Brændbare gasser: navne, egenskaber og anvendelser

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Brændbare gasser er stoffer med en lav brændværdi. Dette er hovedkomponenten i gasformigt brændstof, som bruges til at forsyne byer med gas, i industrien og andre områder af livet. De fysisk-kemiske egenskaber af sådanne gasser afhænger af tilstedeværelsen af ikke-brændbare komponenter og skadelige urenheder i deres sammensætning.

Typer og oprindelse af brændbare gasser

Brændbare gasser indeholder metan, propan, butan, ethan, brint og carbonmonoxid, nogle gange med urenheder af hexan og pentan. De opnås på to måder - fra naturlige aflejringer og kunstigt. Gasser af naturlig oprindelse - brændstof, resultatet af en naturlig biokemisk proces med nedbrydning af organisk stof. De fleste af aflejringerne ligger i en dybde på mindre end 1,5 km og består hovedsageligt af metan med små blandinger af propan, butan og ethan. Når dybden af forekomsten stiger, stiger procentdelen af urenheder. Produceret fra naturlige forekomster eller som associerede gasser fra oliefelter.

Oftest er naturgasforekomster koncentreret i sedimentære bjergarter (sandsten, småsten). Dækkende og underliggende lag er tætte lerholdige klipper. Sålerne er hovedsageligt olie og vand. Kunstig - brændbargasser opnået som et resultat af termisk behandling af forskellige typer fast brændsel (koks osv.) og afledte produkter fra olieraffinering.

Hovedbestanddelen af naturgasser produceret i tørre marker er metan med små mængder propan, butan og ethan. Naturgas er karakteriseret ved en konstant sammensætning og hører til kategorien tørgas. Sammensætningen af gassen opnået under olieraffinering og fra blandede gas-olieaflejringer er ikke konstant og afhænger af værdien af gasfaktoren, arten af olien og betingelserne for adskillelse af olie- og gasblandinger. Det omfatter en betydelig mængde propan, butan, ethan samt andre lette og tunge kulbrinter indeholdt i olie, op til petroleums- og benzinfraktioner.

Udvinding af brændbare naturgasser er at udvinde det fra tarmene, opsamle, fjerne overskydende fugt og forberede transport til forbrugeren. Det særlige ved gasproduktion er, at hele processen er forseglet på alle stadier fra reservoiret til slutbrugeren.

Brændbare gasser og deres egenskaber

Opvarmningskapacitet er den maksimale temperatur, der frigives under fuldstændig forbrænding af tør gas i en teoretisk påkrævet mængde luft. I dette tilfælde bruges den frigivne varme på opvarmning af forbrændingsprodukterne. For metan er denne parameter i °С 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Antændelsestemperatur - den laveste temperatur, ved hvilken en spontan antændelsesproces finder sted uden eksponering for en ekstern kilde, gnist eller flamme på grund af den varme, der frigives af gaspartiklerne. DetteDenne parameter er især vigtig for at bestemme den tilladte overfladetemperatur på apparater, der anvendes i farlige områder, og som ikke må overstige antændelsestemperaturen. En temperaturklasse er tildelt sådant udstyr.

Flashpunkt er den laveste temperatur, ved hvilken der frigives nok damp (ved overfladen af en væske) til at antændes fra den mindste flamme. Denne egenskab bør ikke generaliseres til flammepunkt, da disse parametre kan variere meget.

Gas/dampdensitet. Det bestemmes i sammenligning med luft, hvis densitet er lig med 1. Densiteten af gas 1 - falder. For metan er denne indikator f.eks. 0,55.

Brændbar gasfare

Brændbare gasser udgør en fare i tre af deres egenskaber:

1. Brændbarhed. Der er risiko for brand på grund af ukontrolleret gasantændelse;
2. Toksicitet. Risiko for forgiftning med gas eller forbrændingsprodukter (kulilte);
3. Kvælning på grund af iltmangel, som kan erstattes af en anden gas.

Forbrænding er en kemisk reaktion, der involverer ilt. I dette tilfælde frigives energi i form af varme, flamme. Det brændbare stof er en gas. Gasforbrændingsprocessen er mulig i nærvær af tre faktorer:

• Tændingskilde.
• Brændbare gasser.
• Oxygen.

Målet med brandbeskyttelse er at eliminere mindst én af faktorerne.

Metan

Det er en farveløs, lugtfri, let, brændbar gas. Ikke giftig. Metan udgør 98 % af alle naturgasser. Det betragtes som den vigtigste, der bestemmer naturgas egenskaber. Det er 75% kulstof og 25% brint. Masse terning. meter - 0, 717 kg. Den bliver flydende ved en temperatur på 111 K, mens dens volumen falder med 600 gange. Lav reaktivitet.

Propan

Propangas er en brændbar gas, farveløs og lugtfri. Det er mere reaktivt end metan. Indholdet i naturgas er 0,1-11 vægtprocent. Op til 20 % i tilknyttede gasser fra blandede gas- og oliefelter, op til 80 % i produkter fra forarbejdning af fast brændsel (brunt og sort kul, stenkulstjære). Propangas bruges i forskellige reaktioner til fremstilling af ethylen, propylen, lavere olefiner, lavere alkoholer, acetone, myresyre og propionsyre, nitroparaffiner.

Bhutan

Brændbar gas uden farve, med en ejendommelig lugt. Butangas er let komprimerbar og flygtig. Indeholdt i petroleumsgas op til 12 volumenprocent. De vil også blive opnået som et resultat af krakning af petroleumsfraktioner og i laboratoriet ved Wurtz-reaktionen. Frysepunkt -138 oC. Som alle kulbrintegasser er det brandfarligt. Skadelig for nervesystemet, hvis indånding forårsager dysfunktion af åndedrætsapparatet. Butan (gas) har narkotiske egenskaber.

Ethan

Etan er en farveløs og lugtfri gas. repræsentant for kulbrinter. Dehydrogenering ved 550-650⁰ С fører til ethylen, over 800^{0 С fører til acetylen. Indeholdt i naturlige og tilhørende gasser op til 10%. Det er kendetegnet ved lavtemperaturdestillation. Betydelige mængder ethan frigives under oliekrakning. Under laboratorieforhold opnås det ved Wurtz-reaktionen. Det er det vigtigste råmateriale til fremstilling af vinylchlorid og ethylen.}

Hydrogen

Transparent lugtfri gas. Ikke-giftig, 14,5 gange lettere end luft. Brint ligner luft i udseende. Det er meget reaktivt, har brede brændbarhedsgrænser og er meget eksplosivt. Inkluderet i næsten alle organiske forbindelser. Den sværeste gas at komprimere. Frit brint er ekstremt sjældent i naturen, men det er meget almindeligt i form af forbindelser.

Carbonmonoxid

Farveløs gas, lugtfri og smagløs. Vægt 1 cu. m - 1, 25 kg. Det findes i højkaloriegasser sammen med metan og andre kulbrinter. Forøgelse af andelen af kulilte i den brændbare gas sænker brændværdien. Har en giftig virkning på den menneskelige krop.

Brug af brændbare gasser

Brændbare gasser har en høj brændværdi og er derfor et meget økonomisk energibrændstof. Udbredt til husholdningsbehov, kraftværker, metallurgi, glas, cement og fødevareindustri, som brændstof til biler, i produktionen af byggematerialer.

Anvendelsen af brændbare gasser som råmaterialer til fremstilling af sådanne organiske forbindelser som formaldehyd, methylalkohol, eddikesyre, acetone, acetaldehyd, skyldes tilstedeværelsen ideres sammensætning af kulbrinter. Metan, som hovedbestanddelen af brændbare naturgasser, bruges i vid udstrækning til produktion af forskellige økologiske produkter. For at opnå ammoniak og forskellige slags alkoholer bruges syntesegas - et produkt af omdannelsen af metan med ilt eller vanddamp. Pyrolyse og dehydrogenering af metan producerer acetylen sammen med brint og sod. Hydrogen bruges til gengæld til at syntetisere ammoniak. Brændbare gasser, primært ethan, bruges til at fremstille ethylen og propylen, som senere bruges som råmateriale til fremstilling af plast, kunstige fibre og syntetiske gummier.

Flydende metan er en lovende type brændstof for mange sektorer af den nationale økonomi. Brugen af flydende gasser giver i mange tilfælde store økonomiske fordele, reducerer materialeomkostninger til transport og løser problemer med gasforsyning i visse områder og giver dig mulighed for at skabe lagre af råmaterialer til den kemiske industris behov.