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工业使用燃气方面的知识

发布时间:2016-11-23

    氩气,二氧化碳,氧气,丙烷,乙炔等气体在工业中使用应注意什么,都是什么气体,是不助燃,还是可燃的, 在什么情况下会发生危险,应该怎样保管?
氩气, 惰性气体
二氧化碳, “惰性”气体,阻燃气体
氧气, 助燃 高压密封
丙烷, 可燃 高压密封
乙炔, 可燃 高压密封
中文名称: 丙烷  

英文名称: propane  

CAS No.: 74-98-6  

分子式: C3H8  
分子结构: C原子以sp3杂化轨道成键、分子为非极性分子。

分子量: 44.10 

理化特性

搜索主要成分: 纯品 

外观与性状: 无色气体,纯品无臭。 

熔点(℃): -187.6 

沸点(℃): -42.1 

相对密度(水=1): 0.58(-44.5℃) 

相对蒸气密度(空气=1): 1.56 

饱和蒸气压(kPa): 53.32(-55.6℃) 

燃烧热(kJ/mol): 2217.8 

临界温度(℃): 96.8 

临界压力(MPa): 4.25 

闪点(℃): -104 

引燃温度(℃): 450 

爆炸上限%(V/V): 9.5 

爆炸下限%(V/V): 2.1 

溶解性: 微溶于水,溶于乙醇、乙醚。 

主要用途: 用于有机合成。 可作生产乙烯和丙烯的原料或炼油工业中的溶剂;丙烷、丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料,即液化石油气。

健康危害: 本品有单纯性窒息及麻醉作用。人短暂接触 1%丙烷,不引起症状;10%以下的浓度,只引起轻度头晕;接触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失;极高浓度时可致窒息。  

燃爆危险: 本品易燃。 

危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 

化学性质: 在低温下容易与水生成固态水合物,引起天然气管道的堵塞。丙烷在较高温度下与过量氯气作用,生成四氯化碳和四氯乙烯 Cl2C=CCl2 ;在气相与硝酸作用,生成1-硝基丙烷 CH3CH2CH2NO2、2-硝基丙烷  (CH3)2CHNO2、硝基乙烷CH3CH2NO2和硝基甲烷CH3NO2的混合物。上丙烷可从油田气和裂化气中分离得到。
二氧化碳基本信息

【相对分子量或原子量】44.01
【密度】1.977,相对密度1.53(空气=1.00)
【熔点(℃)】-56.6(5270帕)
【沸点(℃)】-78.48(升华)
【性状】
    无色无臭气体,有酸味。
【溶解情况】
    溶于水,部分生成碳酸。
【用途】
    气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。
【制备或来源】
    可由碳在过量的空气中燃烧或使大理石、石灰石、白云石煅烧或与酸作用而得。是石灰、发酵等工业的副产品。
【其他】

C原子以sp杂化轨道形成σ键。分子形状为直线形。
    能被液化成液体二氧化碳,相对密度1.101(-37℃),沸点-78.5℃(升华)。液态二氧化碳蒸发时吸收大量的热而凝成固体二氧化碳,俗称干冰。
                                   
二氧化碳,化学式为CO2,碳氧化物之一,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,微溶于水,并生成碳酸。(碳酸饮料基本原理)
固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞美中用于制造烟雾。
二氧化碳不参与燃烧,密度比空气略大,所以也被用作灭火剂。
二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。
空气中含有约1%二氧化碳,但由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响,近年来二氧化碳含量猛增,导致温室效应,全球气候变暖,冰川融化,海平面升高.......旨在遏止二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效,有望通过国际合作遏止温室效应。   
、二氧化碳在焊接领域应用广泛,如:二氧化碳气体保护焊,是目前生产中应用最多的方法

固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞美中用于制造烟雾。

二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度比空气略大,所以也被用作灭火剂。

二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。

空气中含有约0.03%二氧化碳,但由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响,近年来二氧化碳含量猛增,导致温室效应,全球气候变暖,冰川融化,海平面升高.......旨在遏止二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效,有望通过国际合作遏止温室效应。

二氧化碳密度为1.977克/升,熔点-56.6℃(226.89千帕——5.2大气压),沸点-78.5℃(升华)。临界温度31.1℃。常温下7092.75千帕(70大气压)液化成无色液体。液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒、但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。

二氧化碳与水反应所生成的酸性物质能使紫色石蕊变红。加热变红的紫色石蕊后又能变回紫色。

因此,二氧化碳与水反应会生成酸性物质。 

素名称:氧 (O2)
元素原子量:16.00 
晶体结构:晶胞为简单立方晶胞。
声音在其中的传播速率:(m/S)
330

原子体积:(立方厘米/摩尔)

14.0

元素在太阳中的含量:(ppm) 
9000

地壳中含量:(ppm)
474000

氧化态:
Main  O-2 

Other  O-1, O0, O+1, O+2 

化学键能: (kJ /mol) 
146  O-O 
498  O=O 
200  O-N 
360  O-C 
743  O=C 

电离能 (kJ/ mol)  
M - M+ 1313.9 
M+ - M2+ 3388.2 
M2+ - M3+ 5300.3 
M3+ - M4+ 7469.1 
M4+ - M5+ 10989.3 
M5+ - M6+ 13326.2 
M6+ - M7+ 71333.3 
M7+ - M8+ 84076.3 

晶胞参数:
a = 540.3 pm 
b = 342.9 pm 
c = 508.6 pm 
α = 90° 
β = 132.530° 
γ = 90° 

热导率: W/(m·K)
26.58 

元素类型:非金属 
发现人:舍勒、普利斯特里 
发现年代:1773至1774年 
发现过程:  1774年,英国的普利斯特里,在玻璃容器中加热氧化汞而得;1773年,瑞典的舍勒分解硝酸盐和利用浓硫酸与二氧化锰作用亦制得氧。 
元素描述: 
通常条件下呈无色、无臭和无味的气体。密度1.429克/升,1.419克/厘米3(液),1.426克/厘米3(固)。熔点-218.4℃,沸点-182.962℃,化合价一般为0和-2。电离能为13.618电子伏特。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O2.H2O和O2.2H2O,后者较不稳定。氧气在空气中的溶解度是:4.89毫升/100毫升水(0℃),是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20.946%体积的氧;水有88.81%重量的氧组成。除了O16外,还有O17和O18同位素。 
元素来源: 
实验室制氧可在玻璃容器中加热氧化汞或分解硝酸盐和利用浓硫酸与二氧化锰作用亦制得氧。实验室中通常用加热高锰酸钾的方法制取氧气,还可用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气;用催化剂催化双氧水分解也可方便地制取氧气。大规模地生产氧而且对纯度要求不高时使用空气的液化和分馏来进行的,少量氧或纯度较高的氧由电解水制取。 
元素用途: 
氧被大量用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程中;液体氧是一种制冷剂,也是高能燃料氧化剂。它和锯屑、煤粉的混合物叫液氧炸药,是一种比较好的爆炸材料,氧与水蒸气相混,可用来代替空气吹入煤气气化炉内,能得到较高热值的煤气。液体氧也可作火箭推进剂;氧气是许多生物过程的基本成分,因此氧也就成了担负空间任何任务是需要大量装载的必需品之一。医疗上用氧气疗法,医治肺炎、煤气中毒等缺氧症。石料和玻璃产品的开采、生产和创造均需要大量的氧。 
元素辅助资料: 
氧气是空气的主要组成部分。许多氧化合物,例如硝酸钾、氧化汞等在加热后都会放出氧气。氧是所有元素在地壳中含量最大的。这些都说明,氧气很早就可能被人们取得。但由于氧气是在平常状态下以气体状况存在,和可接触到的、可见的固体、液体不同,使人们单纯用直觉观察,是不能认清它的。 
从16世纪开始,在西欧,不少研究者们对加热含氧化合物获得的气体,对空气在物质燃烧和动物呼吸中所起的作用,进行了初期的科学的化学实验,从而才发现了氧气。也就是在人们正确认识到燃烧现象,发现氧气后,才彻底推翻了燃素说。 
拉瓦锡通过实验确定了空气中促进物质燃烧的气体物质是一种元素,称它为oxygène(法文,英文为oxygen)。这一词来自希腊文oxys(酸)和gene(产、生、源),即“酸之源”的意思。空气中的另一部分称为azote,来自希腊文a(没有)和zoe(生命),是“不能维持生命”的意思。 
“oxygen”,我们今天称为氧。它的拉丁名称是oxygenium,元素符号为O 
元素名称:氩

元素读音:yà

元素符号:Ar

元素原子量:39.95

原子体积:(立方厘米/摩尔)

23.9

元素在太阳中的含量:(ppm) 
70

元素在海水中的含量:(ppm)
0.45

地壳中含量:(ppm)
1.2

元素类型:非金属元素

质子数:18

中子数:22

原子序数:18

所属周期:3

所属族数:0

电子层分布:2-8-8

晶体结构:晶胞为面心立方晶胞。

晶胞参数:
a = 525.6 pm 
b = 525.6 pm 
c = 525.6 pm 
α = 90° 
β = 90° 
γ = 90° 

声音在其中的传播速率:(m/S)
323

电离能 (kJ/ mol)  
M - M+ 1520.4 
M+ - M2+ 2665.2 
M2+ - M3+ 3928 
M3+ - M4+ 5770 
M4+ - M5+ 7238 
M5+ - M6+ 8811 
M6+ - M7+ 12021 
M7+ - M8+ 13844 
M8+ - M9+ 40759 
M9+ - M10+ 46186 

发现人:瑞利    发现年代:1894年

发现过程:

1894年,英国的瑞利,从空气中除去氧、氮后,在对少量气体做光谱分析时发现氩。

元素描述:

其单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个,100升空气中约含有934毫升。密度1.784克/升。熔点-189.2℃。沸点-185.7度。电离能为15.759电子伏特。化学性极不活泼,按化合物这个词的一般意义来说,它是不会形成任何化合物的。氩不能燃烧,也不能助燃。

元素来源:

可从空气分馏塔抽出含氩的馏分经氩塔制成粗氩,再经过化学反应和物理吸附方法分出纯氩。

元素用途:

氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体。

元素辅助资料:

19世纪末期,英国物理学家瑞利勋爵发现利用空气除杂制得的氮气和从氨制得的氮气的密度有大约是千分之一的差别。他在当时很有名望的英国《自然》杂志上发表了他的发现,并请大家帮他分析其中的原因。伦敦大学化学教授莱姆塞推断空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他们两人又各自做了大量的实验,终于发现了在空气中还存在一种密度几乎是氮气密度一倍半的未知气体。

1894年8月13日,英国科学协会在牛津开会,瑞利作报告,根据马丹主席

的建议,把新的气体叫做argon(希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”)。元素符号Ar。

当然,当时发现的氩,实际上是氩和其他惰性气体的混合气体,正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势,所以它作为惰性气体的代表被发现。

氩的发现是从千分之一微小的差别开始的,是从小数点右边第三位数字的差别引起的,不少化学元素的发现,许多科学技术的发明创造,都是从这种微小的差别开始的。

,原子序数18,原子量39.948,是一种稀有气体。1894年由英国化学家瑞利和拉姆赛发现。氩在大气中的含量为0.934%,有三种同位素:氩40、氩36、氩38,其中氩40占99.6%。

  氩在通常条件下位无色、无味气体;熔点-189.2°C,沸点-185.7°C,气体密度1.784克/升。水中溶解度33.6厘米3/千克水。

  氩与水、对苯二酚和苯酚可形成弱键包和物,但不形成任何化合物。

  氩放电时发出紫色辉光,可用于霓虹灯。氩还常用做惰性保护气体 

乙炔又称电石气。结构简式HC≡CH,是最简单的炔烃。化学式C2H2
分子结构: C原子以sp杂化轨道成键、分子为直线形的非极性分子。

无色、无味、易燃的气体,微溶于水,易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。

化学性质很活泼,能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。

能使高锰酸钾溶液的紫色褪去。

3CH≡CH + 10KMnO4 + 2H2O→6CO2↑+ 10KOH + 10MnO2↓

在适宜条件下,三分子乙炔能聚合成一分子苯。

金属取代反应:将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。

乙炔与银氨溶液反应,产生白色乙炔银沉淀

因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些,使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多,而使碳氢键产生极性,给出H+而表现出一定的酸性。

乙炔可用以照明、焊接及切断金属(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。

纯品乙炔为无色略带芳香气味的气体,自电石制取的乙炔含有磷化氢、砷化氢、硫化氢等杂质而具有特殊的刺激性蒜臭和毒性;常压下不能液化,升华点为-83.8℃,在1.19×105Pa压强下,熔点为-81℃;易燃易爆,空气中爆炸极限很宽,为2.5%~80%;难溶于水,易溶于石油醚、乙醇、苯等有机溶剂,在丙酮中溶解度极大,在1.2MPa下,1体积丙酮可以溶解300体积乙炔,液态乙炔稍受震动就会爆炸,工业上在钢筒内盛满丙酮浸透的多孔物质(如石棉、硅藻土、软木等),在1~1.2MPa下将乙炔压入丙酮,安全贮运。

乙炔燃烧时能产生高温,氧炔焰的温度可以达到3200℃左右,用于切割和焊接金属。供给适量空气,可以安全燃烧发出亮白光,在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼,能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前,乙炔是有机合成的最重要原料,现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成,均可生成生产高聚物的原料:

乙炔在不同条件下,能发生不同的聚合作用,分别生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔,前者与氯化氢加成可以得到制氯丁橡胶的原料2-氯-1,3-丁二烯。乙炔在400~500℃高温下,可以发生环状三聚合生成苯;以氰化镍

Ni(CN)2为催化剂,在50℃和1.2~2MPa下,可以生成环辛四烯。

乙炔具有弱酸性,将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液,立即生成白色乙炔银(AgC≡CAg)和红棕色乙炔亚铜(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时,受热或受到撞击容易发生爆炸,如:

反应完应用盐酸或硝酸处理,使之分解,以免发生危险:

乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。

工业上可以用碳化钙(电石)水解生产乙炔:

CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2

也可由天然气热裂或部分氧化制备。

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