شيمي علمي براي زندگي امروز

منشا سوختهاي گازي متفاوت است. برخي به طور طبيعي وجود دارند و برخي ديگر از تغيير شکل سوختهاي مايع و يا جامد تهيه مي شوند. سازنده ي اصلي مفيد آنها هيدروژن ٬ اکسيد کربن و متان است و گاهي هيدروکربورهاي سنگين تر مانند اتان و پروپان نيز در آنها وجود دارد. در گاز سوختني همواره مقداري گاز بي اثر مانند ازت و گاز کربنيک نيز موجود است. سوختهاي گازي را به دو دسته سوختهاي گازي طبيعي و سوختهاي گازي ساختگي تقسيم مي کنند. سوختهاي گازي طبيعي شامل گازهاي  1) طبيعي که از رگه هاي نفتي وهمراه آنها به دست مي آيد. ب) گريزو که از معادن زغال سنگ متصاعد مي شود و بيشتر داراي متان است. گاهي کمي اتان و گازهاي بي اثر مانند  CO₂ و N₂  نيز در آن وجود دارد.

سوختهاي گازي ساختگي شامل انواع زير است:

الف) گاز تقطير زغال سنگ _ سازنده ي اصلي اين گاز متان و هيدروژن است ولي مقدار کمي  CO و CO₂  نيز در آن وجود دارد. قدرت گرمايي آن حدود 4200 تا 4500 کيلوکالري بر متر مکعب است. اين گاز را سابقا به نام گاز روشنايي يا گاز شهر مي ناميدند ولي امروزه گاز شهر محتوي گاز آب گاز فقير گاز روغن و يا گاز طبيعي است.

ب) گاز فقير يا گاز هوا _ اين گاز از گاز کردن کک ويا زغال سنگ توسط هوا و يا مخلوط هوا و کمي بخار آب تهيه مي شود. اگر فقط هوا بر روي سوخت جامد بدمند گاز حاصل محتوي  CO است که به وسيله ي  CO₂ و N₂ رقيق شده است و قدرت گرمايي آن نزديک به 1000 کيلو کالري بر متر مکعب است. غالبا به هواي دميده شده کمي بخار آب اضافه مي کنند که در اين صورت گاز حاصل محتوي مقداري هيدروژن نيز بوده و قدرت گرمايي آن به 1200 تا 1300 کيلوکالري بر متر مکعب مي رسد. اگر به جاي کک زغال سنگ قير دار که غني از مواد فرار است به کار برند قدرت گرمايي گاز حاصل به حدود 1500 تا 1800 کيلوکالري بر متر مکعب مي رسد. در اين صورت گاز داراي متان و بخارات گودرون که قابل فشرده شدن است مي باشد.

ج) گاز آب _ از گاز کردن کک ويا زغال سنگ به وسيله ي بخار آب و يا مخلوط بخار آب و اکسيژن گاز آب حاصل مي شود. اين گاز محتوي  CO ٬ H₂ و کمي  CO₂ است و به عنوان سوخت و مخلوط با گازهاي ديگر و يا به عنوان ماده ي اوليه برخي سنتز ها به کار مي رود و به همين جهت آنرا گاز سنتز نيز مي نامند. قدرت گرمايي آن حدود 2500 تا 2800 کيلوکالري بر متر مکعب است.

د) گاز آب کربور شده _ اين گاز مخلوط گاز آب و گاز روغن است و از تبخير مقداري از محصولات نفتي در گاز آب حاصل از گازوژن به دست مي آيد. محصولات نفتي در اثر حرارت تجزيه شده و مواد حاصل به گاز آب اضافه مي شود. با تغيير دادن جنس مواد روغني و شرايط کراکينگ مي توان نوع محصول را کنترل کرد.

ه) گاز کوره بلند_ اين گاز شبيه گاز فقير است زيرا از اثر هوا بر کک در کوره ي بلند به وجود مي ايدو مقدار هيدروژن آن بسيار کم است. قدرت گرمايي آن 800 تا 900 کيلوکالري بر متر مکعب است.

و) گاز تصفيه خانه نفت _ در اثر تقطير و کراکينگ محصولات نفتي نيز گازي شبيه به گاز طبيعي به دست مي ايد.

گاز طبيعي : گاز طبيعي غالبا همراه نفت است و نفت را از درون خاک به طرف چاه هاي استخراج مي راند. هنگام بالا رفتن مخلوط نفت و گاز در چاه ها گاز آن آزاد شده و مخلوط را به بالاي چاه مي برد. در نفتهاي که از گاز اشباع نشده اند و فقط تحت فشار آب قرار دارند مقدار گاز حل شده کمتر و در نفتهاي فوق اشباع مقدار گاز بيشتر است. همچنين رگه هايي وجود دارد که فقط داراي گاز طبيعي است و نفت ندارد. قسمت اعظم گاز طبيعي از متان تشکيل شده و غير از متان هيدروکربورهاي گازي ديگر از  C₂ تا C₄ با مقادير متفاوت و همچنين هيدروکربورهاي بالاتر نيز در آن وجود دارد. گاز طبيعي ممکن است خشک و يا مرطوب باشد.گازهاي خشک مقداري کمتر از 13.4 سانتي متر مکعب بنزين در هر متر مکعب گاز دارا مي باشند. بنزين گازهاي مرطوب حدود 40.2 سانتي متر مکعب بر متر مکعب گاز است.گازهاي طبيعي گاهي علاوه بر هيدروکربورها محتوي   CO₂ ٬ H₂ S ٬ H₂ O ٬ O₂ ٬ N₂ و He نيز مي باشند. بين اين ناخالصي ها  H₂ O ٬ H₂ S و  CO₂ نا مطلوب هستند. مثلا آب با هيروکربورهاي گازي توليد هيدراتهاي متبلوري مي کند که داراي ترکيب پيچيده بوده و در حين انتقال گاز به صورت بلورهايي شبيه برف ويا يخ در لوله ها و شيرها مي بندد و راه عبور گاز را مسدود مي کند. بايد توجه داشت که بوتان نرمال و هيدروکربورهاي بالاتر هيدرات جامد تشکيل نمي دهند. به همين دليل بايستي گاز طبيعي را قبل از انتقال خشک نمايند. اگر گاز طبيعي داراي  CO₂ و  H₂ S باشد بايستي انها هم حذف شوند زيرا باعث خوردگي مي شوند. خشک کردن بايد به حدي باشد که نقطه ي شبنم گاز زير پايين ترين درجه حرارت مسير گاز باشد. عوامل خشک کننده به صورت مايع يا جامد مصرف مي شوند. از بين خشک کننده هاي جامد اکسيد الومينيوم فعال شده و يا بوکسيت فعال شده بيش از همه به کار مي رودو نقطه ي شبنم را بيش از 50 درجه سانتي گراد پايين مي برد. براي تصفيه ي کردن مقادير زياد گاز از روش پيوسته به نام هيپرسورپسيون استفاده مي کنند در اين روش زغال فعال از وراء يک سري ظرف پايين مي رود در ظرف اول و در اولين مرحله زغال سرد مي شود سپس زغال وارد منطقه ي جذب سطحي شده و مواد مضر بر روي آن جذب سطحي مي شوند. زغال از مناطق ديگري مي گذرد که در آنها به تدريج هيدروکربورهاي جذب شده را پس مي دهد و به اين طريق محصولات نسبتا خالص به دست مي آيد.