Gorljivi plini: imena, lastnosti in aplikacije

Gorljivi plini so snovi z nizko kalorično vrednostjo zgorevanja. To je glavna sestavina plinastega goriva, ki se uporablja za oskrbo s plinom v mestih, industriji in drugih življenjskih krogih. Fizikalno-kemijske lastnosti takih plinov so odvisne od prisotnosti negorljivih komponent in škodljivih nečistot v njihovi sestavi.

Vrste in izvor gorljivih plinov

Vnetljivi plini vsebujejo metan, propan, butan, etan, vodik in ogljikov monoksid, včasih z nečistočami heksana in pentana. Dobivajo jih na dva načina - od naravnih nasipov in umetno. Plini iz naravnega izvor - gorivo, rezultat naravnega biokemičnega procesa organskega razkroja. Večina odlagališč se nahaja na globini manj kot 1,5 km in sestoji predvsem iz metana z majhnimi nečistotami propana, butana in etana. Z naraščajočo globino se odstotek nečistoč povečuje. Pridobljeni iz naravnih nahajališč ali kot sorodni plini iz naftnih polj.

Najpogosteje so nanosi naravnega plina koncentrirani v sedimentnih kamninah (peščenjaki, prodniki). Prevleke in podlage so gosto kamenje. Kot edini se uporabljajo predvsem olje in voda. Umetni - vnetljivi plini, ki nastajajo pri toplotni obdelavi različnih vrst trdnih goriv (koks itd.) In derivatov rafiniranja nafte.

Glavna sestavina naravnih plinov, proizvedenih na suhih poljih, je metan z majhno količino propana, butana in etana. Za zemeljski plin je značilna konstantnost sestave, pripada suhi kategoriji. Sestava plina, pridobljena z rafiniranjem olja in iz mešanih zalog plina in olja, je nestabilna in je odvisna od velikosti plinskega faktorja, narave olja in pogojev za ločevanje mešanic olj in plinov. Vključuje precej količino propan, butan, etan, pa tudi druge lahke in težke ogljikovodike v olju, do kerozina in bencinskih frakcij.

Ekstrakcija vnetljivih naravnih plinov sestavlja izločanje iz črevesja, zbiranje, odstranjevanje presežne vlage in priprava na prevoz do potrošnika. Funkcija proizvodnja plina je, da je v vseh fazah od nastanka do končnega uporabnika zaprt celoten proces.

Gorljivi plini in njihove lastnosti

Izhod toplote je najvišja temperatura, ki se sprosti, ko je suh plin popolnoma zgorel v teoretično potrebni količini zraka. V tem primeru se sproščena toplota porabi pri segrevanju produktov izgorevanja. Za metan je ta parameter v ° C 2043, butan-2118, propan-2110.

Vžigna temperatura je najnižja temperatura, pri kateri pride do spontanega vžiga brez vpliva zunanjega vira, iskre ali plamena, zaradi toplote plina, ki ga sproščajo delci. Ta parameter je še posebej pomemben za določitev dopustne temperature površine aparata, ki se uporablja v nevarnih območjih, ki ne sme presegati temperature vžiga. Za takšno opremo se dodeli temperaturni razred.

Plamenišče je najnižja temperatura, pri kateri se sprosti zadostna para (na površini tekočine) za vžig iz najmanjšega plamena. Ta lastnost se ne sme posploševati na temperaturo vžiga, saj se lahko ti parametri v veliki meri razlikujejo.

Gostota plina / pare. Določen je v primerjavi z zrakom, katerega gostota je enaka 1. Gostota plina < 1 - pridelava,> 1 - padanje. Na primer, za metan, ta številka je 0,55.

Nevarnost vnetljivih plinov

Vnetljivi plini predstavljajo nevarnost s tremi svojimi lastnostmi:

1. Vnetljivost. Obstaja nevarnost požara zaradi nenadzorovanega vžiga plina;
2. Toksičnost. Nevarnost zastrupitve s plinom ali produkti izgorevanja (ogljikov monoksid);
3. Obloga zaradi pomanjkanja kisika, ki jo je mogoče zamenjati z drugim plinom.

Postopek zgorevanja je kemijska reakcija, v katero vstopi kisik. Hkrati se sprošča energija v obliki toplote in plamena. Plin deluje kot vnetljiva snov. Proces zgorevanja plina je možen, če obstajajo trije dejavniki:

• Vir vžiga.
• Vnetljivi plini.
• Kisik.

Namen protipožarne zaščite je odstraniti vsaj enega od dejavnikov.

Metan

Je brezbarven, lahen, vnetljiv plin, ki ne diši. Nerotični. Metan predstavlja 98% vseh naravnih plinov. Šteje se, da je glavni, ki določa lastnosti zemeljskega plina. 75% sestoji iz ogljika in 25% vodika. Teža kocka. meter - 0,717 kg. Utekočinjen je pri temperaturi 111 K, njena prostornina pa 600-krat. Ima nizko reaktivnost.

Propan

Propan plin je vnetljiv plin brez barve in vonja. Ima večjo reaktivnost kot metan. Vsebnost zemeljskega plina je 0,1-11 mas.%. V povezanih plinih z mešanih plinov in naftnih polj do 20%, v proizvodih predelave trdnih goriv (rjavi in ​​črni premog, premogov katran) do 80%. Propanov plin se uporablja v različnih reakcijah za proizvodnjo etilena, propilena, nižjih olefinov, nižjih alkoholov, acetona, mravljinčne in propionske kisline, nitroparafini.

Butan

Gorljivi plin brez barve, s posebnim vonjem. Butan plin je enostavno stisnjen in hlapljiv. Vsebuje v naftnem plinu do 12 vol.%. Tudi dobljen kot posledica razpokanja oljnih frakcij in laboratorijev po reakciji Wurz-a. Točka zamrzovanja -138 ^oC. Kot vsi ogljikovodični plini je vnetljiv. Škodljivo za živčni sistem, če se vdihne, povzroča disfunkcijo dihalnih aparatov. Butan (plin) ima narkotične lastnosti.

Ethan

Etan je plin brez barve in vonja. Zastopnik ogljikovodikov. Dehidrogenacija pri 550-650⁰ C vodi do etilena, več kot 800⁰ C - proti acetilenu. Vsebuje v naravnih in sorodnih plinih do 10%. Odlikuje ju nizkotemperaturna rektifikacija. Pomembne količine etana se sproščajo med krekingom nafte. V laboratorijskih pogojih jih pripravimo po Wurzovi reakciji. Je glavna surovina za proizvodnjo vinil klorida in etilena.

Vodik

Prozoren plin brez vonja. Nerotični, 14,5-krat lažji od zraka. Po naravi se vodik ne razlikuje od zraka. Ima visoko reaktivnost, široke meje vžiga, zelo eksplozivno. Je del skoraj vseh organskih spojin. Najtežji stisljivi plin. Prosti vodik v naravi je zelo redek, vendar je v obliki spojin zelo pogost.

Ogljikov monoksid

Brezbarvni plin, brez okusa in vonja. Teža 1 cu. m - 1,25 kg. Vsebuje visokokalorične pline skupaj z metanom in drugimi ogljikovodiki. Povečanje deleža ogljikovega monoksida v gorljivem plinu zmanjšuje toploto zgorevanja. Ima strupeni učinek na človeško telo.

Uporaba vnetljivih plinov

Gorljivi plini imajo visoko kalorično vrednost in zato so energetsko učinkovito gorivo. Široko se uporablja za potrebe gospodinjstev, elektrarn, metalurgije, stekla, cementa in živilske industrije kot motornega goriva pri proizvodnji gradbenih materialov.

Uporaba vnetljiv plin kot surovina za proizvodnjo organskih spojin, kot so formaldehid, metanol, ocetna kislina, aceton, acetaldehid, zaradi prisotnosti v njihovi strukturi ogljikovodikov. Metan, kot glavna sestavina vnetljivih naravnih plinov, se pogosto uporablja za proizvodnjo različnih organskih izdelkov. Za proizvodnjo amoniaka in različnih vrst alkohola se uporablja sintezni plin - produkt pretvorbe metana s kisikom ali vodno paro. Piroza in dehidrogenacija metana proizvajajo acetilen, skupaj z vodikom in saj. Vodik se nato uporablja za sintezo amoniaka. Gorljivi plini, predvsem etana, ki se uporabljajo pri pripravi etilena in propilena, ki se nato uporablja kot surovina za pripravo polimernih materialov, sintetičnih vlaken in sintetičnih kavčukov.

Obetavno gorivo za številne sektorje gospodarstva je utekočinjen metan. Uporabi utekočinjeni plini v mnogih primerih daje veliko gospodarsko korist, saj omogoča zmanjšanje materialnih stroškov prevoza in reševanje problemov oskrbe s plinom v določenih regijah, omogoča ustvarjanje zalog surovin za potrebe kemične industrije.