Hořlavé plyny: názvy, vlastnosti a aplikace

Hořlavé plyny jsou látky s nízkou spalnou výhřevností. 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 přirozené původ - palivo, výsledek 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 usazenin nebo jako související plyny z ropných polí.

Nejčastěji se ložiska zemního plynu soustřeďují 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 složkou přírodních plynů vyráběných v suchých polích je metan s malým množstvím propanu, butanu a ethanu. Zemní plyn je charakterizován stálostí kompozice, patří do kategorie suché. Složení plynu získané z rafinace ropy a ze směsných ložisek plynu a oleje je nestabilní a závisí na velikosti plynového faktoru, povaze oleje a podmínkách separace ropných a plynných směsí. Obsahuje významné množství propanu, butanu, ethanu, jakož i dalších lehkých a těžkých uhlovodíků obsažených v oleji až do frakcí kerosenu a benzinu.

Extrakce hořlavých přírodních plynů spočívá v jejich extrakci z vnitřností, sběru, odstranění přebytečné vlhkosti a přípravě na dopravu spotřebiteli. Funkce výroba plynu je to, že ve všech fázích od formace ke koncovému uživateli je celý proces utěsněn.

Hořlavé plyny a jejich vlastnosti

Tepelný výkon je maximální teplota uvolněná, když je suchý plyn zcela spálený 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 je nejnižší teplota, 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, při které se uvolňuje dostatečná množství páry (na povrchu kapaliny) pro zapálení od nejmenšího plamene. Tato vlastnost by neměla být zobecněna 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 - pěstování,> 1 - padající. Například u methanu je toto číslo 0,55.

Nebezpečí hořlavých plynů

Hořlavé plyny představují riziko se třemi jejich vlastnostmi:

1. Hořlavost. Existuje riziko požáru způsobeného nekontrolovaným vzníváním plynu;
2. Toxicita. Riziko otravy plynem nebo produkty jeho spalování (oxid uhelnatý);
3. Strangulace kvůli nedostatku kyslíku, který může být nahrazen jiným plynem.

Spalovací proces je chemická reakce, do níž vstupuje 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. Volná plyn ze smíšených ložisek plynu na 20% ve zpracovaných tuhá paliva (lignitu a uhlí, uhelného dehtu), do 80%. Propan se používá v různých reakcích pro výrobu ethylen, propylen, olefiny, nižší alkoholy, aceton, kyselina mravenčí a propionová kyselina, nitroparafiny.

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 jsou proto vysoce hospodárné energie paliva. Jsou široce používány pro potřeby domácností, v elektrárnách, hutnictví, sklo, cement a potravinářském průmyslu, jako pohonných hmot, při výrobě stavebních materiálů.

Použití hořlavý plyn, jako surovina pro výrobu organických sloučenin, jako je formaldehyd, methanol, kyselina octová, aceton, acetaldehyd, kvůli přítomnosti v jejich struktuře uhlovodíků. Metan jako hlavní součást paliva zemního plynu, je široce používán pro výrobu různých organických produktů. Pro amoniaku a různých druhů použitých alkoholů syntézní plyn - produkt přeměny metanu s kyslíkem nebo vodní páry. A pyrolýza acetylenu získané dehydrogenací metanu, spolu s vodíkem a saze. Na syntézu amoniaku se postupně používá vodík. Hořlavé plyny, zejména ethan, používané při výrobě ethylenu a propylenu, které jsou pak použity jako surovina pro výrobu plastů, syntetických vláken a syntetických kaučuků.

Slibným palivem pro mnoho odvětví hospodářství je zkapalněný metan. Použijte zkapalněných plynů v mnoha případech přináší velký ekonomický prospěch, který umožňuje snížit materiálové náklady na dopravu a vyřešit problémy s dodávkami plynu v některých regionech, umožňuje vytvářet zásoby surovin pro potřeby chemického průmyslu.