Химические свойства газов.

Основная масса перевозимых газов – это углеводороды и аммиак.

Углеводороды делятся на 2 группы: 1) те, которые добываются из чисто газовых месторождений, так называемые натуральные газы, состоящие в основном из метана, но имеющие примеси этана, азота, углекислоты, водяного пара. 2) вторая группа – так называемые нефтяные или попутные газы – получают при добычи нефти или в процессе ее перегонки, это в основном пропан и бутан.

Углеводородные газы используются в основном как промышленное и бытовое топливо и как сырье для химической промышленности.

Свойства углеводородов, особенно химические, зависят от строения их молекул.

Предельные, насыщенные углеводороды или алканы – это углеводороды у которых все валентные связи заполнены, т.е. определяются формулой С_n H_2n+2.

Это метан СН₄, этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀.

Н   Н - С - Н   Н метан

Н Н Н   Н-С-С-С-Н   Н Н Н пропан

Н Н Н Н   Н-С-С-С-С-Н   Н-Н-Н-Н бутан нормальный

Это стабильные, не вступающие в реакции друг с другом без цвета и запаха газы. Все предельные углеводороды горят с образованием оксида углерода и воды:

CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O+880 дж.

С увеличением молекулярных масс предельных углеводородов повышается их температура плавления и кипения. Так, при числе атомов углерода от 5 до 17 – это уже жидкости, с еще большим числом атомов углерода – твердые тела.

Изомерия – явление, при котором могут существовать несколько веществ, имеющих один и тот же состав, одну и ту же молекулярную массу, но различающихся строением молекул. Например, нормальный бутан имеет температуру кипения при атмосферном давлении –0,5°С,

Н Н Н

а изо-бутан Н-С-С-С-Н -11,7°С

Н Н

Н-С-Н

Н

Чем больше атомов углерода, тем больше может быть изомеров: у пентана – 3, а у декана (С₁₀Н₂₂) уже -75.

Непредельные (ненасыщенные) углеводороды или алкены – это углеводороды, имеющие между атомами углерода двойные связи.

С_nH_2n – одна двойная связь – этиленовый ряд

Этилен С₂Н₄

С_nH_2n-2 – диеновый ряд – 2 двойные связи.

Н Н Н Н

С=С-С=С - бутадиен

Н Н

Характерные реакции непредельных углеводородов: присоединения, окисления, полимеризации.

Углеводороды практически не растворимы в воде, но могут образовывать гидраты – вещества, похожие на измельченный лед. Гидраты могут забивать фильтры, дроссельные клапана, отрицательно сказываются на работе насосов. Ингибиторами могут служить метанол, этанол, Однако применять их можно только по согласованию с грузополучателем, т.к. даже небольшое количество их может отрицательно влиять на качество груза (например этилена), растворять ингибиторы полимеризующихся грузов.

Полимеризация – это химический процесс, при котором мономеры (одинаковые или различные) присоединяются друг к другу без выделения каких-либо побочных продуктов реакции, т.е. из низкомолекулярных веществ (мономеров) образуются высокомолекулярные, так называемые макромолекулы. Естественные полимеры – это крахмал, смолы, целлюлоза; искусственные – смолы, лаки, пластмассы и т.п.

Пример: винилхлорид

Н Cl H Cl Cl

C=C ® H-C-C-C=C ® (- CH₂-CHCl-)n + тепло

полимер

H H H H H H

Мономер димер

Также подвержены полимеризации бутадиен, изопрен, этиленоксид и др.

На спонтанную полимеризацию влияют: тепло, кислород, другие загрязнения.

Ингибиторы – вещества, предотвращающие или замедляющие реакции полимеризации. Ингибиторы хорошо растворяются в воде, антифризах. Они токсичны.