Гаручыя газы: назвы, ўласцівасці і прымяненне

Гаручыя газы - рэчывы з нізкім парогам цеплыні згарання. Гэта асноўны кампанент газападобнага паліва, якое выкарыстоўваецца для газазабеспячэння гарадоў, у прамысловасці і іншых сферах жыццядзейнасці. Фізіка-хімічныя характарыстыкі такіх газаў залежаць ад наяўнасці ў іх складзе негаручых кампанентаў і шкодных прымешак.

Віды і паходжанне гаручых газаў

Гаручыя газы ўтрымліваюць метан, прапан, бутан, этан, вадарод і вокіс вугляроду, часам з прымешкамі гексана і пентан. Іх атрымліваюць двума спосабамі - з прыродных радовішчаў і штучным шляхам. Газы прыроднага паходжання - паліва, вынік натуральнага біяхімічнага працэсу раскладання арганікі. Большасць пакладаў размешчаны на глыбіні менш 1,5 км і складаюцца пераважна з метану з малымі прымешкамі пропана, бутану і этану. З павелічэннем глыбіні залягання расце працэнтнае ўтрыманне прымешак. Здабываецца з прыродных пакладаў або ў якасці спадарожных газаў нафтавых радовішчаў.

Часцей за ўсё паклады прыроднага газу сканцэнтраваныя ў ападкавых пародах (пяшчанікамі, галечніках). Якія пакрываюць і падсцілаючай пластамі служаць шчыльныя гліністыя пароды. У якасці падэшвы ў асноўным выступаюць нафту і вада. Штучныя - гаручыя газы, якія атрымлівае з прычыны тэрмічнай перапрацоўкі рознага віду цвёрдых паліваў (кокс і інш.) І вытворныя прадукты нафтаперапрацоўкі.

Асноўным кампанентам прыродных газаў, якія здабываюцца ў сухіх радовішчах, з'яўляецца метан з невялікай колькасцю пропана, бутану і этану. Прыродны газ характарызуецца сталасцю складу, адносіцца да катэгорыі сухіх. Склад газу, які атрымліваецца пры нафтаперапрацоўцы і з змешаных газанафтавых пакладаў, нясталы і залежыць ад велічыні газавага фактару, прыроды нафты і ўмоў раздзела нафтагазавых сумесяў. У яго ўваходзіць значная колькасць пропана, бутану, этану, а таксама іншыя лёгкія і цяжкія вуглевадароды, якія змяшчаюцца ў нафце, аж да газавых і бензінавых фракцый.

Здабыча гаручых прыродных газаў заключаецца ў выманні яго з нетраў, збор, выдаленне лішняй вільгаці і падрыхтоўку да транспартоўкі спажыўцу. Асаблівасць здабычы газу складаецца ў тым, што на ўсіх стадыях ад пласта да канчатковага спажыўца увесь працэс герметызаванай.

Гаручыя газы і іх ўласцівасці

Жаропроизводительность - максімальная тэмпература, якая выдаткоўваецца пры поўным згаранні сухога газу ў тэарэтычна неабходнай колькасці паветра. Пры гэтым выдзяляюцца цяпло расходуецца на награванне прадуктаў згарання. Для метану гэты параметр у ° С роўны 2043, бутану - 2118, пропана - 2110.

Тэмпература ўзгарання - найменшая тэмпература, пры якой адбываецца самаадвольны працэс ўзгарання без ўздзеяння вонкавага крыніцы, іскры або полымя, за кошт цеплыні вылучаемай часціцамі газу. Гэты параметр асабліва важны для вызначэння дапушчальнай тэмпературы паверхні апаратаў, якія выкарыстоўваюцца ў небяспечных зонах, якая не павінна перавышаць тэмпературу ўзгарання. Для такой апаратуры прысвойваецца тэмпературны клас.

Тэмпература запальвання - найменшая тэмпература, пры якой вылучаецца дастатковую колькасць пароў (на паверхні вадкасці) для ўзгарання ад найменшага полымя. Гэта ўласцівасць не варта абагульняць з тэмпературай узгарання, паколькі гэтыя параметры могуць адрознівацца ў значнай ступені.

Шчыльнасць газу / пара. Вызначаецца ў параўнанні з паветрам, чыя шчыльнасць роўная 1. Шчыльнасць газу <1 - расце,> 1 - падае. Напрыклад, для метану гэты паказчык роўны 0,55.

Небяспека гаручых газаў

Гаручыя газы ўяўляюць небяспеку трыма сваімі ўласцівасцямі:

1. Гаручасць. Існуе рызыка ўзнікнення пажару, звязаны з некантралюемым ўзгараньне газу;
2. Таксічнасць. Рызыка атручвання газам ці прадуктамі яго гарэння (угарны газ);
3. Ўдушэнне з прычыны дэфіцыту кіслароду, які можа быць замешчаны іншым газам.

Працэс гарэння ўяўляе сабой хімічную рэакцыю, у якую ўваходзіць кісларод. Пры гэтым вылучаецца энергія ў выглядзе цеплыні, полымя. Запальваецца рэчывам выступае газ. Працэс гарэння газу магчымы пры наяўнасці трох фактараў:

• Крыніца ўзгарання.
• Гаручыя газы.
• Кісларод.

Мэтай супрацьпажарнай абароны з'яўляецца выключэнне як мінімум аднаго з фактараў.

метан

Гэта бескаляровы лёгкі гаручы газ без паху. Нетоксичен. Метан складае 98% усіх прыродных газаў. Лічыцца асноўным, вызначальным ўласцівасці прыроднага газу. На 75% складаецца з вугляроду і на 25% з вадароду. Маса куб. метра - 0,717 кг. Звадкоўваюцца пры тэмпературы 111 Да, пры гэтым яго аб'ём памяншаецца ў 600 разоў. Валодае нізкай рэакцыйнай здольнасцю.

прапан

Газ прапан - гаручы газ, без колеру і паху. Валодае большай рэакцыйнай здольнасцю, чым метан. Утрыманне ў прыродным газе 0,1-11% па масе. У спадарожных газах з змешаных газанафтавых радовішчаў да 20%, у прадуктах перапрацоўкі цвёрдых паліваў (бурых і каменных вуглёў, каменнавугальнай смалы) да 80%. Газ прапан выкарыстоўваецца ў розных рэакцыях для атрымання этылену, прапілену, ніжэйшых алефінаў, ніжэйшых спіртоў, ацэтону, мурашынай і пропионовой кіслаты, нитропарафинов.

Бутан

Гаручы газ без колеру, са своеасаблівым пахам. Бутан газ лёгка сціскае і лятучы. Змяшчаецца ў нафтавым газе да 12% па аб'ёме. Таксама атрымаюцца ў выніку крэкінгу нафтавых фракцый і лабараторным шляхам па рэакцыі Вюрца. Тэмпература замярзання -138 ^аб С. Як і ўсе вуглевадародныя газы, пажаранебяспечны. Шкодны для нервовай сістэмы, пры ўдыханні выклікае дысфункцыю дыхальнага апарата. Бутан (газ) валодае наркатычнымі ўласцівасцямі.

этан

Этан - газ без колеру і паху. Прадстаўнік вуглевадародаў. Дегидрирование пры 550-650 ⁰ С прыводзіць да этылену, звыш 800 ⁰ С - да ацэтыленам. Змяшчаецца ў прыродных і спадарожных газах да 10%. Вылучаецца нізкатэмпературнай рэктыфікацыі. Значныя аб'ёмы этану вылучаюцца пры крэкінгу нафты. У лабараторных умовах атрымліваюць па рэакцыі Вюрца. З'яўляецца асноўным сыравінай для атрымання вінілхларыду і этылену.

вадарод

Празрысты газ без паху. Нетоксичен, у 14,5 разоў лягчэй паветра. Па выглядзе вадарод не адрозніваецца ад паветра. Валодае высокай рэакцыйнай здольнасцю, шырокімі межамі ўзгарання, вельмі выбуханебяспечны. Уваходзіць у склад ці не ўсіх арганічных злучэнняў. Найбольш цяжка сцісканы газ. Свабодны вадарод ў прыродзе сустракаецца вельмі рэдка, але ў выглядзе злучэнняў вельмі распаўсюджаны.

вокіс вугляроду

Бескаляровы газ, без густу і паху. Маса 1 куб. м - 1,25 кг. Змяшчаецца ў высокакаларыйных газах нароўні з метанам і іншымі вуглевадародамі. Павелічэнне долі вокісу вугляроду ў гаручым газе паніжае цеплыню згарання. Аказвае таксічны ўплыў на чалавечы арганізм.

Прымяненне гаручых газаў

Гаручыя газы валодаюць высокай цеплынёй згарання, а таму з'яўляюцца высокаэканамічны энергетычным палівам. Шырока прымяняюцца для камунальна-бытавых патрэб, на электрастанцыях, у металургіі, шкляной, цэментнай і харчовай прамысловасці, у якасці аўтамабільнага паліва, пры вытворчасці будаўнічых матэрыялаў.

Выкарыстанне гаручых газаў у якасці сыравіны для вытворчасці такіх арганічных злучэнняў як фармальдэгід, метылавы спірт, воцатная кіслата, ацэтон, ацэтальдэгід, абумоўлена наяўнасцю ў іх складзе вуглевадародаў. Метан, як асноўны кампанент гаручых прыродных газаў, шырока ўжываецца для вытворчасці розных арганічных прадуктаў. Для атрымання аміяку і рознага роду спіртоў выкарыстоўваецца сінтэз-газ - прадукт канверсіі метану кіслародам або вадзяным парай. Піролізу і дегидрогенизацией метану атрымліваюць ацэтылен, нароўні з вадародам і сажай. Вадарод, у сваю чаргу, выкарыстоўваецца для сінтэзу аміяку. Гаручыя газы, і ў першую чаргу этан, ужываюць пры атрыманні этылену і прапілену, якія ў далейшым выкарыстоўваюцца ў якасці сыравіны для вытворчасці пластмас, штучных валокнаў і сінтэтычных каучукаў.

Перспектыўным відам паліва для многіх сфер народнай гаспадаркі з'яўляецца звадкаваны метан. Выкарыстанне звадкаваных газаў у многіх выпадках дае вялікую эканамічную выгаду, дазваляючы знізіць материалозатраты на транспарціроўку і вырашыць праблемы газазабеспячэння ў асобных раёнах, дазваляе ствараць запасы сыравіны для патрэб хімічнай прамысловасці.