Жанғыш газдар: атаулары, қасиеттері және қолданылуы

2025 Автор: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. Соңғы өзгертілген: 2025-01-24 13:19

Жанғыш газдар – төмен калориялы заттар. Бұл қалаларды газбен қамтамасыз ету үшін, өнеркәсіпте және өмірдің басқа салаларында қолданылатын газ тәрізді отынның негізгі құрамдас бөлігі. Мұндай газдардың физика-химиялық сипаттамалары олардың құрамында жанбайтын компоненттер мен зиянды қоспалардың болуына байланысты.

Жанғыш газдардың түрлері мен шығу тегі

Жанғыш газдардың құрамында метан, пропан, бутан, этан, сутегі және көміртек оксиді бар, кейде гексан мен пентан қоспалары бар. Оларды екі жолмен – табиғи кен орындарынан және жасанды түрде алады. Табиғи газдар – отын, органикалық заттардың ыдырауының табиғи биохимиялық процесінің нәтижесі. Кен орындарының көпшілігі 1,5 км-ден аз тереңдікте орналасқан және негізінен пропан, бутан және этанның шағын қоспалары бар метаннан тұрады. Пайда болу тереңдігі артқан сайын қоспалардың пайызы артады. Табиғи кен орындарынан немесе мұнай кен орындарының ілеспе газдары ретінде өндіріледі.

Көбінесе табиғи газ шөгінділері шөгінді жыныстарда (құмтастар, малтатас) шоғырланған. Жабық және астындағы қабаттар тығыз сазды жыныстар. Табаны негізінен май мен судан тұрады. Жасанды - жанғышқатты отынның әртүрлі түрлерін (кокс және т.б.) және мұнай өңдеудің туынды өнімдерін термиялық өңдеу нәтижесінде алынған газдар.

Құрғақ кен орындарында өндірілетін табиғи газдардың негізгі құрамдас бөлігі аз мөлшерде пропан, бутан және этан бар метан болып табылады. Табиғи газ тұрақты құраммен сипатталады және құрғақ газ санатына жатады. Мұнай өңдеу кезінде және аралас газ-мұнай кен орындарынан алынатын газдың құрамы тұрақты емес және газ факторының мәніне, мұнайдың табиғатына, мұнай мен газ қоспаларын бөлу шарттарына байланысты. Оған мұнайдың құрамындағы пропан, бутан, этан, сондай-ақ керосин мен бензин фракцияларына дейінгі басқа жеңіл және ауыр көмірсутектердің едәуір мөлшері кіреді.

Жанғыш табиғи газдарды алу - оны ішектерден алу, жинау, артық ылғалды кетіру және тұтынушыға тасымалдауға дайындау. Газды өндірудің ерекшелігі - қабаттан бастап соңғы тұтынушыға дейінгі барлық кезеңде бүкіл процесс мөрленеді.

Жанғыш газдар және олардың қасиеттері

Қызу сыйымдылығы – ауаның теориялық қажетті мөлшерінде құрғақ газдың толық жануы кезінде бөлінетін ең жоғары температура. Бұл жағдайда бөлінген жылу жану өнімдерін қыздыруға жұмсалады. Метан үшін °С бұл параметр 2043, бутан - 2118, пропан - 2110.

Тұтану температурасы - газ бөлшектері бөлетін жылу әсерінен сыртқы көздің, ұшқынның немесе жалынның әсерінсіз өздігінен тұтану процесі жүретін ең төменгі температура. БұлБұл параметр әсіресе қауіпті аймақтарда қолданылатын құрылғылардың бетінің рұқсат етілген температурасын анықтау үшін маңызды, ол тұтану температурасынан аспауы керек. Мұндай жабдыққа температура класы тағайындалған.

Жарқырау нүктесі – ең кішкентай жалыннан тұтану үшін жеткілікті бу бөлінетін (сұйықтық бетінде) ең төменгі температура. Бұл сипатты жарқырау нүктесіне жалпыламау керек, себебі бұл параметрлер айтарлықтай өзгеруі мүмкін.

Газ/бу тығыздығы. Тығыздығы 1-ге тең ауамен салыстырғанда анықталады. Газдың тығыздығы 1 – төмендейді. Мысалы, метан үшін бұл көрсеткіш 0,55.

Жанғыш газ қауіпті

Жанғыш газдар үш қасиеті бойынша қауіп төндіреді:

1. Тұтанғыштық. Бақыланбайтын газ тұтануына байланысты өрт шығу қаупі бар;
2. Улылық. Газбен немесе жану өнімдерімен (көміртек тотығы) улану қаупі;
3. Оттегінің жетіспеушілігінен тұншығу, оны басқа газбен алмастыруға болады.

Жану – оттегі қатысатын химиялық реакция. Бұл жағдайда энергия жылу, жалын түрінде бөлінеді. Жанғыш зат газ болып табылады. Газдың жану процесі үш фактор болған жағдайда мүмкін болады:

• От көзі.
• Жанғыш газдар.
• Оттегі.

Өрттен қорғаудың мақсаты факторлардың кем дегенде біреуін жою болып табылады.

Метан

Бұл түссіз, иіссіз, жеңіл, жанғыш газ. Уытты емес. Метан барлық табиғи газдардың 98% құрайды. Ол табиғи газдың қасиеттерін анықтайтын негізгі болып саналады. Оның 75% көміртек және 25% сутек. Массалық текше. метр – 0,717 кг. Ол 111 К температурада сұйыққа айналады, ал оның көлемі 600 есе азаяды. Реактивтілігі төмен.

Пропан

Пропан газы тұтанғыш, түссіз және иіссіз газ. Ол метанға қарағанда белсендірек. Табиғи газдың құрамы массалық 0,1-11% құрайды. Аралас газ және мұнай кен орындарының ілеспе газдарында 20%-ға дейін, қатты отынды өңдеу өнімдерінде (қоңыр және қара көмір, көмір шайыры) 80%-ға дейін. Пропан газы этилен, пропилен, төменгі олефиндер, төменгі спирттер, ацетон, құмырсқа және пропион қышқылы, нитропафиндер алу үшін әртүрлі реакцияларда қолданылады.

Бутан

Түссіз, ерекше иісі бар жанғыш газ. Бутан газы оңай сығылатын және ұшатын. Көлемі бойынша 12%-ға дейін мұнай газында болады. Олар сондай-ақ мұнай фракцияларының крекингінің нәтижесінде және зертханада Вюрц реакциясы арқылы алынады. Мұздату температурасы -138 oC. Барлық көмірсутекті газдар сияқты ол жанғыш. Нерв жүйесіне зиянды, егер деммен жұту тыныс алу аппаратының дисфункциясын тудырады. Бутанның (газ) есірткілік қасиеті бар.

Этан

Этан – түссіз және иіссіз газ. көмірсутектердің өкілі. 550-650⁰ С температурада дегидрлеу этиленге, 800^{0 С жоғары ацетиленге әкеледі. Табиғи және ілеспе газдарда 10% дейін бар. Ол төмен температурада айдау арқылы ерекшеленеді. Мұнай крекингі кезінде этанның айтарлықтай көлемі бөлінеді. Зертханалық жағдайда Вюрц реакциясы арқылы алынады. Ол винилхлорид пен этилен өндіруге арналған негізгі шикізат болып табылады.}

Сутегі

Мөлдір иіссіз газ. Уытты емес, ауадан 14,5 есе жеңіл. Сутегі сыртқы түрі бойынша ауаға ұқсас. Ол жоғары реактивті, кең тұтанғыштық шегі бар және жоғары жарылғыш. Барлық дерлік органикалық қосылыстардың құрамына кіреді. Сығымдаудағы ең қиын газ. Бос сутегі табиғатта өте сирек кездеседі, бірақ ол қосылыстар түрінде өте жиі кездеседі.

Көміртегі тотығы

Түссіз газ, иіссіз және дәмсіз. Салмағы 1 куб. м - 1, 25 кг. Ол метанмен және басқа көмірсутектермен бірге жоғары калориялы газдарда кездеседі. Жанғыш газдағы көміртегі тотығының үлесін жоғарылату жылу құндылығын төмендетеді. Адам ағзасына улы әсер етеді.

Жанғыш газдарды пайдалану

Жанғыш газдар жоғары жылулық құндылыққа ие, сондықтан өте үнемді энергиялық отын болып табылады. Тұрмыстық қажеттіліктерде, электр станцияларында, металлургияда, шыны, цемент және тамақ өнеркәсібінде, автомобиль отыны ретінде, құрылыс материалдарын өндіруде кеңінен қолданылады.

Жанғыш газдарды формальдегид, метил спирті, сірке қышқылы, ацетон, сірке альдегид сияқты органикалық қосылыстарды алу үшін шикізат ретінде пайдалану, құрамында болуымен байланысты.олардың көмірсутектердің құрамы. Метан жанғыш табиғи газдардың негізгі құрамдас бөлігі ретінде әртүрлі органикалық өнімдерді өндіру үшін кеңінен қолданылады. Аммиак пен әртүрлі спирттерді алу үшін синтездік газ қолданылады - метанның оттегімен немесе су буымен айналу өнімі. Метанның пиролизі және дегидрленуі сутегі мен күйемен бірге ацетиленді шығарады. Сутегі өз кезегінде аммиакты синтездеу үшін қолданылады. Жанғыш газдар, ең алдымен этан, этилен мен пропилен өндіру үшін пайдаланылады, олар кейіннен пластмасса, жасанды талшықтар және синтетикалық каучуктарды өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады.

Сұйытылған метан ұлттық экономиканың көптеген салаларына арналған перспективалы отын түрі болып табылады. Сұйытылған газдарды пайдалану көп жағдайда үлкен экономикалық пайда береді, тасымалдауға материалдық шығындарды азайтады және белгілі бір аумақтарды газбен жабдықтау мәселелерін шешеді және химия өнеркәсібінің қажеттіліктері үшін шикізат қорын жасауға мүмкіндік береді.