Gasos combustibles: noms, propietats i aplicacions

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Els gasos combustibles són substàncies amb un baix poder calorífic. Aquest és el component principal del combustible gasós, que s'utilitza per subministrar gas a les ciutats, a la indústria i altres àmbits de la vida. Les característiques fisicoquímiques d'aquests gasos depenen de la presència de components no combustibles i impureses nocives en la seva composició.

Tipus i origen dels gasos combustibles

Els gasos combustibles contenen metà, propà, butà, etan, hidrogen i monòxid de carboni, de vegades amb impureses d'hexà i pentà. S'obtenen de dues maneres: a partir de dipòsits naturals i artificialment. Gasos d'origen natural - combustible, resultat d'un procés bioquímic natural de descomposició de la matèria orgànica. La majoria dels jaciments es troben a una profunditat inferior a 1,5 km i consisteixen principalment en metà amb petites mescles de propà, butà i etan. A mesura que augmenta la profunditat d'ocurrència, augmenta el percentatge d'impureses. Produït a partir de jaciments naturals o com a gasos associats de jaciments petroliers.

Molt sovint, els dipòsits de gas natural es concentren en roques sedimentàries (gresos, còdols). Les capes de coberta i subjacents són denses roques argiloses. Les soles són principalment oli i aigua. Artificial - combustiblegasos obtinguts com a resultat del processament tèrmic de diversos tipus de combustibles sòlids (coc, etc.) i productes derivats de la refinació del petroli.

El component principal dels gasos naturals produïts en camps secs és el metà amb petites quantitats de propà, butà i etan. El gas natural es caracteritza per una composició constant i pertany a la categoria de gas sec. La composició del gas obtingut durant el refinament del petroli i dels jaciments mixtes de gasoil i gasoil no és constant i depèn del valor del factor gas, la naturalesa del petroli i les condicions per a la separació de les mescles de petroli i gas. Inclou una quantitat important de propà, butà, etan i altres hidrocarburs lleugers i pesats continguts en el petroli, fins a fraccions de querosè i gasolina.

L'extracció de gasos naturals combustibles consisteix a extreure'ls de les entranyes, recollir-los, eliminar l'excés d'humitat i preparar-los per al transport al consumidor. La particularitat de la producció de gas és que en totes les etapes, des del dipòsit fins a l'usuari final, tot el procés està segellat.

Gasos combustibles i les seves propietats

La capacitat de calefacció és la temperatura màxima alliberada durant la combustió completa del gas sec en una quantitat d'aire teòricament requerida. En aquest cas, la calor alliberada es gasta en escalfar els productes de la combustió. Per al metà, aquest paràmetre en °С és 2043, butà - 2118, propà - 2110.

Temperatura d'ignició: la temperatura més baixa a la qual es produeix un procés d'ignició espontani sense exposició a una font externa, espurna o flama, a causa de la calor alliberada per les partícules de gas. AixòAquest paràmetre és especialment important per determinar la temperatura superficial admissible dels dispositius utilitzats en zones perilloses, que no ha de superar la temperatura d'ignició. S'assigna una classe de temperatura a aquests equips.

El punt d'inflamació és la temperatura més baixa a la qual s'allibera prou vapor (a la superfície d'un líquid) per encendre's amb la flama més petita. Aquesta propietat no s'ha de generalitzar al punt d'inflamació, ja que aquests paràmetres poden variar molt.

Densitat de gas/vapor. Es determina en comparació amb l'aire, la densitat del qual és igual a 1. La densitat del gas 1 - cau. Per exemple, per al metà, aquest indicador és 0,55.

Perill de gas inflamable

Els gasos combustibles representen un perill en tres de les seves propietats:

1. Inflamabilitat. Hi ha risc d'incendi a causa de l'encesa incontrolada de gas;
2. Toxicitat. Risc d'intoxicació per gas o productes de combustió (monòxid de carboni);
3. Sufocació per f alta d'oxigen, que es pot substituir per un altre gas.

La combustió és una reacció química que implica oxigen. En aquest cas, l'energia s'allibera en forma de calor, flama. La substància inflamable és un gas. El procés de combustió de gas és possible en presència de tres factors:

• Font d'encesa.
• Gasos combustibles.
• Oxigen.

L'objectiu de la protecció contra incendis és eliminar almenys un dels factors.

Metà

És un gas incolor, inodor, lleuger i inflamable. No tòxic. El metà constitueix el 98% de tots els gasos naturals. Es considera el principal que determina les propietats del gas natural. Té un 75% de carboni i un 25% d'hidrogen. Cub de massa. metres - 0.717 kg. Es liqua a una temperatura de 111 K, mentre que el seu volum disminueix 600 vegades. Baixa reactivitat.

Propà

El gas propà és un gas inflamable, incolor i inodor. És més reactiu que el metà. El contingut en gas natural és del 0,1-11% en massa. Fins a un 20% en gasos associats de jaciments mixts de gas i petroli, fins a un 80% en productes de processament de combustibles sòlids (hulla marró i negre, quitrà de hulla). El gas propà s'utilitza en diverses reaccions per produir etilè, propilè, olefines inferiors, alcohols inferiors, acetona, àcid fòrmic i propiònic, nitroparafines.

Bhutan

Gas combustible sense color, amb una olor peculiar. El gas butà és fàcilment comprimible i volàtil. Contingut en el gas de petroli fins a un 12% en volum. També s'obtindran com a resultat del craqueig de fraccions del petroli i al laboratori per la reacció de Wurtz. Punt de congelació -138 oC. Com tots els gasos d'hidrocarburs, és inflamable. Nociu per al sistema nerviós, si s'inhala provoca disfunció de l'aparell respiratori. El butà (gas) té propietats narcòtiques.

Ethan

L'etan és un gas incolor i inodor. representatiu dels hidrocarburs. La deshidrogenació a 550-650⁰ С condueix a etilè, més de 800^{0 С condueix a acetilè. Contingut en gasos naturals i associats fins a un 10%. Es distingeix per la destil·lació a baixa temperatura. Durant el trencament del petroli s'alliberen volums significatius d'etan. En condicions de laboratori, s'obté per la reacció de Wurtz. És la matèria primera principal per a la producció de clorur de vinil i etilè.}

Hidrogen

Gas transparent inodor. No tòxic, 14,5 vegades més lleuger que l'aire. L'hidrogen és semblant en aparença a l'aire. És altament reactiu, té amplis límits d'inflamabilitat i és altament explosiu. Inclòs en gairebé tots els compostos orgànics. El gas més difícil de comprimir. L'hidrogen lliure és extremadament rar a la natura, però és molt comú en forma de compostos.

Monòxid de carboni

Gas incolor, inodor i insípid. Pes 1 cu. m - 1, 25 kg. Es troba en gasos rics en calories juntament amb metà i altres hidrocarburs. Augmentar la proporció de monòxid de carboni en el gas combustible redueix el poder calorífic. Té un efecte tòxic sobre el cos humà.

Ús de gasos combustibles

Els gasos combustibles tenen un alt poder calorífic i, per tant, són un combustible energètic molt econòmic. Àmpliament utilitzat per a necessitats domèstiques, centrals elèctriques, metal·lúrgia, vidre, ciment i indústries alimentàries, com a combustible d'automòbil, en la producció de materials de construcció.

L'ús de gasos combustibles com a matèries primeres per a la producció de compostos orgànics com el formaldehid, alcohol metílic, àcid acètic, acetona, acetaldehid, es deu a la presència enla seva composició en hidrocarburs. El metà, com a component principal dels gasos naturals combustibles, s'utilitza àmpliament per a la producció de diversos productes orgànics. Per obtenir amoníac i diversos tipus d'alcohols, s'utilitza gas de síntesi, un producte de la conversió de metà amb oxigen o vapor d'aigua. La piròlisi i la deshidrogenació del metà produeixen acetilè, juntament amb hidrogen i sutge. L'hidrogen, al seu torn, s'utilitza per sintetitzar amoníac. Els gasos combustibles, principalment l'etan, s'utilitzen per produir etilè i propilè, que després s'utilitzen com a matèries primeres per a la producció de plàstics, fibres artificials i cautxús sintètics.

El metà liquat és un tipus de combustible prometedor per a molts sectors de l'economia nacional. L'ús de gasos liquats en molts casos aporta grans beneficis econòmics, reduint els costos dels materials per al transport i resolent problemes de subministrament de gas en determinades zones, i permet crear estocs de matèries primeres per a les necessitats de la indústria química.