Gas combustibili: nomi, proprietà e applicazioni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

I gas combustibili sono sostanze a basso potere calorifico. Questo è il componente principale del combustibile gassoso, che viene utilizzato per fornire gas alle città, nell'industria e in altri settori della vita. Le caratteristiche fisico-chimiche di tali gas dipendono dalla presenza di componenti non combustibili e di impurità nocive nella loro composizione.

Tipi e origine dei gas combustibili

I gas combustibili contengono metano, propano, butano, etano, idrogeno e monossido di carbonio, a volte con impurità di esano e pentano. Sono ottenuti in due modi: da depositi naturali e artificialmente. Gas di origine naturale - combustibile, il risultato di un processo biochimico naturale di decomposizione della materia organica. La maggior parte dei giacimenti si trova a una profondità inferiore a 1,5 km e sono costituiti principalmente da metano con piccole miscele di propano, butano ed etano. All'aumentare della profondità dell'occorrenza, aumenta la percentuale di impurità. Prodotto da giacimenti naturali o come gas associati a giacimenti petroliferi.

Molto spesso, i depositi di gas naturale sono concentrati nelle rocce sedimentarie (arenarie, ciottoli). Gli strati di copertura e sottostanti sono rocce argillose dense. Le suole sono principalmente olio e acqua. Artificiale - combustibilegas ottenuti a seguito del trattamento termico di vari tipi di combustibili solidi (coke, ecc.) e prodotti derivati dalla raffinazione del petrolio.

Il componente principale dei gas naturali prodotti nei campi asciutti è il metano con piccole quantità di propano, butano ed etano. Il gas naturale è caratterizzato da una composizione costante e appartiene alla categoria dei gas secchi. La composizione del gas ottenuto durante la raffinazione del petrolio e dai giacimenti misti gasolio non è costante e dipende dal valore del fattore gas, dalla natura del petrolio e dalle condizioni per la separazione delle miscele di petrolio e gas. Comprende una quantità significativa di propano, butano, etano, così come altri idrocarburi leggeri e pesanti contenuti nel petrolio, fino alle frazioni cherosene e benzina.

L'estrazione dei gas naturali combustibili consiste nell'estrarli dalle viscere, raccoglierli, rimuovere l'umidità in eccesso e prepararli per il trasporto al consumatore. La particolarità della produzione di gas è che in tutte le fasi, dal giacimento all'utente finale, l'intero processo è sigillato.

Gas combustibili e loro proprietà

La capacità di riscaldamento è la temperatura massima rilasciata durante la combustione completa del gas secco in una quantità d'aria teoricamente richiesta. In questo caso, il calore rilasciato viene speso per riscaldare i prodotti della combustione. Per il metano, questo parametro in °С è 2043, butano - 2118, propano - 2110.

Temperatura di accensione - la temperatura più bassa alla quale si verifica un processo di accensione spontanea senza esposizione a una fonte esterna, scintille o fiamme, a causa del calore rilasciato dalle particelle di gas. QuestoQuesto parametro è particolarmente importante per determinare la temperatura superficiale consentita dei dispositivi utilizzati in aree pericolose, che non deve superare la temperatura di accensione. A tali apparecchiature viene assegnata una classe di temperatura.

Il punto di infiammabilità è la temperatura più bassa alla quale viene rilasciato abbastanza vapore (sulla superficie di un liquido) per accendersi dalla fiamma più piccola. Questa proprietà non deve essere generalizzata al punto di infiammabilità, poiché questi parametri possono variare notevolmente.

Densità gas/vapore. È determinato rispetto all'aria, la cui densità è uguale a 1. La densità del gas 1 - cade. Ad esempio, per il metano questo indicatore è 0,55.

Pericolo da gas infiammabili

I gas combustibili rappresentano un pericolo in tre delle loro proprietà:

1. Infiammabilità. Pericolo di incendio dovuto all'accensione incontrollata del gas;
2. Tossicità. Rischio di avvelenamento da gas o prodotti della combustione (monossido di carbonio);
3. Soffocamento per mancanza di ossigeno, che può essere sostituito da un altro gas.

La combustione è una reazione chimica che coinvolge l'ossigeno. In questo caso, l'energia viene rilasciata sotto forma di calore, fiamma. La sostanza infiammabile è un gas. Il processo di combustione del gas è possibile in presenza di tre fattori:

• Fonte di accensione.
• Gas combustibili.
• Ossigeno.

L'obiettivo della protezione antincendio è eliminare almeno uno dei fattori.

Metano

È un gas incolore, inodore, leggero e infiammabile. Non tossico. Il metano costituisce il 98% di tutti i gas naturali. È considerato il principale che determina le proprietà del gas naturale. È il 75% di carbonio e il 25% di idrogeno. Cubo di massa. metri - 0, 717 kg. Si liquefa ad una temperatura di 111 K, mentre il suo volume diminuisce di 600 volte. Bassa reattività.

Propano

Il gas propano è un gas infiammabile, incolore e inodore. È più reattivo del metano. Il contenuto di gas naturale è 0,1-11% in massa. Fino al 20% nei gas associati provenienti da giacimenti misti di gas e petrolio, fino all'80% nei prodotti della lavorazione dei combustibili solidi (carbone marrone e nero, catrame di carbone). Il gas propano viene utilizzato in varie reazioni per produrre etilene, propilene, olefine inferiori, alcoli inferiori, acetone, acido formico e propionico, nitroparaffine.

Bhutan

Gas combustibile senza colore, con un odore particolare. Il gas butano è facilmente comprimibile e volatile. Contenuto in gas di petrolio fino al 12% in volume. Saranno anche ottenuti come risultato del cracking di frazioni petrolifere e in laboratorio mediante la reazione di Wurtz. Punto di congelamento -138 oC. Come tutti i gas idrocarburici, è infiammabile. Nocivo per il sistema nervoso, se inalato provoca disfunzioni dell'apparato respiratorio. Il butano (gas) ha proprietà narcotiche.

Ethan

L'etano è un gas incolore e inodore. rappresentante degli idrocarburi. La deidrogenazione a 550-650⁰ С porta all'etilene, oltre 800^{0 С porta all'acetilene. Contenuto in gas naturali e associati fino al 10%. Si distingue per la distillazione a bassa temperatura. Volumi significativi di etano vengono rilasciati durante il cracking dell'olio. In condizioni di laboratorio, si ottiene mediante la reazione di Wurtz. È la principale materia prima per la produzione di cloruro di vinile ed etilene.}

Idrogeno

Gas trasparente inodore. Non tossico, 14,5 volte più leggero dell'aria. L'idrogeno ha un aspetto simile all'aria. È altamente reattivo, ha ampi limiti di infiammabilità ed è altamente esplosivo. Incluso in quasi tutti i composti organici. Il gas più difficile da comprimere. L'idrogeno libero è estremamente raro in natura, ma è molto comune sotto forma di composti.

Monossido di carbonio

Gas incolore, inodore e insapore. Peso 1 cu. m - 1, 25 kg. Si trova nei gas ipercalorici insieme al metano e ad altri idrocarburi. Aumentando la percentuale di monossido di carbonio nel gas combustibile si abbassa il potere calorifico. Ha un effetto tossico sul corpo umano.

Utilizzo di gas combustibili

I gas combustibili hanno un alto potere calorifico e quindi sono un combustibile energetico altamente economico. Ampiamente usato per le esigenze domestiche, centrali elettriche, metallurgia, vetro, cemento e industrie alimentari, come carburante per autoveicoli, nella produzione di materiali da costruzione.

L'uso di gas combustibili come materie prime per la produzione di composti organici come formaldeide, alcol metilico, acido acetico, acetone, acetaldeide, è dovuto alla presenza inloro composizione di idrocarburi. Il metano, come componente principale dei gas naturali combustibili, è ampiamente utilizzato per la produzione di vari prodotti organici. Per ottenere ammoniaca e vari tipi di alcoli, viene utilizzato il gas di sintesi, un prodotto della conversione del metano con ossigeno o vapore acqueo. La pirolisi e la deidrogenazione del metano producono acetilene, idrogeno e fuliggine. L'idrogeno, a sua volta, viene utilizzato per sintetizzare l'ammoniaca. I gas combustibili, principalmente etano, vengono utilizzati per produrre etilene e propilene, che vengono poi utilizzati come materie prime per la produzione di plastica, fibre artificiali e gomme sintetiche.

Il metano liquefatto è un tipo di combustibile promettente per molti settori dell'economia nazionale. L'uso di gas liquefatti in molti casi offre grandi vantaggi economici, riducendo i costi dei materiali per il trasporto e risolvendo problemi di approvvigionamento di gas in determinate aree, e consente di creare scorte di materie prime per le esigenze dell'industria chimica.