Zapaljivi plinovi: nazivi, svojstva i primjene

Gorivi plinovi su tvari s niskom kalorijskom vrijednošću izgaranja. To je glavna komponenta plinovitog goriva, koji se koristi za opskrbu plinom gradovima, industriji i drugim sferama života. Fizičko-kemijska svojstva takvih plinova ovise o prisutnosti nekorabljivih komponenti i štetnih nečistoća u njihovom sastavu.

Vrste i podrijetlo gorivih plinova

Gorivi plinovi sadrže metan, propan, butan, etan, vodik i ugljični monoksid, ponekad s nečistoćama heksana i pentana. Dobivaju se na dva načina - od prirodnih naslaga i umjetno. Plinovi prirodnih podrijetlo - gorivo, rezultat prirodnog biokemijskog procesa organske razgradnje. Većina naslaga nalazi se na dubini manjoj od 1,5 km i sastoji se uglavnom od metana s malim nečistoćama propana, butana i etana. S povećanjem dubine, postotak nečistoća se povećava. Dobiveni su od prirodnih naslaga ili kao pridruženi plinovi iz naftnih polja.

Najčešće su depoziti prirodnog plina koncentrirani u sedimentnim stijenama (pješčenjaka, šljunka). Slojevi pokrivanja i podloge su guste glinene stijene. Kao jedini ulje i voda uglavnom se koriste. Umjetno - zapaljivi plinovi proizvedeni termičkom obradom raznih vrsta krutih goriva (koks itd.) I derivati ​​prerade nafte.

Glavna komponenta prirodnih plinova proizvedenih u suhim poljima je metan s malom količinom propana, butana i etana. Prirodni plin karakterizira konstantaciju sastava, pripada suhoj kategoriji. Sastav plina dobiven iz rafiniranja nafte i mješovitih plinova i uljnih naslaga je nestabilan i ovisi o veličini plinskog faktora, prirodi ulja i uvjetima za odvajanje uljnih i plinskih smjesa. Uključuje značajnu količinu propana, butana, etana, kao i drugih laganih i teških ugljikovodika sadržanih u ulju, do petrolejnih i benzinskih frakcija.

Ekstrakcija zapaljivih prirodnih plinova sastoji se u tome da se izvadi iz crijeva, skuplja, uklanja višak vlage i priprema za prijevoz do potrošača. svojstvo proizvodnja plina je da u svim fazama od formacije do krajnjeg korisnika cijeli proces je zapečaćen.

Gorivi plinovi i njihova svojstva

Izlaz topline je maksimalna temperatura koja se oslobađa kada se suhi plin potpuno spali u teoretski potrebnoj količini zraka. U tom slučaju, oslobođena topline se troši na zagrijavanje produkata izgaranja. Za metan, ovaj parametar u ° C je 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Temperatura paljenja je najniža temperatura pri kojoj se događa spontani proces paljenja bez utjecaja vanjskog izvora, iskre ili plamena zbog topline plina koji oslobađa čestice. Ovaj parametar je posebno važan za određivanje dopuštene površinske temperature uređaja koji se koristi u opasnim područjima, što ne bi trebalo prekoračiti temperaturu paljenja. Za takvu opremu dodjeljuje se klasa temperature.

Točka bljeska je najniža temperatura pri kojoj se oslobađa dovoljna para (na površini tekućine) za zapaljenje od najmanjih plamena. Ova se svojstva ne bi trebala generalizirati na temperaturu paljenja jer se ovi parametri mogu razlikovati u velikoj mjeri.

Gustoća plina / pare. Određuje se u usporedbi s zrakom, čija je gustoća jednaka 1. Gustoća plina < 1 - raste,> 1 - pada. Na primjer, za metan, ta je brojka 0,55.

Opasnost od zapaljivih plinova

Zapaljivi plinovi predstavljaju opasnost s tri svojstva:

1. Gorivost. Postoji opasnost od požara uzrokovan nekontroliranim paljenjem plina;
2. Toksičnost. Rizik od trovanja plinom ili proizvodom izgaranja (ugljični monoksid);
3. Strangulation zbog nedostatka kisika, koji može biti zamijenjen drugim plinom.

Proces izgaranja je kemijska reakcija u koju ulazi kisik. Istodobno, energija se oslobađa u obliku topline i plamena. Plin djeluje kao zapaljiva supstanca. Proces izgaranja plina moguć je ako postoje tri čimbenika:

• Izvor paljenja.
• Zapaljivi plinovi.
• Kisik.

Svrha protupožarne zaštite je eliminirati najmanje jedan od čimbenika.

metan

To je bezbojan, lagan, zapaljivi plin koji ne mirisne. To je ne-toksičan. Metan čini 98% svih prirodnih plinova. Smatra se glavnim koji određuje svojstva prirodnog plina. 75% sastoji se od ugljika i 25% vodika. Težina kocke. metar - 0,717 kg. To je ukapljeni na temperaturi od 111 K, dok se njezin volumen smanjuje 600 puta. Ima nisku reaktivnost.

propan

Propanski plin je gorivi plin, bez boje i mirisa. Ima veću reaktivnost od metana. Sadržaj prirodnog plina je 0,1-11% po masi. U pridruženim plinovima iz mješovitih plinova i naftnih polja do 20%, u proizvodima za preradu čvrstih goriva (smeđa i tvrdi ugljen, katran) do 80%. Propanski plin se koristi u raznim reakcijama za proizvodnju etilena, propilena, nižih olefina, nižih alkohola, acetona, mravlja i propionska kiselina, nitroparaffins.

butan

Gorivo plin bez boje, s neobičnim mirisom. Butan plin je lako komprimiran i hlapljiv. Sadrži naftni plin do 12% volumena. Također dobiveno je kao rezultat pucanja uljnih frakcija i laboratorija reakcijom Wurz. Točka smrzavanja -138 ^okoKao i svi ugljikovodični plinovi, to je zapaljivo. Štetno na živčani sustav, ako se udahne, uzrokuje disfunkciju dišnih aparata. Butan (plin) ima narkotička svojstva.

etan

Etan je plin bez boje i mirisa. Predstavnik ugljikovodika. Dehidrogenacija na 550-650⁰ C vodi do etilena, preko 800⁰ C do acetilena. Sadrži prirodne i pridružene plinove do 10%. Odlikuje se niskotemperaturnom ispravljanjem. Znatne količine etana se otpuštaju tijekom pucanja nafte. U laboratorijskim uvjetima, oni se pripravljaju prema Wurzovoj reakciji. To je glavna sirovina za proizvodnju vinil klorida i etilena.

hidrogen

Prozirni plin bez mirisa. Netoksični, 14,5 puta svjetliji od zraka. Po prirodi, vodik se ne razlikuje od zraka. Ima visoku reaktivnost, široka granica zapaljenja, vrlo eksplozivna. To je dio gotovo svih organskih spojeva. Najteži komprimirani plin. Slobodni vodik u prirodi izuzetno je rijedak, ali u obliku spojeva vrlo je čest.

Ugljični monoksid

Bezbojni plin, bez okusa i mirisa. Težina 1 cu. m - 1,25 kg. Sadržane u visoko kalorijskim plinovima zajedno s metanom i drugim ugljikovodicima. Povećanje udjela ugljičnog monoksida u gorivom plinu smanjuje toplinu izgaranja. Ima toksični učinak na ljudsko tijelo.

Primjena zapaljivih plinova

Gorivi plinovi imaju visoku toplinsku vrijednost i zbog toga su gorivo visoke energetske učinkovitosti. Naširoko koristi za domaće potrebe, elektrane, metalurgije, staklo, cement i prehrambenu industriju, kao motorna goriva, u proizvodnji građevinskih materijala.

Upotreba gorivih plinova kao sirovina za proizvodnju organskih spojeva kao što su formaldehid, metilni alkohol, octena kiselina, aceton, acetaldehid je zbog prisutnosti ugljikovodika u njihovom sastavu. Metan, kao glavna komponenta gorivih prirodnih plinova, široko se koristi za proizvodnju različitih organskih proizvoda. Za proizvodnju amonijaka i raznih vrsta alkohola upotrebljava se sintezni plin - proizvod konverzije metana kisikom ili vodenom parom. Piroliza i dehidrogenacija metana proizvode acetilen, zajedno s vodikom i čađom. Vodik se, zauzvrat, koristi za sintezu amonijaka. U proizvodnji etilena i propilena upotrebljavaju se zapaljivi plinovi, a posebno etan, koji se kasnije koriste kao sirovine za proizvodnju plastike, sintetičkih vlakana i sintetičkih guma.

Obećavajuće gorivo za mnoge sektore gospodarstva je tekući metan. korištenje ukapljeni plinovi u mnogim slučajevima daje veliku ekonomsku korist, omogućujući smanjenje materijalnih troškova prijevoza i rješavanje problema opskrbe plinom u određenim regijama, omogućava stvaranje zaliha sirovina za potrebe kemijske industrije.