Gaz combustibles: noms, propriétés et applications

Les gaz combustibles sont des substances à faible seuil de chaleurcombustion. C'est la principale composante du combustible gazeux, qui est utilisé pour l'approvisionnement en gaz des villes, dans l'industrie et dans d'autres domaines de la vie. Les caractéristiques physico-chimiques de tels gaz dépendent de la présence de composants incombustibles et d'impuretés nocives dans leur composition.

Types et origine des gaz combustibles

Les gaz combustibles contiennent du méthane, du propane, du butane, de l'éthane,l'hydrogène et le monoxyde de carbone, parfois avec des impuretés d'hexane et de pentane. Ils sont obtenus de deux façons - à partir de dépôts naturels et artificiellement. Les gaz d'origine naturelle - carburant, le résultat d'un processus biochimique naturel de décomposition organique. La plupart des gisements sont situés à moins de 1,5 km de profondeur et se composent principalement de méthane avec de petites impuretés de propane, de butane et d'éthane. Avec l'augmentation de la profondeur, le pourcentage d'impuretés augmente. Obtenus à partir de gisements naturels ou de gaz associés provenant des champs pétrolifères.

Les gisements de gaz naturel les plus courantssont concentrés dans les roches sédimentaires (grès, galets). Les couches de couverture et de sous-couche sont des roches argileuses denses. En tant que semelle, l'huile et l'eau sont principalement utilisées. Gaz artificiels - inflammables produits par le traitement thermique de divers types de combustibles solides (coke, etc.) et dérivés du raffinage du pétrole.

La principale composante des gaz naturels produitsdans les dépôts secs, est le méthane avec une petite quantité de propane, de butane et d'éthane. Le gaz naturel est caractérisé par la constance de la composition, il appartient à la catégorie sèche. La composition du gaz issu du raffinage du pétrole et des gisements mixtes de gaz et de pétrole est instable et dépend de la taille du gaz, de la nature de l'huile et des conditions de séparation des mélanges de pétrole et de gaz. Il comprend une quantité importante de propane, de butane, d'éthane, ainsi que d'autres hydrocarbures légers et lourds contenus dans l'huile, jusqu'à des fractions de kérosène et d'essence.

La production de gaz naturels combustibles estl'extraire des intestins, recueillir, enlever l'excès d'humidité et préparer le transport au consommateur. La particularité de la production de gaz est que, à tous les stades de la formation à l'utilisateur final, l'ensemble du processus est scellé.

Gaz combustibles et leurs propriétés

Puissance thermique - maximumla température dégagée par la combustion complète du gaz sec dans la quantité d'air théoriquement nécessaire. Dans ce cas, la chaleur dégagée est dépensée lors du chauffage des produits de combustion. Pour le méthane, ce paramètre en ° C est 2043, butane - 2118, propane - 2110.

Température d'inflammation - la plus bassela température à laquelle un processus d'allumage spontané se produit sans l'influence d'une source externe, d'une étincelle ou d'une flamme, en raison de la chaleur du gaz libéré par les particules. Ce paramètre est particulièrement important pour déterminer la température de surface admissible de l'appareil utilisé dans les zones dangereuses, qui ne doit pas dépasser la température d'inflammation. Pour un tel équipement, une classe de température est assignée.

Le point d'éclair est la température la plus basse, avecqui émet suffisamment de vapeur (à la surface du liquide) pour s'enflammer de la plus petite flamme. Cette propriété ne doit pas être généralisée à la température d'inflammation, car ces paramètres peuvent différer dans une large mesure.

Densité de gaz / vapeur. Elle est déterminée par rapport à l'air, dont la densité est égale à 1. La densité de gaz <1 - augmente,> 1 - diminue. Par exemple, pour le méthane, ce chiffre est de 0,55.

Danger de gaz inflammables

Les gaz inflammables présentent un danger avec trois de leurs propriétés:

1. Inflammabilité Il y a un risque d'incendie causé par un allumage incontrôlé du gaz;
2. Toxicité Le risque d'empoisonnement au gaz ou aux produits de sa combustion (monoxyde de carbone);
3. Strangulation due à une carence en oxygène, qui peut être remplacée par un autre gaz.

Le processus de combustion est un produit chimiqueréaction, qui comprend l'oxygène. Dans le même temps, l'énergie est libérée sous forme de chaleur et de flamme. Un gaz agit comme une substance inflammable. Le processus de combustion de gaz est possible s'il y a trois facteurs:

• Source d'ignition.
• Gaz inflammables
• Oxygène.

Le but de la protection contre l'incendie est d'éliminer au moins un des facteurs.

Méthane

C'est un gaz incolore, léger et inflammable qui ne sent pas. Non-toxique. Le méthane représente 98% de tous les gaz naturels. Il est considéré comme le principal déterminant des propriétés du gaz naturel. 75% est constitué de carbone et 25% d'hydrogène. Cube de poids. mètre - 0,717 kg. Il est liquéfié à une température de 111 K, tandis que son volume diminue 600 fois. A une faible réactivité.

Propane

Le gaz propane est un gaz combustible, sans couleur ni odeur. Il a une plus grande réactivité que le méthane. La teneur en gaz naturel est de 0,1 à 11% en poids. Dans les gaz associés des champs de gaz et de pétrole mélangés jusqu'à 20%, dans les produits de la transformation des combustibles solides (charbon brun et dur, goudron de houille) jusqu'à 80%. Le gaz propane est utilisé dans diverses réactions pour produire de l'éthylène, du propylène, des oléfines inférieures, des alcools inférieurs, de l'acétone, de l'acide formique et propionique, des nitroparaffines.

Bhoutan

Gaz combustible sans couleur, avec une odeur particulière. Le gaz butane est facilement comprimé et volatil. Contenue en gaz de pétrole jusqu'à 12% en volume. Également obtenu à la suite de la fissuration des fractions d'huile et de laboratoire par la réaction de Wurz. Point de congélation -138 ^oC. Comme tous les gaz d'hydrocarbures, il est inflammable. Nocif pour le système nerveux, s'il est inhalé, provoque un dysfonctionnement de l'appareil respiratoire. Le butane (gaz) a des propriétés narcotiques.

Ethan

L'éthane est un gaz sans couleur ni odeur. Représentant des hydrocarbures. Déshydrogénation à 550-650⁰ C conduit à l'éthylène, plus de 800⁰ C - à l'acétylène. Contenues dans les gaz naturels et associés jusqu'à 10%. Il se distingue par la rectification à basse température. Des quantités significatives d'éthane sont libérées pendant le craquage du pétrole. En laboratoire, ils sont préparés selon la réaction de Wurz. C'est la principale matière première pour la production de chlorure de vinyle et d'éthylène.

Hydrogène

Gaz transparent et inodore. Non toxique, 14,5 fois plus léger que l'air. Par nature, l'hydrogène ne diffère pas de l'air. A une haute réactivité, larges limites d'ignition, très explosif. Il fait partie de presque tous les composés organiques. Le gaz compressible le plus difficile. L'hydrogène libre dans la nature est extrêmement rare, mais sous la forme de composés est très commun.

Monoxyde de carbone

Gaz incolore, sans goût et sans odeur. Poids 1 cu. m - 1,25 kg. Contenues dans les gaz à haute teneur en calories avec le méthane et d'autres hydrocarbures. Une augmentation de la proportion de monoxyde de carbone dans un gaz combustible diminue la chaleur de combustion. A un effet toxique sur le corps humain.

Application de gaz inflammables

Les gaz combustibles ont un pouvoir calorifique élevé,et sont donc un carburant hautement efficace sur le plan énergétique. Largement utilisé pour les besoins domestiques, les centrales électriques, la métallurgie, le verre, le ciment et les industries alimentaires, en tant que carburant automobile, dans la production de matériaux de construction.

Utilisation de gaz combustibles comme matières premières pourla production de composés organiques tels que le formaldéhyde, l'alcool méthylique, l'acide acétique, l'acétone, l'acétaldéhyde, est due à la présence d'hydrocarbures dans leur composition. Le méthane, principal composant des gaz naturels combustibles, est largement utilisé pour la production de divers produits biologiques. Pour produire de l'ammoniac et divers types d'alcools, on utilise du gaz de synthèse - un produit de conversion du méthane par l'oxygène ou la vapeur d'eau. La pyrolyse et la déshydrogénation du méthane produisent de l'acétylène, de l'hydrogène et de la suie. L'hydrogène, à son tour, est utilisé pour la synthèse de l'ammoniac. Les gaz combustibles, et en particulier l'éthane, sont utilisés dans la production d'éthylène et de propylène, qui sont ensuite utilisés comme matières premières pour la production de plastiques, de fibres synthétiques et de caoutchoucs synthétiques.

Un carburant prometteur pour de nombreuses sphèresde l'économie nationale est le méthane liquéfié. L'utilisation de gaz liquéfiés dans de nombreux cas donne un grand avantage économique, permettant de réduire les coûts de transport et de résoudre les problèmes d'approvisionnement en gaz dans certaines régions, permet la création de stocks de matières premières pour les besoins de l'industrie chimique.

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