Технологическая характеристика компонентов газа

1. Метан - простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха. Мало растворим в воде, легче воздуха. Плотность его составляет 0, 72 кг/м³. Отношение его плотности к плотности воздуха равно 0,55. Он нетоксичен, но при больших концентрациях в воздухе вызывает удушье. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. При давлении 0,1 МПа и температуре -162⁰С он сжижается.

2. Этан С₂Н₆ плотность – 1,36 кг/м³, при давлении 0,1 МПа и температуре 20⁰С он может рассматриваться как идеальный газ. Увеличенное содержание этана в составе природного газа повышает его теплоту сгорания, поэтому он является ценным компонентом газообразования топлива.

3. Пропан С₃Н₈ плотность – 2,02 кг/м³. Пропан легко сжижается, температура сжижения при атмосферном давлении -42⁰С. При снижении давления сжиженный пропан легко испаряется, это позволяет хранить и транспортировать его в сжиженном виде при небольшом давлении, а перед использованием регазифицировать и сжигать в газообразном состоянии.

4. Бутан С₄Н₁₀ имеет два изомера н.бутан и изобутан. Оба изомера при давлении 0,1 МПа легко переходят в жидкое состояние, н.бутан при температуре -0,5⁰С, а изобутан при температуре -10,5⁰С, т.е. они легко сжижаются.

5. Азот, его содержание в природных газах составляет 0,5-3%.

6. Диоксид углерода его содержание в природных газах не превышает 1% по объему.

При транспортировке по трубопроводам в природный газ добавляют меркаптаны, обладающие резким запахом, что позволяет легко обнаружить утечку газа, но создает дополнительные трудности при его переработке, так как меркаптаны - серосодержащие соединения, а сера является ядом для всех катализаторов производства аммиака.

Поэтому первичная переработка природного газа должна включать следующие этапы:

1. стандартные процессы осушки (для того, чтобы не образовались газогидратные пробки) и выделения кислых газов СО₂ и H₂S с последующей утилизацией сероводорода;

2. выделение азота и гелия;

3. получение чистого метана;

4. производство С₂-С₅ углеводородов или широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ).

Применение природного газа

Природный газ является важным сырьем для химической промышленности - 1. получение синтез-газа;

2. прямое каталитическое превращение метана в этилен - окислительная конденсация метана;

3. прямое каталитическое окисление метана в кислородсодержащие продукты - спирты и формальдегид.

Используется главным образом как топливо для обогрева помещений, обеспечения работы электростанций, промышленного оборудования. В небольших количествах метан используют в металлургической промышленности как восстановитель.

Физиологическое действие метана

Физиологическое действие метан не оказывает и неядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови). Погибнуть человеку в воздухе с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки удушья (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку).

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м³.