Небезпечні властивості природного газу

Небезпечні властивості природного газу.

Токсичність (небезпечні властивості природного газу). Небезпечною властивістю природних газів є їх токсичність, що залежить від складу газів, здатності їх при з'єднанні з повітрям утворювати вибухонебезпечні суміші, займисті від електричної іскри, полум'я та інших джерел вогню.

Чисті метан і етан не отруйні, але при нестачі кисню в повітрі викликають задуху.

Вибуховості (небезпечні властивості природного газу). Природні гази при з'єднанні з киснем і повітрям утворюють горючу суміш, яка при наявності джерела вогню (полум'я, іскри, розпечених предметів) може вибухати з великою силою. Температура займання природних газів тим менше, чим вище молекулярна маса. Сила вибуху зростає пропорційно тиску газоповітряної суміші.

Природні гази можуть вибухати лише при певних межах концентрації газу в газоповітряної суміші: від деякого мінімуму (нижча межа вибуховості) до деякого максимуму (вища межа вибуховості).

Нижча межа вибуховості газу відповідає такому змістом газу в газоповітряної суміші, при якому подальше зменшення його робить суміш невзриваемой. Нижча межа характеризується кількістю газу, достатнім для нормального протікання реакції горіння.

З підвищенням тиску суміші значно зростають межі її вибуховості. При утриманні інертних газів (азот і ін.) Межі займистості сумішей також зростають.

Горіння і вибух - однотипні хімічні процеси, але різко відрізняються по інтенсивності протікає реакції. Під час вибуху реакція в замкнутому просторі (без доступу повітря до вогнища займання вибухонебезпечної газоповітряної суміші) відбувається дуже швидко.

Швидкість поширення детонаційної хвилі горіння при вибуху (900-3000 м / с) в кілька разів перевищує швидкість звуку в повітрі при кімнатній температурі.

При концентрації газу в повітрі в межах займання і при наявності джерела запалення станеться вибух; якщо ж газу в повітрі менше нижньої межі або більше верхньої межі займання, то суміш не здатна вибухнути. Струмінь газової суміші з концентрацією газу вище верхньої межі займання, вступаючи в обсяг повітря і змішуючись з ним, згоряє спокійним полум'ям. Швидкість поширення фронту хвилі горіння при атмосферному тиску становить близько 0,3-2,4 м / с. Нижнє значення швидкостей - для природних газів, верхнє - для водню.

Детонаційні властивості вуглеводнів парафіну ряду. Детонаційні властивості проявляються від метану до гексана, октанове число яких залежить як від молекулярної маси, так і те будови самих молекул. Чим менше молекулярна маса вуглеводню, тим менше його детонаційні властивості, тим вище його октанове число.

Властивості окремих складових природного газу (розглянемо детальний склад природного газу)

Метан (CH4) - це безбарвний газ без запаху, легший за повітря. Горючий, але все ж його можна зберігати з достатньою легкістю.
Етан (C2H6) - безбарвний газ без запаху і кольору, трохи важчий за повітря. Також горючий, але не використовується як паливо.
Пропан (C3H8) - безбарвний газ без запаху, отруйний. У нього є корисна властивість: пропан скраплюється при невеликому тиску, що дозволяє легко відокремлювати його від домішок і транспортувати.
Бутан (C4H10) - за властивостями близький до пропану, але має більш високу щільність. Удвічі важче повітря.
Вуглекислий газ (CO2) - безбарвний газ без запаху, але з кислим смаком. На відміну від інших компонентів природного газу (за винятком гелію), вуглекислий газ не горить. Вуглекислий газ - один з найбільш малотоксичних газів.
Гелій (He) - безбарвний, дуже легкий (другий з найбільш легкий газів, після водню) без кольору і запаху. Вкрай інертний, при нормальних умовах не реагує ні з одним з речовин. Не горить. Не токсичний, але при підвищеному тиску може викликати наркоз, як і інші інертні гази.
Сірководень (H2S) - безбарвний важкий газ із запахом тухлих яєць. Дуже отруйний, навіть при дуже маленькою концентрації викликає параліч нюхового нерва.
Властивості деяких інших газів, що не входять до складу природного газу, але мають застосування, близьке до застосування природного газу
Етилен (C2H4) - безбарвний газ з приємним запахом. За властивостями близький до етану, але відрізняється від нього меншою щільністю і горючістю.
Ацетилен (C2H2) - надзвичайно горючий і вибухонебезпечний безбарвний газ. При сильному стисненні здатний вибухати. Він не використовується в побуті через дуже великий ризик пожежі або вибуху. Основне застосування - в зварювальних роботах.

Метан використовується як пальне в газових плитах. Пропан і бутан - як паливо в деяких автомобілях. Також зрідженим пропаном заповнюють запальнички. Етан як пальне використовують рідко, основне його застосування - отримання етилену. Етилен є одним з найбільш вироблених органічних речовин в світі. Він є сировиною для отримання поліетилену. Ацетилен використовується для створення дуже високої температури в металургії (звірка і різання металів). Ацетилен дуже горючий, тому в якості палива в автомобілях не використовується, та й без цієї умови його зберігання повинні строго дотримуватися. Сірководень. незважаючи на його токсичність, в малих кількостях застосовується в т.зв. сірководневих ваннах. У них використовуються деякі антисептичні властивості сірководню.

Основним корисним властивістю гелію є його дуже маленька щільність (в 7 разів легший за повітря). Гелієм заповнюють аеростати та дирижаблі. Водень ще більш легкий, ніж гелій, але в той же час горючий. Велику популярність серед дітей мають повітряні кульки, надувати гелієм.

Всі вуглеводні при повному окисленні (надлишок кисню) виділяють вуглекислий газ і воду. наприклад:

CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O
При неповному (недолік кисню) - чадний газ і воду:
2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2O
При ще меншій кількості кисню виділяється дрібнодисперсний вуглець (сажа):
CH4 + O2 = C + 2H2O.
Метан горить блакитним полум'ям, етан - майже безбарвним, як спирт, пропан і бутан - жовтим, етилен - світиться, чадний газ - світло-блакитним. Ацетилен - жовтуватим, сильно коптить. Якщо у Вас вдома стоїть газова плита і замість звичайного блакитного полум'я ви бачите жовте - знайте, це метан розбавляють пропаном.

Гелій. на відміну від будь-якого іншого газу, не існує в твердому стані.
Звеселяючий газ - це тривіальне назва закису азоту N2O.