• بازدید : 39 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

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 مي نامند حد پايين اشتعال گاز طبيعي و ۵ درصد و حد بالاي 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(۵-۱) مشخصات گاز طبیعی خط  لوله است وسپس هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن  بطور مختصر توضیح داده شده است.

جدول (۵-۱) مشخصات گاز طبیعی

درصد مولکولی اجزاء تشکیل دهنده ردیف
۸۴٫۵۵ متان ۱
۸٫۱۸ اتان ۲
۴٫۴۰ پروپان ۳
۰٫۴۹ ایزو بوتان ۴
۱٫۰۳ نرمال بوتان ۵
۰٫۲۱ ایزو پنتان ۶
۰٫۱۷ نرمال پنتان ۷
ناچیز هگزان و مواد سنگین تر ۸
۰٫۴۰ انیدرید کربنیک ۹
۰٫۵۷ ازت ۱۰
۱۰۰٫۰۰ جمع کل ۱۱
جدول ( ۵-۲) سایر ترکیبات و مشخصات فیزیکی


سایر تر کیبات و مشخصات فیزیکی
۲٫۱ ppm هیدروژن سولفوره
۱٫۸ ppm مر کاپتان
۱۱ EBS/MM.CF آب موجود
۱۹٫۴۱ وزن مولکولی
۰٫۶۷۲ 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 ۵ اتم هیدروژن همپوشانی نمایند و بنابراین قویترین پیوند را بوجود آورند، هسته هر کدام از هیدروژنها ، بایستی در گوشه این چهار وجهی قرار بگیرد. 
منبع متان 
متان ، محصولی متلاشی شدن ناهوازی (بدون هوا) گیاهان یعنی شکستن بعضی از مولکولهای خیلی پیچجیده می باشد. همچنین تشکیل دهنده قسمت اعظم (حدود ۷۹%) گاز طبیعی است. متان ، گاز آتشگیر خطرناک معادن زغال سنگ و به صورت جبابهای گاز از سطح مرداب‌ها خارج می‌شود.
اتان
اتان،  C2H6 از نظر اندازه بعد از متان است. اگر اتمهای این مولکول   را بر ( براي هر كربن با پيوند هاي كووالانسي ها به هم متصل كنيد . ساحتمان زير حاصل مي شود . هر كربن به سه هيدروژن ويك كربن ديگر متصل است .  از آنجا که هر کربن به چهار اتم  متصل شده است، 
اوربیتالهای پیوندی آن اوربيتال SP3 به سمت گوشه‌های یک چهاروجهی هدایت می‌شوند. همچون در متان، پیوندهای کربن-هیدروژن از همپوشانی اوربیتالهای SH3 با اوربیتالهای S     هیدروژن نتیجه می‌شوند. پیوند کربن – کربن از از همپوشانی دو اوربیتال  SP3                حاصل می گردد.
بنا بر این زوایای پیوند و طول پیوندهای کربن هیرروژن  در اتان بایستی بسیار  شبیه متان  یعنی به ترتیب در حدود و باشد پراش الکترونی و مطالعات طیف سنجی این ساختان  را از هر جهت تائید می کند.و این اندازه ها را  برای هر مولکول به دست می‌دهد.زاویة پیوند و و طول CH، طول C-C ، مطالعات مشابه نشان داده است که این مقادیر، با جزئی اختلاف ، تقریباً ازویژگی های پیوند کربن –هیدروژن و کربن-کربن آلکان ها است.
پروپان
پروپان یک گاز پر انرژی با فرمول شیمیایی C3H8  است و یکی از گاز های متراکم نفتی که حاوی مواد قابل اشتعال می باشد. این گاز بصورت نفت یا مواد خام دیگر برای تهیه مواد شیمیایی بکار می رودو در ترکیبات گاز طبیعی و نفت یافت می شود.
مقدار پروپانی که از گاز طبیعی و نفت تولید می شود به یک اندازه است.این گاز در فشارهای بالا ودماهای پایین مایع می شودزیرا پروپان ۲۷۰ مرتبه متراکم شده تر از مایع است.پروپان بصورت مایع ذخیره میشود و سپس حمل است.البته پس از اینکه شیر تانکر باز شود دوباره به حالت گاز بر می گردد و یا وقتی به فشار معمولی بر گردد به گاز تبدیل می شود.
 
تفاوت ایزو و نرمال:
ایزو دارای شاخه ی فرعی است در حالی که نرمال به صورت خطی رسم می شود آلکان های دارای  شاخه ی فرعی با زده   حرارتی بالاتری   و سوخت عالی تری دارند و هر چه نوع کربن افزایش پیدا کند فعالیت آن هم افزایش پیدا می کند مثلاً فعالیت کربن نوع سوم در ایزو بوتان بیشتر از فعالیت نوع دوم در نرمال بوتان است.
هگزان
                                        
این ترکیب آلی دارای فرمول شیمیایی  C6H14است و از ویژگی های آن,  این است که بشدت آتشگیر و سوزش آور بوده و برای محیط زیست بسیار خطرناک می باشد. 

آلکانی بی رنگ و مایع بوده که نقطه ذوب آن ۹۴٫۳ ودارای چگالی ۰٫۶۳ می باشد.

نیتروژن

عدد اتمی آن ۷ است. نیتروژن معمولاً به صورت یک گاز،غیر فلز، دو اتمی بی اثر، بی رنگ، بی مزه و بی بو است که ۷۸% جو زمین را در بر گرفته و عنصر اصلی در بافتهای زنده است. نیتروژن ترکیبات مهمی مانند آمونیاک اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.

عتیقه زیرخاکی گنج