Süttivad gaasid: nimetused, omadused ja rakendused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Süttivad gaasid on madala kütteväärtusega ained. See on gaaskütuse põhikomponent, mida kasutatakse linnade gaasiga varustamiseks, tööstuses ja muudes eluvaldkondades. Selliste gaaside füüsikalis-keemilised omadused sõltuvad mittesüttivate komponentide ja kahjulike lisandite olemasolust nende koostises.

Süttivate gaaside tüübid ja päritolu

Süttivad gaasid sisaldavad metaani, propaani, butaani, etaani, vesinikku ja süsinikmonooksiidi, mõnikord koos heksaani ja pentaani lisanditega. Neid saadakse kahel viisil - looduslikest leiukohtadest ja kunstlikult. Loodusliku päritoluga gaasid - kütus, orgaanilise aine lagunemise loodusliku biokeemilise protsessi tulemus. Enamik maardlaid asub vähem kui 1,5 km sügavusel ja koosnevad peamiselt metaanist koos väikeste propaani, butaani ja etaani lisanditega. Esinemissügavuse suurenedes suureneb lisandite protsent. Toodetud looduslikest leiukohtadest või naftaväljade seotud gaasidest.

Kõige sagedamini on maagaasimaardlad koondunud settekivimitesse (liivakivid, veeris). Katte- ja aluskihid on tihedad savised kivimid. Taldadeks on peamiselt õli ja vesi. Kunstlik – põleverinevat tüüpi tahkekütuste (koks jne) ja nafta rafineerimise derivaatide termilise töötlemise tulemusena saadud gaasid.

Kuival põldudel toodetud maagaaside põhikomponendiks on metaan koos väikese koguse propaani, butaani ja etaaniga. Maagaasi iseloomustab püsiv koostis ja see kuulub kuiva gaasi kategooriasse. Nafta rafineerimisel ja gaasi-õli segamaardlatest saadava gaasi koostis ei ole konstantne ja sõltub gaasiteguri väärtusest, õli olemusest ning nafta- ja gaasisegude eraldamise tingimustest. See sisaldab märkimisväärses koguses propaani, butaani, etaani, aga ka muid õlis sisalduvaid kergeid ja raskeid süsivesinikke kuni petrooleumi ja bensiini fraktsioonideni.

Põlevate maagaaside eraldamine on nende eemaldamine soolestikust, kogumine, liigniiskuse eemaldamine ja tarbijani transportimise ettevalmistamine. Gaasi tootmise eripära seisneb selles, et kõikidel etappidel alates reservuaarist kuni lõppkasutajani on kogu protsess suletud.

Süttivad gaasid ja nende omadused

Küttevõimsus on maksimaalne temperatuur, mis vabaneb kuiva gaasi täielikul põlemisel teoreetiliselt vajalikus õhuhulgas. Sel juhul kulutatakse vabanev soojus põlemisproduktide soojendamiseks. Metaani puhul on see parameeter °С 2043, butaan - 2118, propaan - 2110.

Süttimistemperatuur – madalaim temperatuur, mille juures toimub iseeneslik süttimisprotsess ilma välise allika, sädeme või leegiga kokku puutumata, gaasiosakeste eralduva soojuse tõttu. SeeSee parameeter on eriti oluline ohtlikes piirkondades kasutatavate seadmete lubatud pinnatemperatuuri määramisel, mis ei tohi ületada süttimistemperatuuri. Sellistele seadmetele määratakse temperatuuriklass.

Leekpunkt on madalaim temperatuur, mille juures eraldub piisav alt auru (vedeliku pinnal), et süttida väikseimast leegist. Seda omadust ei tohiks üldistada leekpunktiks, kuna need parameetrid võivad oluliselt erineda.

Gaasi/auru tihedus. See määratakse võrreldes õhuga, mille tihedus on 1. Gaasi tihedus 1 - langeb. Näiteks metaani puhul on see näitaja 0,55.

Süttivate gaaside oht

Süttivad gaasid kujutavad endast ohtu kolme omaduse poolest:

1. Süttivus. Kontrollimatu gaasisüttimise tõttu on tulekahju oht;
2. Mürgisus. Mürgistuse oht gaasi või põlemisproduktidega (süsinikmonooksiid);
3. Hapnikupuudusest tingitud lämbumine, mille võib asendada teise gaasiga.

Põlemine on keemiline reaktsioon, mis hõlmab hapnikku. Sel juhul vabaneb energia soojuse, leegi kujul. Tuleohtlik aine on gaas. Gaasi põlemisprotsess on võimalik kolme teguri juuresolekul:

• Süüteallikas.
• Süttivad gaasid.
• Hapnik.

Tulekaitse eesmärk on kõrvaldada vähem alt üks teguritest.

Metaan

See on värvitu, lõhnatu, kerge, tuleohtlik gaas. Mittetoksiline. Metaan moodustab 98% kõigist maagaasidest. Seda peetakse peamiseks, mis määrab maagaasi omadused. See koosneb 75% süsinikust ja 25% vesinikust. Massi kuubik. meetrit - 0, 717 kg. See vedeldub temperatuuril 111 K, samal ajal kui selle maht väheneb 600 korda. Madal reaktsioonivõime.

propaan

Propaangaas on tuleohtlik, värvitu ja lõhnatu gaas. See on reaktiivsem kui metaan. Maagaasi sisaldus on 0,1-11 massiprotsenti. Kuni 20% seotud gaasides, mis pärinevad gaasi- ja naftamaardlatest, kuni 80% tahkekütuste töötlemise toodetes (pruun ja must kivisüsi, kivisöetõrv). Propaani kasutatakse mitmesugustes reaktsioonides etüleeni, propüleeni, madalamate olefiinide, madalamate alkoholide, atsetooni, sipelg- ja propioonhappe ning nitroparafiinide tootmiseks.

Bhutan

Värvita põlev gaas, omapärase lõhnaga. Gaasbutaan on kergesti kokkusurutav ja lenduv. Sisaldub naftagaasis kuni 12 mahuprotsenti. Neid saadakse ka naftafraktsioonide krakkimise tulemusena ja laboris Wurtzi reaktsiooniga. Külmumistemperatuur -138 oC. Nagu kõik süsivesinikgaasid, on see tuleohtlik. Kahjulik närvisüsteemile, sissehingamisel põhjustab hingamisaparaadi talitlushäireid. Butaanil (gaasil) on narkootilised omadused.

Ethan

Etaan on värvitu ja lõhnatu gaas. süsivesinike esindaja. Dehüdrogeenimine temperatuuril 550-650⁰ С viib etüleeni, üle 800^{0 С atsetüleeni. Sisaldub looduslikes ja nendega seotud gaasides kuni 10%. Seda eristab madalal temperatuuril destilleerimine. Õli krakkimise käigus eraldub märkimisväärne kogus etaani. Laboratoorsetes tingimustes saadakse see Wurtzi reaktsiooniga. See on vinüülkloriidi ja etüleeni tootmise peamine tooraine.}

Vesinik

Läbipaistev lõhnatu gaas. Mittetoksiline, õhust 14,5 korda kergem. Vesinik on välimuselt õhuga sarnane. See on väga reaktsioonivõimeline, sellel on laiad süttivuspiirid ja see on väga plahvatusohtlik. Sisaldub peaaegu kõigis orgaanilistes ühendites. Kõige raskemini kokku surutav gaas. Vaba vesinik on looduses äärmiselt haruldane, kuid ühendite kujul on see väga levinud.

Vingugaas

Värvusetu gaas, lõhnatu ja maitsetu. Kaal 1 cu. m - 1,25 kg. Seda leidub kõrge kalorsusega gaasides koos metaani ja teiste süsivesinikega. Süsinikmonooksiidi osakaalu suurendamine põlevas gaasis vähendab kütteväärtust. Mõjub mürgiselt inimorganismile.

Süttivate gaaside kasutamine

Põlevgaasidel on kõrge kütteväärtus ja seetõttu on need väga ökonoomne energiakütus. Kasutatakse laialdaselt kodumajapidamistes, elektrijaamades, metallurgia-, klaasi-, tsemendi- ja toiduainetööstuses, autokütusena, ehitusmaterjalide tootmisel.

Süttivate gaaside kasutamine toorainena selliste orgaaniliste ühendite nagu formaldehüüdi, metüülalkoholi, äädikhappe, atsetoon, atseetaldehüüdi tootmiseks on tingitud nende esinemisestnende süsivesinike koostis. Metaani kui põlevate maagaaside peamist komponenti kasutatakse laialdaselt erinevate mahetoodete tootmiseks. Ammoniaagi ja mitmesuguste alkoholide saamiseks kasutatakse sünteesgaasi - metaani muundamise produkti hapniku või veeauruga. Metaani pürolüüs ja dehüdrogeenimine toodab atsetüleeni koos vesiniku ja tahmaga. Vesinikku kasutatakse omakorda ammoniaagi sünteesimiseks. Põlevgaase, eeskätt etaani, kasutatakse etüleeni ja propüleeni tootmiseks, mida kasutatakse hiljem toorainena plastide, tehiskiudude ja sünteetiliste kummide tootmisel.

Veldatud metaan on paljutõotav kütuseliik paljudes rahvamajandussektorites. Veeldatud gaaside kasutamine annab paljudel juhtudel suurt majanduslikku kasu, vähendades transpordiga seotud materjalikulusid ja lahendades teatud piirkondade gaasivarustusprobleeme ning võimaldab luua toorainevarusid keemiatööstuse vajaduste jaoks.