Vnetljivi plini: imena, lastnosti in aplikacije

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Vnetljivi plini so snovi z nizko kalorično vrednostjo. To je glavna sestavina plinastega goriva, ki se uporablja za oskrbo mest s plinom, v industriji in na drugih področjih življenja. Fizikalno-kemijske lastnosti takšnih plinov so odvisne od prisotnosti negorljivih sestavin in škodljivih nečistoč 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. Pridobivajo se na dva načina - iz naravnih nahajališč in umetno. Plini naravnega izvora - gorivo, rezultat naravnega biokemičnega procesa razgradnje organske snovi. Večina nahajališč se nahaja na globini manj kot 1,5 km in je sestavljena predvsem iz metana z majhnimi primesmi propana, butana in etana. Z večanjem globine pojavljanja se povečuje odstotek nečistoč. Proizvedeno iz naravnih nahajališč ali kot pridruženi plini naftnih polj.

Najpogosteje so nahajališča zemeljskega plina koncentrirana v sedimentnih kamninah (peščenci, prodniki). Pokrivne in spodnje plasti so goste ilovnate kamnine. Podplati so predvsem olje in voda. Umetno - gorljivoplini, pridobljeni s toplotno obdelavo različnih vrst trdnih goriv (koks itd.) in derivatov rafiniranja nafte.

Glavna sestavina zemeljskih plinov, proizvedenih na suhih poljih, je metan z majhnimi količinami propana, butana in etana. Za zemeljski plin je značilna konstantna sestava in spada v kategorijo suhih plinov. Sestava plina, pridobljenega pri rafiniranju nafte in iz mešanih plinsko-oljnih nahajališč, ni konstantna in je odvisna od vrednosti plinskega faktorja, narave nafte in pogojev za ločevanje mešanice nafte in plina. Vključuje znatno količino propana, butana, etana, pa tudi drugih lahkih in težkih ogljikovodikov, ki jih vsebuje olje, vse do frakcij kerozina in bencina.

Pridobivanje gorljivih zemeljskih plinov je pridobivanje iz črevesja, zbiranje, odstranjevanje odvečne vlage in priprava za transport do potrošnika. Posebnost proizvodnje plina je, da je na vseh stopnjah od rezervoarja do končnega uporabnika celoten proces zapečaten.

Vnetljivi plini in njihove lastnosti

Ogrevalna zmogljivost je najvišja temperatura, ki se sprosti med popolnim zgorevanjem suhega plina v teoretično zahtevani količini zraka. V tem primeru se sproščena toplota porabi za ogrevanje produktov zgorevanja. Za metan je ta parameter v °С 2043, butan - 2118, propan - 2110.

Temperatura vžiga - najnižja temperatura, pri kateri pride do procesa spontanega vžiga brez izpostavljenosti zunanjemu viru, iskri ali plamenu, zaradi toplote, ki jo sproščajo delci plina. toleTa parameter je še posebej pomemben za določanje dovoljene površinske temperature naprav, ki se uporabljajo v nevarnih območjih, ki ne sme presegati temperature vžiga. Takšni opremi je dodeljen temperaturni razred.

Plamenišče je najnižja temperatura, pri kateri se sprosti dovolj hlapov (na površini tekočine), da se vžge iz najmanjšega plamena. Te lastnosti ne smemo posploševati na plamenišče, saj se ti parametri lahko zelo razlikujejo.

Gostota plina/pare. Določi se v primerjavi z zrakom, katerega gostota je enaka 1. Gostota plina 1 - pade. Na primer, za metan je ta kazalnik 0,55.

Nevarnost vnetljivih plinov

Vnetljivi plini predstavljajo nevarnost v treh svojih lastnostih:

1. Vnetljivost. Obstaja nevarnost požara zaradi nenadzorovanega vžiga plina;
2. Strupenost. Nevarnost zastrupitve s plinom ali produkti izgorevanja (ogljikov monoksid);
3. Zadušitev zaradi pomanjkanja kisika, ki se lahko nadomesti z drugim plinom.

Izgorevanje je kemična reakcija, ki vključuje kisik. V tem primeru se energija sprosti v obliki toplote, plamena. Vnetljiva snov je plin. Proces zgorevanja plina je možen ob prisotnosti treh dejavnikov:

• Vir vžiga.
• Vnetljivi plini.
• kisik.

Cilj požarne zaščite je odpraviti vsaj enega od dejavnikov.

Metan

Je brezbarven, lahek, vnetljiv plin brez vonja. Nestrupeno. Metan predstavlja 98 % vseh zemeljskih plinov. Šteje se za glavnega, ki določa lastnosti zemeljskega plina. Vsebuje 75 % ogljika in 25 % vodika. Masna kocka. metrov - 0,717 kg. Utekočini se pri temperaturi 111 K, njegov volumen pa se zmanjša za 600-krat. Nizka reaktivnost.

propan

Propan je vnetljiv plin, brez barve in vonja. Je bolj reaktiven kot metan. Vsebnost zemeljskega plina je 0,1-11 mas. Do 20 % v povezanih plinih iz mešanih plinskih in naftnih polj, do 80 % v produktih predelave trdnih goriv (rjavi in črni premog, premogov katran). Plin propan se uporablja v različnih reakcijah za proizvodnjo etilena, propilena, nižjih olefinov, nižjih alkoholov, acetona, mravljinčne in propionske kisline, nitroparafinov.

Butan

Vnetljiv plin brez barve, s posebnim vonjem. Plin butan je lahko stisljiv in hlapen. Vsebuje se v naftnem plinu do 12 vol. Dobili jih bodo tudi kot rezultat krekinga naftnih frakcij in v laboratoriju z Wurtzovo reakcijo. Zmrzišče -138 oC. Kot vsi ogljikovodiki je tudi vnetljiv. Škodljivo za živčni sistem, pri vdihavanju povzroči disfunkcijo dihalnega aparata. Butan (plin) ima narkotične lastnosti.

Ethan

Etan je brezbarven plin brez vonja. predstavnik ogljikovodikov. Dehidrogenacija pri 550-650⁰ С vodi do etilena, nad 800^{0 С vodi do acetilena. Vsebuje ga v naravnih in povezanih plinih do 10 %. Odlikuje ga nizkotemperaturna destilacija. Med krekingom olja se sprostijo znatne količine etana. V laboratorijskih pogojih ga dobimo z Wurtzovo reakcijo. Je glavna surovina za proizvodnjo vinilklorida in etilena.}

vodik

Prozoren plin brez vonja. Nestrupen, 14,5-krat lažji od zraka. Vodik je po videzu podoben zraku. Je zelo reaktiven, ima široke meje vnetljivosti in je zelo eksploziven. Vključen v skoraj vse organske spojine. Najtežji plin za stiskanje. Prosti vodik je v naravi izjemno redek, vendar je zelo pogost v obliki spojin.

ogljikov monoksid

Brezbarven plin, brez vonja in okusa. Teža 1 cu. m - 1,25 kg. Najdemo ga v visokokaloričnih plinih skupaj z metanom in drugimi ogljikovodiki. Povečanje deleža ogljikovega monoksida v gorljivem plinu zniža kurilno vrednost. Ima toksični učinek na človeško telo.

Uporaba gorljivih plinov

Vnetljivi plini imajo visoko kalorično vrednost in so zato zelo ekonomično energijsko gorivo. Široko se uporablja za domače potrebe, elektrarne, metalurgijo, steklo, cement in živilsko industrijo, kot gorivo za avtomobile, v proizvodnji gradbenih materialov.

Uporaba gorljivih plinov kot surovin za proizvodnjo organskih spojin, kot so formaldehid, metil alkohol, ocetna kislina, aceton, acetaldehid, je posledica prisotnosti vnjihova sestava ogljikovodikov. Metan kot glavna sestavina gorljivih zemeljskih plinov se pogosto uporablja za proizvodnjo različnih ekoloških proizvodov. Za pridobivanje amoniaka in različnih vrst alkoholov se uporablja sintezni plin - produkt pretvorbe metana s kisikom ali vodno paro. Piroliza in dehidrogenacija metana proizvaja acetilen, skupaj z vodikom in sajami. Vodik pa se uporablja za sintezo amoniaka. Gorljivi plini, predvsem etan, se uporabljajo za proizvodnjo etilena in propilena, ki se kasneje uporabljata kot surovine za proizvodnjo plastike, umetnih vlaken in sintetičnih kavčukov.

Utekočinjen metan je obetavna vrsta goriva za številne sektorje nacionalnega gospodarstva. Uporaba utekočinjenih plinov v mnogih primerih zagotavlja velike gospodarske koristi, zmanjšuje materialne stroške za transport in reševanje težav oskrbe s plinom na določenih območjih ter omogoča ustvarjanje zalog surovin za potrebe kemične industrije.