दहनशील गैसें: नाम, गुण और अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

दहनशील गैसें कम ऊष्मीय मान वाले पदार्थ होते हैं। यह गैसीय ईंधन का मुख्य घटक है, जिसका उपयोग शहरों को गैस, उद्योग और जीवन के अन्य क्षेत्रों में आपूर्ति करने के लिए किया जाता है। ऐसी गैसों की भौतिक-रासायनिक विशेषताएं उनके संघटन में गैर-दहनशील घटकों और हानिकारक अशुद्धियों की उपस्थिति पर निर्भर करती हैं।

दहनशील गैसों के प्रकार और उत्पत्ति

दहनशील गैसों में मीथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, इथेन, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड होते हैं, कभी-कभी हेक्सेन और पेंटेन की अशुद्धियों के साथ। वे दो तरह से प्राप्त होते हैं - प्राकृतिक जमा से और कृत्रिम रूप से। प्राकृतिक उत्पत्ति की गैसें - ईंधन, कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की एक प्राकृतिक जैव रासायनिक प्रक्रिया का परिणाम है। अधिकांश जमा 1.5 किमी से कम की गहराई पर स्थित हैं और इसमें मुख्य रूप से प्रोपेन, ब्यूटेन और ईथेन के छोटे मिश्रण के साथ मीथेन होता है। जैसे-जैसे घटना की गहराई बढ़ती है, अशुद्धियों का प्रतिशत बढ़ता जाता है। प्राकृतिक निक्षेपों से या तेल क्षेत्रों की संबद्ध गैसों के रूप में उत्पादित।

अक्सर, प्राकृतिक गैस जमा तलछटी चट्टानों (बलुआ पत्थर, कंकड़) में केंद्रित होती है। कवरिंग और अंतर्निहित परतें घनी मिट्टी की चट्टानें हैं। तलवों में मुख्य रूप से तेल और पानी होते हैं। कृत्रिम - दहनशीलविभिन्न प्रकार के ठोस ईंधन (कोक, आदि) और तेल शोधन के व्युत्पन्न उत्पादों के थर्मल प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप प्राप्त गैसें।

शुष्क क्षेत्रों में उत्पादित प्राकृतिक गैसों का मुख्य घटक प्रोपेन, ब्यूटेन और ईथेन की थोड़ी मात्रा के साथ मीथेन है। प्राकृतिक गैस की एक स्थिर संरचना होती है और यह शुष्क गैस श्रेणी के अंतर्गत आती है। तेल शोधन के दौरान और मिश्रित गैस-तेल जमा से प्राप्त गैस की संरचना स्थिर नहीं होती है और यह गैस कारक के मूल्य, तेल की प्रकृति और तेल और गैस मिश्रण के पृथक्करण की स्थितियों पर निर्भर करती है। इसमें महत्वपूर्ण मात्रा में प्रोपेन, ब्यूटेन, ईथेन, साथ ही तेल में निहित अन्य हल्के और भारी हाइड्रोकार्बन, मिट्टी के तेल और गैसोलीन अंश तक शामिल हैं।

दहनशील प्राकृतिक गैसों का निष्कर्षण इसे आंतों से निकालना, एकत्र करना, अतिरिक्त नमी को हटाना और उपभोक्ता को परिवहन के लिए तैयार करना है। गैस उत्पादन की ख़ासियत यह है कि जलाशय से लेकर अंतिम उपयोगकर्ता तक सभी चरणों में पूरी प्रक्रिया को सील कर दिया जाता है।

दहनशील गैसें और उनके गुण

हीटिंग क्षमता सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा में हवा में शुष्क गैस के पूर्ण दहन के दौरान जारी अधिकतम तापमान है। इस मामले में, जारी गर्मी दहन उत्पादों को गर्म करने पर खर्च की जाती है। मीथेन के लिए, °С में यह पैरामीटर 2043, ब्यूटेन - 2118, प्रोपेन - 2110 है।

इग्निशन तापमान - सबसे कम तापमान जिस पर गैस के कणों द्वारा छोड़ी गई गर्मी के कारण किसी बाहरी स्रोत, चिंगारी या लौ के संपर्क में आए बिना एक सहज प्रज्वलन प्रक्रिया होती है। इसखतरनाक क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की अनुमेय सतह के तापमान को निर्धारित करने के लिए यह पैरामीटर विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो इग्निशन तापमान से अधिक नहीं होना चाहिए। ऐसे उपकरणों को एक तापमान वर्ग सौंपा गया है।

फ्लैश पॉइंट वह न्यूनतम तापमान होता है जिस पर (तरल की सतह पर) पर्याप्त वाष्प निकलती है जो छोटी से छोटी लौ से प्रज्वलित होती है। इस गुण को फ्लैश पॉइंट के लिए सामान्यीकृत नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि ये पैरामीटर बहुत भिन्न हो सकते हैं।

गैस/भाप घनत्व। यह हवा की तुलना में निर्धारित होता है, जिसका घनत्व 1 के बराबर होता है। गैस का घनत्व 1 - गिरता है। उदाहरण के लिए, मीथेन के लिए यह सूचक 0.55 है।

ज्वलनशील गैस का खतरा

दहनशील गैसें अपने तीन गुणों के लिए खतरा पैदा करती हैं:

1. ज्वलनशीलता। अनियंत्रित गैस प्रज्वलन के कारण आग लगने का खतरा है;
2. विषाक्तता। गैस या दहन उत्पादों (कार्बन मोनोऑक्साइड) द्वारा विषाक्तता का जोखिम;
3. ऑक्सीजन की कमी के कारण घुटन, जिसे दूसरी गैस से बदला जा सकता है।

दहन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन शामिल है। इस मामले में, ऊर्जा गर्मी, लौ के रूप में जारी की जाती है। ज्वलनशील पदार्थ एक गैस है। गैस दहन की प्रक्रिया तीन कारकों की उपस्थिति में संभव है:

• इग्निशन स्रोत।
• दहनशील गैसें।
• ऑक्सीजन।

अग्नि सुरक्षा का लक्ष्य कम से कम एक कारक को खत्म करना है।

मीथेन

यह एक रंगहीन, गंधहीन, हल्की, ज्वलनशील गैस है। गैर विषैले। मीथेन सभी प्राकृतिक गैसों का 98% बनाता है। यह मुख्य माना जाता है जो प्राकृतिक गैस के गुणों को निर्धारित करता है। यह 75% कार्बन और 25% हाइड्रोजन है। मास क्यूब। मीटर - 0, 717 किग्रा। यह 111 K के तापमान पर द्रवित हो जाता है, जबकि इसकी मात्रा 600 गुना कम हो जाती है। कम प्रतिक्रियाशीलता।

प्रोपेन

प्रोपेन गैस एक ज्वलनशील गैस, रंगहीन और गंधहीन होती है। यह मीथेन की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील है। प्राकृतिक गैस में सामग्री द्रव्यमान द्वारा 0.1-11% है। मिश्रित गैस और तेल क्षेत्रों से संबद्ध गैसों में 20% तक, ठोस ईंधन (भूरा और काला कोयला, कोयला टार) के प्रसंस्करण के उत्पादों में 80% तक। प्रोपेन गैस का उपयोग विभिन्न प्रतिक्रियाओं में एथिलीन, प्रोपलीन, लोअर ओलेफिन, लोअर अल्कोहल, एसीटोन, फॉर्मिक और प्रोपियोनिक एसिड, नाइट्रोपैराफिन के उत्पादन के लिए किया जाता है।

भूटान

बिना रंग की ज्वलनशील गैस, एक अजीबोगरीब गंध के साथ। ब्यूटेन गैस आसानी से संपीड़ित और अस्थिर होती है। पेट्रोलियम गैस में मात्रा के हिसाब से 12% तक होता है। वे पेट्रोलियम अंशों के टूटने और प्रयोगशाला में Wurtz प्रतिक्रिया द्वारा भी प्राप्त किए जाएंगे। हिमांक -138 oC. सभी हाइड्रोकार्बन गैसों की तरह, यह ज्वलनशील है। तंत्रिका तंत्र के लिए हानिकारक, अगर साँस ली जाए तो श्वसन तंत्र की शिथिलता का कारण बनता है। ब्यूटेन (गैस) में मादक गुण होते हैं।

एथन

इथेन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। हाइड्रोकार्बन के प्रतिनिधि। 550-650 पर डिहाइड्रोजनेशन ⁰ С एथिलीन की ओर जाता है, 800 से अधिक^{0 С एसिटिलीन की ओर जाता है।10% तक प्राकृतिक और संबद्ध गैसों में निहित। यह निम्न-तापमान आसवन द्वारा प्रतिष्ठित है। तेल के टूटने के दौरान महत्वपूर्ण मात्रा में ईथेन निकलता है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, यह वर्ट्ज़ प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह विनाइल क्लोराइड और एथिलीन के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल है।}

हाइड्रोजन

पारदर्शी गंधहीन गैस। गैर विषैले, हवा से 14.5 गुना हल्का। हाइड्रोजन दिखने में हवा के समान है। यह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है, इसकी ज्वलनशीलता की व्यापक सीमाएँ हैं, और यह अत्यधिक विस्फोटक है। लगभग सभी कार्बनिक यौगिकों में शामिल है। संपीड़ित करने के लिए सबसे कठिन गैस। मुक्त हाइड्रोजन प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ है, लेकिन यह यौगिकों के रूप में बहुत आम है।

कार्बन मोनोऑक्साइड

रंगहीन गैस, गंधहीन और स्वादहीन। वजन 1 घन। मी - 1, 25 किग्रा। यह मीथेन और अन्य हाइड्रोकार्बन के साथ उच्च कैलोरी गैसों में पाया जाता है। दहनशील गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड का अनुपात बढ़ने से ऊष्मीय मान कम हो जाता है। मानव शरीर पर विषैला प्रभाव पड़ता है।

दहनशील गैसों का प्रयोग

दहनशील गैसों का उच्च ऊष्मीय मान होता है, और इसलिए यह एक अत्यधिक किफायती ऊर्जा ईंधन है। निर्माण सामग्री के उत्पादन में घरेलू जरूरतों, बिजली संयंत्रों, धातु विज्ञान, कांच, सीमेंट और खाद्य उद्योगों के लिए ऑटोमोटिव ईंधन के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फॉर्मलडिहाइड, मिथाइल अल्कोहल, एसिटिक एसिड, एसीटोन, एसीटैल्डिहाइड जैसे कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में दहनशील गैसों का उपयोग किसकी उपस्थिति के कारण होता हैहाइड्रोकार्बन की उनकी संरचना। दहनशील प्राकृतिक गैसों के मुख्य घटक के रूप में मीथेन का व्यापक रूप से विभिन्न जैविक उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। अमोनिया और विभिन्न प्रकार के अल्कोहल प्राप्त करने के लिए, संश्लेषण गैस का उपयोग किया जाता है - ऑक्सीजन या जल वाष्प के साथ मीथेन के रूपांतरण का एक उत्पाद। मीथेन के पायरोलिसिस और डिहाइड्रोजनीकरण से हाइड्रोजन और कालिख के साथ एसिटिलीन का उत्पादन होता है। हाइड्रोजन, बदले में, अमोनिया को संश्लेषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। दहनशील गैसों, मुख्य रूप से ईथेन, का उपयोग एथिलीन और प्रोपलीन के उत्पादन के लिए किया जाता है, जिसे बाद में प्लास्टिक, कृत्रिम फाइबर और सिंथेटिक रबर के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के कई क्षेत्रों के लिए तरलीकृत मीथेन एक आशाजनक प्रकार का ईंधन है। कई मामलों में तरलीकृत गैसों का उपयोग महान आर्थिक लाभ प्रदान करता है, परिवहन के लिए सामग्री की लागत को कम करता है और कुछ क्षेत्रों में गैस आपूर्ति की समस्याओं को हल करता है, और आपको रासायनिक उद्योग की जरूरतों के लिए कच्चे माल का स्टॉक बनाने की अनुमति देता है।