Почему этилен горит более светящимся пламенем, чем метан
Этилен — это бесцветный газ, у которого характерный слабый сладковатый запах и сравнительно большая плотность, имеет двойную связь углерода. В связи с этим раньше он значился как тяжёлый углеводород. Горение этилена сопровождается светящимся пламенем, что подтверждается двойной связью, которая увеличивает концентрирование углерода от общей массы вещества. Во время горения газ сгорает не полностью, и формируются частички чистого углерода, которые заставляют пламя светиться ярко. Вдыхание этилена приводит к лишению восприимчивости и сознания без опасных последствий в будущем, из-за этого его используют в редких случаях в виде наркотического средства во время проведения хирургических операций, предварительно его очищая.
В сильном разжиженном состоянии этилен может благоприятствовать скорейшему созреванию фруктов. Благодаря быстрому созреванию, которое ни в чём не уступает естественному созреванию, во фруктах понижается вмещение кислот и увеличивается содержание сахара. Фрукты, которые были так выращены, имеют обычный цвет созревших плодов и не отличаются по вкусовым качествам. Такое свойство этилена используют зачастую во время перевозки фруктов, особенно бананов, на дальние расстояния.
Метан – это бесцветный газ без запаха, простейший углеводород, который связан с живыми организмами. Он почти не растворяется в воде, легче воздуха, термически устойчивый насыщенный углеводород. Его применяют в бытовом и промышленном топливе и в качестве сырья для промышленности.
Метан представляет собой парниковый газ, активность которого превышает воздействие углекислого газа на климат в двадцать три раза. Он высачивается со дна океана через трещины в земной коре, также выделяется во время горения лесов и при горных разработках.
Метан горит слабо голубоватым пламенем, так как он имеет одинарную связь, и в процессе горения его газ сжигается быстро, что не приводит к образованию частичек сажи, которые придают свечение.
Просмотров: 4840 | Дата публикации: Суббота, 16 апреля 2016pochemu.org
Метан — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску| Метан | |
|---|---|
| Общие | |
| Хим. формула | CH₄ |
| Рац. формула | CH4 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 16,04 г/моль |
| Плотность | газ (0 °C) 0,7168 кг/м³; 0,6682 кг/м³ в стандартных условиях по ГОСТ 2939—63; жидкость (−164,6 °C) 415 кг/м³[1] |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | -182,49 °C |
| Т. кип. | -161,58 °C |
| Т. свспл. | 537,8 °C |
| Пр. взрв. | 4,4-17,0 % |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 0,02 г/кг[2] |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 74-82-8 |
| PubChem | 297 |
| Рег. номер EINECS | 200-812-7 |
| SMILES | |
ru.wikipedia.org
Горение метана
Метан представляет собой газообразное химическое соединение с химической формулой Ch5. Это самый простой представитель алканов. Другие названия этой группы органических соединений: предельные, насыщенные или парафиновые углеводороды. Они характеризуются наличием простой связи между атомами углерода в молекуле, а все остальные валентности каждого углеродного атома насыщены атомами водорода. Для алканов наиболее важной реакцией является горение. Они горят с образованием газообразной двуокиси углерода и паров воды. В результате выделяется огромное количество химической энергии, которая превращается в тепловую или электрическую. Метан является горючим веществом и основным компонентом природного газа, что и делает его привлекательным топливом. В основе широкого использования природного ископаемого лежит реакция горения метана. Поскольку он в нормальных условиях является газом, то его трудно транспортировать на далекие расстояния от источника, поэтому часто его предварительно сжижают.
Процесс горения заключается в реакции между метаном и кислородом, то есть в окислении простейшего алкана. В результате образуется двуокись углерода, вода и много энергии. Горение метана может быть описано уравнением: Ch5 [газ] + 2O2 [газ] → CO2 [газ] + 2h3O [пар] + 891 кДж. То есть одна молекула метана при взаимодействии с двумя молекулами кислорода образует молекулу двуокиси углерода и две молекулы воды. При этом выделяется тепловая энергия, равная 891 кДж. Природный газ является самым чистым для сжигания ископаемым, так как уголь, нефть и другие виды топлива более сложные по составу. Поэтому при сгорании они выделяют в воздух различные вредные химические вещества. Поскольку природный газ в основном состоит из метана (примерно на 95%), то при его сжигании практически не образуются побочные продукты или их получается намного меньше, чем в случае с другими видами ископаемого топлива.
Теплотворная способность метана (55,7 кДж/г) выше, чем его гомологов, например, этана (51,9 кДж/г), пропана (50,35 кДж/г), бутана (49,50 кДж/г) или других видов топлива (древесина, уголь, керосин). Горение метана дает больше энергии. Для обеспечения в течение года работы лампочки накаливания мощностью 100 Вт необходимо сжечь 260 кг древесины, или 120 кг угля, или 73,3 кг керосина, или всего 58 кг метана, что соответствует 78,8 м³ природного газа.
Простейший алкан является важным ресурсом для получения электроэнергии. Происходит это за счет сжигания его в качестве топлива котла, вырабатывающего пар, который приводит в движение паровую турбину. Также горение метана используется для получения горячих дымовых газов, энергия которых обеспечивает работу газовой турбины (сжигание осуществляется до турбины или в самой турбине). Во многих городах метан подается по трубам в дома для внутреннего отопления и приготовления пищи. По сравнению с другими видами углеводородного топлива сжигание природного газа характеризуется меньшим выделением углекислого газа и большим количеством полученного тепла.
Горение метана используется для достижения высоких температур в печах различных химических производств, например, крупнотоннажных этиленовых установок. Природный газ в смеси с воздухом подается в горелки печей пиролиза. В процессе сгорания образуются дымовые газы с высокой температурой (700—900 °С). Они нагревают трубы (находятся внутри печи), в которые подается смесь сырья с водяным паром (для снижения образования кокса в трубах печей). Под действием высоких температур происходит множество химических реакций, в результате которых получают целевые компоненты (этилен и пропилен) и побочные продукты (смола пиролизная тяжелая, водородная и метановая фракции, этан, пропан, углеводороды С4, С5, пироконденсат; каждый из них имеет свое применение, например, пироконденсат используют для получения бензола или компонентов автомобильного бензина).
Горение метана является сложным физико-химическим явлением на основе экзотермической окислительно-восстановительной реакции, характеризующейся высокой скоростью течения и выделением огромного количества тепла, а также теплообменными и массообмеными процессами. Поэтому расчетное определение температуры горения смеси представляет собой сложную задачу, так как кроме состава горючей смеси сильно влияют ее давление и начальная температура. С их увеличением наблюдается рост температуры горения, а теплообменные и массообменые процессы способствуют ее снижению. Температура горения метана при проектировании процессов и аппаратов химических производств определяется расчетным методом, а на действующих установках (например, в печах пиролиза) ее измеряют с помощью термопар.
fb.ru
Пламя метана — Справочник химика 21
Если горючий газ частично заменить на инертный газ, например, на азот, то значение С уменьшится. Это должно вызвать уменьшение высоты пламени в случае недостатка кислорода. Так, пламя метана при случае избытка кислорода и увеличение высоты пламени в случае недостатка кислорода. Так, пламя метана при избытке кислорода имеет высоту 8,1 дюйма. При замене половины метана на азот высота пламени снижается до 3,5 дюймов. Согласно теории, длина пламени должна уменьшиться вдвое, что, по-видимому, следует расценивать как достаточно хорошее качественное совпадение. Если заменить часть горючего газа на кислород, то значение сх уменьшится, и можно ожидать такой же эффект, как и в случае инертного газа. Но если ввести в горючий газ слишком много кислорода, то возникнет пламя в предварительно перемешанной смеси типа бунзеновского пламени. Такие пламена были рассмотрены в предыдущей главе. [c.184]Влияние присадок. Было изучено большое число и вариации присадок (здесь имеются в виду вещества, вводимые лишь в очень небольших количествах) к горючему в диффузионном пламени. Наблюдаемый эффект обычно мал. Так, например, добавка ацетилена, различных олефинов или парафиновых углеводородов в диффузионное пламя метана давала либо очень малый эффект, либо совсем не изменяла результата [33]. Однако добавка бензола обусловливала увеличение количества образующегося углерода, а небольшие количества нафталина вызывали весьма интенсивное образование углерода. С другой сто-
Если в нижнюю часть пламени, о котором говорилось выше, поместить проволочку, вдоль нее сейчас же начнут расти углеродные нити, или веточки [61]. Это явление еще недостаточно изучено, однако очевидно, что образующийся углерод, видимо, более похож на сажу, чем на графит, хотя его физическое строение бывает разным. Образующийся углерод внешне отдаленно напоминает нитевидный углерод, осаждающийся на железе при разложении окиси углерода [62]. Кажется очевидным, что вносимое в пламя тело должно влиять на процесс роста углеродных частиц. Было предположено [5], что электрическое воздействие тоже может оказать влияние на процесс образования углерода. Эта идея интересна с точки зрения последних экспериментальных работ [50], показавших, что электрические поля оказывают сильное влияние на характер выделяющегося углерода и что в чистых условиях (в отсутствие инородной поверхности) возможен рост нитевидного углерода. Рабинович [63] наблюдал, что при внесении в диффузионное пламя метана плоскости, на которой может образовываться осадок, количество получаемого углерода возрастает на 10—15%, причем положение этой плоскости в пламени также может влиять на природу образующегося углерода [39]. [c.284]
Пламя всяких твердых и жидких веществ тухнет почти при том же проценте СО или N , но газы при разных, и водород продолжает гореть в смесях гораздо более бедных кислородом, чем те, в которых тухнут другие горючие газы легче всех тухнет пламя метана СН . Подмесь ааота может быть большею, чем подмесь СО-. Все это, равно как и то, что пред потуханием, производимым чрез увеличение подмесей, газовое пламя становится менее ярким и увеличивается в размере, показывает, что главную причину потухания должно искать в уменьшении температуры пламени.
Что при этом наблюдается Сравнить пламя метана и бутана. Написать уравнения реакций получения бутана по методу Вюрца и его горения. [c.34]
Сняв стеклянную пластинку, закрывающую цилиндр, газ тотчас поджигают — спокойное, едва светящееся пламя метана в цилиндре медленно опускается вниз. [c.265]
По вытеснении всего воздуха из прибора (обязательна проба газа, собранного над водой в пробирку, на отсутствие гремучей смеси ) газоотводную трубку подвести под цилиндр и собрать выделяющийся метан. Метан, полученный этим способом, содержит примесь водорода (до 8%). Сняв стеклянную пластинку, закрывающую цилиндр, газ тотчас поджечь спокойное, едва светящееся пламя метана в цилиндре медленно опускается вниз. Уравнение реакции [c.59]
И кислородные пламена метана и высших углеводородов, она видна гораздо более отчетливо. [c.69]
Процент содержания углерода в молекуле этилена больше, чем в молекуле метана, поэтому пламя этилена — светящееся от раскаленных частиц углерода, а пламя метана бесцветное, так как весь углерод быстро и полностью успевает сгореть. [c.152]
Эксперимент должен быть выразительным, ярко представляющим то, что от него хотят получить. Для этого опыт должен быть поставлен в соответствующем масштабе, без загромождения при-.бора лишними деталями и без побочных явлений, отвлекающих внимание учащихся опыт долл ен быть, как говорят, обнажённым . Разумеется, что освобождение от излишних деталей должно быть целесообразным. Если надо, например, показать почти бесцветное пламя метана, то нельзя не пропустить газ хотя бы [c.33]
Как известно, высокотемпературное пламя ацетиле-но-кислородных горелок широко используется для сварки и резки металлов. Можно ли для аналогичных целей использовать пламя метано-кислородной горелки Рассчитайте, в какой из двух указанных типов горелок и во сколько раз выделится больше теплоты при сгорании одинаковых объемов ацетилена и метана. Теплоты образования СН4, С2Н2, СО2 и Н2О равны 4-75, -230, 4-393, 4-286 кДж/моль, соответственно.
Наоборот, двустадийное воспламенение в смесях метана с кислородом Ванпё [137] наблюдал при значительном избытке горючего а = 0,25),. в пределах температур 450—550°, вблизи границ области воспламенения. Он отметил, что … восиламенение здесь мало интенсивно, и пламена второй стадии не всегда охватывают весь объем реактора . Первую вспышку, а также свеченне вне границ воспламенения, автор определяет как холодные пламена метана. В действительности в этом случае, так же как в описанных явлениях двустадийного воспламенения других углеводородов при высоких температурах, первую стадию следует отнести к типу голубого пламени как по конечным продуктам (СО), так и по характеру люминесценции (НСО). Существенное подтверждение этого вывода получено в опытах с воспламенением метановоздушных смесей от сжатия ( 9). [c.63]
Манжос и Копылова изучили, как и Хасти, бун-зеновское пламя метана, задаваясь целью исключить возможные аэродинамические нарушения пламени. Было изучено пламя двух смесей 1) 8,1 % СН4, 16,2 % Ог и 75,7 % Аг = 54 см/с (а = 1,07) и 2) 10,5 % СН,, 16,9 % Ог и 72,6 % Аг Ин = 37 см/с (а = 1,35) Мн — нормальная скорость распространения пламени. [c.279]
Для гашения пламени применялись различные вещества. Наилучшие результаты дали порошковые огнетушители. Другие средства, такие как вода, распыляемая под давлением 10 кПсм , двуокись углерода, хлорзамещенные метана, хотя и позволяют погасить пламя метана, но с большим трудом, чем порошок. Эти жидкости вносят тепло, способствующее испарению сжиженного метана. Порошок, напротив, образует преграду между жидкостью и горящим газом, что позволяет быстро погасить пожар. [c.49]
Мета.н не обладает ни цветом, ии запахом. При горении пламя мета.на почти бесцветно, со слабым оииим оттенком.
Этилен — горючий газ. Пламя этилена дает больше света, чем пламя метана, так как в молекуле этилена относительно больше углерода и внутри пламени образуется большее количество частичек сажи, котцрая накаливается. Смесь этилена с кислородом взрывает сильнее, чем смесь метана с кислородом. Этиленовые углеводороды значительно более реакционноспособны, чем парафины, так как вследствие легкости перехода двойной связи в простую они легко присоединяют различные вещества. Благодаря способности присоединять различные вещества, эта группа углеводородов получила название ненасыщенных или непредельных. [c.70]
chem21.info
Метан, воспламенение горение — Справочник химика 21
Для решения проблемы горения кислого газа в печах установки Клауса пригласили специалистов Оренбургского Политехнического института. В результате проведенных исследований было предложено установить форкамерные горелки (проект выполнен в ПКО ГПЗ, активное участие в разработке проекта приняли главный инженер В.Я. Климов и начальник установки Матвеев A.B., от ОПИ — Г.И. Алимбаев), а также было предложено на печах подогрева 1,2,ЗУ50 F02, РОЗ стабилизатор воспламенения на горелку печи. Анализ работы печей подогрева с форкамерными горелками показал, что метанол, метан и другие углеводороды сгорают в печи полностью до паров воды и диоксида углерода. Пары воды, азот, диоксид углерода из кислого газа и воздуха переходят в продукты горения без изменения. В продуктах горения содержится около 0,2 % свободного кислорода, который переходит из воздуха. Переокисление сероводорода в печах подогрева уменьшилось, что снизило недостаток воздуха в печи реакции. [c.10]Из всех легковоспламеняющихся веществ самую высокую температуру воспламенения имеет метан. Протекание горения и возможность возникновения взрыва определяются скоростью горения или скоростью распространения фронта пламени в горючей смеси газа с воздухом. Эта скорость содержит информацию о тенденции фронта пламени превращаться в детонационную волну. Чем меньше скорость горения, тем ниже склонность к дето- [c.629]
Следующим по опасности за ацетиленом идет водород, у которого также широкая область воспламенения (4—75% ), высокая теплота горения (119 840 кДж/кг) и низкая минимальная энергия зажигания (0,017 МДж). Другие горючие газы (метан, бутан, этан, пропан, этилен и т. п.) также представляют значительную пожаро-и взрывоопасность, так как их Снпв, Тсв и Ргор соответственно находятся в пределах 1,8—5%, 335—540°С и 45 560—48 070 кДж/кг, Некоторые негорючие газы (кислород, хлор, фтор, сжатый воздух, окись азота) являются сильными окислителями, поддерживающими [c.281]
Кинетические и диффузионные пламена. Сжигание жидких углеводородов осуществляется с обязательным предшествующим испарением и, следовательно, с образованием диффузионного пламени, которое по своему характеру может быть турбулентным и светящимся, а сжигание газообразных углеводородов может осуществляться в двух совершенно отличных друг от друга типах горелочных устройств. При сжигании с предварительным смешением в устройствах осуществляется предварительная (до воспламенения) подготовка смеси первичного воздуха с топливным газом. Степень перемешивания различна от нескольких процентов до 100 % сте-хиометрической смеси. Диффузионное горение возникает при взаимодействии струи газа с окружающей атмосферой, когда весь необходимый воздух поступает непосредственно во фронт горения пламени до перемешивания с газом. Горючие газы и кислород должны диффундировать в противоположных направлениях из зоны горения и в нее. Вполне понятно, что устойчивость такого пламени будет тем выше, чем дольше сохраняется неизменным соотношение газ—окислитель, а сжигание в нем тем полнее, чем больше в топливе легких углеводородов (в этом случае необходимое соотношение газ—воздух достигается быстрее и легче, чем при сжигании углеводородов с более сложными и тяжелыми молекулами). На практике в атмосферном воздухе по этой схеме могут сжигаться только водород и метан. Во всех других случаях, если не осуществлять предварительной подготовки, будут наблюдаться интенсивная турбулентность в пламени, шум и неполное горение с образованием углерода. [c.100]
Нормальным пламя считается тогда, когда оно почти прозрачно и метан горит спокойно. Газ и воздух смешаны в правильном соотношении. При недостаточном количестве воздуха пламя становится коптящим, светящимся. В этом случае происходит неполное сгорание газа. Если в горелку подается избыток воздуха по сравнению с необходимым для нормального горения количеством, то газ сгорает внутри горелки, при этом возникает свистящий звук, пламя или исчезает, или деформируется. Горелка разогревается сильнее обычного, что может привести к воспламенению резинового шланга и пожару. [c.12]
Высокотемпературная детонация. Такие топлива, как бензол и метан, которые не дают низкотемпературного выступа в опытах, проводимых в стеклянных аппаратах, должны детонировать главным образом по высокотемпературному механизму горения, это заключение подтверждается экспериментальными данными. Так, влияние добавок на склонность этих топлив к детонации в двигателе находится в соответствии с их влиянием на высокотемпературное воспламенение в лабораторных условиях (фиг. 4 и 5). При сгорании бензола перекиси отсутствуют, а при сгорании метана концентрация их очень мала. Малая концентрация перекисей при использовании метана указывает иа то, что в условиях двигателя низкотемпературное их воспламенение заменяется высокотемпературным воспламенением метана. Это подтверждается тем, что очень слабое холодное пламя было обнаружено во вращаемом посторонним мотором двигателе при питании его метаном в определенных условиях. При питании бензолом холодного пламени обнаружено не было. [c.246]
При воспламенении газов (или паров), выходящих через неплотности в соединениях труб, аппаратов и цистерн, через люки и клапаны, а также при разрыве газопроводов необходимо прежде всего прекратить подачу газа и снизить давление Б газопроводе или аппарате. Чем выше давление, тем труднее потушить горящую струю газа. Однако необходимо иметь в виду, что при создании во время горения газа разрежения в трубах или аппаратах происходит засасывание воздуха и образование взрывчатой смеси. Поэтому в аппаратах и трубопроводах необходимо иметь избыточное давление порядка нескольких мм вод. ст., в зависимости от интенсивности горения газа, которая в свою очередь зависит от состава газа (водород, метан и т. п.) и величины отверстий, через которые он выходит. [c.506]
Тушить газы (метан, водород, ацетилен, светильный газ и т. п.) можно при помощи асбестовых покрывал или войлочных кошм, которые набрасывают на место выхода газа и возможно плотнее прижимают к отверстиям или люкам. При этом затрудняется контакт газа с зоной горения, и горение прекращается. Одновременно следует охлаждать струей воды трубы, аппараты, а также места выхода газов с тем, чтобы облегчить тушение и предотвратить повторное воспламенение газа. [c.506]
Пример стабилизации пламени в горелках туннельного типа, работающих на богатых метаном смесях, показывает, что богатые кислородом смеси, обладающие минимальным индукционным периодом воспламенения, являются зоной возникновения пламени в смеси в целом и ответственными за стабилизацию уже возникшего очага горения. [c.117]
В первом и во втором типе реакторов процесс образования ацетилена протекает в факеле горения, поэтому очень важно обеспечить воспламенение газов в начале процесса, а также стабилизацию горящего факела в течение процесса окисления, что можно осуществить различными путями. Не меньшее значение имеет и полное смешение исходных продуктов сгорания с неразложенным в зоне реакции метаном и его нагрев до температуры пиролиза. [c.22]
С точки зрения техники безопасности водород имеет ряд отрицательных овойотв по сравнению с метаном более ииро-кие пределы воспламенения и взрываемости, более низкая энергия воспламенения. Но у него имеется и ряд положительных физико-химических свойсп тепловое излучение пламени у водород невелико, едва достигает фактора в 10 раз меньшего, чем пламя углеводородов. При горении водорода не образуется ядовитой окиси углерода, вызывающей отравление [c.55]
Ацетилен — бесцветный газ со слабым запахом эфира, хорошо горит максимальная температура горения 3150°С —с кислородом и 2350 °С —с воздухом. Характерной особенностью ацетилена в отличие от других горючих газов (метан, водород и др.) является его способг ность к взрывному распаду в отсутствие кислорода при определенных условиях и наличии источника воспламенения. Это делает его особо опасным и при работе требует соблюдения специфических условий. Ацетилено-воз-душные и ацетилено-кислородные смеси могут в определенных условиях детонировать ниже даны пределы детонации таких смесей (в объемн. %) [c.73]
При изучении процесса гашения пламени и поведения пламени вблизи пределов воспламенения особый интерес представляют конфигурации пламен с противотоком, аналогичные тем, что устанавливаются в области торможения двух встречных газовых потоков [82, 83]. Течение в таких пламенах характеризуется наличием градиента скорости во фронте пламени, а сами они весьма удобны для изучения аэродинамического гашения или явления растяжения пламени . На рис. 2.11 и 2.12 показаны возможные случаи пламен с противотоком. На рис. 2.11 изобра- газовых потока с одинаковым составом и одинаковыми по величине н противоположными по направлению скоростями потоки сталкиваются на некоторой плоскости, и устанавливаются два фронта пламени в предварительно перемешанной смеси по обе стороны от плоскости торможения. На рис. 2.12 представлено диффузионное пламя с противотоком в зоне торможения вблизи пористого цилиндра, исследовавшееся экспериментально в работах [84—86]. В набегающий воздушный поток вдувался метан через пористый цилиндр, который располагался таким образом, что его образующая была параллельна свободной линии торможения вблизи поверхности цилиндра. Эта линия лежит в плоскости симметрии, проходящей через точку торможения в пограничном слое, а горение происходит в узкой зоне, состав смеси в которой близок к стехиометрическому. Зона пламени располагается внутри пограничного слоя перед точкой торможения, поэтому существует обратный поток продуктов сгорания в богатую горючим область пламени [86]. [c.114]
chem21.info
Метан температура самовоспламенения — Справочник химика 21
Метан — бесцветный газ, горит почти бесцветным пламенем. С экологической точки зрения является наиболее чистым ископаемым природным энергоресурсом. Теплота сгорания (11910 ккал/кг) и температура самовоспламенения (537°С) выше, чем у более тяжелых алканов (этан — 11300 ккал/кг и 515°С, пропан — 11100 ккал/кг и 466°С соответственно). Не имеет запаха. (Перед пуском в сеть потребителей в него добавляют ничтожную примесь сильнопахнупдих газов — сигнализаторов, обычно из группы меркаптанов). Метан, в отличие от [c.5]Как видно из таблицы, в помещениях, где могут образоваться взрывчатые смеси аммиака или метана, устанавливаемые взрывозащитные светильники и электромоторы могут иметь наибольший зазор защитной щели. Объясняется это тем, что аммиак и метан имеют наиболее высокие по сравнению с другими веществами температуры самовоспламенения. Следовательно, для этих смесей [c.85]
В школьной практике взрывы бывают вызваны чаще всего горением смесей газов или паров горючих и легковоспламеняющихся веществ с воздухом. Чем ниже температура вспышки паров, тем больше опасность взрыва веществ, имеющих очень низкую температуру кипения, как метан, этилен, ацетилен, водород и др. Можно грубо считать, что относительная опасность взрыва обратно пропорциональна величине температуры самовоспламенения. [c.53]
Разделение воздуха осуществляют главным образом глубоким охлаждением, сжижением и последующей ректификацией. Готовой продукцией воздухоразделительных установок являются газообразные и жидкие кислород и азот. На установках высокого давления кроме кислорода получают аргон и неоногелиевую смесь. Жидкий кислород представляет собой прозрачную голубоват/ю быстро испаряющуюся при комнатной температуре жидкость. При испарении 1 л жидкого кислорода при 20 °С и нормальном давлении образуется 860 л газообразного кислорода. Горючие газы (водород, ацетилен, метан и др.) образуют с кислородом взрывчатые смеси. Смазочные масла, а также их пары, при соприкосновении с чистым кислородом способны к самовоспламенению со взрывом. [c.121]
Ароматические углеводороды в газовой фазе окисляются молекулярным кислородом (без катализаторов) хуже парафинов и олефинов, что связано с их более высокой стабильностью. Температура самовоспламенения смеси паров бензола с воздухом находится в пределах 562—645 °С, для парафиновых углеводородов она заметно ниже (534 °С для этана, 475 °С для пентана) исключение составляет только метан, который самовоспламеняется при 695 °С. Недавно было доказано, что температура самовоспламенения зависит, [c.169]
Легковоспламеняющимися считают вещества, способные при температурах производственных помещений быстро воспламеняться даже от малокалорийных источников воспламенения (искры выключателей, реле, контактов и т. п.). К ним относятся горючие газы и аэрозоли, жидкости, имеющие температуру вспышки до 45°, и твердые вещества с температурой самовоспламенения до 150°. Горючие газы (метан, этан, водород, окис углерода и др.) способны образовывать взрывоопасные смеси с воздухом при любой температуре. Такими же свойствами обладают легковоспламеняющиеся жидкости (т. всп. ниже 45°), когда они нагреты выше температуры вспышки. К таким жидкостям относятся бензин, бензол, ацетон, этиловый эфир, метиловый, этиловый, пропиловый и бутиловый спирты и др. [c.161]
Водород, ацетилен и сероуглерод обладают более низкими по сравнению с аммиаком и метаном температурами самовоспламенения, в связи с чем ширина зазора для этих смесей принимается значительно меньше. [c.86]
Наиболее низкую температуру самовоспламенения имеет смесь воздуха с метаном, содержащая 6 объемн. % СНд. [c.26]
Согласно тепловой теории самовоспламенения между давлением и температурой самовоспламенения должна существовать однозначная связь, показанная графически на рис. 27. Оказывается, для некоторых горючих газов (метан, водород, окнсь углерода и др.) в области низких давлений наблюдается более сложная зависимость температуры самовоспламенения от давления. Для этих газов характерно явление верхнего и нижнего пределов самовоспламенения по давлению (полуостров самовоспламенения), как это показано на рнс. 28. [c.82]
Найдя по справочным данным значения температур самовоспламенения горючих компонентов, принимаем максимальное из них за минимальную температуру, которая должна поддерживаться в зоне горения. В данном случае компонентом с наиболее высокой температурой самовоспламенения (650…750 С) является метан. Поэтому температура зоны горения I должна быть не ниже 750 С. [c.434]При температуре реакции 250 °С и полном разложении этилена яа метан и углерод конечная температура достигает 1550°С. Минимальные же температуры самовоспламенения метановоздушной и водородовоздушной смесей составляют соответственно 540 и 400 °С. [c.107]
Исследование самовоспламенения углеводородо-воздушных смесей привело к выводу о глубоком различии и механизме самовоспламенения для углеводородов, детонирующих в двигателе (например, высшие парафины), и углеводородов недетонирующих (например, метан или бензол). Эти различия нагляднее всего выражаются при сопоставлении границ области воспламенения, т. е. предельных значений давлений и температур самовоспламенения (рис. 8). Для недетонирующих углеводородов имеет место нормальное соотношение между предельными давлениями и температурами воспламенения, именно непрерывное повышение предельного давления с понижением температуры воспламенения (кривая А). Для детонирующих углеводородов наблюдается такое же соотношение, но только в интервале достаточно высоких температур п низких давлений (участок 1 — 3 кривой В). Начиная же сточки 3 нормальная зависимость нарушается, и предельное давление понижается с понижением температуры воспламенения в интервале относительно низких температур (участок 3—5 кривой Б). [c.193]
Метан СН4—бесцветный газ, в чистом состоянии обладающий едва ощутимым чесночным запахом. Плотность метана 0,717 кг/л . Темиература кипения метана —161,6°С, температура самовоспламенения 537 С. Метан плохо растворим в воде, горит в воздухе почти бесцветным пламенем, при определенных условиях смеси метана с воздухом способны взрываться. [c.10]
Окисление углеводородов начинается при температурах более низких, чем их температура самовоспламенения. Наиболее устойчивым к окислению по сравнению с другими предельными углеводородами является метан. При окислении образуются промежуточные нестойкие соединения, которые в результате термического воздействия распадаются на более простые химические соеди-4—766 49 [c.49]
Горючие газы (водород, ацетилен, метан и др.) образуют с кислородом сильно взрывчатые смеси. Смазочные масла, а также их пары и продукты разложения способны окисляться при соприкосновении с чистым кислородом, а при определенных условиях и самовоспламеняться со взрывом. Прн повышении дав лени и температуры опасность самовоспламенения и взрыва смесей горючих веществ с кислородом возрастает. [c.12]
Повышение давления интенсифицирует процесс окисления метана, уменьшая время его протекания или начальную температуру. Например, зависимость времени задержки самовоспламенения смеси метан/воздух состава 8,8 1,2 от давления в диапазоне давлений 60-113 атм описывается выражением (рис. 4.2) [22], а десятикратное [c.135]
Более сложной является проблема самовоспламенения. Установлено, что воспламенению смесей метан—кислород предшествует индукционный период, продолжительность которого зависит от температуры. [c.62]В диапазоне воспламенения любой газовоздушной смеси существует минимальная температура, известная как температура самовоспламенения, ниже которой самопроизвольная реакция окисления невозможна. Значения температур воспламенения представлены в табл. 1.2 работы [Harris, 1983], а также в других справочных материалах. Для парафинов диапазон температур самовоспламенения составляет от 214 °С для гептана до 540 °С для метана. Для олефинов (этиленовых углеводородов) температуры самовоспламенения несколько ниже, чем для соответствующих парафинов. Температура воспламенения водорода выше по сравнению с метаном. Известен также такой важный параметр, как минимальная энергия зажигания. Ее значения для парафинов находятся в диапазоне 0,25 — 0,29 МДж, для водорода и ацетилена они значительно меньше — около 0,02 МДж. [c.278]
Наличие двух минимумов у смеси метан — кислород в известной нам литературе не описано и связано, видимо, с изменением механизма иредпламенных реакций при изменении остава горючей смеси. На рис. 2 приведены данные по температуре самовоспламенения для максимально наблюдаемых периодов индукции (т ), причем для различной температуры величина т,- различна. [c.100]
Метан. Пределы взрьшаемости — 5,0-15,0% (об.). Температура самовоспламенения составляет 537 С. [c.177]
Из производных фтора наиболее эффективным окислителем является моноокись фтора (ОГг). Преимуществами ее по сравнению-с фтором являются более высокая температура кипения (—144,8°) и больший удельный вес (1,53), недостатком — исключительно высокая токсичность. Допустимая концентрация паров моноокиси фтора в воздухе составляет 0,00001 мг л [20]. При температуре жидкого-воздуха моноокись фтора представляет желтую с буроватым оттенком жидкость. По сравнению с фтором его мбноокись отличается меньшей химической активностью благодаря высокой энергии активации разложения. При смешении моноокиси фтора с водородом метаном и другими органическими веществами самовоспламенения не происходит [9]. Концентрированные растворы щелочи разрушают ее. [c.671]
Во избежание обратного проскока пламени реакционное про-страцство отделено от зоны смешения горелочным блоком, который играет роль пламягасителя, пока скорость газа достдточно высока. Более сложно предотвратить самовоспламенение. Установлено, что для смесей метан — кислород воспламенению предшествует индукционный период, продолжительность которого зависит от температуры (например, нри 850° С он немного более 0,1 сек). [c.150]
Повышение давления интенсифицирует процесс окисления метана, уменьшая время его протекания или начальную температуру. Например, зависимость времени задержки самовоспламенения смеси метан/воздух состава 8,8 1,2 от давления в диапазоне 60-113 атм описывается выражением Тв р (рис. 7.84), а десятикратное повышение давления в струевом реакторе с 5 до 50 атм приводит к понижению с 500 до 400 °С температуры, при которой достигается полная конверсия метана (рис. 7.85). Однако главным следствием окисления богатых смесей метана при высоких давлениях является высокая селективность образования метанола. Рост давления с 10 до 106 атм в 20 раз увеличивает, а повышение давления с 5 до 50 атм приводит к падению температуры начала регистрации этого продукта с 450 до 375 °С. [c.607]
Мы приняли для энергии активащш обычное ео значение при высокотемпературном самовоспламенении. Однако моншо предполагать, что в некоторых условиях, нанример при использовании смесей с избытком воздуха при наличии сильно нагретых поверхностей в двигателе, могут образовываться в значительных количествах окислы азота N0, резко снижающие энергию активации для высокотемпературного самовоспламенения. Если принять, например, для энергии активации 6 ккал, то мы уже получим для требуемой температуры относительно реальное при высоких степенях сжатия значение Тг 1200° абс. Мы приходим к выводу, что рождение детонации в двигателе возможно п в результате одностадийного самовоспламенения и, следовательно, для горючих, для которых наблюдается только этот тип воспламенения (метан, водород и бензол). Но в этом случае для возникновения детонации необходимо резкое-снижение энергии активации, что в условиях двигателя осуществимо, вероятно, только вследствие образования окислов азота. Таким образом, возникновение детонации этого типа должно быть связано с условиями образования окислов азота. [c.204]
Цетановое число легких углеводородных газов (метан, этан и др.) составляет 3—8 ед., а температура их самовоспламенения — 650—700 °С [6.4—6.5]. Поэтому сжигание природного газа в дизельных двигателях без дополнительного источника воспламенения (свеча зажигания, запальная доза дизельного топлива) теоретически возможно при значительном увеличении степени сжатия (в гипербарных двигателях), но практически трудноосуществимо. С этой точки [c.270]
chem21.info
Свойства метана
Метан горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1м3. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Особую опасность представляет метан, выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горные выработки, а также на угольных обогатительных и брикетных фабриках, на сортировочных установках. Так, при содержании в воздухе до 5–6% метан горит около источника тепла (температура воспламенения 650—750 °С), от 5–6% до 14–16% взрывается, свыше 16% может гореть при притоке кислорода извне. Снижение при этом концентрации метана может привести к взрыву. Кроме того, значительное увеличение концентрации метана в воздухе бывает причиной удушья (например, концентрации метана 43% соответствует 12% O2).
Взрывное горение распространяется со скоростью 500—700 м/сек; давление газа при взрыве в замкнутом объёме равно 1 Мн/м2. После контакта с источником тепла воспламенение метана происходит с некоторым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранительных взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных из-за присутствия метана (главным образом, угольные шахты), вводится т.н. газовый режим.
При 150-200 °С и давлении 30-90 атм метан окисляется до муравьиной кислоты.
Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.
Применение метана
Метан — наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и промышленное топливо и как сырьё для промышленности. Так, хлорированием метана производят метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёххлористый углерод.
При неполном сгорании метана получают сажу, при каталитическом окислении — формальдегид, при взаимодействии с серой — сероуглерод.
Термоокислительный крекинг и электрокрекинг метана— важные промышленные методы получения ацетилена.
Каталитическое окисление смеси метана с аммиаком лежит в основе промышленного производства синильной кислоты. Метан используют как источник водорода в производстве аммиака, а также для получения водяного газа (т. н. синтез-газа): CH4 + H2O → CO + 3H2, применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и др. Важное производное метана — нитрометан.
Метан и парниковый эффект
Метан является парниковым газом. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 23 единицы. Содержание в атмосфере метана росло очень быстро на протяжении последних двух столетий.
Сейчас среднее содержание метана CH4 в современной атмосфере оценивается как 1,8 ppm (parts per million, частей на миллион). И, хотя это в 200 раз меньше, чем содержание в ней углекислого газа (CO2), в расчете на одну молекулу газа парниковый эффект от метана — то есть его вклад в рассеивание и удержание тепла, излучаемого нагретой солнцем Землей — существенно выше, чем от СО2. Кроме того, метан поглощает излучение Земли в тех «окошках» спектра, которые оказываются прозрачными для других парниковых газов. Без парниковых газов — СO2, паров воды, метана и некоторых других примесей средняя температура на поверхности Земли была бы всего –23°C , а сейчас она около +15°C.
Метан высачивается на дне океана через трещины земной коры, выделяется в немалом количестве при горных разработках и при сжигании лесов. Недавно обнаружен новый, совершенно неожиданный источник метана — высшие растения, но механизмы образования и значение данного процесса для самих растений пока не выяснены.
studfiles.net