zwykły butan. Po co mieszać propan i butan - właściwości skroplonych gazów węglowodorowych

Właściwości fizyczne

Ethan pod nr. y.- gaz bezbarwny, bezwonny. Masa molowa - 30.07. Temperatura topnienia -182,81 °C, temperatura wrzenia -88,63 °C. . Gęstość ρ gazu. \u003d 0,001342 g / cm³ lub 1,342 kg / m³ (brak danych), ρ fl. \u003d 0,561 g / cm³ (T \u003d -100 ° C). Stała dysocjacji 42 (w wodzie, wg) [ źródło?] . Prężność par w 0 ° C - 2,379 MPa.

Właściwości chemiczne

Wzór chemiczny C2H6 (racjonalny CH3CH3). Najbardziej charakterystycznymi reakcjami jest zastąpienie wodoru halogenami, które przebiegają zgodnie z mechanizmem wolnorodnikowym. Termiczne odwodornienie etanu w temperaturze 550-650 °C prowadzi do ketenu, w temperaturze powyżej 800 °C do katacetylenu (powstaje również benzoliza). Bezpośrednie chlorowanie w temperaturze 300-450°C - do chlorku etylu, nitrowanie w fazie gazowej daje mieszaninę (3:1) nitroetan-nitrometan.

Paragon fiskalny

W przemyśle

W przemyśle otrzymuje się go z ropy naftowej i gazów ziemnych, gdzie stanowi do 10% objętości. W Rosji zawartość etanu w gazach ropopochodnych jest bardzo niska. W USA i Kanadzie (gdzie jego zawartość w ropie naftowej i gazach ziemnych jest wysoka) służy jako główny surowiec do produkcji etenu.

in vitro

Otrzymywany z jodometanu w reakcji Wurtza, z octanu sodu przez elektrolizę w reakcji Kolbe, przez stapianie propionianu sodu z alkaliami, z bromku etylu w reakcji Grignarda, przez uwodornienie etenu (nad Pd) lub acetylenu (w obecności niklu Raneya ).

Aplikacja

Głównym zastosowaniem etanu w przemyśle jest produkcja etylenu.

Butan(C4H10) - związek organiczny klasa alkany. W chemii nazwa ta jest używana głównie w odniesieniu do n-butanu. Ta sama nazwa ma mieszaninę n-butanu i jego izomer izobutan CH(CH3)3. Nazwa pochodzi od rdzenia „but-” (nazwa angielska kwas masłowy - kwas masłowy) i przyrostek „-an” (przynależność do alkanów). W wysokich stężeniach jest trujący, wdychanie butanu powoduje dysfunkcję aparatu płucno-oddechowego. Zawarte w gazu ziemnego, powstaje, gdy Pękanie Produkty olejowe, podczas oddzielania powiązanych gaz ropopochodny, „tłusty” gazu ziemnego. Jako przedstawiciel gazów węglowodorowych jest łatwopalny i wybuchowy, ma niską toksyczność, ma specyficzny charakterystyczny zapach i właściwości narkotyczne. W zależności od stopnia oddziaływania na ciało gaz należy do substancji 4. klasy zagrożenia (niskie zagrożenie) zgodnie z GOST 12.1.007-76. Szkodliwy wpływ na system nerwowy .

izomeria

Bhutan ma dwa izomer:

Właściwości fizyczne

Butan jest bezbarwnym gazem palnym o specyficznym zapachu, łatwo skraplającym się (poniżej 0°C i normalne ciśnienie lub przy podwyższonym ciśnieniu i zwykłej temperaturze - lotna ciecz). Temperatura zamarzania -138°C (przy normalnym ciśnieniu). Rozpuszczalność w wodzie - 6,1 mg w 100 ml wody (dla n-butanu w temperaturze 20°C znacznie lepiej rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych ). Może tworzyć azeotropowy mieszaninę z wodą w temperaturze około 100°C i pod ciśnieniem 10 atmosfer.

Znajdowanie i odbieranie

Zawarty w kondensacie gazowym i gazie ropopochodnym (do 12%). Jest produktem katalitycznym i hydrokatalitycznym Pękanie frakcje olejowe. W laboratorium można uzyskać z reakcje Wurtza.

2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr

Odsiarczanie (demerkaptanizacja) frakcji butanowej

Surowa frakcja butanowa musi być oczyszczona ze związków siarki, które reprezentowane są głównie przez merkaptany metylowe i etylowe. Metoda oczyszczania frakcji butanowej z merkaptanów polega na alkalicznej ekstrakcji merkaptanów z frakcji węglowodorowej i późniejszej regeneracji alkaliów w obecności katalizatorów homogenicznych lub heterogenicznych tlenem atmosferycznym z uwolnieniem oleju dwusiarczkowego.

Aplikacje i reakcje

Po chlorowaniu wolnorodnikowym tworzy mieszaninę 1-chloro- i 2-chlorobutanu. Ich stosunek dobrze tłumaczy różnica w sile Krawaty S-H w pozycjach 1 i 2 (425 i 411 kJ/mol). Całkowite spalanie w postaci powietrza dwutlenek węgla i woda. Butan jest używany w połączeniu z propan w zapalniczkach, w butlach z gazem w stanie skroplonym, gdzie ma zapach, ponieważ zawiera specjalnie dodany środki zapachowe. W tym przypadku stosuje się mieszanki „zimowe” i „letnie” o różnych składach. Wartość opałowa 1 kg to 45,7 MJ (12,72 kWh).

2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

W przypadku braku tlenu tworzy się sadza lub tlenek węgla lub oba razem.

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O

2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

solidny dupont opracował metodę uzyskiwania bezwodnik maleinowy z n-butanu podczas utleniania katalitycznego.

2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 do 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O

n-Butan - surowiec do produkcji butyn, 1,3-butadien, składnik benzyn wysokooktanowych. Butan o wysokiej czystości, a zwłaszcza izobutan, może być stosowany jako czynnik chłodniczy w zastosowaniach chłodniczych. Wydajność takich systemów jest nieco niższa niż w przypadku freonów. Butan jest bezpieczny dla środowisko, w przeciwieństwie do freonowych czynników chłodniczych.

W Przemysł spożywczy butan jest zarejestrowany jako dodatek do żywności E943a i izobutan - E943b, Jak gaz pędny na przykład w dezodoranty.

Etylen(na IUPAC: eten) - organiczny związek chemiczny, opisany wzorem C 2 H 4 . Jest najprostszy alken (olefina). Etylen praktycznie nie występuje w naturze. Jest to bezbarwny, łatwopalny gaz o słabym zapachu. Częściowo rozpuszczalny w wodzie (25,6 ml w 100 ml wody o temperaturze 0°C), etanolu (359 ml w tych samych warunkach). Dobrze rozpuszcza się w eterze dietylowym i węglowodorach. Zawiera podwójne wiązanie i dlatego jest klasyfikowany jako nienasycony lub nienasycony węglowodory. Odgrywa niezwykle ważną rolę w branży i jest również fitohormon. Etylen jest najczęściej produkowanym związkiem organicznym na świecie ; całkowita światowa produkcja etylenu w r 2008 wyniósł 113 mln ton i nadal rośnie o 2-3% rocznie .

Aplikacja

Wiodącym produktem jest etylen podstawowa synteza organiczna i służy do otrzymywania następujących związków (wymienionych w porządku alfabetycznym):

Octan winylu;

dichloroetan / chlorek winylu(III miejsce, 12% wolumenu);

Tlenek etylenu(II miejsce, 14-15% wolumenu);

Polietylen(I miejsce, do 60% wolumenu ogółem);

Styren;

Kwas octowy;

etylobenzen;

glikol etylenowy;

Etanol.

Etylen zmieszany z tlenem był używany w medycynie do znieczulenie do połowy lat 80. w ZSRR i na Bliskim Wschodzie. Etylen jest fitohormon prawie wszystkie rośliny , pośród innych odpowiedzialne za opadanie igieł w drzewach iglastych.

Podstawowe właściwości chemiczne

Etylen - chemicznie substancja aktywna. Ponieważ w cząsteczce występuje wiązanie podwójne między atomami węgla, jedno z nich, słabsze, łatwo ulega zerwaniu, aw miejscu zerwania wiązania cząsteczki łączą się, utleniają i polimeryzują.

halogenowanie:

CH2 \u003d CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl

Woda bromowa odbarwia się. Jest to jakościowa reakcja na związki nienasycone.

Uwodornianie:

CH 2 \u003d CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (pod działaniem Ni)

Hydrohalogenacja:

CH2 \u003d CH2 + HBr → CH3 - CH2Br

Uwodnienie:

CH 2 \u003d CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (pod działaniem katalizatora)

Reakcję tę odkrył A.M. Butlerova i służy do przemysłowej produkcji alkoholu etylowego.

Utlenianie:

Etylen łatwo się utlenia. Jeśli etylen zostanie przepuszczony przez roztwór nadmanganianu potasu, stanie się bezbarwny. Ta reakcja służy do rozróżnienia związków nasyconych i nienasyconych.

Tlenek etylenu jest substancją delikatną, mostek tlenowy pęka, a woda łączy się, w wyniku czego powstaje glikol etylenowy:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Polimeryzacja:

nCH 2 \u003d CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -) n

izopren CH 2 \u003d C (CH 3) -CH \u003d CH 2, 2-metylobutadien-1,3 - nienasycony węglowodór szereg dienowy (C n H 2n−2 ) . W normalne warunki bezbarwna ciecz. On jest monomer dla kauczuk naturalny oraz jednostka strukturalna dla wielu cząsteczek innych związków naturalnych - izoprenoidów, lub terpenoidy. . Rozpuszczalny w alkohol. Izopren polimeryzuje dając izopren gumki. Reaguje również izopren polimeryzacja z przyłączami winylowymi.

Znajdowanie i odbieranie

Kauczuk naturalny jest polimerem izoprenu - najczęściej cis-1,4-poliizoprenu o masie cząsteczkowej od 100 000 do 1 000 000. Zawiera kilka procent innych materiałów jako zanieczyszczeń, takich jak wiewiórki, kwas tłuszczowy, żywica i substancje nieorganiczne. Niektóre źródła kauczuku naturalnego są tzw gutaperka i składa się z trans-1,4-poliizoprenu, strukturalnego izomer, który ma podobne, ale nie identyczne właściwości. Izopren jest produkowany i uwalniany do atmosfery przez wiele gatunków drzew (głównym jest dąb) Roczna produkcja izoprenu przez roślinność wynosi około 600 milionów ton, z czego połowa pochodzi z tropikalnych drzew liściastych, a reszta z krzewów. Po wystawieniu na działanie atmosfery izopren jest przekształcany przez wolne rodniki (takie jak rodnik hydroksylowy (OH)) oraz w mniejszym stopniu przez ozon w różne substancje, Jak na przykład aldehydy, hydroksynadtlenki, azotany organiczne i epoksydy, które mieszają się z kropelkami wody tworząc aerozole lub mgła. Drzewa wykorzystują ten mechanizm nie tylko w celu uniknięcia przegrzania liści przez słońce, ale także w celu ochrony przed wolnymi rodnikami, zwłaszcza ozon. Izopren został po raz pierwszy otrzymany przez obróbkę cieplną kauczuku naturalnego. Najbardziej dostępny w handlu jako produkt termiczny Pękanie ropa lub olejów, a także produkt uboczny w produkcji etylen. Produkuje się około 20 000 ton rocznie. Około 95% produkcji izoprenu jest wykorzystywane do produkcji cis-1,4-poliizoprenu, syntetycznej wersji kauczuku naturalnego.

Butadien-1,3(diwinyl) CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 - nienasycony węglowodór, najprostszy przedstawiciel węglowodory dienowe.

Właściwości fizyczne

Butadien - bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu temperatura wrzenia-4,5°C temperatura topnienia-108,9°C, punkt zapłonu-40°C maksymalne dopuszczalne stężenie w powietrzu (MAC) 0,1 g/m³, gęstość 0,650 g/cm³ w temperaturze -6 °C.

Lekko rozpuścimy się w wodzie, dobrze rozpuścimy się w alkoholu, nafcie z powietrzem w ilości 1,6-10,8%.

Właściwości chemiczne

Butadien ma tendencję polimeryzacja, łatwo utlenia się powietrze z edukacją nadtlenek związki przyspieszające polimeryzację.

Paragon fiskalny

Butadien otrzymuje się w reakcji Lebiediew przenoszenie alkohol etylowy poprzez katalizator:

2CH3CH2OH → C4H6 + 2H2O + H2

Lub odwodornienie normalne butylen:

CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + H 2

Aplikacja

Polimeryzacja butadienu daje syntetyk guma. Kopolimeryzacja z akrylonitryl oraz styren odbierać Tworzywo ABS.

Benzen (C 6 H 6 , Ph H) - organiczny związek chemiczny, bezbarwny płyn z przyjemną słodyczą zapach. pierwotniaki węglowodór aromatyczny. Benzen jest częścią benzyna, szeroko stosowany w przemysł, jest surowcem do produkcji leki, różnorodny tworzywa sztuczne, syntetyczny guma, barwniki. Chociaż benzen jest częścią ropa naftowa, na skalę przemysłową, jest syntetyzowany z innych składników. toksyczny, rakotwórcze.

Właściwości fizyczne

Bezbarwna ciecz o specyficznym ostrym zapachu. Temperatura topnienia = 5,5 °C, Temperatura wrzenia = 80,1 °C, Gęstość = 0,879 g/cm³, Masa cząsteczkowa = 78,11 g/mol. Jak wszystkie węglowodory, benzen pali się i tworzy dużo sadzy. Tworzy wybuchowe mieszaniny z powietrzem, dobrze miesza się z etery, benzyna i innych rozpuszczalników organicznych z wodą tworzy mieszaninę azeotropową o temperaturze wrzenia 69,25°C (91% benzenu). Rozpuszczalność w wodzie 1,79 g/l (przy 25 °C).

Właściwości chemiczne

Reakcje podstawienia są charakterystyczne dla benzenu - benzen reaguje z nim alkeny, chlor alkany, halogeny, azotowy oraz Kwas Siarkowy. Reakcje rozszczepienia pierścienia benzenowego zachodzą w trudnych warunkach (temperatura, ciśnienie).

Oddziaływanie z chlorem w obecności katalizatora:

C 6 H 6 + Cl 2 - (FeCl 3) → C 6 H 5 Cl + HCl tworzy chlorobenzen

Katalizatory sprzyjają tworzeniu aktywnych form elektrofilowych poprzez polaryzację między atomami halogenu.

Cl-Cl + FeCl 3 → Cl ઠ - ઠ +

C 6 H 6 + Cl ઠ - -Cl ઠ + + FeCl 3 → [C 6 H 5 Cl + FeCl 4] → C 6 H 5 Cl + FeCl 3 + HCl

W przypadku braku katalizatora, po podgrzaniu lub oświetleniu zachodzi reakcja podstawienia rodnikowego.

C 6 H 6 + 3Cl 2 - (oświetlenie) → C 6 H 6 Cl 6 powstaje mieszanina izomerów heksachlorocykloheksanu wideo

Interakcja z bromem (czystym):

Interakcja z halogenowymi pochodnymi alkanów ( Reakcja Friedela-Craftsa):

C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl - (AlCl 3) → powstaje C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl etylobenzen

C 6 H 6 + HNO 3 - (H 2 SO 4) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O

Struktura

Benzen jest klasyfikowany jako nienasycony węglowodory(seria homologiczna C n H 2n-6), ale w przeciwieństwie do węglowodorów z serii etylen C 2 H 4 wykazuje właściwości charakterystyczne dla węglowodorów nienasyconych (charakteryzują się reakcjami addycji) tylko w trudnych warunkach, ale benzen jest bardziej podatny na reakcje podstawienia. To „zachowanie” benzenu tłumaczy się jego szczególną strukturą: położeniem wszystkich wiązań i cząsteczek na tej samej płaszczyźnie oraz obecnością w strukturze sprzężonej chmury elektronów 6π. Współczesna idea elektronowej natury wiązań w benzenie opiera się na hipotezie Linusa Paulinga, który zaproponował przedstawienie cząsteczki benzenu jako sześciokąta z wpisanym okręgiem, podkreślając w ten sposób brak stałych wiązań podwójnych i obecność pojedynczej chmury elektronowej obejmującej wszystkie sześć atomów węgla w cyklu.

Produkcja

Do tej pory istnieją trzy zasadniczo różne metody produkcji benzenu.

Spiekanie węgiel. Proces ten był historycznie pierwszym i służył jako główne źródło benzenu aż do II wojny światowej. Obecnie udział benzenu otrzymywanego tą metodą wynosi mniej niż 1%. Dodać należy, że benzen otrzymywany ze smoły węglowej zawiera znaczną ilość tiofenu, co powoduje, że benzen taki nie nadaje się do wielu procesów technologicznych.

reforming katalityczny(aromatyzujące) frakcje benzynowe oleju. Proces ten jest głównym źródłem benzenu w USA. W Zachodnia Europa, Rosja i Japonia w ten sposób otrzymują 40-60% całkowitej ilości substancji. W procesie tym oprócz benzenu toluen oraz ksyleny. Ze względu na to, że toluen produkowany jest w ilościach przekraczających zapotrzebowanie na niego, jest on również częściowo przetwarzany na:

benzen - metodą hydrodealkilacji;

mieszanina benzenu i ksylenów - przez dysproporcjonowanie;

Piroliza benzyny i cięższych frakcji ropy naftowej. Tą metodą wytwarza się do 50% benzenu. Wraz z benzenem powstają toluen i ksyleny. W niektórych przypadkach cała ta frakcja jest kierowana do etapu dealkilacji, w którym zarówno toluen, jak i ksyleny są przekształcane w benzen.

Aplikacja

Benzen jest jedną z dziesięciu najważniejszych substancji w przemyśle chemicznym. [ źródło nieokreślone 232 dni ] Większość powstałego benzenu jest wykorzystywana do syntezy innych produktów:

• około 50% benzenu jest przekształcane w etylobenzen (alkilowanie benzen etylen);

  około 25% benzenu ulega przekształceniu kumen (alkilowanie benzen propylen);

  około 10-15% benzenu uwodornić w cykloheksan;

  do produkcji zużywa się około 10% benzenu nitrobenzen;

  2-3% benzenu ulega przekształceniu liniowe alkilobenzeny;

  do syntezy zużywa się około 1% benzenu chlorobenzen.

W znacznie mniejszych ilościach benzen jest wykorzystywany do syntezy niektórych innych związków. Sporadycznie iw skrajnych przypadkach, ze względu na wysoką toksyczność, benzen jest stosowany jako tzw rozpuszczalnik. Ponadto benzen jest benzyna. Ze względu na wysoką toksyczność jego zawartość jest ograniczona przez nowe normy do wprowadzenia do 1%.

Toluen(z hiszpański Tolu, balsam tolu) - metylobenzen, bezbarwna ciecz o charakterystycznym zapachu, należąca do aren.

Toluen po raz pierwszy otrzymał P. Peltier w 1835 roku podczas destylacji żywicy sosnowej. W 1838 roku został wyizolowany przez A. Deville'a z balsamu przywiezionego z miasta Tolú w Kolumbii, od którego otrzymał swoją nazwę.

ogólna charakterystyka

Bezbarwna ruchoma lotna ciecz o ostrym zapachu, wykazuje słabe działanie narkotyczne. Mieszalny w nieograniczonym zakresie z wieloma węglowodorami alkohole oraz etery, nie miesza się z wodą. Współczynnik załamania światła jasna 1.4969 w 20°C. Palny, pali się dymiącym płomieniem.

Właściwości chemiczne

Toluen charakteryzuje się reakcjami podstawienia elektrofilowego w pierścieniu aromatycznym i podstawienia w grupie metylowej na drodze mechanizmu rodnikowego.

Substytucja elektrofilowa w pierścieniu aromatycznym występuje głównie w pozycjach orto i para względem grupy metylowej.

Oprócz reakcji podstawienia toluen wchodzi w reakcje addycji (uwodorniania), ozonolizy. Niektóre utleniacze (zasadowy roztwór nadmanganianu potasu, rozcieńczony kwas azotowy) utleniają grupę metylową do grupy karboksylowej. Temperatura samozapłonu 535 °C. Stężenie graniczne rozprzestrzeniania płomienia, %obj. Granica temperatury rozprzestrzeniania się płomienia, °C. Temperatura zapłonu 4°C.

Interakcja z nadmanganianem potasu w środowisku kwaśnym:

5С 6 H 5 СH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5С 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O tworzenie kwasu benzoesowego

Odbiór i sprzątanie

Produkt katalityczny reformowanie benzyna frakcje olej. Jest izolowany przez selektywną ekstrakcję, a następnie sprostowanie Dobre wydajności uzyskuje się również przy katalitycznym odwodornianiu heptan poprzez metylocykloheksan. Oczyść toluen w ten sam sposób. benzen, tylko w przypadku zastosowania stężony Kwas Siarkowy nie wolno nam zapominać o toluenie sulfonowane lżejszy od benzenu, co oznacza konieczność utrzymywania niższej temperatury mieszanina reakcyjna(mniej niż 30 °C). Toluen tworzy również mieszaninę azeotropową z wodą. .

Toluen można otrzymać z benzenu Reakcje Friedela-Craftsa:

Aplikacja

Surowce do produkcji benzen, kwas benzoesowy, nitrotolueny(włącznie z trinitrotoluen), diizocyjaniany toluenu(przez dinitrotoluen i diaminę toluenu) chlorek benzylu i inne substancje organiczne.

Jest rozpuszczalnik dla wielu polimery, jest składnikiem różnych komercyjnych rozpuszczalników do lakiery oraz zabarwienie. Zawarte w rozpuszczalnikach: R-40, R-4, 645, 646 , 647 , 648. Stosowany jako rozpuszczalnik w syntezie chemicznej.

Naftalen- C 10 H 8 ciało stałe substancja krystaliczna z charakterystyką zapach. Nie rozpuszcza się w wodzie, ale jest dobry - w benzen, audycja, alkohol, chloroform.

Właściwości chemiczne

Naftalen wg właściwości chemiczne podobny do benzen: z łatwością nitrowane, sulfonowane, współdziała z halogeny. Różni się od benzenu tym, że reaguje jeszcze łatwiej.

Właściwości fizyczne

Gęstość 1,14 g/cm³, temperatura topnienia 80,26 °C, temperatura wrzenia 218 °C, rozpuszczalność w wodzie około 30 mg/l, temperatura zapłonu 79 - 87 °C, temperatura samozapłonu 525 °C, masa molowa 128,17052 g/mol.

Paragon fiskalny

Zdobądź naftalen z smoła węglowa. Naftalen można również wyodrębnić z ciężkiej smoły pirolitycznej (oleju hartowniczego), która jest wykorzystywana w procesie pirolizy w zakładach produkcji etylenu.

Termity produkują również naftalen. Coptotermes formosanus chronić swoje gniazda przed mrówki, grzybów i nicieni .

Aplikacja

Ważny surowiec przemysłu chemicznego: używany do syntezy Bezwodnik ftalowy, tetralina, dekalina, różne pochodne naftalenu.

Do otrzymywania stosuje się pochodne naftalenu barwniki oraz materiały wybuchowe, w lekarstwo, Jak środek owadobójczy.

Gaz płynny (LPG)- są to węglowodory lub ich mieszaniny, które przy normalnym ciśnieniu i temperaturze otoczenia są w stanie gazowym, ale przy wzroście ciśnienia o stosunkowo niewielką wartość, bez zmiany temperatury, przechodzą w stan ciekły.

Gazy skroplone są uzyskiwane z powiązanych gazów ropopochodnych, a także pól kondensatu gazu. W zakładach przetwórczych wydobywa się z nich etan, propan, a także naturalną benzynę. Propan i butan mają największą wartość dla branży zaopatrzenia w gaz. Ich główną zaletą jest to, że można je łatwo przechowywać i transportować w postaci ciekłej oraz wykorzystywać jako gaz. Innymi słowy, do transportu i przechowywania skroplone gazy wykorzystuje się zalety fazy ciekłej, a do spalania - gazowej.

Skroplony gaz węglowodorowy znalazł szerokie zastosowanie w wielu krajach świata, w tym w Rosji, na potrzeby przemysłu, budownictwa mieszkaniowego i użyteczności publicznej, przemysłu petrochemicznego, a także jako paliwo samochodowe.

Cząsteczka propanu składa się z trzech atomów węgla i ośmiu atomów wodoru.

propan

W przypadku systemów zasilania gazem eksploatowanych w Rosji najbardziej odpowiedni jest techniczny propan(C 3 H 8), ponieważ ma wysoką prężność par do minus 35°C (temperatura wrzenia propanu pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi minus 42,1°C). Nawet z niskie temperatury z butli lub zbiornika gazu wypełnionego propanem łatwo jest pobrać odpowiednią ilość fazy gazowej w naturalnych warunkach parowania. Dzięki temu zimą można instalować butle LPG na wolnym powietrzu i odciągać fazę gazową w niskich temperaturach.

Butan

Kiedy cząsteczka butanu jest spalana, w reakcję wchodzą cztery atomy węgla i dziesięć atomów wodoru, co tłumaczy jego większą kaloryczność w porównaniu z propanem

Butan(C 4 H 10) - tańszy gaz, ale różni się od propanu niską prężnością par, dlatego jest używany tylko w temperaturach dodatnich. Temperatura wrzenia butanu pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi minus 0,5°C.

Temperatura gazu w zbiornikach autonomicznego systemu zasilania gazem musi być dodatnia, w przeciwnym razie odparowanie butanowego składnika LPG będzie niemożliwe. Aby zapewnić temperaturę gazu powyżej 0°C, wykorzystuje się ciepło geotermalne: zbiornik gazu dla prywatnego domu jest instalowany pod ziemią.

Mieszanina propanu i butanu

W sektorze domowym stosuje się mieszaninę propanu i butanu technicznego (SPBT), w życiu codziennym tzw propan-butan. Gdy zawartość butanu w SPBT przekracza 60%, nieprzerwana praca jednostek zbiornikowych w warunkach klimatycznych Rosji jest niemożliwa. W takich przypadkach do wymuszenia przejścia fazy ciekłej w fazę parową stosuje się parowniki LPG.

Cechy i właściwości LPG

Właściwości skroplonych gazów mają wpływ na środki bezpieczeństwa, a także na konstrukcję i cechy techniczne urządzeń, w których są przechowywane, transportowane i użytkowane.

Charakterystyczne cechy skroplonych gazów:

• wysoka prężność pary;
• nie mają zapachu. W celu szybkiego wykrycia wycieków skroplonym gazom nadaje się specyficzny zapach - są nawaniane merkaptanem etylu (C 2 H 5 SH);
• niskie temperatury i granice palności. Temperatura zapłonu butanu wynosi 430°C, propanu 504°C. Dolna granica palności propanu wynosi 2,3%, butanu 1,9%;
• propan, butan i ich mieszaniny cięższe niż powietrze. W przypadku wycieku skroplony gaz może gromadzić się w studniach lub piwnicach. Zabrania się instalowania urządzeń działających na gaz skroplony w pomieszczeniach typu piwnica;
• przejście do fazy ciekłej wraz ze wzrostem ciśnienia lub spadkiem temperatury;
• wysoka kaloryczność. Aby spalić LPG, jest to konieczne duża liczba powietrze (do spalenia 1 m³ fazy gazowej propanu potrzeba 24 m³ powietrza, a butanu – 31 m³ powietrza);
• duży współczynnik ekspansja objętościowa fazy ciekłej(współczynnik rozszerzalności objętościowej fazy ciekłej propanu jest 16 razy większy niż wody). Butle i zbiorniki są wypełnione nie więcej niż 85% objętości geometrycznej. Wypełnienie powyżej 85% może doprowadzić do ich pęknięcia, późniejszego gwałtownego wypływu i odparowania gazu, a także zapłonu mieszanki z powietrzem;
• w wyniku odparowania 1 kg fazy ciekłej LPG w n. y. Otrzymuje się 450 litrów fazy gazowej. Innymi słowy, 1 m³ fazy gazowej mieszaniny propan-butan ma masę 2,2 kg;
• podczas spalania 1 kg mieszanki propan-butan uwalnia się około 11,5 kWh energii cieplnej;
• skroplony gaz intensywnie odparowuje a dostanie się na skórę człowieka powoduje odmrożenia.

Zależność gęstości mieszaniny propan-butan od jej składu i temperatury

Tabela gęstości skroplonej mieszaniny propan-butan (w t/m³) w zależności od jej składu i temperatury

T to temperatura mieszaniny gazów (średnia dzienna temperatura powietrza); P / B - stosunek propanu i butanu w mieszaninie,%

Głównym składnikiem autonomicznego systemu zasilania gazem jest mieszanka propan-butan. Jednak wielu nie rozumie po co mieszać propan i butan, ponieważ każdy gaz może być używany jako niezależne paliwo. Jednak w niektórych regionach Rosji węglowodory te nie mogą być wykorzystywane czysta forma do zgazowania obiektów, co jest z nimi związane fizyczne i chemiczne właściwości i czynniki klimatyczne.

Właściwości LPG

Aby zrozumieć, dlaczego propan jest mieszany z butanem, konieczna jest znajomość cech każdego składnika, w tym ich interakcji ze środowiskiem zewnętrznym. Z punktu widzenia struktura molekularna odnoszą się do związków węglowodorowych, które można przechowywać w stanie ciekłym, co znacznie upraszcza transport i eksploatację.

Jednym z warunków powstawania gazu płynnego jest wysokie ciśnienie, dlatego przechowywany jest w specjalnych zbiornikach pod ciśnieniem 16 bar. Drugim warunkiem przejścia gazów węglowodorowych z jednego stanu do drugiego jest temperatura powietrza zewnętrznego. Propan wrze w temperaturze -43°C, natomiast przemiana ze stanu ciekłego w gazowy w butanie następuje w temperaturze -0,5°C, co jest główną różnicą między tymi węglowodorami.

Tabela z niektórymi innymi właściwościami tych gazów

Dodatkowe informacje na temat właściwości gazu płynnego można znaleźć w artykule: Propan-butan do zbiornika na gaz – właściwości i zastosowanie.

Po co mieszać propan i butan w autonomicznym systemie zasilania gazem

Rozważając właściwości fizyczne i chemiczne węglowodorów nasyconych, ich wykorzystanie w dużej mierze zależy od warunki klimatyczne. Skroplony butan w czystej postaci nie sprawdzi się w niskich temperaturach. Chociaż stosowanie czystego propanu jest przeciwwskazane w gorącym klimacie, ponieważ ciepło powoduje nadmierny wzrost ciśnienia w zbiorniku gazu.

Ponieważ niepraktyczne jest wytwarzanie oddzielnej marki gazu dla każdego regionu, w celu ujednolicenia GOST zapewnia się mieszaninę o określonej zawartości dwóch składników w ramach ustalonych norm. Według GOST 20448-90 maksymalna zawartość butanu w tej mieszaninie nie powinna przekraczać 60%, podczas gdy dla regionów północnych i zimowy czas roku udział propanu musi wynosić co najmniej 75%.

Procent gazów w inny czas roku

Nawiasem mówiąc, więcej artykułów z naszego bloga o zgazowaniu znajduje się w tej sekcji.

czynnik technologiczny

Oprócz czynnika klimatycznego, istnieje technologiczne uzasadnienie dla mieszania propanu i butanu. W rafineriach ropy naftowej w procesie przetwarzania gazów towarzyszących powstaje propan i butan różne ilości. Dlatego, aby zoptymalizować politykę surowcową, węglowodory te miesza się ze sobą w określonej proporcji. Jednocześnie, niezależnie od technologii wytwarzania skroplonego gazu ziemnego, udział procentowy obu składników musi mieścić się w granicach określonych przez GOST.

Polityka cenowa tankowania LPG

Koszt propanu-butanu zależy od zawartości w nim pierwszego (droższego) składnika. Nic więc dziwnego, że „zimowa” mieszanka do tankowania autonomicznego systemu zasilania gazem będzie droższa niż „letnia”. Jeśli jednak firma oferuje tankowanie w cenie znacznie niższej niż średnia rynkowa, należy zadać jej przedstawicielowi następujące pytania:

• Dlaczego cena LPG jest tak niska?
• Jaki jest stosunek propan-butan?
• Jak ta kompozycja sprawdzi się zimą?
• Czy dostępna jest odpowiednia dokumentacja techniczna?
• Czy mogę skontaktować się z firmą w razie problemów?

Bądź ostrożny! Tania mieszanka może wtedy kosztować znacznie więcej.

Niektóre firmy są przebiegłe, dostarczając „zimową” mieszankę, która nie jest zgodna z GOST. Dlatego niski koszt LPG powinien przynajmniej zaalarmować kupującego.

Aby uniknąć problemów z gazyfikacją domu, skontaktuj się z firmą Promtechgaz, która już udowodniła swój profesjonalizm i niezawodność. O czym świadczą dobre pozycje rynkowe i brak negatywna informacja zwrotna od klientów.

propan odnosi się do materia organiczna klasa alkanów. Propan występuje w gazie ziemnym i może powstawać podczas krakingu produktów ropopochodnych. Propan jest uważany za jeden z najbardziej trujących gazów.

Właściwości fizyczne

Propan jest bezbarwnym gazem słabo rozpuszczalnym w wodzie. Temperatura wrzenia propanu wynosi 42,1°C. W kontakcie z powietrzem propan tworzy mieszaninę wybuchową (przy stężeniu par od 2 do 9,5%). Przy ciśnieniu 760 mm Hg temperatura zapłonu propanu może wynosić około 466 ° C.

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne propanu są podobne do większości właściwości szeregu alkanów. Właściwości te obejmują: chlorowanie, odwodornianie i tak dalej.

Aplikacja propanu

Propan jest szeroko stosowany jako paliwo do różnych potrzeb. Jest ważnym składnikiem skroplonych gazów węglowodorowych. Propan jest wykorzystywany do produkcji rozpuszczalników oraz w przemyśle spożywczym (jako propelent, dodatek E944).

chłodziwo

Mieszanina izobutanu (R-600a) i czystego propanu (R-290a) nie uszkadza warstwy ozonowej i ma niski potencjał cieplarniany (GWP). Dlatego ta mieszanina jest szeroko stosowana jako czynnik chłodniczy. Ta mieszanina zastąpiła przestarzałe czynniki chłodnicze w chłodnictwie i klimatyzacji.

Butan(C 4 H 10) - podobnie jak propan, należą do klasy alkanów. Jest związkiem organicznym, który jest wysoce toksyczny i zatruwa organizm ludzki przy wdychaniu. W chemii butan jest zwykle nazywany mieszaniną n-butanu i jego izomeru, izobutanu CH(CH3)3. Nazwa butan składa się z dwóch części, rdzenia „ale-”, z którym języka angielskiego oznacza kwas masłowy i końcówkę „-an”, co wskazuje, że substancja ta należy do alkanów.

izomeria

Butan ma dwa izomery:

Właściwości fizyczne

Butan jest bezbarwnym i łatwopalnym gazem. Przy normalnym ciśnieniu i temperaturach poniżej 0 ° C łatwo przechodzi w stan ciekły. Przy podwyższonym ciśnieniu i normalnej temperaturze jest to ciecz bardzo lotna. Rozpuszczalność butanu w wodzie wynosi 6,1 mg na 100 mililitrów wody. Butan pod ciśnieniem 10 atmosfer i w temperaturze 100°C może tworzyć związek azeotropowy z wodą.

Znajdowanie i odbieranie

Butan znajduje się w kondensacie ropy naftowej i gazu (jego udział wynosi około 12%). Butan otrzymuje się również metodą hydrokatalitycznego lub katalitycznego krakingu frakcji naftowych. W warunkach laboratoryjnych butan otrzymuje się w reakcji Wurtza:

2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr

Aplikacje i reakcje

W wyniku chlorowania wolnorodnikowego powstaje mieszanina 2-chlorobutanu i 1-chloru. Spalanie w powietrzu wytwarza wodę i dwutlenek węgla. Butan jest szeroko stosowany jako mieszanina z propanem w zapalniczkach i butlach gazowych. W nich jest w stanie upłynnionym i ma pewien zapach ze względu na obecność substancji zapachowych w mieszaninie. Istnieją mieszanki „letnie” i „zimowe”, które mają różne preparaty. Wartość opałowa jednego kilograma butanu wynosi około 45 MJ (12,72 kWh).

2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

Przy braku tlenu powstaje sadza lub tlenek węgla lub oba razem.

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O

2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

Firma DuPont opatentowała metodę produkcji bezwodnika maleinowego poprzez katalityczne utlenianie z n-butanu

2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 do 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O

n-Butan jest dobrym surowcem do produkcji butenu, 1,3-butadienu, które są ważnym składnikiem benzyn wysokooktanowych. Czysty butan jest stosowany jako czynnik chłodniczy w chłodnictwie i klimatyzatorach. Butan jest lepszy niż freon ze względu na swoją przyjazność dla środowiska i bezpieczeństwo dla środowiska, ale jest mniej produktywny niż freonowe czynniki chłodnicze. Butan jest zarejestrowany jako dodatek do żywności E943a w przemyśle spożywczym, a izobutan jako dodatek E943b, propelent. Substancje te są stosowane w dezodorantach.

W przemyśle spożywczym butan jest zarejestrowany jako dodatek do żywności. E943a i izobutan E943b, jako propelent, na przykład w dezodorantach.

Wpływ butanu na organizm ludzki

Wdychanie butanu przez człowieka może spowodować niewydolność serca i śmierć przez uduszenie. Wnikanie ciekłego butanu lub strumienia gazu butanowego powoduje ochłodzenie do minus dwudziestu stopni, co jest bardzo niebezpieczne dla człowieka.

Bezpieczeństwo

Butan jest wysoce łatwopalny. Gdy stężenie butanu w powietrzu wynosi 1,9 - 8,4% obj., może dojść do wybuchu. MPC300 mg/m³.