Brennbare Gase: Namen, Eigenschaften und Anwendungen

Brennbare Gase sind Stoffe mit einer geringen Wärme- schwelleVerbrennung. Dies ist der Hauptbestandteil von gasförmigem Brennstoff, der für die Gasversorgung von Städten, Industrie und anderen Lebensbereichen verwendet wird. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften solcher Gase hängen von der Anwesenheit von nicht brennbaren Komponenten und schädlichen Verunreinigungen in ihrer Zusammensetzung ab.

Arten und Ursprung von brennbaren Gasen

Brennbare Gase enthalten Methan, Propan, Butan, Ethan,Wasserstoff und Kohlenmonoxid, manchmal mit Verunreinigungen von Hexan und Pentan. Sie werden auf zwei Arten erhalten - aus natürlichen Lagerstätten und künstlich. Gase natürlichen Ursprungs - Brennstoff, das Ergebnis eines natürlichen biochemischen Prozesses der organischen Zersetzung. Die meisten Lagerstätten liegen in einer Tiefe von weniger als 1,5 km und bestehen hauptsächlich aus Methan mit geringen Verunreinigungen von Propan, Butan und Ethan. Mit zunehmender Tiefe steigt der Anteil an Verunreinigungen. Aus natürlichen Lagerstätten oder als Begleitgase von Ölfeldern gewonnen.

Die häufigsten Erdgasvorkommensind in Sedimentgesteinen (Sandsteine, Kieselsteine) konzentriert. Bedeckende und unterliegende Schichten sind dichte Tongesteine. Als Sohle werden hauptsächlich Öl und Wasser verwendet. Künstlich entflammbare Gase, die bei der thermischen Verarbeitung verschiedener Arten von festen Brennstoffen (Koks usw.) und Derivaten der Ölraffination entstehen.

Der Hauptbestandteil der erzeugten natürlichen Gasein trockenen Feldern, eine geringe Menge an Methan mit Propan, Butan und Ethan. Erdgas durch konstante Zusammensetzung gekennzeichnet ist, wird es als trocken eingestuft. Die Zusammensetzung des Gases während der Ölraffinerie und Gas-Misch Ablagerungen produziert, ist instabil und ist abhängig von der GOR von Öl und Öl-und Gasmischungen unter Bedingungen. Es enthält eine erhebliche Menge an Propan, Butan, Ethan und andere leichte und schwere Kohlenwasserstoffe in dem Öl bis in die Kerosin- und Benzinfraktionen enthalten sind.

Die Produktion von brennbaren natürlichen Gasen istExtrahieren aus den Eingeweiden, Sammeln, Entfernen überschüssiger Feuchtigkeit und Vorbereitung für den Transport zum Verbraucher. Die Besonderheit der Gasproduktion ist, dass in allen Phasen von der Entstehung bis zum Endverbraucher der gesamte Prozess abgeschlossen ist.

Brennbare Gase und ihre Eigenschaften

Heizleistung - maximaldie Temperatur, die durch die vollständige Verbrennung von trockenem Gas in der theoretisch notwendigen Menge an Luft freigesetzt wird. In diesem Fall wird die freigesetzte Wärme beim Erhitzen der Verbrennungsprodukte aufgewendet. Für Methan ist dieser Parameter in ° C 2043, Butan - 2118, Propan - 2110.

Zündtemperatur - niedrigstedie Temperatur, bei der ein spontaner Zündvorgang ohne den Einfluss einer externen Quelle, eines Funkens oder einer Flamme aufgrund der Wärme des von den Partikeln freigesetzten Gases auftritt. Dieser Parameter ist besonders wichtig für die Bestimmung der zulässigen Oberflächentemperatur von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen, die die Zündtemperatur nicht überschreiten dürfen. Für solche Geräte ist eine Temperaturklasse zugeordnet.

Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur mitwelches genügend Dampf (auf der Oberfläche der Flüssigkeit) ausstrahlt, um von der kleinsten Flamme zu entzünden. Diese Eigenschaft sollte nicht auf die Zündtemperatur verallgemeinert werden, da diese Parameter stark voneinander abweichen können.

Dichte von Gas / Dampf. Sie wird im Vergleich zu Luft bestimmt, deren Dichte gleich 1 ist. Die Gasdichte <1 - nimmt zu,> 1 - nimmt ab. Zum Beispiel für Methan ist diese Zahl 0,55.

Gefahr von brennbaren Gasen

Brennbare Gase stellen eine Gefahr mit drei ihrer Eigenschaften dar:

1. Entflammbarkeit. Es besteht Brandgefahr durch unkontrollierte Zündung von Gas;
2. Toxizität. Die Gefahr der Vergiftung mit Gas oder Verbrennungsprodukten (Kohlenmonoxid);
3. Strangulation durch Sauerstoffmangel, der durch ein anderes Gas ersetzt werden kann.

Der Verbrennungsprozess ist eine ChemikalieReaktion, die Sauerstoff enthält. Gleichzeitig wird Energie in Form von Hitze und Flammen freigesetzt. Ein Gas wirkt als brennbare Substanz. Der Prozess der Gasverbrennung ist möglich, wenn es drei Faktoren gibt:

• Zündquelle.
• Brennbare Gase.
• Sauerstoff.

Der Zweck des Feuerschutzes besteht darin, mindestens einen der Faktoren zu eliminieren.

Methan

Es ist ein farbloses, leichtes, brennbares Gas, das nicht riecht. Ungiftig. Methan macht 98% aller natürlichen Gase aus. Es gilt als das wichtigste, das die Eigenschaften von Erdgas bestimmt. 75% bestehen aus Kohlenstoff und 25% Wasserstoff. Gewicht Würfel. Meter - 0,717 kg. Es wird bei einer Temperatur von 111 K verflüssigt, während sein Volumen 600-mal abnimmt. Hat eine geringe Reaktivität.

Propan

Propangas ist ein brennbares Gas ohne Farbe und Geruch. Es hat eine größere Reaktivität als Methan. Der Gehalt an Erdgas beträgt 0,1 - 11 Gew .-%. In Begleitgasen aus gemischten Gas- und Ölfeldern bis zu 20%, in Produkten aus der Verarbeitung von festen Brennstoffen (Braun- und Steinkohle, Kohlenteer) bis zu 80%. Propangas wird in verschiedenen Reaktionen verwendet, um Ethylen, Propylen, niedere Olefine, niedere Alkohole, Aceton, Ameisensäure und Propionsäure, Nitroparaffine herzustellen.

Bhutan

Brennbares Gas ohne Farbe, mit einem eigenartigen Geruch. Butangas ist leicht komprimierbar und flüchtig. Enthalten in Petroleumgas bis zu 12 Vol.%. Auch erhalten als Ergebnis des Crackens von Ölfraktionen und Labor durch die Reaktion von Wurz. Gefrierpunkt -138 ^oC. Wie alle Kohlenwasserstoffgase ist es brennbar. Schädlich für das Nervensystem, verursacht beim Einatmen eine Funktionsstörung der Atemwege. Butan (Gas) hat narkotische Eigenschaften.

Ethan

Ethan ist ein Gas ohne Farbe und Geruch. Repräsentativ für Kohlenwasserstoffe. Dehydrierung bei 550-650⁰ C führt zu Ethylen, über 800⁰ C - zu Acetylen. Enthalten in natürlichen und assoziierten Gasen bis zu 10%. Es zeichnet sich durch Tieftemperatur-Rektifikation aus. Während des Ölkrackens werden erhebliche Mengen Ethan freigesetzt. Unter Laborbedingungen werden sie nach der Wurz-Reaktion hergestellt. Es ist der Hauptrohstoff für die Produktion von Vinylchlorid und Ethylen.

Wasserstoff

Transparentes, geruchloses Gas. Ungiftig, 14,5 mal leichter als Luft. Von Natur aus unterscheidet sich Wasserstoff nicht von Luft. Hat eine hohe Reaktivität, weite Zündgrenzen, sehr explosiv. Es ist Teil fast aller organischer Verbindungen. Das schwierigste komprimierbare Gas. Freier Wasserstoff in der Natur ist extrem selten, aber in Form von Verbindungen ist sehr häufig.

Kohlenmonoxid

Farbloses Gas, ohne Geschmack und Geruch. Gewicht 1 cu. m - 1,25 kg. Enthalten in kalorienreichen Gasen zusammen mit Methan und anderen Kohlenwasserstoffen. Eine Erhöhung des Anteils von Kohlenmonoxid in einem brennbaren Gas verringert die Verbrennungswärme. Hat eine toxische Wirkung auf den menschlichen Körper.

Anwendung von brennbaren Gasen

Brennbare Gase haben einen hohen Heizwert,und daher sind sie sehr energieeffizient. Weit verbreitet für den inländischen Bedarf, Kraftwerke, Metallurgie, Glas, Zement und Lebensmittelindustrie, als Kraftstoff, bei der Herstellung von Baustoffen.

Verwendung von brennbaren Gasen als Rohstoffe fürDie Herstellung von organischen Verbindungen wie Formaldehyd, Methylalkohol, Essigsäure, Aceton und Acetaldehyd ist auf die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen in ihrer Zusammensetzung zurückzuführen. Methan als Hauptbestandteil von brennbaren Erdgasen wird häufig zur Herstellung verschiedener organischer Produkte verwendet. Um Ammoniak und verschiedene Arten von Alkoholen herzustellen, wird Synthesegas verwendet - das Produkt der Umwandlung von Methan durch Sauerstoff oder Wasserdampf. Pyrolyse und Dehydrierung von Methan produzieren Acetylen, zusammen mit Wasserstoff und Ruß. Wasserstoff wird wiederum für die Synthese von Ammoniak verwendet. Brennbare Gase und insbesondere Ethan werden bei der Herstellung von Ethylen und Propylen verwendet, die anschließend als Rohmaterialien für die Herstellung von Kunststoffen, synthetischen Fasern und synthetischen Kautschuken verwendet werden.

Ein vielversprechender Treibstoff für viele Bereicheder Volkswirtschaft ist verflüssigtes Methan. Die Verwendung von verflüssigten Gasen in vielen Fällen bietet einen großen wirtschaftlichen Vorteil, ermöglicht es, die Materialkosten für den Transport zu reduzieren und die Probleme der Gasversorgung in bestimmten Regionen zu lösen, ermöglicht die Schaffung von Vorräten von Rohstoffen für die Bedürfnisse der chemischen Industrie.