Природные, искусственные и сжиженные углеводородные газы

Газообразное топливо – это смесь горючих и негорючих газов, содержащая некоторое количество примесей.

Горючими газами наз-ся естеств. и искусств. газы, способные гореть. Это углеводороды, водород и окись углерода СО.

Негорючие компоненты (баласт) – это азот, кислород, углекислый газ. Примеси: водяные пары, сероводород, пыль, аммиак, цианистые соединения, смолы и др.

Различают горючие газы естественные и искусственные. Природные газы добывают из недр Земли. Они представляют собой смеси газообразных предельных углеводородов метанового ряда (метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан и т.д.).

В природных газах преобладающий - метан. Тяжёлые гомологи метана (пентан и выше) содержатся в них в незначит. кол-вах. Природные газы не содержат оксид углерода СО,водород, кислород. Содержание азота и углекислого газа обычно невысокое. Газы некоторых месторождений содержат незначит. кол-во сероводорода.

Газ может быть влажным и сухим. При транспортировке на большие расстояния его предварительно осушают. Прир. газ не имеет запаха. До подачи в сеть его предварительно одорируют (придают ему резкий неприятный запах, кот. должен ощущаться при концентрации в воздухе = 1 процент)

Естеств. газы заключены в земной коре в пустотах и порах остаточных горных пород и в складках земной коры, обращённых выпуклостями к верху, т.е. купола. Природные газы образуются в результате бактериального разложения органических остатков.

Природные газы бывают:

1) Из чисто газовых месторождений. Состоят в основном из метана и являются тощими или сухими. Содержание тяжёлых углеводородов от пропана и выше -менее 50 г/м³. Основные балластные компоненты- азот. Содержание сероводородоа аммиака незначительное. Они легче воздуха. Низшая теплота сгорания от 34000 до 38000 кДж/м³.

2) Из скважин нефтяных месторождений, получаемой совместно с нефтью. Это попутные газы. Помимо метана содержится значительное количество более тяжёлых углеводородов (более 150 г/м³) и являются жирными. Относительная плотность их по воздуху близка к 1. Имеют более высокую низшую теплоту сгорания от 38000 до 63000 кДж/м³.

3) Из конденсатных месторождений. Это смесь сухого газа и паров тяжёлых углеводородов начиная с пентана и выше. Содержание тяжёлых углеводородов- 100-150 г/м³ и они являются жирными. Теплота сгорания у них от 38000 до 42000 кДж/м³, относительная плотность может быть больше или меньше 1 в зав-ти от содержания тяжелых УВ. Для газоснабжения нас. пунктов сухие газы подают без существенной обработки, а из жирных извлекают тяжёлые углеводороды, которые используют для производства сжиженного газа и моторного топлива. Физико-химические свойства сухих и обезжиренных газов примерно одиноковы. Теплота сгорания 35500 кДж/м³, они легче воздуха,не имеют цвета, запаха,не токсичны,но при скоплении в помещении за счёт вытеснения воздуха могут вызвать удушье. В определённых соотношениях с воздухом образуют взрывоопасную смесь.

Искусственные газы можно разделить на 2 группы:

1)Высокотемпературные (от 900 до 1100 градусов) и среднетемпературные (от 500 до 550 градусов) сухой перегонки твёрдых и жидких топлив (это нагревание без доступа в-ха). Так получают коксовальный газ и швельгаз.

Основные горючие компоненты коксового газа: -водород – 59%; -метан – 24%; -СО -8%. Низшая теплота сгорания Q_н от 16000 до 18000 кДж/м³. ρ=0,45-0,5 кг/м³.

2) Газы без остаточной газификации твёрдого топлива (частичное сжигание в потоке воздуха,кислорода или смеси их с водяным паром). В результате реакции углерода топлива с кислородом и водяным паром образуются горючие газы, а именно- СО и Н2. Генераторный газ в зависимости от типа дутья может быть воздушный, водяной, смешанный, парокислородный. Состав смешенного газа: Н2-14%; СО-28%; СН4-1%; N2-50%; Q_н=5500 кДж/м³; ρ=1,15 кг/м³.

Существенный недостаток искусственных газов - высокая токсичность (из-за СО) и малая теплота сгорания (из-за большого содержания балластных компонентов).

Отдельно рассматривают сжиженные углеводородные газы СУГ. Под СУГ понимают такие индивидуальные углеводороды или их смеси, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при незначительном повышении давления без изменении темп-ры или незначит. понижении температуры при атм. давлении переходят в жидкое состояние. Поэтому их называют сжиженными. Сжигаются в виде газа. Основные источники получения СУГ явл. попутные газы и газы конденсатных месторождений. Основные компоненты - пропан и бутан. СУГ имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с природными газами. В газообразном виде они тяжелее воздуха, а в жидком - легче воды. СУГ не токсичны, но имеют низкие пределы взрываемости в воздухе. И медленную диффузию в атмосферу. Это в сочетании с отсутствием цвета, запаха и вкуса диктует необходимость тщательной их одоризации.