Gases combustíveis: nomes, propriedades e aplicações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Os gases combustíveis são substâncias com baixo poder calorífico. Este é o principal componente do combustível gasoso, que é usado para abastecer as cidades com gás, na indústria e em outras áreas da vida. As características físico-químicas desses gases dependem da presença de componentes não combustíveis e impurezas nocivas em sua composição.

Tipos e origem dos gases combustíveis

Os gases combustíveis contêm metano, propano, butano, etano, hidrogênio e monóxido de carbono, às vezes com impurezas de hexano e pentano. Eles são obtidos de duas maneiras - a partir de depósitos naturais e artificialmente. Gases de origem natural - combustível, resultado de um processo bioquímico natural de decomposição da matéria orgânica. A maioria dos depósitos está localizada a uma profundidade inferior a 1,5 km e consiste principalmente de metano com pequenas misturas de propano, butano e etano. À medida que a profundidade de ocorrência aumenta, a porcentagem de impurezas aumenta. Produzido a partir de jazidas naturais ou como gases associados de campos petrolíferos.

Na maioria das vezes, os depósitos de gás natural estão concentrados em rochas sedimentares (arenitos, seixos). A cobertura e as camadas subjacentes são rochas argilosas densas. As solas são principalmente óleo e água. Artificial - combustívelgases obtidos como resultado do processamento térmico de diversos tipos de combustíveis sólidos (coque, etc.) e produtos derivados do refino de petróleo.

O principal componente dos gases naturais produzidos em campos secos é o metano com pequenas quantidades de propano, butano e etano. O gás natural é caracterizado por uma composição constante e pertence à categoria de gás seco. A composição do gás obtido durante o refino de petróleo e de jazidas mistas gasóleo não é constante e depende do valor do fator gás, da natureza do petróleo e das condições de separação das misturas de petróleo e gás. Inclui uma quantidade significativa de propano, butano, etano, bem como outros hidrocarbonetos leves e pesados contidos no petróleo, até frações de querosene e gasolina.

A extração de gases combustíveis naturais consiste em extraí-lo das entranhas, coletar, retirar o excesso de umidade e preparar para o transporte até o consumidor. A peculiaridade da produção de gás é que em todas as etapas, desde o reservatório até o usuário final, todo o processo é selado.

Gases combustíveis e suas propriedades

A capacidade de aquecimento é a temperatura máxima liberada durante a combustão completa do gás seco em uma quantidade de ar teoricamente necessária. Neste caso, o calor liberado é gasto no aquecimento dos produtos de combustão. Para metano, este parâmetro em °С é 2043, butano - 2118, propano - 2110.

Temperatura de ignição - a temperatura mais baixa na qual ocorre um processo de ignição espontânea sem exposição a uma fonte externa, faísca ou chama, devido ao calor liberado pelas partículas de gás. esteEste parâmetro é especialmente importante para determinar a temperatura de superfície permitida de dispositivos usados em áreas perigosas, que não devem exceder a temperatura de ignição. Uma classe de temperatura é atribuída a esse equipamento.

Ponto de fulgor é a temperatura mais baixa na qual vapor suficiente é liberado (na superfície de um líquido) para inflamar a partir da menor chama. Esta propriedade não deve ser generalizada para o ponto de fulgor, pois esses parâmetros podem variar muito.

Gás/densidade do vapor. É determinado em comparação com o ar, cuja densidade é igual a 1. A densidade do gás 1 - cai. Por exemplo, para metano este indicador é 0,55.

Risco de gás inflamável

Os gases combustíveis representam um perigo em três de suas propriedades:

1. Inflamabilidade. Existe risco de incêndio devido à ignição de gás descontrolada;
2. Toxicidade. Risco de intoxicação por gás ou produtos de combustão (monóxido de carbono);
3. Sufocação por f alta de oxigênio, podendo ser substituído por outro gás.

A combustão é uma reação química que envolve oxigênio. Neste caso, a energia é liberada na forma de calor, chama. A substância inflamável é um gás. O processo de combustão do gás é possível na presença de três fatores:

• Fonte de ignição.
• Gases combustíveis.
• Oxigênio.

O objetivo da proteção contra incêndio é eliminar pelo menos um dos fatores.

Metano

É um gás incolor, inodoro, leve e inflamável. Não tóxico. O metano compõe 98% de todos os gases naturais. É considerado o principal que determina as propriedades do gás natural. É 75% carbono e 25% hidrogênio. Cubo de massa. metros - 0, 717 kg. Ele se liquefaz a uma temperatura de 111 K, enquanto seu volume diminui 600 vezes. Baixa reatividade.

Propano

Gás propano é um gás inflamável, incolor e inodoro. É mais reativo que o metano. O teor de gás natural é de 0,1-11% em massa. Até 20% em gases associados de campos mistos de gás e petróleo, até 80% em produtos de processamento de combustíveis sólidos (carvão marrom e preto, alcatrão de carvão). O gás propano é usado em várias reações para produzir etileno, propileno, olefinas inferiores, álcoois inferiores, acetona, ácido fórmico e propiônico, nitroparafinas.

Butão

Gás combustível sem cor, com cheiro peculiar. O gás butano é facilmente compressível e volátil. Contido em gás de petróleo até 12% em volume. Eles também serão obtidos como resultado do craqueamento de frações de petróleo e em laboratório pela reação de Wurtz. Ponto de congelamento -138 oC. Como todos os gases de hidrocarbonetos, é inflamável. Nocivo ao sistema nervoso, se inalado causa disfunção do aparelho respiratório. Butano (gás) tem propriedades narcóticas.

Ethan

Etano é um gás incolor e inodoro. representante de hidrocarbonetos. A desidrogenação em 550-650⁰С leva ao etileno, acima de 800^{0 С leva ao acetileno. Contido em gases naturais e associados até 10%. Distingue-se pela destilação a baixa temperatura. Volumes significativos de etano são liberados durante o craqueamento do óleo. Em condições de laboratório, é obtido pela reação de Wurtz. É a principal matéria-prima para a produção de cloreto de vinila e eteno.}

Hidrogênio

Gás transparente e inodoro. Não tóxico, 14,5 vezes mais leve que o ar. O hidrogênio é semelhante em aparência ao ar. É altamente reativo, tem amplos limites de inflamabilidade e é altamente explosivo. Incluído em quase todos os compostos orgânicos. O gás mais difícil de comprimir. O hidrogênio livre é extremamente raro na natureza, mas é muito comum na forma de compostos.

Monóxido de carbono

Gás incolor, inodoro e insípido. Peso 1 cu. m - 1, 25 kg. É encontrado em gases de alto teor calórico, juntamente com metano e outros hidrocarbonetos. Aumentar a proporção de monóxido de carbono no gás combustível reduz o poder calorífico. Tem um efeito tóxico no corpo humano.

Uso de gases combustíveis

Os gases combustíveis possuem alto poder calorífico e, portanto, são um combustível energético altamente econômico. Amplamente utilizado para necessidades domésticas, usinas de energia, metalurgia, vidro, cimento e indústrias alimentícias, como combustível automotivo, na produção de materiais de construção.

O uso de gases combustíveis como matéria-prima para a produção de compostos orgânicos como formaldeído, álcool metílico, ácido acético, acetona, acetaldeído, deve-se à presença emsua composição de hidrocarbonetos. O metano, como principal componente dos gases naturais combustíveis, é amplamente utilizado para a produção de diversos produtos orgânicos. Para obter amônia e vários tipos de álcoois, utiliza-se o gás de síntese - produto da conversão do metano com oxigênio ou vapor d'água. A pirólise e a desidrogenação do metano produzem acetileno, juntamente com hidrogênio e fuligem. O hidrogênio, por sua vez, é usado para sintetizar amônia. Gases combustíveis, principalmente etano, são usados para produzir etileno e propileno, que posteriormente são utilizados como matéria-prima para a produção de plásticos, fibras artificiais e borrachas sintéticas.

O metano liquefeito é um combustível promissor para diversos setores da economia nacional. A utilização de gases liquefeitos em muitos casos traz grandes benefícios econômicos, reduzindo custos de materiais para transporte e resolvendo problemas de abastecimento de gás em determinadas áreas, além de permitir a criação de estoques de matérias-primas para as necessidades da indústria química.