Gazele combustibile: nume, proprietăți și aplicații

Gazele combustibile sunt substanțe cu prag scăzut de căldurăardere. Aceasta este componenta principală a combustibilului gazos, care este utilizat pentru aprovizionarea cu gaz a orașelor, a industriei și a altor domenii de viață. Caracteristicile fizico-chimice ale acestor gaze depind de prezența componentelor necombustibile și a impurităților nocive în compoziția lor.

Tipurile și originea gazelor combustibile

Gazele combustibile conțin metan, propan, butan, etan,hidrogen și monoxid de carbon, uneori cu impurități de hexan și pentan. Ele sunt obținute în două moduri - din depozite naturale și artificial. Gaze de origine naturală - combustibil, rezultat al unui proces biochimic natural de descompunere organică. Majoritatea depozitelor sunt situate la o adâncime mai mică de 1,5 km și constau în principal din metan cu impurități mici de propan, butan și etan. Cu o adâncime mai mare, procentajul de impurități crește. Obținut din depozite naturale sau ca gaze asociate din câmpurile petroliere.

Cele mai frecvente depozite de gaze naturalesunt concentrate în roci sedimentare (gresie, pietricele). Suprafețele de acoperire și substraturi sunt roci dense din lut. Ca unic, se utilizează în principal petrol și apă. Gazele artificiale - inflamabile produse prin prelucrarea termică a diferitelor tipuri de combustibili solizi (cocs, etc.) și derivați ai rafinării petrolului.

Componenta principală a gazelor naturale produseîn depozitele uscate, este metanul cu o cantitate mică de propan, butan și etan. Gazele naturale se caracterizează prin constanța compoziției, aparținând categoriei uscate. Compoziția de gaz obținută din rafinarea țițeiului și din depozitele amestecate de gaze și uleiuri este instabilă și depinde de mărimea factorului de gaz, natura uleiului și condițiile de separare a amestecurilor de petrol și gaze. Acesta include o cantitate semnificativă de propan, butan, etan, precum și alte hidrocarburi ușoare și grele conținute în ulei, până la kerosen și fracțiuni de benzină.

Producția de gaze naturale combustibile esteextragerea din intestine, colectarea, îndepărtarea excesului de umiditate și pregătirea pentru transport către consumator. Particularitatea producției de gaze este că, în toate etapele de la formare până la utilizatorul final, întregul proces este sigilat.

Gazele combustibile și proprietățile acestora

Producția de căldură - maximătemperatura eliberată prin arderea completă a gazului uscat în cantitatea teoretică necesară de aer. În acest caz, căldura eliberată este consumată pentru încălzirea produselor de combustie. Pentru metan, acest parametru în ° C este 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Temperatura de aprindere - cea mai micătemperatura la care are loc un proces de aprindere spontană fără influența unei surse externe, scanteie sau flacără, datorită căldurii gazului eliberat de particule. Acest parametru este deosebit de important pentru determinarea temperaturii admisibile a suprafeței aparatelor utilizate în zone periculoase, care nu trebuie să depășească temperatura de aprindere. Pentru astfel de echipamente, se atribuie o clasă de temperatură.

Punctul de inflamabilitate este cea mai mică temperatură, cucare emite suficientă vapori (pe suprafața lichidului) pentru a se aprinde din cea mai mică flacără. Această proprietate nu trebuie generalizată la temperatura de aprindere, deoarece acești parametri pot diferi în mare măsură.

Densitatea gazului / aburului. Se determină în comparație cu aerul, a cărui densitate este egală cu 1. Densitatea gazului <1 - crește,> 1 - scade. De exemplu, pentru metan, această cifră este de 0,55.

Pericol de gaze inflamabile

Gazele inflamabile prezintă un pericol cu ​​trei dintre proprietățile lor:

1. Combustibilitate. Există riscul de incendiu provocat de aprinderea necontrolată a gazului;
2. Toxicitate. Riscul de otrăvire cu gaz sau produse de ardere (monoxid de carbon);
3. Strangularea datorată deficienței de oxigen, care poate fi înlocuită cu un alt gaz.

Procesul de combustie este un produs chimicreacție, care include oxigenul. În același timp, energia este eliberată sub formă de căldură și flacără. Un gaz acționează ca o substanță inflamabilă. Procesul de ardere a gazelor este posibil dacă există trei factori:

• Sursa de aprindere.
• Gazele inflamabile.
• Oxigen.

Scopul protecției împotriva incendiilor este eliminarea a cel puțin unuia dintre factori.

metan

Este un gaz incolor, ușor, inflamabil, care nu miroase. Acesta este non-toxic. Metanul reprezintă 98% din toate gazele naturale. Se consideră că este principalul care determină proprietățile gazului natural. 75% constă din carbon și 25% hidrogen. Cub de greutate. metru - 0,717 kg. Este lichefiat la o temperatură de 111 K, în timp ce volumul său scade de 600 de ori. Are reactivitate scăzută.

propan

Gazul gazos este un gaz combustibil, fără culoare și miros. Are o reactivitate mai mare decât metanul. Conținutul de gaz natural este de 0,1-11% în greutate. În gazele asociate din gaze mixte și petroliere până la 20%, în produse de prelucrare a combustibililor solizi (cărbune brun și cărbune, gudron de cărbune) până la 80%. Gazul de propan se utilizează în diferite reacții pentru a produce etilena, propilena, olefinele inferioare, alcoolii inferiori, acetona, acidul formic și propionic, nitroparafinele.

butan

Gaz combustibil fără culoare, cu un miros deosebit. Gazul de butan este ușor de comprimat și volatil. Conținut în gaz petrolier până la 12% în volum. De asemenea, obținut ca urmare a fisurilor de cracare și a laboratorului prin reacția lui Wurz. Punctul de înghețare -138 ^despreCa toate gazele de hidrocarburi, este inflamabil. Nociv pentru sistemul nervos, dacă este inhalat, cauzează disfuncții ale aparatului respirator. Butanul (gazul) are proprietăți narcotice.

etan

Etanul este un gaz fără culoare și miros. Reprezentant al hidrocarburilor. Dehidrogenarea la 550-650⁰ C duce la etilenă, peste 800⁰ C - la acetilena. Conținut în gaze naturale și asociate până la 10%. Se remarcă prin rectificarea la temperaturi joase. Cantități semnificative de etan sunt eliberate în timpul cracării uleiului. În condiții de laborator, acestea sunt preparate în conformitate cu reacția Wurz. Este principala materie primă pentru producerea de clorură de vinil și etilenă.

hidrogen

Transparent, gaz inodor. Non-toxic, de 14,5 ori mai ușor decât aerul. Prin natura, hidrogenul nu diferă de aer. Are o reactivitate ridicată, limite largi de aprindere, foarte explozivă. Face parte din aproape toți compușii organici. Cel mai dificil gaz comprimabil. Hidrogenul liber în natură este extrem de rar, dar sub formă de compuși este foarte comun.

Monoxid de carbon

Gaz incolor, fără gust și miros. Greutate 1 cu. m - 1,25 kg. Conținut în gaze cu calorii înalte, împreună cu metanul și alte hidrocarburi. O creștere a proporției de monoxid de carbon dintr-un gaz combustibil scade căldura de ardere. Are un efect toxic asupra corpului uman.

Aplicarea gazelor inflamabile

Gazele combustibile au o valoare calorică ridicată,și, prin urmare, sunt combustibil foarte eficient din punct de vedere energetic. Utilizat pe scară largă pentru producția de materiale de construcții, pentru uzine casnice, pentru centrale electrice, pentru industria metalurgică, pentru sticlă, pentru ciment și pentru industria alimentară.

Utilizarea gazelor combustibile ca materii prime pentruproducerea de compuși organici, cum ar fi formaldehida, alcoolul metilic, acidul acetic, acetona, acetaldehida, se datorează prezenței hidrocarburilor în compoziția lor. Metanul, ca principală componentă a gazelor naturale combustibile, este folosit pe scară largă pentru producerea de diverse produse ecologice. Pentru a produce amoniac și diferite tipuri de alcooli, se utilizează gaz de sinteză - produsul de conversie a metanului prin oxigen sau vapori de apă. Piroliza și dehidrogenarea metanului produc acetilenă, împreună cu hidrogenul și funinginea. Hidrogenul, la rândul său, este utilizat pentru sinteza amoniacului. Gazele combustibile și în special etanul sunt utilizate în producția de etilenă și propilenă, care sunt ulterior utilizate ca materii prime pentru producția de materiale plastice, fibre sintetice și cauciuc sintetic.

Un combustibil promițător pentru multe sferedin economia națională este metanul lichefiat. Utilizarea gazelor lichefiate oferă în multe cazuri un avantaj economic deosebit, care permite reducerea costurilor materiale pentru transport și rezolvarea problemelor de aprovizionare cu gaze în anumite regiuni, permite crearea de stocuri de materii prime pentru nevoile industriei chimice.