Brennbare Gase: Namen, Eigenschaften und Anwendungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Brennbare Gase sind Stoffe mit niedrigem Heizwert. Dies ist der Hauptbestandteil von gasförmigem Kraftstoff, der in der Gasversorgung von Städten, in der Industrie und anderen Lebensbereichen eingesetzt wird. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften solcher Gase hängen vom Vorhandensein nicht brennbarer Bestandteile und schädlicher Verunreinigungen in ihrer Zusammensetzung ab.

Arten und Herkunft brennbarer Gase

Brennbare Gase enth alten Methan, Propan, Butan, Ethan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, manchmal mit Verunreinigungen von Hexan und Pentan. Sie werden auf zwei Arten gewonnen - aus natürlichen Vorkommen und künstlich. Gase natürlichen Ursprungs - Kraftstoff, das Ergebnis eines natürlichen biochemischen Prozesses der Zersetzung organischer Stoffe. Die meisten Lagerstätten befinden sich in einer Tiefe von weniger als 1,5 km und bestehen hauptsächlich aus Methan mit geringen Beimischungen von Propan, Butan und Ethan. Mit zunehmender Tiefe des Vorkommens nimmt der Prozentsatz an Verunreinigungen zu. Produziert aus natürlichen Lagerstätten oder als Begleitgas von Ölfeldern.

Erdgasvorkommen sind meist in Sedimentgesteinen (Sandsteinen, Kieseln) konzentriert. Die bedeckenden und darunter liegenden Schichten sind dichtes Tongestein. Die Sohlen bestehen hauptsächlich aus Öl und Wasser. Künstlich - brennbarGase, die bei der thermischen Verarbeitung verschiedener Arten fester Brennstoffe (Koks usw.) und abgeleiteter Produkte der Erdölraffination gewonnen werden.

Der Hauptbestandteil der in Trockenfeldern produzierten Erdgase ist Methan mit geringen Anteilen an Propan, Butan und Ethan. Erdgas zeichnet sich durch eine konstante Zusammensetzung aus und gehört zur Kategorie der Trockengase. Die Zusammensetzung des Gases, das bei der Ölraffination und aus gemischten Gas-Öl-Lagerstätten gewonnen wird, ist nicht konstant und hängt vom Wert des Gasfaktors, der Art des Öls und den Bedingungen für die Trennung von Öl- und Gasgemischen ab. Es enthält eine erhebliche Menge an Propan, Butan, Ethan sowie andere leichte und schwere Kohlenwasserstoffe, die in Öl enth alten sind, bis hin zu Kerosin- und Benzinfraktionen.

Die Gewinnung brennbarer Erdgase besteht darin, sie aus den Eingeweiden zu extrahieren, zu sammeln, überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen und für den Transport zum Verbraucher vorzubereiten. Die Besonderheit der Gasförderung besteht darin, dass der gesamte Prozess von der Lagerstätte bis zum Endverbraucher dicht ist.

Brennbare Gase und ihre Eigenschaften

Heizleistung ist die maximale Temperatur, die bei der vollständigen Verbrennung von trockenem Gas in einer theoretisch erforderlichen Luftmenge freigesetzt wird. In diesem Fall wird die freigesetzte Wärme zum Erhitzen der Verbrennungsprodukte verwendet. Für Methan ist dieser Parameter in °С 2043, Butan - 2118, Propan - 2110.

Zündtemperatur - die niedrigste Temperatur, bei der aufgrund der von den Gaspartikeln freigesetzten Wärme ein spontaner Entzündungsprozess auftritt, ohne einer externen Quelle, einem Funken oder einer Flamme ausgesetzt zu sein. DiesDieser Parameter ist besonders wichtig für die Bestimmung der zulässigen Oberflächentemperatur von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen, die die Zündtemperatur nicht überschreiten darf. Solchen Geräten wird eine Temperaturklasse zugeordnet.

Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der genügend Dampf (an der Oberfläche einer Flüssigkeit) freigesetzt wird, um sich von der kleinsten Flamme zu entzünden. Diese Eigenschaft sollte nicht auf den Flammpunkt verallgemeinert werden, da diese Parameter stark variieren können.

Gas-/Dampfdichte. Es wird im Vergleich zu Luft bestimmt, deren Dichte gleich 1 ist. Die Dichte von Gas 1 - fällt. Für Methan beträgt dieser Indikator beispielsweise 0,55.

Gefahr durch brennbare Gase

Brennbare Gase stellen in drei ihrer Eigenschaften eine Gefahr dar:

1. Entflammbarkeit. Es besteht Brandgefahr durch unkontrollierte Gasentzündung;
2. Toxizität. Vergiftungsgefahr durch Gas oder Verbrennungsprodukte (Kohlenmonoxid);
3. Erstickung durch Sauerstoffmangel, der durch ein anderes Gas ersetzt werden kann.

Verbrennung ist eine chemische Reaktion, an der Sauerstoff beteiligt ist. In diesem Fall wird Energie in Form von Wärme, Flamme freigesetzt. Der brennbare Stoff ist ein Gas. Der Prozess der Gasverbrennung ist in Gegenwart von drei Faktoren möglich:

• Zündquelle.
• Brennbare Gase.
• Sauerstoff.

Ziel des Brandschutzes ist es, mindestens einen der Faktoren zu eliminieren.

Methan

Es ist ein farbloses, geruchloses, leichtes, brennbares Gas. Ungiftig. Methan macht 98 % aller Erdgase aus. Es gilt als das wichtigste, das die Eigenschaften von Erdgas bestimmt. Es besteht zu 75 % aus Kohlenstoff und zu 25 % aus Wasserstoff. Massenwürfel. Meter - 0, 717 kg. Es verflüssigt sich bei einer Temperatur von 111 K, während sein Volumen um das 600-fache abnimmt. Geringe Reaktivität.

Propan

Propangas ist ein brennbares Gas, farb- und geruchlos. Es ist reaktiver als Methan. Der Anteil im Erdgas beträgt 0,1–11 Massen-%. Bis zu 20 % in Begleitgasen aus gemischten Gas- und Ölfeldern, bis zu 80 % in Produkten der Verarbeitung fester Brennstoffe (Braun- und Steinkohle, Steinkohlenteer). Propangas wird in verschiedenen Reaktionen zur Herstellung von Ethylen, Propylen, niederen Olefinen, niederen Alkoholen, Aceton, Ameisen- und Propionsäure, Nitroparaffinen verwendet.

Bhutan

Brennbares Gas ohne Farbe, mit eigentümlichem Geruch. Butangas ist leicht komprimierbar und flüchtig. Bis zu 12 Vol.-% in Erdölgas enth alten. Sie werden auch beim Cracken von Erdölfraktionen und im Labor durch die Wurtz-Reaktion gewonnen. Gefrierpunkt -138 oC. Wie alle Kohlenwasserstoffgase ist es brennbar. Schädlich für das Nervensystem, verursacht beim Einatmen Funktionsstörungen des Atmungsapparates. Butan (Gas) hat narkotische Eigenschaften.

Ethan

Ethan ist ein farb- und geruchloses Gas. Vertreter von Kohlenwasserstoffen. Dehydrierung bei 550-650^{0С führt zu Ethylen, über 800}0^{С führt zu Acetylen. Bis zu 10 % in Erd- und Begleitgasen enth alten. Es zeichnet sich durch Niedertemperaturdestillation aus. Beim Cracken von Öl werden erhebliche Mengen an Ethan freigesetzt. Unter Laborbedingungen wird es durch die Wurtz-Reaktion gewonnen. Es ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von Vinylchlorid und Ethylen.}

Wasserstoff

Durchsichtiges, geruchloses Gas. Ungiftig, 14,5 mal leichter als Luft. Wasserstoff hat ein ähnliches Aussehen wie Luft. Es ist hochreaktiv, hat weite Entflammbarkeitsgrenzen und ist hochexplosiv. In fast allen organischen Verbindungen enth alten. Das am schwierigsten zu komprimierende Gas. Freier Wasserstoff ist in der Natur extrem selten, aber in Form von Verbindungen sehr häufig.

Kohlenmonoxid

Farbloses Gas, geruchs- und geschmacksneutral. Gewicht 1 cu. m - 1, 25 kg. Es kommt zusammen mit Methan und anderen Kohlenwasserstoffen in kalorienreichen Gasen vor. Eine Erhöhung des Kohlenmonoxidanteils im Brenngas senkt den Brennwert. Wirkt toxisch auf den menschlichen Körper.

Verwendung brennbarer Gase

Brennbare Gase haben einen hohen Heizwert und sind daher ein sehr sparsamer Energieträger. Weit verbreitet für Haush altszwecke, Kraftwerke, Metallurgie, Glas-, Zement- und Lebensmittelindustrie, als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge, bei der Herstellung von Baumaterialien.

Die Verwendung von brennbaren Gasen als Rohstoffe für die Herstellung von organischen Verbindungen wie Formaldehyd, Methylalkohol, Essigsäure, Aceton, Acetaldehyd ist auf das Vorhandensein von in zurückzuführenihre Zusammensetzung aus Kohlenwasserstoffen. Methan wird als Hauptbestandteil brennbarer Erdgase in großem Umfang zur Herstellung verschiedener organischer Produkte verwendet. Um Ammoniak und verschiedene Arten von Alkoholen zu gewinnen, wird Synthesegas verwendet – ein Produkt der Umwandlung von Methan mit Sauerstoff oder Wasserdampf. Durch Pyrolyse und Dehydrierung von Methan entsteht neben Wasserstoff und Ruß Acetylen. Wasserstoff wiederum wird zur Synthese von Ammoniak verwendet. Brennbare Gase, hauptsächlich Ethan, werden zur Herstellung von Ethylen und Propylen verwendet, die später als Rohstoffe für die Herstellung von Kunststoffen, Kunstfasern und Synthesekautschuken verwendet werden.

Verflüssigtes Methan ist ein zukunftsträchtiger Treibstoff für viele Bereiche der Volkswirtschaft. Die Verwendung von Flüssiggasen bietet in vielen Fällen große wirtschaftliche Vorteile, reduziert die Materialkosten für den Transport und löst Probleme der Gasversorgung in bestimmten Gebieten und ermöglicht es Ihnen, Rohstoffvorräte für die Bedürfnisse der chemischen Industrie anzulegen.