- Токсичность. 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 и воздухом образуют горючую смесь, которая при наличии источника огня (пламени, искры, раскаленных предметов) может взрываться с большой силой. Температура воспламенения природных газов тем меньше, чем выше молекулярная масса. Сила взрыва возрастает пропорционально давлению газовоздушной смеси.
Природные газы могут взрываться лишь при
определенных пределах концентрации газа в газовоздушной смеси: от некоторого
минимума (низший предел взрываемости) до некоторого
максимума (высший предел взрываемости).
- Низший предел взрываемости газа соответствует такому содержанию газа в газовоздушной смеси, при котором дальнейшее уменьшение его делает смесь невзрываемой. Низший предел характеризуется количеством газа, достаточным для нормального протекания реакции горения.
- Высший предел взрываемости соответствует такому содержанию газа в газовоздушной смеси, при котором дальнейшее его увеличение делает смесь невзрываемой. Высший предел характеризуется содержанием воздуха (кислорода), недостаточным для нормального протекания реакции горения.
С повышением давления смеси значительно
возрастают пределы ее взрываемости. При содержании инертных газов (азот и др.)
пределы воспламеняемости смесей также возрастают.
- Горение и взрыв — однотипные химические процессы, но резко отличающиеся по интенсивности протекающей реакции. При взрыве реакция в замкнутом пространстве (без доступа воздуха к очагу воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси) происходит очень быстро.
Скорость распространения детонационной волны
горения при взрыве (900 - 3000 м/с) в несколько раз превышает скорость звука в
воздухе при комнатной температуре.
Сила взрыва максимальна, когда содержание
воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически необходимому для
полного сгорания.
При концентрации газа в воздухе в пределах
воспламенения и при наличии источника воспламенения произойдет взрыв; если же
газа в воздухе меньше нижнего предела или больше верхнего предела
воспламенения, то смесь не способна взорваться. Струя газовой смеси с
концентрацией газа выше верхнего предела воспламенения, поступая в объем
воздуха и смешиваясь с ним, сгорает спокойным пламенем. Скорость
распространения фронта волны горения при атмосферном давлении составляет около
0.3 – 2.4 м/с. Нижнее значение скоростей — для природных газов, верхнее — для
водорода.
Детонационные свойства углеводородов парафинного ряда.
Детонационные свойства проявляются от метана до гексана, октановое число
которых зависит как от молекулярной массы, так и то строения самих молекул. Чем
меньше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его детонационные свойства,
тем выше его октановое число.