Gases combustibles: nombres, propiedades y aplicaciones

Los gases combustibles son sustancias con un bajo umbral de calorcombustión Este es el componente principal del combustible gaseoso, que se utiliza para el suministro de gas a las ciudades, la industria y otras esferas de la vida. Las características fisicoquímicas de dichos gases dependen de la presencia de componentes no combustibles e impurezas nocivas en su composición.

Tipos y origen de los gases combustibles

Los gases combustibles contienen metano, propano, butano, etano,hidrógeno y monóxido de carbono, a veces con impurezas de hexano y pentano. Se obtienen de dos maneras: desde depósitos naturales y artificialmente. Gases de origen natural - combustible, el resultado de un proceso bioquímico natural de descomposición orgánica. La mayoría de los depósitos se encuentran a una profundidad de menos de 1,5 km y consisten principalmente en metano con pequeñas impurezas de propano, butano y etano. Al aumentar la profundidad, el porcentaje de impurezas aumenta. Obtenido de depósitos naturales o como gases asociados de yacimientos petrolíferos.

Los depósitos más comunes de gas naturalse concentran en rocas sedimentarias (areniscas, guijarros). Las capas de cobertura y subyacente son rocas de arcilla densas. Como suela, el aceite y el agua se utilizan principalmente. Artificial: gases inflamables producidos por el procesamiento térmico de varios tipos de combustibles sólidos (coque, etc.) y derivados del refinado de petróleo.

El componente principal de los gases naturales producidosen depósitos secos, es metano con una pequeña cantidad de propano, butano y etano. El gas natural se caracteriza por la constancia de la composición, pertenece a la categoría seca. La composición del gas obtenida de la refinación del petróleo y de depósitos mixtos de gas y petróleo es inestable y depende del tamaño del factor del gas, la naturaleza del aceite y las condiciones para la separación de las mezclas de petróleo y gas. Incluye una cantidad significativa de propano, butano, etano, así como otros hidrocarburos livianos y pesados ​​contenidos en el petróleo, hasta queroseno y fracciones de gasolina.

La producción de gases naturales combustibles esextraerlo de los intestinos, recoger, eliminar el exceso de humedad y preparar el transporte para el consumidor. La peculiaridad de la producción de gas es que en todas las etapas, desde la formación hasta el usuario final, todo el proceso está sellado.

Gases combustibles y sus propiedades

Producción de calor: máximola temperatura liberada por la combustión completa de gas seco en la cantidad de aire teóricamente necesaria. En este caso, el calor liberado se gasta en calentar los productos de combustión. Para el metano, este parámetro en ° C es 2043, butano - 2118, propano - 2110.

Temperatura de ignición: más bajala temperatura a la que ocurre un proceso de ignición espontánea sin la influencia de una fuente externa, chispa o llama, debido al calor del gas liberado por las partículas. Este parámetro es especialmente importante para determinar la temperatura superficial admisible del aparato utilizado en áreas peligrosas, que no debe exceder la temperatura de ignición. Para tal equipo, se asigna una clase de temperatura.

El punto de inflamación es la temperatura más baja, conque emite suficiente vapor (en la superficie del líquido) para encenderse desde la llama más pequeña. Esta propiedad no debe generalizarse a la temperatura de ignición, ya que estos parámetros pueden diferir en gran medida.

Densidad de gas / vapor Se determina en comparación con el aire, cuya densidad es igual a 1. La densidad del gas <1 - aumenta,> 1 - disminuye. Por ejemplo, para metano, esta cifra es 0.55.

Peligro de gases inflamables

Los gases inflamables presentan un peligro con tres de sus propiedades:

1. Inflamabilidad. Existe un riesgo de incendio causado por la ignición incontrolada de gas;
2. Toxicidad El riesgo de intoxicación con gas o productos de su combustión (monóxido de carbono);
3. Estrangulación debido a la deficiencia de oxígeno, que puede ser reemplazada por otro gas.

El proceso de combustión es un químicoreacción, que incluye oxígeno. Al mismo tiempo, la energía se libera en forma de calor y llama. Un gas actúa como una sustancia inflamable. El proceso de combustión de gas es posible si existen tres factores:

• Fuente de ignición
• Gases inflamables
• Oxígeno

El objetivo de la protección contra incendios es eliminar al menos uno de los factores.

Metano

Es un gas incoloro, ligero e inflamable que no huele. No tóxico El metano representa el 98% de todos los gases naturales. Se considera que es el principal que determina las propiedades del gas natural. 75% consiste en carbono y 25% de hidrógeno. Peso cubo. metro - 0.717 kg. Se licua a una temperatura de 111 K, mientras que su volumen disminuye 600 veces. Tiene baja reactividad.

Propano

El gas propano es un gas combustible, sin color y olor. Tiene una reactividad mayor que el metano. El contenido en gas natural es 0.1-11% en peso. En los gases asociados de los campos mixtos de gas y petróleo hasta un 20%, en los productos de procesamiento de combustibles sólidos (marrón y carbón, alquitrán de hulla) hasta el 80%. El gas propano se usa en diversas reacciones para producir etileno, propileno, olefinas inferiores, alcoholes inferiores, acetona, ácido fórmico y propiónico, nitroparafinas.

Bhután

Gas combustible sin color, con un olor peculiar. El gas butano se comprime fácilmente y es volátil. Contenido en gas de petróleo hasta 12% por volumen. También se obtuvo como resultado de la fisuración de fracciones de aceite y laboratorio por la reacción de Wurz. Punto de congelación -138 ^oC. Como todos los gases de hidrocarburos, es inflamable. Nocivo para el sistema nervioso, si se inhala, causa una disfunción del aparato respiratorio. El butano (gas) tiene propiedades narcóticas.

Ethan

El etano es un gas sin color y olor. Representante de hidrocarburos. Deshidrogenación a 550-650⁰ C conduce a etileno, más de 800⁰ C - a acetileno. Contenido en gases naturales y asociados hasta 10%. Se distingue por la rectificación a baja temperatura. Se liberan cantidades significativas de etano durante el craqueo del aceite. En condiciones de laboratorio, se preparan de acuerdo con la reacción de Wurz. Es la principal materia prima para la producción de cloruro de vinilo y etileno.

Hidrógeno

Gas transparente e inodoro No tóxico, 14.5 veces más liviano que el aire. Por naturaleza, el hidrógeno no difiere del aire. Tiene una alta reactividad, amplios límites de ignición, muy explosivo. Es parte de casi todos los compuestos orgánicos. El gas compresible más difícil. El hidrógeno libre en la naturaleza es extremadamente raro, pero en forma de compuestos es muy común.

Monóxido de carbono

Gas incoloro, sin sabor y olor. Peso 1 cu m - 1.25 kg. Contenido en gases de altas calorías junto con metano y otros hidrocarburos. Un aumento en la proporción de monóxido de carbono en un gas combustible reduce el calor de la combustión. Tiene un efecto tóxico en el cuerpo humano.

Aplicación de gases inflamables

Los gases combustibles tienen un alto valor calorífico,y, por lo tanto, son combustible de alta eficiencia energética. Ampliamente utilizado para las necesidades domésticas, las plantas de energía, la metalurgia, el vidrio, el cemento y las industrias alimentarias, como combustible para motores, en la producción de materiales de construcción.

Uso de gases combustibles como materia prima parala producción de compuestos orgánicos tales como formaldehído, alcohol metílico, ácido acético, acetona, acetaldehído, se debe a la presencia de hidrocarburos en su composición. El metano, como componente principal de los gases naturales combustibles, se usa ampliamente para la producción de diversos productos orgánicos. Para producir amoníaco y varios tipos de alcoholes, se usa gas de síntesis, el producto de la conversión de metano por oxígeno o vapor de agua. La pirólisis y la deshidrogenación del metano producen acetileno, junto con hidrógeno y hollín. El hidrógeno, a su vez, se usa para la síntesis de amoníaco. Los gases combustibles, y especialmente el etano, se utilizan en la producción de etileno y propileno, que posteriormente se utilizan como materias primas para la producción de plásticos, fibras sintéticas y cauchos sintéticos.

Un combustible prometedor para muchas esferasde la economía nacional es el metano licuado. El uso de gases licuados en muchos casos ofrece un gran beneficio económico, lo que permite reducir los costos de material para el transporte y resolver los problemas de suministro de gas en ciertas regiones, permite la creación de reservas de materias primas para las necesidades de la industria química.