Zapaljivi gasovi: nazivi, svojstva i primena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Zapaljivi gasovi su supstance sa niskom kalorijskom vrednošću. Ovo je glavna komponenta gasovitog goriva, koja se koristi za snabdevanje gradova gasom, u industriji i drugim oblastima života. Fizičko-hemijske karakteristike takvih gasova zavise od prisustva nezapaljivih komponenti i štetnih nečistoća u njihovom sastavu.

Vrste i porijeklo zapaljivih plinova

Zapaljivi gasovi sadrže metan, propan, butan, etan, vodonik i ugljen monoksid, ponekad sa primesama heksana i pentana. Dobivaju se na dva načina - iz prirodnih naslaga i umjetno. Gasovi prirodnog porekla - gorivo, rezultat prirodnog biohemijskog procesa razgradnje organske materije. Većina ležišta nalazi se na dubini manjoj od 1,5 km i sastoji se uglavnom od metana sa malim primjesama propana, butana i etana. Kako se dubina pojavljivanja povećava, povećava se i procenat nečistoća. Proizveden iz prirodnih nalazišta ili kao prateći gasovi naftnih polja.

Najčešće su ležišta prirodnog gasa koncentrisana u sedimentnim stijenama (pješčanici, šljunak). Pokrivni i donji slojevi su guste glinovite stijene. Potplati su uglavnom ulje i voda. Vještačko - zapaljivogasovi dobijeni kao rezultat termičke obrade raznih vrsta čvrstih goriva (koks i dr.) i derivata prerade nafte.

Glavna komponenta prirodnih gasova proizvedenih u suvim poljima je metan sa malim količinama propana, butana i etana. Prirodni gas karakteriše konstantan sastav i spada u kategoriju suhih gasova. Sastav gasa dobijenog preradom nafte i iz mešanih gasno-uljnih ležišta nije konstantan i zavisi od vrednosti gasnog faktora, prirode nafte i uslova za odvajanje mešavine nafte i gasa. Uključuje značajnu količinu propana, butana, etana, kao i drugih lakih i teških ugljovodonika sadržanih u nafti, sve do frakcija kerozina i benzina.

Ekstrakcija zapaljivih prirodnih gasova je izvlačenje iz creva, sakupljanje, uklanjanje viška vlage i priprema za transport do potrošača. Posebnost proizvodnje gasa je da je u svim fazama od rezervoara do krajnjeg korisnika ceo proces zapečaćen.

Zapaljivi gasovi i njihova svojstva

Kapacitet grijanja je maksimalna temperatura koja se oslobađa tokom potpunog sagorijevanja suhog plina u teoretski potrebnoj količini zraka. U tom slučaju, oslobođena toplina se troši na zagrijavanje proizvoda izgaranja. Za metan, ovaj parametar u °C je 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Temperatura paljenja - najniža temperatura na kojoj dolazi do procesa spontanog paljenja bez izlaganja spoljašnjem izvoru, varnici ili plamenu, zbog toplote koju oslobađaju čestice gasa. OvoOvaj parametar je posebno važan za određivanje dozvoljene površinske temperature uređaja koji se koriste u opasnim područjima, a koja ne smije prelaziti temperaturu paljenja. Takvoj opremi se dodjeljuje temperaturna klasa.

Tačka paljenja je najniža temperatura na kojoj se oslobađa dovoljno pare (na površini tečnosti) da se zapali od najmanjeg plamena. Ovo svojstvo ne treba generalizirati na tačku paljenja, jer ovi parametri mogu značajno varirati.

Gustina gasa/pare. Određuje se u poređenju sa vazduhom, čija je gustina jednaka 1. Gustina gasa 1 - opada. Na primjer, za metan ovaj indikator je 0,55.

Opasnost od zapaljivog gasa

Zapaljivi gasovi predstavljaju opasnost u tri svoja svojstva:

1. Zapaljivost. Postoji opasnost od požara zbog nekontrolisanog paljenja gasa;
2. Toksičnost. Rizik od trovanja plinom ili produktima sagorijevanja (ugljični monoksid);
3. Gušenje zbog nedostatka kiseonika, koji se može zamijeniti drugim plinom.

Sagorevanje je hemijska reakcija koja uključuje kiseonik. U ovom slučaju energija se oslobađa u obliku topline, plamena. Zapaljiva supstanca je gas. Proces sagorevanja gasa je moguć uz prisustvo tri faktora:

• Izvor paljenja.
• Zapaljivi gasovi.
• Oxygen.

Cilj zaštite od požara je eliminisati barem jedan od faktora.

Metan

To je bezbojan, lagan, zapaljiv gas bez mirisa. Netoksičan. Metan čini 98% svih prirodnih gasova. Smatra se glavnim koji određuje svojstva prirodnog gasa. Sastoji se od 75% ugljika i 25% vodonika. Masovna kocka. metara - 0,717 kg. Ukapljuje se na temperaturi od 111 K, dok mu se zapremina smanjuje za 600 puta. Niska reaktivnost.

Propan

Propan gas je zapaljiv gas, bez boje i mirisa. Reaktivniji je od metana. Sadržaj prirodnog gasa je 0,1-11% po masi. Do 20% u pratećim gasovima iz mešovitih gasnih i naftnih polja, do 80% u proizvodima prerade čvrstih goriva (mrki i crni ugalj, ugljeni katran). Plin propan se koristi u raznim reakcijama za proizvodnju etilena, propilena, nižih olefina, nižih alkohola, acetona, mravlje i propionske kiseline, nitroparafina.

Butan

Zapaljivi plin bez boje, sa posebnim mirisom. Plin butan je lako kompresivan i isparljiv. Sadrži u naftnom gasu do 12% zapremine. Dobijat će se i kao rezultat krekiranja naftnih frakcija iu laboratoriji Wurtz reakcijom. Tačka smrzavanja -138 oC. Kao i svi ugljikovodični plinovi, zapaljiv je. Štetno za nervni sistem, ako se udiše izaziva disfunkciju respiratornog aparata. Butan (gas) ima narkotička svojstva.

Ethan

Etan je gas bez boje i mirisa. predstavnik ugljovodonika. Dehidrogenacija na 550-650⁰ S dovodi do etilena, preko 800^{0 S vodi do acetilena. Sadržano u prirodnim i pratećim gasovima do 10%. Odlikuje se niskotemperaturnom destilacijom. Značajne količine etana se oslobađaju tokom krekiranja ulja. U laboratorijskim uslovima dobija se Wurtzovom reakcijom. To je glavna sirovina za proizvodnju vinil hlorida i etilena.}

Vodik

Proziran gas bez mirisa. Netoksičan, 14,5 puta lakši od vazduha. Vodonik je po izgledu sličan vazduhu. Vrlo je reaktivan, ima široke granice zapaljivosti i vrlo je eksplozivan. Uključen u gotovo sva organska jedinjenja. Najteži gas za kompresiju. Slobodni vodonik je izuzetno rijedak u prirodi, ali je vrlo čest u obliku jedinjenja.

Ugljen monoksid

Plin bez boje, bez mirisa i ukusa. Težina 1 cu. m - 1,25 kg. Nalazi se u visokokaloričnim plinovima zajedno s metanom i drugim ugljovodonicima. Povećanje udjela ugljičnog monoksida u zapaljivom plinu smanjuje kaloričnu vrijednost. Ima toksično dejstvo na ljudski organizam.

Upotreba zapaljivih gasova

Zapaljivi plinovi imaju visoku kaloričnu vrijednost i stoga su visoko ekonomično energetsko gorivo. Široko se koristi za domaće potrebe, elektrane, metalurgiju, industriju stakla, cementa i prehrambenu industriju, kao gorivo za automobile, u proizvodnji građevinskog materijala.

Upotreba zapaljivih gasova kao sirovina za proizvodnju organskih jedinjenja kao što su formaldehid, metil alkohol, sirćetna kiselina, aceton, acetaldehid, je zbog prisustva unjihov sastav ugljovodonika. Metan, kao glavna komponenta zapaljivih prirodnih plinova, ima široku primjenu za proizvodnju raznih organskih proizvoda. Za dobivanje amonijaka i raznih vrsta alkohola koristi se sintetski plin - proizvod konverzije metana kisikom ili vodenom parom. Pirolizom i dehidrogenacijom metana nastaje acetilen, zajedno sa vodonikom i čađom. Zauzvrat, vodik se koristi za sintezu amonijaka. Zapaljivi plinovi, prvenstveno etan, koriste se za proizvodnju etilena i propilena, koji se kasnije koriste kao sirovina za proizvodnju plastike, umjetnih vlakana i sintetičke gume.

Tečni metan je perspektivna vrsta goriva za mnoge sektore nacionalne privrede. Upotreba tečnih gasova u velikom broju slučajeva daje velike ekonomske koristi, smanjujući materijalne troškove za transport i rešavanje problema snabdevanja gasom u pojedinim oblastima, a omogućava i stvaranje zaliha sirovina za potrebe hemijske industrije.