წვადი აირები: სახელები, თვისებები და აპლიკაციები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

წვადი აირები არის ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ დაბალი კალორიულობა. ეს არის აირისებრი საწვავის ძირითადი კომპონენტი, რომელიც გამოიყენება ქალაქების გაზით მომარაგებისთვის, ინდუსტრიაში და ცხოვრების სხვა სფეროებში. ასეთი გაზების ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლები დამოკიდებულია მათ შემადგენლობაში არაწვადი კომპონენტებისა და მავნე მინარევების არსებობაზე.

წვადი გაზების ტიპები და წარმოშობა

წვადი აირები შეიცავს მეთანს, პროპანს, ბუტანს, ეთანს, წყალბადს და ნახშირბადის მონოქსიდს, ზოგჯერ ჰექსანისა და პენტანის მინარევებით. ისინი მიიღება ორი გზით - ბუნებრივი საბადოებიდან და ხელოვნურად. ბუნებრივი წარმოშობის აირები - საწვავი, ორგანული ნივთიერებების დაშლის ბუნებრივი ბიოქიმიური პროცესის შედეგი. საბადოების უმეტესობა მდებარეობს 1,5 კმ-ზე ნაკლებ სიღრმეზე და ძირითადად შედგება მეთანისგან პროპანის, ბუტანისა და ეთანის მცირე მინარევებით. გაჩენის სიღრმე იზრდება, მინარევების პროცენტი იზრდება. წარმოებულია ბუნებრივი საბადოებიდან ან ნავთობის საბადოების ასოცირებული გაზების სახით.

ყველაზე ხშირად, ბუნებრივი აირის საბადოები კონცენტრირებულია დანალექ ქანებში (ქვიშაქვები, კენჭები). საფარი და ქვედა ფენები მკვრივი თიხიანი ქანებია. ძირები ძირითადად ზეთი და წყალია. ხელოვნური - წვადისხვადასხვა სახის მყარი საწვავის (კოქსი და სხვ.) და ნავთობის გადამუშავების წარმოებული პროდუქტების თერმული დამუშავების შედეგად მიღებული აირები.

მშრალ მინდვრებში წარმოებული ბუნებრივი აირის ძირითადი კომპონენტია მეთანი მცირე რაოდენობით პროპანით, ბუტანით და ეთანით. ბუნებრივი აირი ხასიათდება მუდმივი შემადგენლობით და მიეკუთვნება მშრალი აირის კატეგორიას. ნავთობის გადამუშავებისას და შერეული გაზ-ნავთობის საბადოებიდან მიღებული გაზის შემადგენლობა არ არის მუდმივი და დამოკიდებულია გაზის ფაქტორის მნიშვნელობაზე, ნავთობის ბუნებაზე და ნავთობისა და გაზის ნარევების გამოყოფის პირობებზე. მასში შედის მნიშვნელოვანი რაოდენობით პროპანი, ბუტანი, ეთანი, ისევე როგორც სხვა მსუბუქი და მძიმე ნახშირწყალბადები, რომლებიც შეიცავს ზეთში, ნავთის და ბენზინის ფრაქციებამდე.

წვადი ბუნებრივი აირის მოპოვება არის მისი ამოღება ნაწლავებიდან, შეგროვება, ზედმეტი ტენის მოცილება და მომხმარებლამდე ტრანსპორტირებისთვის მომზადება. გაზის წარმოების თავისებურება ის არის, რომ რეზერვუარიდან საბოლოო მომხმარებელამდე ყველა ეტაპზე მთელი პროცესი ილუქება.

წვადი აირები და მათი თვისებები

გათბობის სიმძლავრე არის მაქსიმალური ტემპერატურა, რომელიც გამოიყოფა მშრალი გაზის სრული წვის დროს ჰაერის თეორიულად საჭირო რაოდენობით. ამ შემთხვევაში გამოთავისუფლებული სითბო იხარჯება წვის პროდუქტების გათბობაზე. მეთანისთვის ეს პარამეტრი °С-ში არის 2043, ბუტანი - 2118, პროპანი - 2110.

აალების ტემპერატურა - ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც ხდება სპონტანური აალების პროცესი გარეგანი წყაროს, ნაპერწკლის ან ალის ზემოქმედების გარეშე, გაზის ნაწილაკების მიერ გამოთავისუფლებული სითბოს გამო. ესეს პარამეტრი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სახიფათო ადგილებში გამოყენებული მოწყობილობების ზედაპირის დასაშვები ტემპერატურის დასადგენად, რომელიც არ უნდა აღემატებოდეს ანთების ტემპერატურას. ასეთ აღჭურვილობას ენიჭება ტემპერატურის კლასი.

აწნული წერტილი არის ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც გამოიყოფა საკმარისი ორთქლი (სითხის ზედაპირზე) უმცირესი ალისაგან გასანათებლად. ეს თვისება არ უნდა განზოგადდეს აალების წერტილამდე, რადგან ეს პარამეტრები შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს.

გაზის/ორთქლის სიმკვრივე. იგი განისაზღვრება ჰაერთან შედარებით, რომლის სიმკვრივე 1-ის ტოლია. გაზის სიმკვრივე 1 - ეცემა. მაგალითად, მეთანისთვის ეს მაჩვენებელი არის 0,55.

აალებადი აირის საშიშროება

წვადი აირები წარმოადგენს საფრთხეს მათი სამი თვისებით:

1. აალებადი. არსებობს ხანძრის საშიშროება გაზის უკონტროლო აალების გამო;
2. ტოქსიკურობა. გაზით ან წვის პროდუქტებით (ნახშირბადის მონოქსიდი) მოწამვლის რისკი;
3. დახრჩობა ჟანგბადის ნაკლებობის გამო, რომელიც შეიძლება შეიცვალოს სხვა გაზით.

წვა არის ქიმიური რეაქცია, რომელიც მოიცავს ჟანგბადს. ამ შემთხვევაში ენერგია გამოიყოფა სითბოს, ალის სახით. აალებადი ნივთიერება არის აირი. გაზის წვის პროცესი შესაძლებელია სამი ფაქტორის არსებობით:

• ანთების წყარო.
• წვადი აირები.
• ჟანგბადი.

ხანძარსაწინააღმდეგო მიზანი არის მინიმუმ ერთი ფაქტორის აღმოფხვრა.

მეთანი

ეს არის უფერო, უსუნო, მსუბუქი, აალებადი აირი. Არატოქსიკური. მეთანი შეადგენს ყველა ბუნებრივი აირის 98%-ს. ითვლება მთავარი, რომელიც განსაზღვრავს ბუნებრივი აირის თვისებებს. ეს არის 75% ნახშირბადი და 25% წყალბადი. მასის კუბი. მეტრი - 0, 717 კგ. იგი თხევადდება 111 K ტემპერატურაზე, ხოლო მოცულობა მცირდება 600-ჯერ. დაბალი რეაქტიულობა.

პროპანი

პროპანი არის აალებადი გაზი, უფერო და უსუნო. ის უფრო რეაქტიულია ვიდრე მეთანი. ბუნებრივ აირში შემცველობა არის 0,1-11% მასის მიხედვით. 20%-მდე ასოცირებულ აირებში შერეული გაზისა და ნავთობის საბადოებიდან, 80%-მდე მყარი საწვავის გადამუშავების პროდუქტებში (ყავისფერი და შავი ქვანახშირი, ქვანახშირის ტარი). პროპან გაზი გამოიყენება სხვადასხვა რეაქციებში ეთილენის, პროპილენის, ქვედა ოლეფინების, ქვედა ალკოჰოლების, აცეტონის, ჭიანჭველა და პროპიონის მჟავას, ნიტროპარაფინის წარმოებისთვის.

ბუტანი

წვადი აირი უფერო, თავისებური სუნით. ბუტანი ადვილად შეკუმშვადი და აქროლადია. შეიცავს ნავთობის გაზს მოცულობით 12%-მდე. ისინი ასევე მიიღება ნავთობის ფრაქციების დაბზარვის შედეგად და ლაბორატორიაში ვურცის რეაქციით. გაყინვის წერტილი -138 oC. ყველა ნახშირწყალბადის გაზის მსგავსად, ის აალებადია. საზიანოა ნერვული სისტემისთვის, შესუნთქვის შემთხვევაში იწვევს სასუნთქი აპარატის დისფუნქციას. ბუტანს (გაზს) აქვს ნარკოტიკული თვისებები.

ეთანი

ეთანი არის უფერო და უსუნო აირი. ნახშირწყალბადების წარმომადგენელი. დეჰიდროგენაცია 550-650⁰ С-ზე იწვევს ეთილენს, 800^{0 С-ზე მეტი იწვევს აცეტილენს.შეიცავს ბუნებრივ და მასთან დაკავშირებულ აირებში 10%-მდე. გამოირჩევა დაბალტემპერატურული დისტილაციით. ნავთობის გატეხვის დროს გამოიყოფა ეთანის მნიშვნელოვანი მოცულობები. ლაბორატორიულ პირობებში იგი მიიღება ვურცის რეაქციით. ეს არის მთავარი ნედლეული ვინილის ქლორიდისა და ეთილენის წარმოებისთვის.}

წყალბადის

გამჭვირვალე უსუნო გაზი. არატოქსიკური, ჰაერზე 14,5-ჯერ მსუბუქია. წყალბადი გარეგნულად ჰაერის მსგავსია. ის არის ძალიან რეაქტიული, აქვს აალებადი საზღვრები და არის ძალიან ფეთქებადი. შედის თითქმის ყველა ორგანულ ნაერთში. შეკუმშვა ყველაზე რთული გაზი. თავისუფალი წყალბადი ბუნებაში ძალზე იშვიათია, მაგრამ ძალიან გავრცელებულია ნაერთების სახით.

ნახშირბადის მონოქსიდი

უფერო გაზი, უსუნო და უგემოვნო. წონა 1 კუ. მ - 1, 25 კგ. ის გვხვდება მაღალკალორიულ აირებში მეთანთან და სხვა ნახშირწყალბადებთან ერთად. ნახშირბადის მონოქსიდის პროპორციის გაზრდა წვად აირში ამცირებს კალორიულ ღირებულებას. აქვს ტოქსიკური ეფექტი ადამიანის ორგანიზმზე.

წვადი გაზების გამოყენება

წვად გაზებს აქვთ მაღალი კალორიული ღირებულება და, შესაბამისად, არის ძალზე ეკონომიური ენერგეტიკული საწვავი. ფართოდ გამოიყენება საყოფაცხოვრებო საჭიროებებისთვის, ელექტროსადგურებისთვის, მეტალურგიისთვის, მინის, ცემენტის და კვების მრეწველობისთვის, როგორც საავტომობილო საწვავი, სამშენებლო მასალების წარმოებაში.

წვადი აირების გამოყენება ნედლეულში ისეთი ორგანული ნაერთების წარმოებისთვის, როგორიცაა ფორმალდეჰიდი, მეთილის სპირტი, ძმარმჟავა, აცეტონი, აცეტალდეჰიდი, განპირობებულიამათი ნახშირწყალბადების შემადგენლობა. მეთანი, როგორც წვადი ბუნებრივი აირების ძირითადი კომპონენტი, ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ორგანული პროდუქტების წარმოებისთვის. ამიაკის და სხვადასხვა სახის სპირტების მისაღებად გამოიყენება სინთეზური გაზი - მეთანის ჟანგბადით ან წყლის ორთქლით გადაქცევის პროდუქტი. მეთანის პიროლიზი და დეჰიდროგენაცია წარმოქმნის აცეტილენს წყალბადთან და ჭვარტლთან ერთად. წყალბადი, თავის მხრივ, გამოიყენება ამიაკის სინთეზისთვის. აალებადი აირები, უპირველეს ყოვლისა ეთანი, გამოიყენება ეთილენისა და პროპილენის დასამზადებლად, რომლებიც მოგვიანებით გამოიყენება როგორც ნედლეული პლასტმასის, ხელოვნური ბოჭკოების და სინთეზური რეზინის წარმოებისთვის.

თხევადი მეთანი საწვავის პერსპექტიული სახეობაა ეროვნული ეკონომიკის მრავალი სექტორისთვის. თხევადი გაზების გამოყენება ხშირ შემთხვევაში იძლევა დიდ ეკონომიკურ სარგებელს, ამცირებს ტრანსპორტირების მატერიალურ ხარჯებს და გარკვეულ სფეროებში გაზმომარაგების პრობლემების გადაჭრას და საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ნედლეულის მარაგი ქიმიური მრეწველობის საჭიროებისთვის..