گاز طبیعی
گاز طبیعی که بیشتر از گاز متان (CH4 ) تشکیل می‌شود مانند هر ماده دیگر دارای ده‌ها خصوصیت فیزیکی و شیمیائی است اما از آنجا که بحث ما در زمینه ایمنی است لذا در اینجا فقط به آن دسته از خواص گاز طبیعی میپردازیم که از نظر ایمنی اهمیت بیشتری دارند. سایر اجزاء تشکیل دهنده گاز طبیعی ، شامل گازهای اتان ، پروپان، بوتان و ئیدرو کربورها ی سنگین تر میباشند. در این میان گاز اتان درصد قابل ملاحظه‌ای ( تا حدود ۱۰٪ یا کمی بالاتر)را تشکیل می‌دهد. حال آنکه گازهای سنگین تر اجزای بسیار کوچکی را در ترکیب گاز طبیعی شامل می‌شوند همچنین عناصری از قبیل H2S,CO2,N2 نیز همراه گاز طبیعی یافت می شود و بالاخره آب که همیشه با گاز طبیعی استخراج شده از مخازن همراه است. در پالایشگاه و واحدهای نم زدائی ، ترکیبهای مزاحم که سبب پائین آوردن ارزش حرارتی گاز شده و مشکلاتی در انتقال و مصرف گاز بوجود میآورند، از گاز طبیعی تفکیک و سپس به خطوط انتقال تحویل می‌شود.
چگالی گاز طبیعی
چگالی گاز متان ۵۵ صدم است ، ولی با توجه به ترکیبات سنگینتر همراه گاز طبیعی ، چگالی آن میتواند به حدود ۶۵صدم نیز برسد. بنا بر این گاز طبیعی از هوا سبکتر بوده و در صورت نشت از خطوط لوله و یا سایر اجزاء شبکه گاز و یا لوله کشی وسائل گاز سوز در منازل بسمت بالا حرکت می‌کند و در مکانهای مسقف قسمت زیادی از گاز نشت شده در زیر سقف تجمع می‌کند.
سوختن گاز طبیعی
گاز طبیعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد ، با شعله آبی میسوزد ودر غیر اینصورت شعله‌های قرمز ، نارنجی ،زرد یا سبز حاصل خواهد شد.
ارزش حرارتی گاز طبیعی
هر متر مکعب گاز طبیعی بصورت متوسط ده هزار کیلو کالری ارزش حرارتی دارد ، امّا این مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقیق گاز طبیعی هر میدان گازی ، تابع ترکیبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبیعی بیشتر باشد ارزش حرارتی آن پائین تر است . ارزش یک متر مکعب گاز طبیعی در شرایط استاندارد تقریباً به اندازه یک لیتر بنزین می باشد.مصرف یک بخاری گازی در هر ساعت از نیم تا یک و نیم متر مکعب گاز طبیعی می باشد.
قابلیت اشتعال گاز طبیعی
قابلیت اشتعال گاز طبیعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می‌افتد که این محدوده را محدوده «قابلیت اشتعال »می نامند مرز پائین این محدوده را اشتعال L.E.L و مقدار بالای این محدوده را ، حد بالای اشتعال L.H.L می نامند حد پایین اشتعال گاز طبیعی و 5 درصد و حد بالای آن ۱۵ درصد میباشد . بهترین حالت برای اشتعال گاز طبیعی نسبت ۱۰ درصد گاز با هواست که همان نسبتی است در فرمول ترکیب متان و اکسیژن (هوا) دیده می‌شود .
CH۴+۲O۲ = CO۲+۲H۲O+ ۱۰۰۰۰ Kcal/m۳
همانطور که واکنش فوق نشان می‌دهد یک حجم متان برای سوخت کامل نیاز به ۲ حجم اکسیژن دارد و با توجه به اینکه یک حجم اکسیژن تا حدودی در ۵ حجم هوا موجود است . بنا بر این می توان گفت که یک حجم متان نیاز به ۱۰حجم هوا دارد که تا حدودی همان نسبت یک به ۱۰ و یا ده درصد است . البته برای سوختن کامل نیاز به ۲۰ الی ۳۰ درصد هوای اضافی داریم ولی در انفجارها هر چه به نسبت ۱۰ درصد گاز در هوا نزدیک تر باشیم انرژی حاصل از انفجار بیشتر است .
جدول زیر(5-1) مشخصات گاز طبیعی خط لوله است وسپس هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن بطور مختصر توضیح داده شده است.
جدول (5-1) مشخصات گاز طبیعی
|
درصد مولکولی
|
اجزاء تشکیل دهنده
|
ردیف
|
|
84.55
|
متان
|
1
|
|
8.18
|
اتان
|
2
|
|
4.40
|
پروپان
|
3
|
|
0.49
|
ایزو بوتان
|
4
|
|
1.03
|
نرمال بوتان
|
5
|
|
0.21
|
ایزو پنتان
|
6
|
|
0.17
|
نرمال پنتان
|
7
|
|
ناچیز
|
هگزان و مواد سنگین تر
|
8
|
|
0.40
|
انیدرید کربنیک
|
9
|
|
0.57
|
ازت
|
10
|
|
100.00
|
جمع کل
|
11
|
جدول ( 5-2) سایر ترکیبات و مشخصات فیزیکی
|
|
سایر تر کیبات و مشخصات فیزیکی
|
|
2.1 ppm
|
هیدروژن سولفوره
|
|
1.8 ppm
|
مر کاپتان
|
|
11 EBS/MM.CF
|
آب موجود
|
|
19.41
|
وزن مولکولی
|
|
0.672
|
وزن مخصوص نسبت به هوا
|
متان
ساده ترین عضو خانواده آلکانها و در واقع ، یکی از ساده ترین ترکیبات آلی ، متان CH4 است. تمام آنچه که در مورد CH4 وجود دارد، می‌توان با اختلافات کمی در مورد سایر آلکانها نیز بکاربرد.
ساختمان متان
در متان ، هر یک از چهار اتم هیدروژن بوسیله یک پیوند کووالانسی به اتم کربن متصلند که این عمل ، با به اشتراک یک زوج الکترون انجام می‌شود. هنگامی که کربن به چهار اتم دیگر متصل شود، اوربیتالهای پیوندی (اوربیتالهای SP3 که از همپوشانی یک اوربیتال S و سه اوربیتال P تشکیل می‌شوند) به گوشه های یک چهار وجهی هدایت می‌شوند.
این آرایش چهار وجهی ، آرایشی است که اجازه می‌دهد اوربیتالها تا حد امکان از یکدیگر فاصله بگیرند. برای اینکه هر کدام از این اوبیتالها بتوانند به نحو موثری با اوربیتال کروی 5 اتم هیدروژن همپوشانی نمایند و بنابراین قویترین پیوند را بوجود آورند، هسته هر کدام از هیدروژنها ، بایستی در گوشه این چهار وجهی قرار بگیرد.
جهت دریافت فایل کامل لطفا آن را خریداری نمایید