelen kolmonoxid i den brännbara gasen sänker värmevärdet. Har en giftig effekt på människokroppen.

Användning av brännbara gaser

Brännbara gaser har ett högt värmevärde och är därför ett mycket ekonomiskt energibränsle. Används i stor utsträckning för hushållsbehov, kraftverk, metallurgi, glas, cement och livsmedelsindustri, som fordonsbränsle, vid tillverkning av byggmaterial.

Användningen av brännbara gaser som råmaterial för framställning av sådana organiska föreningar som formaldehyd, metylalkohol, ättiksyra, aceton, acetaldehyd, beror på förekomsten avderas sammansättning av kolväten. Metan, som huvudkomponenten i brännbara naturgaser, används i stor utsträckning för produktion av olika ekologiska produkter. För att få ammoniak och olika typer av alkoholer används syntesgas - en produkt av omvandlingen av metan med syre eller vattenånga. Pyrolys och dehydrering av metan producerar acetylen, tillsammans med väte och sot. Väte används i sin tur för att syntetisera ammoniak. Brännbara gaser, främst etan, används för att producera eten och propen, som senare används som råmaterial för tillverkning av plast, konstgjorda fibrer och syntetiska gummin.

Flytande metan är en lovande typ av bränsle för många sektorer av den nationella ekonomin. Användningen av flytande gaser ger i många fall stora ekonomiska fördelar, minskar materialkostnader för transporter och löser problem med gasförsörjning i vissa områden, och gör att du kan skapa lager av råvaror för den kemiska industrins behov.