Hořlavé plyny: názvy, vlastnosti a aplikace
Hořlavé plyny jsou látky s nízkým prahem teplaspalování. Jedná se o hlavní složku plynného paliva, která se používá k dodávce plynu do měst, do průmyslu a dalších sfér života. Fyzikálně-chemické vlastnosti takových plynů závisí na přítomnosti nehořlavých složek a škodlivých nečistot v jejich složení.
Typy a původ spalitelných plynů
Hořlavé plyny obsahují metan, propan, butan, ethan,vodík a oxid uhelnatý, někdy s nečistotami hexanu a pentanu. Jsou získávány dvěma způsoby - z přírodních ložisek a uměle. Plyny přírodního původu - palivo, které je výsledkem přirozeného biochemického procesu organického rozkladu. Většina ložisek je umístěna v hloubce menší než 1,5 km a sestává hlavně z metanu s malými nečistotami propanu, butanu a ethanu. S rostoucí hloubkou se zvyšuje procento nečistot. Získané z přírodních ložisek nebo jako sdružené plyny z ropných polí.
Nejčastější ložiska zemního plynujsou koncentrovány v sedimentárních horninách (pískovce, oblázky). Krycí a podkladové vrstvy jsou husté horninové kameny. Jako jediný se používá především olej a voda. Umělé hořlavé plyny vznikající tepelným zpracováním různých druhů tuhých paliv (koks atd.) A deriváty rafinace ropy.
Hlavní složka vyprodukovaných zemních plynův suchých oblastech, malé množství metanu s propan, butan a ethanu. Zemní plyn se vyznačuje konstantním složením, je klasifikován jako suchý. Složení plynu vznikajícího při zpracování ropy a zemního plynu, smíšené ložisek, je nestabilní a závisí na GOR z ropy a zemního ropy a zemního plynu směsí za podmínek. Obsahuje velké množství propanu, butanu, ethanu a jiných lehkých a těžkých uhlovodíků obsažených v oleji, dokud se petrolej a benzínové frakce.
Výroba hořlavých přírodních plynů jeextrahovat z vnitřností, sbírat, odstraňovat nadměrnou vlhkost a připravovat se na přepravu spotřebiteli. Zvláštností výroby plynu je to, že ve všech fázích od vytvoření až po konečného uživatele je celý proces uzavřen.
Hořlavé plyny a jejich vlastnosti
Tepelný výkon - maximálníteplota uvolněná úplným spalováním suchého plynu v teoreticky potřebném množství vzduchu. V tomto případě se uvolňuje teplo při ohřevu spalovacích produktů. Pro metan je tento parametr v ° C 2043, butan - 2118, propan - 2110.
Teplota vznícení - nejnižšíteplota, při níž nastává proces spontánního vznícení bez vlivu vnějšího zdroje, jiskry nebo plamene, v důsledku tepla plynu uvolňovaného částicemi. Tento parametr je zvláště důležitý pro stanovení přípustné povrchové teploty přístrojů používaných v prostředí s nebezpečím výbuchu, které by neměly překračovat teplotu vznícení. U takového zařízení je přiřazena teplotní třída.
Bod vzplanutí je nejnižší teplota, skterý vydává dostatečné množství páry (na povrchu kapaliny), aby se vznítil z nejmenšího plamene. Tato vlastnost by neměla být generalizována na teplotu vznícení, protože tyto parametry se mohou značně lišit.
Hustota plynu / páry. Stanoví se ve srovnání se vzduchem, jehož hustota se rovná 1. Hustota plynu <1 - se zvyšuje,> 1 - se snižuje. Například u methanu je toto číslo 0,55.
Nebezpečí hořlavých plynů
Hořlavé plyny představují riziko se třemi jejich vlastnostmi:
- Hořlavost. Existuje riziko požáru způsobeného nekontrolovaným vzníváním plynu;
- Toxicita. Riziko otravy plynem nebo produkty hoření (oxid uhelnatý);
- Strangulace kvůli nedostatku kyslíku, který může být nahrazen jiným plynem.
Spalovací proces je chemikáliereakce, která zahrnuje kyslík. Současně se uvolňuje energie ve formě tepla a plamene. Plyn působí jako hořlavá látka. Proces spalování plynu je možný, pokud existují tři faktory:
- Zdroj zapálení.
- Hořlavé plyny.
- Kyslík.
Účelem protipožární ochrany je odstranění alespoň jednoho z faktorů.
Metan
Je to bezbarvý, lehký, hořlavý plyn, který necítí vůni. Není toxický. Metan představuje 98% všech přírodních plynů. Je považována za hlavní, která určuje vlastnosti zemního plynu. 75% tvoří uhlík a 25% vodík. Hmotnost kostka. metr - 0,717 kg. Je zkapalněný při teplotě 111 K, zatímco jeho objem se snižuje 600krát. Má nízkou reaktivitu.
Propan
Propanový plyn je hořlavý plyn bez barvy a zápachu. Má větší reaktivitu než metan. Obsah zemního plynu činí 0,1 až 11% hmotnostních. V souvisejících plynech ze směsí plynárenských a ropných polí až do 20% v produktech zpracování pevných paliv (hnědého a černého uhlí, uhelného dehtu) do 80%. Propanový plyn se používá v různých reakcích za účelem výroby ethylenu, propylenu, nižších olefinů, nižších alkoholů, acetonu, kyseliny mravenčí a kyseliny propionové, nitroparafinů.
Bhútán
Hořlavý plyn bez barvy se zvláštním zápachem. Butanový plyn je snadno komprimovaný a těkavý. Obsahuje v ropném plynu až 12% objemových. Také získané v důsledku krakování frakcí oleje a laboratoře reakcí firmy Wurz. Bod tuhnutí -138 oStejně jako všechny uhlovodíkové plyny je hořlavý. Škodlivý pro nervový systém, při vdechování, způsobuje dysfunkci dýchacího aparátu. Butan (plyn) má narkotické vlastnosti.
Ethan
Ethan je plyn bez barvy a zápachu. Reprezentant uhlovodíků. Dehydrogenace při 550-650 ° C0 C vede k ethylenu, přes 8000 C - na acetylen. Obsahuje v přírodních a přidružených plynech až 10%. Vyznačuje se nízkoteplotní nápravou. Během prasknutí oleje se uvolňuje značné množství ethanu. V laboratorních podmínkách se připravují podle Wurzovy reakce. Je to hlavní surovina pro výrobu vinylchloridu a ethylenu.
Vodík
Průhledný plyn bez zápachu. Netoxický, 14,5krát lehčí než vzduch. Příroda se vodík neliší od vzduchu. Má vysokou reaktivitu, široký rozsah vznícení, velmi výbušný. Je součástí téměř všech organických sloučenin. Nejtěžší stlačitelný plyn. Volný vodík v přírodě je extrémně vzácný, ale ve formě sloučenin je velmi běžný.
Oxid uhelnatý
Bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Hmotnost 1 cu. m - 1,25 kg. Obsahuje ve vysoko kalorických plynech spolu s metanem a jinými uhlovodíky. Zvýšení podílu oxidu uhelnatého v hořlavém plynu snižuje spalné teplo. Má toxický účinek na lidské tělo.
Aplikace hořlavých plynů
Hořlavé plyny mají vysokou výhřevnost,a proto jsou vysoce energeticky účinné palivo. Široce využíván pro domácí potřeby, elektrárny, hutnictví, sklo, cement a potravinářský průmysl jako motorové palivo při výrobě stavebních materiálů.
Použití hořlavých plynů jako suroviny provýroba organických sloučenin, jako je formaldehyd, methylalkohol, kyselina octová, aceton, acetaldehyd, je způsobena přítomností uhlovodíků v jejich složení. Metan, jako hlavní složka hořlavých přírodních plynů, se široce používá k výrobě různých ekologických produktů. K výrobě čpavku a různých druhů alkoholu se používá syntézního plynu - produkt konverze methanu kyslíkem nebo vodní párou. Pyrolyza a dehydrogenace methanu produkují acetylen spolu s vodíkem a sazemi. Na syntézu amoniaku se postupně používá vodík. Hořlavé plyny, zejména ethan, se používají při výrobě ethylenu a propylenu, které se následně používají jako suroviny pro výrobu plastů, syntetických vláken a syntetických kaučuků.
Slibné palivo pro mnoho sférnárodního hospodářství je zkapalněný metan. Použití zkapalněných plynů v mnoha případech přináší velký ekonomický prospěch, který umožňuje snížit materiálové náklady na dopravu a vyřešit problémy s dodávkami plynu v některých oblastech, umožňuje vytvoření zásob surovin pro potřeby chemického průmyslu.
</ p>>
