Sytyttävät kaasut: nimet, ominaisuudet ja sovellukset

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Sytyttävät kaasut ovat aineita, joiden lämpöarvo on alhainen. Tämä on kaasumaisen polttoaineen pääkomponentti, jota käytetään kaupunkien kaasun toimittamiseen, teollisuudessa ja muilla elämänalueilla. Tällaisten kaasujen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet riippuvat palamattomien komponenttien ja haitallisten epäpuhtauksien läsnäolosta niiden koostumuksessa.

Sytyvien kaasujen tyypit ja alkuperä

Sytyttävät kaasut sisältävät metaania, propaania, butaania, etaania, vetyä ja hiilimonoksidia, joskus myös heksaanin ja pentaanin epäpuhtauksia. Niitä saadaan kahdella tavalla - luonnollisista esiintymistä ja keinotekoisesti. Luonnonperäiset kaasut - polttoaine, orgaanisen aineen luonnollisen biokemiallisen hajoamisprosessin tulos. Suurin osa esiintymistä sijaitsee alle 1,5 km:n syvyydessä ja koostuu pääosin metaanista, jossa on pieniä propaanin, butaanin ja etaanin sekoituksia. Kun esiintymissyvyys kasvaa, epäpuhtauksien prosenttiosuus kasvaa. Tuotettu luonnonvaraisista esiintymistä tai öljykenttien kaasuna.

Maakaasuesiintymät ovat useimmiten keskittyneet sedimenttikiviin (hiekkakiviin, kiviin). Peite- ja alla olevat kerrokset ovat tiheitä savikiveä. Pohjat ovat pääasiassa öljyä ja vettä. Keinotekoinen - palavakaasut, jotka saadaan erilaisten kiinteiden polttoaineiden (koksi jne.) ja öljynjalostuksen johdannaistuotteiden lämpökäsittelyn tuloksena.

Kuivilla kentillä tuotettujen maakaasujen pääkomponentti on metaani, jossa on pieniä määriä propaania, butaania ja etaania. Maakaasulle on ominaista vakiokoostumus ja se kuuluu kuivakaasuluokkaan. Öljynjalostuksessa ja kaasuöljy-seosesiintymistä saadun kaasun koostumus ei ole vakio ja riippuu kaasutekijän arvosta, öljyn laadusta sekä öljy- ja kaasuseosten erotteluolosuhteista. Se sisältää huomattavan määrän propaania, butaania, etaania sekä muita öljyn sisältämiä kevyitä ja raskaita hiilivetyjä kerosiini- ja bensiinijakeisiin asti.

Syttyvien maakaasujen uuttaminen on sen poistamista suolistosta, keräämistä, ylimääräisen kosteuden poistamista ja valmistamista kuljetettavaksi kuluttajalle. Kaasuntuotannon erikoisuus on, että kaikissa vaiheissa säiliöstä loppukäyttäjään koko prosessi on tiivis.

Sytyttävät kaasut ja niiden ominaisuudet

Lämmitysteho on maksimilämpötila, joka vapautuu kuivan kaasun täydellisen palamisen aikana teoreettisesti vaaditussa ilmamäärässä. Tässä tapauksessa vapautuva lämpö käytetään palamistuotteiden lämmittämiseen. Metaanille tämä parametri °С on 2043, butaani - 2118, propaani - 2110.

Syttymislämpötila - alin lämpötila, jossa spontaani syttymisprosessi tapahtuu ilman, että se altistuu ulkoiselle lähteelle, kipinälle tai liekille, kaasuhiukkasten vapauttaman lämmön vuoksi. TämäTämä parametri on erityisen tärkeä määritettäessä vaarallisilla alueilla käytettävien laitteiden sallittu pintalämpötila, joka ei saa ylittää syttymislämpötilaa. Tällaisille laitteille on määritetty lämpötilaluokka.

Leimauspiste on alin lämpötila, jossa vapautuu tarpeeksi höyryä (nesteen pinnalla) syttyäkseen pienimmästä liekistä. Tätä ominaisuutta ei pidä yleistää leimahduspisteeksi, koska nämä parametrit voivat vaihdella suuresti.

Kaasun/höyryn tiheys. Se määritetään verrattuna ilmaan, jonka tiheys on 1. Kaasun tiheys 1 - laskee. Esimerkiksi metaanille tämä indikaattori on 0,55.

Syttyvien kaasujen vaara

Sytyttävät kaasut aiheuttavat vaaran kolmessa ominaisuudessaan:

1. Syttyvyys. Hallitsemattoman kaasun syttymisen vuoksi on olemassa tulipalon vaara;
2. Myrkyllisyys. Kaasun tai palamistuotteiden (hiilimonoksidi) aiheuttaman myrkytyksen vaara;
3. Tukehtuminen hapen puutteesta, joka voidaan korvata toisella kaasulla.

Palominen on kemiallinen reaktio, johon liittyy happea. Tässä tapauksessa energiaa vapautuu lämmön, liekin muodossa. Syttyvä aine on kaasu. Kaasun palamisprosessi on mahdollista kolmen tekijän läsnä ollessa:

• Sytytyslähde.
• Sytyttävät kaasut.
• Happi.

Palontorjunnan tavoitteena on eliminoida ainakin yksi tekijä.

Metaani

Se on väritön, hajuton, kevyt, syttyvä kaasu. Myrkytön. Metaani muodostaa 98 % kaikista maakaasuista. Sitä pidetään pääasiallisena, joka määrittää maakaasun ominaisuudet. Se on 75 % hiiltä ja 25 % vetyä. Massakuutio. metriä - 0,717 kg. Se nesteytyy 111 K:n lämpötilassa ja sen tilavuus pienenee 600 kertaa. Alhainen reaktiivisuus.

propaani

Propaanikaasu on syttyvä kaasu, väritön ja hajuton. Se on reaktiivisempi kuin metaani. Maakaasun pitoisuus on 0,1-11 massaprosenttia. Jopa 20 % kaasu- ja öljykentiltä peräisin olevissa kaasuissa, jopa 80 % kiinteiden polttoaineiden jalostustuotteissa (ruskea ja musta kivihiili, kivihiiliterva). Propaanikaasua käytetään erilaisissa reaktioissa eteenin, propeenin, alempien olefiinien, alempien alkoholien, asetonin, muurahais- ja propionihapon sekä nitropaparafiinien tuottamiseen.

Bhutan

Väritön palava kaasu, jolla on erikoinen haju. Butaanikaasu on helposti puristuvaa ja haihtuvaa. Sisältyy öljykaasuun enintään 12 tilavuusprosenttia. Niitä saadaan myös öljyjakeiden krakkauksen seurauksena ja laboratoriossa Wurtzin reaktiolla. Jäätymispiste -138 oC. Kuten kaikki hiilivetykaasut, se on syttyvää. Haitallista hermostolle, hengitettynä aiheuttaa hengityselinten toimintahäiriöitä. Butaanilla (kaasulla) on huumausaineita.

Ethan

Etaani on väritön ja hajuton kaasu. hiilivetyjen edustaja. Dehydraus lämpötilassa 550-650⁰ С johtaa eteeniin, yli 800^{0 С johtaa asetyleeniin. Luonnonkaasuissa ja vastaavissa kaasuissa enintään 10 %. Se erottuu matalan lämpötilan tislauksesta. Öljyn krakkauksen aikana vapautuu merkittäviä määriä etaania. Laboratorio-olosuhteissa se saadaan Wurtzin reaktiolla. Se on tärkein raaka-aine vinyylikloridin ja eteenin tuotannossa.}

vety

Läpinäkyvä hajuton kaasu. Myrkytön, 14,5 kertaa ilmaa kevyempi. Vety on ulkonäöltään samanlainen kuin ilma. Se on erittäin reaktiivinen, sillä on laajat syttymisrajat ja se on erittäin räjähdysherkkä. Sisältyy lähes kaikkiin orgaanisiin yhdisteisiin. Vaikeimmin puristettava kaasu. Vapaa vety on luonnossa erittäin harvinainen, mutta se on hyvin yleistä yhdisteiden muodossa.

Hiilimonoksidi

Väritön kaasu, hajuton ja mauton. Paino 1 cu. m - 1,25 kg. Sitä löytyy korkeakalorisista kaasuista yhdessä metaanin ja muiden hiilivetyjen kanssa. Hiilimonoksidin osuuden lisääminen palavassa kaasussa alentaa lämpöarvoa. Sillä on myrkyllinen vaikutus ihmiskehoon.

Sytyvien kaasujen käyttö

Palavilla kaasuilla on korkea lämpöarvo, ja siksi ne ovat erittäin taloudellista energiapolttoainetta. Käytetään laajasti kotitalouksiin, voimalaitoksiin, metallurgiaan, lasi-, sementti- ja elintarviketeollisuuteen, autojen polttoaineena, rakennusmateriaalien valmistuksessa.

Sytyvien kaasujen käyttö raaka-aineina tällaisten orgaanisten yhdisteiden, kuten formaldehydin, metyylialkoholin, etikkahapon, asetonin ja asetaldehydin valmistuksessa, johtuu niiden esiintymisestäniiden hiilivetyjen koostumus. Metaania, joka on palavien maakaasujen pääkomponentti, käytetään laaj alti erilaisten luomutuotteiden valmistukseen. Ammoniakin ja erilaisten alkoholien saamiseksi käytetään synteesikaasua - metaanin konversion tuotetta hapen tai vesihöyryn kanssa. Metaanin pyrolyysi ja dehydraus tuottaa asetyleeniä yhdessä vedyn ja noen kanssa. Vetyä puolestaan käytetään ammoniakin syntetisoimiseen. Palavia kaasuja, pääasiassa etaania, käytetään eteenin ja propeenin valmistukseen, joita käytetään myöhemmin muovien, tekokuitujen ja synteettisten kumien valmistuksessa raaka-aineina.

Nesteytetty metaani on lupaava polttoaine monille kansantalouden sektoreille. Nestekaasujen käyttö tarjoaa monissa tapauksissa suuria taloudellisia etuja, mikä vähentää kuljetusten materiaalikustannuksia ja ratkaisee kaasun toimitusongelmia tietyillä alueilla ja mahdollistaa raaka-ainevarastojen luomisen kemianteollisuuden tarpeisiin.