Brandbare gassen: namen, eigenschappen en toepassingen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Brandbare gassen zijn stoffen met een lage verbrandingswaarde. Dit is het hoofdbestanddeel van gasvormige brandstof, die wordt gebruikt om steden van gas te voorzien, in de industrie en op andere gebieden van het leven. De fysisch-chemische eigenschappen van dergelijke gassen zijn afhankelijk van de aanwezigheid van niet-brandbare componenten en schadelijke onzuiverheden in hun samenstelling.

Soorten en herkomst van brandbare gassen

Brandbare gassen bevatten methaan, propaan, butaan, ethaan, waterstof en koolmonoxide, soms met onzuiverheden van hexaan en pentaan. Ze worden op twee manieren verkregen - uit natuurlijke afzettingen en kunstmatig. Gassen van natuurlijke oorsprong - brandstof, het resultaat van een natuurlijk biochemisch proces van afbraak van organisch materiaal. De meeste afzettingen bevinden zich op een diepte van minder dan 1,5 km en bestaan voornamelijk uit methaan met kleine bijmengingen van propaan, butaan en ethaan. Naarmate de diepte van optreden toeneemt, neemt het percentage onzuiverheden toe. Geproduceerd uit natuurlijke afzettingen of als geassocieerde gassen van olievelden.

Natuurlijke gasafzettingen zijn meestal geconcentreerd in afzettingsgesteenten (zandsteen, kiezelstenen). De bedekkende en onderliggende lagen zijn dichte kleiachtige rotsen. De zolen zijn voornamelijk olie en water. Kunstmatig - brandbaargassen verkregen als resultaat van thermische verwerking van verschillende soorten vaste brandstoffen (cokes, enz.) en afgeleide producten van olieraffinage.

Het hoofdbestanddeel van aardgas dat in droge velden wordt geproduceerd, is methaan met kleine hoeveelheden propaan, butaan en ethaan. Aardgas wordt gekenmerkt door een constante samenstelling en behoort tot de categorie droog gas. De samenstelling van het gas dat wordt verkregen bij olieraffinage en uit gemengde gas-olieafzettingen is niet constant en hangt af van de waarde van de gasfactor, de aard van de olie en de omstandigheden voor de scheiding van olie- en gasmengsels. Het bevat een aanzienlijke hoeveelheid propaan, butaan, ethaan, evenals andere lichte en zware koolwaterstoffen in olie, tot kerosine- en benzinefracties toe.

Onttrekking van brandbare aardgassen is om het uit de darmen te halen, overtollig vocht op te vangen, te verwijderen en klaar te maken voor transport naar de consument. Het bijzondere van gasproductie is dat in alle stadia, van het reservoir tot de eindgebruiker, het hele proces is afgesloten.

Brandbare gassen en hun eigenschappen

Verwarmingscapaciteit is de maximale temperatuur die vrijkomt bij de volledige verbranding van droog gas in een theoretisch benodigde hoeveelheid lucht. In dit geval wordt de vrijgekomen warmte besteed aan het verwarmen van de verbrandingsproducten. Voor methaan is deze parameter in °С 2043, butaan - 2118, propaan - 2110.

Ontstekingstemperatuur - de laagste temperatuur waarbij een zelfontbrandingsproces plaatsvindt zonder blootstelling aan een externe bron, vonk of vlam, vanwege de warmte die vrijkomt door de gasdeeltjes. DezeDeze parameter is vooral belangrijk voor het bepalen van de toegestane oppervlaktetemperatuur van apparaten die worden gebruikt in explosiegevaarlijke omgevingen, die de ontstekingstemperatuur niet mogen overschrijden. Aan dergelijke apparatuur wordt een temperatuurklasse toegewezen.

Vlampunt is de laagste temperatuur waarbij voldoende damp vrijkomt (aan het oppervlak van een vloeistof) om bij de kleinste vlam te ontbranden. Deze eigenschap moet niet worden gegeneraliseerd naar het vlampunt, aangezien deze parameters sterk kunnen variëren.

Gas/stoomdichtheid. Het wordt bepaald in vergelijking met lucht, waarvan de dichtheid gelijk is aan 1. De dichtheid van gas 1 - da alt. Voor methaan is deze indicator bijvoorbeeld 0,55.

Gevaar voor ontvlambaar gas

Brandbare gassen vormen een gevaar in drie van hun eigenschappen:

1. Ontvlambaarheid. Er is brandgevaar door ongecontroleerde gasontsteking;
2. Toxiciteit. Risico op vergiftiging door gas of verbrandingsproducten (koolmonoxide);
3. Verstikking door gebrek aan zuurstof, die kan worden vervangen door een ander gas.

Verbranding is een chemische reactie waarbij zuurstof betrokken is. In dit geval komt energie vrij in de vorm van warmte, vlam. De ontvlambare stof is een gas. Het proces van gasverbranding is mogelijk in aanwezigheid van drie factoren:

• Ontstekingsbron.
• Brandbare gassen.
• Zuurstof.

Het doel van brandbeveiliging is het elimineren van ten minste één van de factoren.

Methaan

Het is een kleurloos, geurloos, licht, ontvlambaar gas. Niet giftig. Methaan vormt 98% van alle natuurlijke gassen. Het wordt beschouwd als de belangrijkste die de eigenschappen van aardgas bepa alt. Het is 75% koolstof en 25% waterstof. Massa kubus. meter - 0,717 kg. Het wordt vloeibaar bij een temperatuur van 111 K, terwijl het volume 600 keer afneemt. Lage reactiviteit.

Propaan

Propaangas is een ontvlambaar gas, kleurloos en geurloos. Het is reactiever dan methaan. Het geh alte aan aardgas is 0,1-11 massaprocent. Tot 20% in bijbehorende gassen uit gemengde gas- en olievelden, tot 80% in producten van verwerking van vaste brandstoffen (bruin- en zwartkool, koolteer). Propaangas wordt in verschillende reacties gebruikt om ethyleen, propyleen, lagere olefinen, lagere alcoholen, aceton, mierenzuur en propionzuur, nitroparaffinen te produceren.

Bhutan

Brandbaar gas zonder kleur, met een eigenaardige geur. Butaangas is gemakkelijk samendrukbaar en vluchtig. Bevat tot 12% van het volume in petroleumgas. Ze zullen ook worden verkregen door het kraken van aardoliefracties en in het laboratorium door de Wurtz-reactie. Vriespunt -138 oC. Zoals alle koolwaterstofgassen is het ontvlambaar. Schadelijk voor het zenuwstelsel, veroorzaakt bij inademing disfunctie van het ademhalingsapparaat. Butaan (gas) heeft verdovende eigenschappen.

Ethan

Ethaan is een kleurloos en geurloos gas. vertegenwoordiger van koolwaterstoffen. Dehydrogenering bij 550-650⁰ leidt tot ethyleen, meer dan 800^{0 С leidt tot acetyleen. Bevat tot 10% in natuurlijke en aanverwante gassen. Het onderscheidt zich door destillatie bij lage temperatuur. Bij het kraken van olie komen aanzienlijke hoeveelheden ethaan vrij. Onder laboratoriumomstandigheden wordt het verkregen door de Wurtz-reactie. Het is de belangrijkste grondstof voor de productie van vinylchloride en ethyleen.}

Waterstof

Transparant geurloos gas. Niet giftig, 14,5 keer lichter dan lucht. Waterstof lijkt qua uiterlijk op lucht. Het is zeer reactief, heeft brede ontvlambaarheidsgrenzen en is zeer explosief. Opgenomen in bijna alle organische verbindingen. Het moeilijkste gas om te comprimeren. Vrije waterstof is in de natuur uiterst zeldzaam, maar het komt veel voor in de vorm van verbindingen.

Koolmonoxide

Kleurloos gas, geur- en smaakloos. Gewicht 1 kubieke meter. m - 1, 25 kg. Het wordt gevonden in hoogcalorische gassen, samen met methaan en andere koolwaterstoffen. Verhoging van het aandeel koolmonoxide in het brandbare gas verlaagt de verbrandingswaarde. Heeft een toxisch effect op het menselijk lichaam.

Gebruik van brandbare gassen

Brandbare gassen hebben een hoge calorische waarde en zijn daarom een zeer zuinige energiebrandstof. Op grote schaal gebruikt voor huishoudelijke behoeften, energiecentrales, metallurgie, glas-, cement- en voedselindustrieën, als autobrandstof, bij de productie van bouwmaterialen.

Het gebruik van brandbare gassen als grondstof voor de productie van organische verbindingen zoals formaldehyde, methylalcohol, azijnzuur, aceton, aceetaldehyde, is te wijten aan de aanwezigheid inhun samenstelling van koolwaterstoffen. Methaan, als hoofdbestanddeel van brandbare aardgassen, wordt veel gebruikt voor de productie van verschillende biologische producten. Om ammoniak en verschillende soorten alcoholen te verkrijgen, wordt synthesegas gebruikt - een product van de omzetting van methaan met zuurstof of waterdamp. Pyrolyse en dehydrogenering van methaan produceert acetyleen, samen met waterstof en roet. Waterstof wordt op zijn beurt gebruikt om ammoniak te synthetiseren. Brandbare gassen, voornamelijk ethaan, worden gebruikt om ethyleen en propyleen te produceren, die later worden gebruikt als grondstof voor de productie van kunststoffen, kunstmatige vezels en synthetische rubbers.

Vloeibaar methaan is een veelbelovende brandstof voor veel sectoren van de nationale economie. Het gebruik van vloeibaar gemaakte gassen biedt in veel gevallen grote economische voordelen, waardoor de materiaalkosten voor transport worden verlaagd en problemen met de gasvoorziening in bepaalde gebieden worden opgelost, en kunt u voorraden grondstoffen creëren voor de behoeften van de chemische industrie.