Horľavé plyny: názvy, vlastnosti a aplikácie

Horľavé plyny sú látky s nízkym prahom teplaspaľovanie. Toto je hlavná zložka plynného paliva, ktorá sa používa na dodávku plynu do miest, v priemysle a ďalších oblastiach života. Fyzikálno-chemické vlastnosti takýchto plynov závisia od prítomnosti nehorľavých zložiek a škodlivých nečistôt v ich zložení.

Typy a pôvod horľavých plynov

Horľavé plyny obsahujú metán, propán, bután, etán,vodíka a oxidu uhoľnatého, niekedy s nečistotami hexánu a pentánu. Sú získané dvoma spôsobmi - z prírodných ložísk a umelo. Plyny prírodného pôvodu - palivo, výsledok prirodzeného biochemického procesu organického rozkladu. Väčšina ložísk sa nachádza v hĺbke menej ako 1,5 km a pozostáva najmä z metánu s malými nečistotami z propánu, butánu a etánu. S rastúcou hĺbkou sa zvyšuje percento nečistôt. Získané z prírodných ložísk alebo ako súvisiace plyny z ropných polí.

Najčastejšie ložiská zemného plynusú sústredené v sedimentárnych horninách (pieskovce, kamienky). Krycie a podkladové vrstvy sú husté ílové horniny. Ako jediný sa používajú hlavne oleje a vody. Umelé horľavé plyny vznikajúce tepelným spracovaním rôznych druhov tuhých palív (koks atď.) A deriváty rafinácie ropy.

Hlavná zložka vyrábaných prírodných plynovv suchých usadlostiach je metán s malým množstvom propánu, butánu a etánu. Zemný plyn je charakterizovaný stálosťou kompozície, patrí do suchej kategórie. Zloženie plynu získané z rafinácie ropy a zo zmiešaných plynových a olejových usadenín je nestabilné a závisí od veľkosti plynového faktoru, od charakteru oleja a od podmienok oddelenia olejových a plynných zmesí. Zahŕňa významné množstvo propánu, butánu, etánu, ako aj iných ľahkých a ťažkých uhľovodíkov obsiahnutých v oleji až po petrolejové a benzínové frakcie.

Výroba horľavých prírodných plynov jevyberanie z čriev, zhromažďovanie, odstránenie nadmernej vlhkosti a príprava na prepravu spotrebiteľovi. Zvláštnosťou výroby plynu je to, že vo všetkých fázach od vzniku až po koncového užívateľa je celý proces zapečatený.

Horľavé plyny a ich vlastnosti

Výstup tepla - maximálneteplota uvoľnená úplným spaľovaním suchého plynu v teoreticky potrebnom množstve vzduchu. V tomto prípade je uvoľnené teplo vyčerpané pri vykurovaní produktov spaľovania. Pre metán je tento parameter v ° C 2043, bután - 2118, propán - 2110.

Teplota vznietenia - najnižšiaTeplota, pri ktorej samovznietenia procese bez ovplyvnenia externý zdroj, iskry alebo plameňa, v dôsledku tepla uvoľneného častíc plynu. Tento parameter je obzvlášť dôležité pre stanovenie prípustnej teploty zemského povrchu zariadenia používané v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu, ktoré nesmie prekročiť teplotu vznietenia. Pre takéto zariadenie je priradená teplotná trieda.

Teplota vzplanutia je najnižšia teplota, sktorý vyžaruje dostatočné množstvo pary (na povrchu kvapaliny), aby sa vznietil z najmenšieho plameňa. Táto vlastnosť by sa nemala zovšeobecňovať na teplotu vznietenia, pretože tieto parametre sa môžu vo veľkej miere líšiť.

Hustota plynu / pary. Stanovuje sa v porovnaní so vzduchom, ktorého hustota sa rovná 1. Hustota plynu <1 - sa zvyšuje,> 1 - klesá. Napríklad pre metán je tento údaj 0,55.

Nebezpečenstvo horľavých plynov

Horľavé plyny predstavujú nebezpečenstvo s troma svojimi vlastnosťami:

1. Horľavosť. Existuje riziko požiaru spôsobeného nekontrolovaným vznietením plynu;
2. Toxicita. Riziko otravy plynom alebo produktmi jeho spaľovania (oxid uhoľnatý);
3. Strangulácia spôsobená nedostatkom kyslíka, ktorý môže byť nahradený iným plynom.

Spalovací proces je chemická látkareakciu, ktorá zahŕňa kyslík. Súčasne sa energia uvoľňuje vo forme tepla a plameňa. Plyn pôsobí ako horľavá látka. Proces spaľovania plynu je možný, ak existujú tri faktory:

• Zdroj zapálenia.
• Horľavé plyny.
• Kyslík.

Účelom požiarnej ochrany je odstrániť aspoň jeden z faktorov.

metán

Je to bezfarebný, ľahký, horľavý plyn, ktorý necíti. To je netoxický. Metán predstavuje 98% všetkých prírodných plynov. Považuje sa za hlavný, ktorý určuje vlastnosti zemného plynu. 75% pozostáva z uhlíka a 25% vodíka. Hmotnosť kocky. meter - 0,717 kg. Skvapalňuje sa pri teplote 111 K, zatiaľ čo jeho objem klesá 600 krát. Má nízku reaktivitu.

propán

Propánový plyn je horľavý plyn bez farby a zápachu. Má väčšiu reaktivitu ako metán. Obsah zemného plynu je 0,1 až 11% hmotnostných. V súvisiacich plynoch zo zmiešaných plynových a ropných polí do 20% pri výrobe spracovania tuhých palív (hnedé a čierne uhoľné dechty) až do 80%. Propanový plyn sa používa v rôznych reakciách na výrobu etylénu, propylénu, nižších olefínov, nižších alkoholov, acetónu, kyseliny mravčej a propiónovej, nitroparafínov.

bután

Horľavý plyn bez farby, so zvláštnym zápachom. Butánový plyn je ľahko stlačený a prchavý. Obsahuje v ropnom plyne do 12% objemových. Takisto sa získava v dôsledku krakovania frakcií oleja a laboratória reakciou firmy Wurz. Bod tuhnutia -138 ^oRovnako ako všetky uhľovodíkové plyny je horľavý. Škodlivý pre nervový systém, pri vdýchnutí, spôsobuje dysfunkciu dýchacích prístrojov. Bután (plyn) má narkotické vlastnosti.

etán

Etán je plyn bez farby a zápachu. Predstaviteľ uhľovodíkov. Dehydrogenácia pri 550-650 ° C⁰ C vedie k etylénu, viac ako 800⁰ C - na acetylén. Obsahuje v prírodných a súvisiacich plynoch až 10%. Rozlišuje sa pri nízkoteplotnej rektifikácii. Počas krakovania ropy sa uvoľňuje značné množstvo etánu. V laboratórnych podmienkach sa pripravujú podľa Wurzovej reakcie. Je to hlavná surovina na výrobu vinylchloridu a etylénu.

vodík

Priehľadný plyn bez zápachu. Netoxický, 14,5 krát ľahší ako vzduch. Prirodzene, vodík sa nelíši od vzduchu. Má vysokú reaktivitu, široké hranice zapálenia, veľmi výbušný. Je súčasťou takmer všetkých organických zlúčenín. Najťažšie stlačiteľný plyn. Voľný vodík v prírode je extrémne zriedkavý, ale vo forme zlúčenín je veľmi bežný.

Oxid uhoľnatý

Bezfarebný plyn bez chuti a vône. Hmotnosť 1 cu. m - 1,25 kg. Sú obsiahnuté vo vysoko kalorických plynoch spolu s metánom a inými uhľovodíkmi. Zvýšenie podielu oxidu uhoľnatého v horľavom plyne znižuje spaľovacie teplo. Má toxický účinok na ľudské telo.

Aplikácia horľavých plynov

Horľavé plyny majú vysokú výhrevnosť,a preto sú vysoko energeticky účinné palivá. Široko používaný pre domáce potreby, elektrárne, hutníctvo, sklo, cement a potravinársky priemysel ako motorové palivo pri výrobe stavebných materiálov.

Použitie horľavých plynov ako surovín prevýroba organických zlúčenín, ako je formaldehyd, metylalkohol, kyselina octová, acetón, acetaldehyd, je spôsobená prítomnosťou uhľovodíkov v ich zložení. Metán, ako hlavná zložka horľavých prírodných plynov, sa široko využíva na výrobu rôznych organických produktov. Na výrobu amoniaku a rôznych druhov alkoholov sa používa syntézny plyn - produkt premeny metánu kyslíkom alebo vodnou parou. Pyrolýza a dehydrogenácia metánu vedie k tvorbe acetylénu spolu s vodíkom a sadzi. Na syntézu amoniaku sa zase používa vodík. Horľavé plyny, najmä etán, sa používajú pri výrobe etylénu a propylénu, ktoré sa následne používajú ako suroviny na výrobu plastov, syntetických vlákien a syntetických kaučukov.

Sľubné palivo pre mnoho sférnárodného hospodárstva je skvapalnený metán. Použitie skvapalnených plynov v mnohých prípadoch prináša veľký ekonomický prínos, ktorý umožňuje znížiť materiálové náklady na prepravu a riešiť problémy s dodávkami plynu v určitých regiónoch, umožňuje vytváranie zásob surovín pre potreby chemického priemyslu.