Предел взрываемости природного газа. Физические свойства газа

Под природным газом понимают целую смесь газов, которые образуются в недрах земли впоследствии анаэробного разложения органических веществ. Он является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Природный газ залегает в недрах планеты. Это могут быть отдельные скопления или газовая шапка на нефтяном месторождении, однако может быть представлен в виде газогидратов, в кристаллическом состоянии.
предел взрываемости природного газа

Опасные свойства

Природный газ знаком практически всем жителям развитых стран, и еще в школе дети изучают правила пользования газом в быту. А между тем взрывы природного газа - не редкость. Но и помимо этого, существует целый ряд угроз, исходящих от столь удобных приборов, работающих на природном газе.


Природный газ токсичен. Хотя этан и метан в чистом виде неядовиты, при насыщении ими воздуха человек будет испытывать удушье из-за недостатка кислорода. Особенно это опасно ночью, во время сна.

физические свойства газа

Предел взрываемости природного газа

При контакте с воздухом, а точнее с его составляющей - кислородом, природные газы способны образовать легковоспламеняемую детонирующую смесь, которая может вызвать взрыв большой силы даже от малейшего источника огня, например, искры от проводки или пламени спички, свечи. Если масса природного газа относительно невысока, то и температура воспламенения не будет высокой, а вот сила взрыва зависит от давления получившейся смеси: чем выше давление газовоздушного состава, тем с большей силой он взорвется.

Однако практически все люди хотя бы раз в жизни сталкивались с некоторой утечкой газа, обнаруживаемой по характерному запаху, и тем не менее никаких взрывов не происходило. Дело в том, что взорваться природный газ может только при достижении определенных пропорций с кислородом. Есть низший и высший предел взрываемости.


Как только достигнут низший предел взрываемости природного газа (для метана это 5%), то есть концентрации, достаточной для начала реакции горения, может произойти взрыв. Уменьшение концентрации устранит возможность возгорания. Превышение высшей отметки (15% для метана) так же не позволит начаться реакции горения, ввиду недостатка воздуха, а точнее - кислорода.

Предел взрываемости природного газа возрастает при повышении давления смеси, а также в случае, если смесь содержит инертные газы, например азот.

Давление природного газа в газопроводе может быть различным, от 0,05 кгс/см2 до 12 кгс/см2.

правила пользования газом в быту

Разница между взрывом и горением

Хотя на первый взгляд кажется, что взрыв и горение - несколько разные вещи, на самом деле эти процессы однотипны. Единственное их различие - это интенсивность протекания реакции. Во время взрыва в помещении или любом другом замкнутом пространстве реакция протекает невероятно быстро. Детонационная волна распространяется со скоростью, в несколько раз превышающую скорость звука: от 900 до 3000 м/с.

Так как метан, используемый в бытовом газопроводе, - газ природный, объем кислорода, необходимый для воспламенения, также подчиняется общему правилу.

Максимальная сила взрыва достигается в случае, если присутствующего кислорода теоретически достаточно для полного сгорания. Также должны присутствовать и остальные условия: концентрация газа соответствует пределу воспламенения (выше низшего предела, но ниже высшего) и присутствует источник огня.


Струя газа без примеси кислорода, то есть превышающая высший предел воспламенения, поступая в воздух, будет гореть ровным пламенем, фронт горения распространяется со скоростью 0,2-2,4 м/с при нормальном атмосферном давлении.

воспламенение природного газа

Свойства газов

Детонационные свойства проявляются в углеводородах парафинного ряда от метана до гексана. Строение молекул и молекулярная масса определяют их октановое число: детонационные свойства падают с уменьшением молекулярной массы, а октановое число увеличивается.

В состав природного газа входит несколько углеводородов. Первый из них - метан (химическая формула CH4). Физические свойства газа таковы: бесцветен, легче воздуха и не имеет запаха. Он достаточно горюч, но тем не менее довольно безопасен в хранении, в случае, если полностью соблюдена техника безопасности. Этан (C2H6) также не имеет цвета и запаха, но немного тяжелее воздуха. Он горюч, но не используется в качестве топлива.

Пропан (C3H8) - ядовитый газ без цвета и запаха, способен сжижаться при небольшом давлении. Это полезное свойство позволяет не только безопасно транспортировать пропан, но и выделять его из смеси с другими углеводородами.

Бутан (C4H10): физические свойства газа близки к пропану, однако его плотность выше, а по массе бутан вдвое тяжелее воздуха.

Знакомые всем

Углекислый газ (CO2) тоже входит в состав природного. Физические свойства газа знают, пожалуй, все: не имеет запаха, но характерен кислым привкусом. Он входит в ряд газов с самой маленькой токсичностью и является единственным (за исключением гелия) негорючим газом в составе природного.

Гелий (He) - очень легкий газ, второй после водорода, бесцветен и не имеет запаха. Он очень инертен и в обычных условиях не способен реагировать с каким-либо веществом, не участвует и в процессе горения. Гелий безопасен, нетоксичен, при повышенном давлении, наряду с другими инертными газами, вводит человека в состояние наркоза.

Сероводород (H2S) - газ без цвета с характерным запахом тухлых яиц. Тяжелый и очень ядовитый, может вызвать паралич обонятельного нерва даже при незначительной концентрации. К тому же предел взрываемости природного газа очень широк, от 4,5% до 45%.

газ природный объем

Похожие газы

Есть еще два углеводорода, которые по применению близки к природному газу, но в его состав не входят. Этилен (C2H4) - близкий по свойствам к этану, обладающий приятным запахом и не имеющий цвета газ. От этана его отличает меньшая плотность и горючесть.

Ацетилен (C2H2) - бесцветный взрывоопасный газ. Он очень горюч, взрывается, если произошло сильное сжатие. Ввиду этого ацетилен опасно использовать в быту, в основном же используется при сварочных работах.

давление природного газа

Применение углеводородов

Как горючее в бытовых газовых приборах используется метан.

Пропан и бутан служат топливом для автомобилей (например, гибридных), а в сжиженном виде пропаном заправляют зажигалки.

А вот этан редко используют как горючее, его основное назначение в промышленности - получение этилена, который производится на планете в огромных количествах, ведь именно он является сырьем для полиэтилена.

Ацетилен служит для нужд металлургии, с его помощью достигаются высокие температуры для сварки и резки металлов. Так как он крайне горюч, его невозможно использовать в качестве топлива, и при хранении газа обязательно строгое соблюдение условий.

Хотя сероводород и токсичен, в крайне малых количествах он применяется в медицине. Это так называемые сероводородные ванны, действие которых основано на антисептических свойствах сероводорода.

Основное полезное свойство гелия - его небольшая плотность. Этим инертным газом пользуются при полетах на аэростатах и дирижаблях, им заполняют летучие воздушные шарики, популярные среди детей. Воспламенение природного газа невозможно: гелий не горит, поэтому можно без боязни нагревать его над открытым огнем. Водород, соседствующий с гелием в таблице Менделеева, еще легче, однако легко воспламеняется. Гелий является единственным газом, не имеющим твердой фазы ни при каких условиях.

масса природного газа

Правила пользования газом в быту

Каждый человек, пользующийся газовыми приборами, обязан проходить инструктаж по технике безопасности. Первое правило - следить за исправностью приборов, периодически проверять тягу и дымоход, если в приборе предусмотрено отведение продуктов сгорания. После выключения газового прибора нужно закрывать краны и перекрывать вентиль на баллоне, если имеется таковой. В случае, если внезапно прервалась подача газа, а также при выявлении неисправностей нужно немедленно звонить в газовую службу.

Если в квартире или другом помещении чувствуется запах газа, необходимо сразу же прекратить какое бы то ни было использование приборов, не включать электроприборы, открыть окно или форточку для проветривания, затем покинуть помещение и вызвать аварийную службу (телефон 04).

Правила пользования газом в быту важно соблюдать, ведь малейшая неисправность может привести к плачевным последствиям.

Пропан: химические свойства, строение, получение, использование
В статье описывается такое органическое вещество как пропан: его строение, получение в промышленности и в лаборатории, физические свойства и различные области его применения. Очень подробно разбираются химические свойства пропана.
далее
Гремучий газ - польза или вред? Состав, формула расчета, использование
В начале изучения такого предмета, как химия, самое интересное — это проводить опыты, а если эти опыты еще и сопровождаются небольшим эффектным взрывом, то восторг вообще сложно сдержать. При слове "взрыв" возникают разные ассоциации, и ...
далее
Какой газ используется в квартире - природный или сжиженный?
Природный газ, на котором работают кухонные плиты в наших домах, существенно облегчает жизнь. Оценить все преимущества такого топлива можно, лишь перебравшись в жилье, где приготовление пищи и обогрев помещений происходит на печном топливе. Какой ...
далее
Самый тяжелый газ. Радиоактивный газ радон: свойства, характеристики, ...
Газ – одно из агрегатных состояний вещества. Газы присутствуют не только в воздухе на Земле, но и в космосе. Они ассоциируются с легкостью, невесомостью, летучестью. Самым легким является водород. А какой газ самый тяжелый? Давайте выясним это.
далее
Узнаем чем опасны газоопасные работы?
Мы привыкли пользоваться газом, не задумываясь о его опасности. Между тем, он обладает сокрушительной силой, способной нанести непоправимый урон.
далее
Газовые горелки: классификация, характеристики и специфические особенности
Газовое оборудование требует правильного выбора и установки, которая должна соответствовать принятым нормам. В этом случае оно будет работать правильно. Чтобы выбрать оптимальный тип подобных аппаратов, необходимо рассмотреть классификацию газовых горелок. Существует несколько основных характеристик, по которым отличается это оборудование. Виды газовых горелок будут рассмотрены в статье.
далее
Газовые горелки: классификация, характеристики и специфические особенности
Основные разновидности газов
Природе известно три основных состояния: твердое, жидкое и газообразное. Практически любая жидкость может обрести каждое из оставшихся двух. Многие твердые тела при плавке и испарении или сгорании могут пополнить содержимое воздуха. Но не каждый газ может стать компонентом твердых материалов или жидкостей. Известны разные виды газов, которые отличаются между собой по свойствам, происхождению и особенностям применения.
далее
Основные разновидности газов
Физико-химические свойства природного газа. Добыча и использование природного газа
Физико-химические свойства природного газа, его добыча и месторождения. Виды природного газа, состав и качество. Основные области использования природного газа.
далее
Физико-химические свойства природного газа. Добыча и использование природного газа
Температура огня разных источников пламени
Метафоры "огонь в глазах" и "горячее сердце" подразумевают безопасное изменение температуры отношений. Реальным огнём можно не только опалить тело, но и превратить в золу вещи, предметы, жилище. Есть ли различие в температуре огня спички, газовой плиты, костра?
далее
Температура огня разных источников пламени
Что это - взрыв? Понятие и классификация взрывов
Что такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния взрывчатого вещества, при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.
далее
Что это - взрыв? Понятие и классификация взрывов