Опасные свойства природных газов
Опасным свойством природных газов является их токсичность, зависящая от состава газов, способности их при соединении с воздухом образовывать взрывоопасные смеси, воспламеняющиеся от электрической искры, пламени и других источников огня.
Чистые метан и этан не ядовиты, но при недостатке кислорода в воздухе вызывают удушье.
Взрываемость. Природные газы при соединении с кислородом воздуха образуют горючую смесь, при наличии источника огня. Температура воспламенения природных газов тем меньше, чем выше молекулярная масса. Газы взрываются только при определенных концентрациях газа в газовоздушной смеси - от низшего предела взрываемости до высшего предела взрываемости. Газовоздушная смесь, в которой содержится газа меньше нижнего предела воспламеняемости, не горит и не взрывается. Смесь, в которой содержание газа больше верхнего предела воспламеняемости, то не горит, но может гореть при подводе извне тепла. С повышением давления газовоздушной смеси пределы ёе воспламеняемости сближаются.
В таблице 6 приведены значения температуры и пределов воспламеняемости горючих газов.
Таблица 6. Температуры воспламенения и пределы воспламеняемости (взрываемости) горючих газов в смеси с воздухом
Газы |
Температура воспламенения, 0С |
Пределы воспламеняемости при температуре 20 0С и давлении 760 мм. рт. ст. (процент объёмный газа в газовоздушной смеси) |
|
нижний |
верхний |
||
Бутан (нормальный) |
430 |
1,7 |
8,5 |
Бутилен |
445 |
1,7 |
9,9 |
Водород |
510 |
4,0 |
75,0 |
Метан |
650 |
5,0 |
15,0 |
Окись углерода |
610 |
12,5 |
75,0 |
Пропан |
500 |
2,0 |
9,5 |
Пропилен |
455 |
2,0 |
9,7 |
Этан |
530 |
3,1 |
12,5 |
Этилен |
510 |
3,0 |
28,6 |
Пределы воспламеняемости смеси, состоящей из нескольких горючих газов, зависят от пределов воспламеняемости составных частей смеси и могут быть приближенно определены по формуле Ле - Шателье:
(6)
где Псм – предел воспламеняемости (нижний или верхний) смеси, объёмный процент;
a, b, c, d – содержание отдельных горючих составных частей в смешанном газе, объёмный процент;
A, B, C, D – значения пределов воспламеняемости (соответственно верхнего или нижнего, в зависимости от того, какой их них определяется) каждой отдельной составляющей части газа (согласно таблицы 6).
Для газов, содержащих значительное количество негорючих компонентов (СО2, N2), формула (6) не обеспечивает достаточно точных результатов. В этих случаях пределы воспламеняемости газов определяют опытным путем.
Сжиженные углеводородные газы помимо взрывоопасности и удушающих свойств обладают опасными специфическими свойствами:
- они находятся у потребителей в резервуарах и баллонах в жидком виде, повышение температуры в которых может вызвать значительное повышение давления, следствием чего могут быть разрывы сосудов. В результате разрывов происходит быстрое истечение и испарение газа. Распространяющийся газ может воспламениться, вызвать пожар и разрывы других баллонов и резервуаров вследствие нагрева;
- в жидком состоянии сжиженные газы обладают весьма высоким коэффициентом теплового расширения. Поэтому очень опасно переполнять баллоны и резервуары, так как сильно расширяющаяся жидкость может вызвать разрывы с теми же опасными последствиями, какие указаны выше;
- вытекающая при утечках и разрывах жидкая фаза углеводородов быстро испаряется. При этом возникает сильное охлаждение, могущее вызвать обморожение людей;
- движение сжиженных углеводородов и энергичное их перемешивание вызывают электризацию, причем заряды статического электричества могут достигать 3000 в. Столь высокие потенциалы могут вызвать электрические разряды, которые в свою очередь могут повлечь за собой воспламенения и взрывы.