Die ersten zehn Alkane sind:

CH4 Methan (Gas)_C6H14Hexan (flüssig)
_C2H6Ethan (gasförmig) C7H16 Heptan (flüssig)
_C3H8Propan (gasförmig) C8H18 Oktan (flüssig)
_C4H10Butan (gasförmig) C9H20 Nonan (flüssig)
C5H12 Pentan (flüssig) C10H22 Decan (flüssig)

Alkene sind ähnlich, aber ihre Molekularstruktur enthält Doppelbindungen (Beispiele sind Ethylen und Propylen). Sie haben mehr Energie pro Molekül und brennen daher heißer. Sie sind auch für die Herstellung anderer Chemikalien, einschließlich Kunststoffen, wertvoller. Alkine enthalten Dreifachbindungen (z. B. Acetylen), die beim Schweißen von Metallen verwendet werden. Die oben genannten Verbindungen sind alle als Aliphaten bekannt, was bedeutet, dass die Kohlenstoffatome alle in einer Reihe angeordnet sind. Aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol haben eine ringförmige Molekülstruktur, also weniger Wasserstoff pro Kohlenstoffatom, und brennen daher mit einer rauchigen Flamme.

Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen reagieren diese mit dem Luftsauerstoff zu Kohlendioxid und Wasserdampf, wobei bei einer unvollständigen Verbrennung aufgrund von Sauerstoffmangel auch Kohlenmonoxid entsteht.

Komplexere organische Verbindungen enthalten Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Chlor, Brom oder Fluor, und wenn diese verbrannt werden, enthalten die Verbrennungsprodukte weitere Verbindungen. Bei schwefelhaltigen Stoffen wie Öl oder Kohle entsteht zum Beispiel Schwefeldioxid, während bei chlorhaltigen Stoffen wie Methylchlorid oder Polyvinylchlorid (PVC) Chlorwasserstoff entsteht.

In den meisten industriellen Umgebungen, in denen aufgrund des Vorhandenseins brennbarer Gase oder Dämpfe Explosions- oder Brandgefahr besteht, ist es wahrscheinlich, dass ein Gemisch von Verbindungen anzutreffen ist. In der petrochemischen Industrie sind die Rohstoffe ein Gemisch von Chemikalien, von denen sich viele auf natürliche Weise zersetzen oder durch Verarbeitung verändert werden können. So wird beispielsweise Rohöl durch Fraktionierung (oder fraktionierte Destillation) und Cracken" in viele Stoffe aufgespalten. Bei der Fraktionierung werden leicht flüchtige Gase bei Temperaturen entfernt, bei denen sie allein flüchtig sind, dann bei höheren Temperaturen, wenn schwerere Verbindungen flüchtig sind, und schließlich bei noch höheren Temperaturen für größere Kohlenwasserstoffe. Beim Cracken werden große Kohlenwasserstoffmoleküle durch Hitze und katalytische Wirkung in kleinere Kohlenwasserstoffmoleküle zerlegt.

Inertisierung

Um Explosionen bei Abschaltungen und Wartungsarbeiten zu verhindern, wird in vielen industriellen Prozessen ein Inertisierungsverfahren eingesetzt. Wenn man einen Behälter mit Kohlenwasserstoffgas mit Luft füllt, wird das Gemisch irgendwann explosiv und gefährlich. Bei einem zweistufigen Verfahren, bei dem der Kohlenwasserstoff durch Stickstoff und der Stickstoff anschließend durch Luft ersetzt wird, besteht zu keinem Zeitpunkt Explosionsgefahr. Dies wird als Spülen eines Behälters bezeichnet (z. B. eines Kraftstofftankschiffs oder der Lagertanks eines Öltankschiffs). Das Spülen von Kohlenwasserstoffen ist eine gängige Praxis vor der Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten. Vor dem Betreten des Schiffes durch das Personal muss das Schiff mit atembarer Luft gespült werden. Crowcon verfügt über spezielle Instrumente zur Überwachung dieses gesamten Prozesses, um eine effiziente Inertisierung zu gewährleisten und die Betreiber auf das Vorhandensein potenziell gefährlicher Gemische aus Luft, Stickstoff und Kohlenwasserstoffen während der Wartungsarbeiten hinzuweisen.

Normen zur Definition der LEL-Konzentration

Bei den Sicherheitsverfahren geht es im Allgemeinen darum, brennbare Gase zu erkennen, bevor sie ihre untere Explosionsgrenze erreichen. Es gibt zwei gebräuchliche Normen, die die UEG-Konzentration für brennbare Stoffe definieren: ISO10156 (auf die auch in der überholten Norm EN50054 verwiesen wird) und IEC60079-20-1:2010. Die IEC (Internationale Elektrotechnische Kommission) ist eine weltweite Organisation für Normung. In der Vergangenheit wurden die Entflammbarkeitsstufen durch eine einzige Norm festgelegt: ISO10156 (Gase und Gasgemische - Bestimmung des Brandpotentials und des Oxidationsvermögens für die Auswahl von Flaschenventilauslässen).

Die IEC- und EU-Normen (IEC60079 und EN61779) legen die UEG-Konzentrationen fest, die unter Verwendung einer "gerührten" Gaskonzentration gemessen werden (im Gegensatz zur Methode des "ruhenden" Gases, die in ISO10156 verwendet wird). Es hat sich gezeigt, dass einige Gase/Dämpfe in der Lage sind, eine Flammenfront bei niedrigeren Brennstoffkonzentrationen aufrechtzuerhalten, wenn sie gerührt werden als im Ruhezustand. Geringe Unterschiede bei den 100%LEL-Volumenergebnissen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der durchschnittliche Abstand eines brennenden Moleküls zu einem unverbrannten Molekül etwas geringer ist, wenn das Gas gerührt wird. Die sich daraus ergebenden UEG-Werte variieren bei einigen Gasen/Dämpfen geringfügig zwischen den beiden Normen.

Die Tabelle auf der folgenden Seite zeigt einige der bemerkenswerten Unterschiede bei den UEG-Werten zwischen den beiden Normen. Es ist deutlich zu erkennen, dass 50 % UEG von Methan in der EN60079 einer Volumenkonzentration von 2,2 % in der Luft entsprechen, im Gegensatz zu 2,5 % in der ISO10156. Wenn also ein Detektor nach EN60079 mit einer Mischung aus 50% UEG Methan nach ISO 10156 kalibriert wird, würde ein Empfindlichkeitsfehler von 13,6% auftreten, der die Kalibrierung ungültig machen könnte. Bei nichtlinearen Infrarotdetektoren könnte der Fehler sogar noch größer sein.

Die europäische ATEX-Richtlinie (für die Zertifizierung und Verwendung von Geräten in entflammbaren Atmosphären) schreibt vor, dass Hersteller und Benutzer die Norm EN61779 einhalten müssen. Crowcon ist bestrebt, die neuen UEG-Werte in Europa und in Gebieten, die sich an die europäischen Normen halten, anzuwenden. Da jedoch in den USA und anderen Märkten noch die alte Norm verwendet wird, werden wir in diesen Gebieten weiterhin nach ISO 10156 kalibrieren. ATEX/IECEx-zertifizierte Crowcon-Produkte werden gemäß den Normen IEC60079/EN61779 kalibriert geliefert (d. h. Methansensoren werden so kalibriert, dass 100 % UEG = 4,4 % Volumen). UL/CSA-zertifizierte Produkte werden gemäß der Norm ISO10156 kalibriert (d.h. Methansensoren werden so kalibriert, dass 100 % UEG = 5 % Volumen), es sei denn, ein Kunde schreibt etwas anderes vor.

Alarmstufen

Systeme zur Erkennung brennbarer Gase sind so konzipiert, dass sie Alarm auslösen, bevor die Gase/Dämpfe eine explosive Konzentration erreichen. Normalerweise wird die erste Alarmstufe auf 20 % UEG eingestellt (obwohl es Branchen gibt, die 10 % UEG bevorzugen, insbesondere Öl- und Gasunternehmen). Die zweite und dritte Alarmstufe variieren je nach Branche und Anwendung, werden aber in der Regel auf 40 % UEG bzw. 100 % UEG eingestellt.