normálny bután. Prečo miešať propán a bután - vlastnosti skvapalnených uhľovodíkových plynov

Fyzikálne vlastnosti

Ethan na n. y.- bezfarebný plyn, bez zápachu. Molová hmotnosť - 30.07. Teplota topenia -182,81 °C, teplota varu -88,63 °C. . Hustota ρ plynu. \u003d 0,001342 g / cm³ alebo 1,342 kg / m³ (n.a.), ρ fl. \u003d 0,561 g / cm³ (T \u003d -100 ° C). Disociačná konštanta 42 (vo vode, podľa) [ zdroj?]. Tlak pár pri 0 °C - 2,379 MPa.

Chemické vlastnosti

Chemický vzorec C 2 H 6 (racionálny CH 3 CH 3). Najcharakteristickejšími reakciami sú substitúcia vodíka halogénmi, ktoré prebiehajú podľa mechanizmu voľných radikálov. Tepelná dehydrogenácia etánu pri 550-650 ° C vedie ku keténu, pri teplotách nad 800 ° C - ku katacetylénu (vzniká aj benzolýza). Priama chlorácia pri 300-450 ° C - na etylchlorid, nitrácia v plynnej fáze poskytuje zmes (3: 1) nitroetán-nitrometán.

Potvrdenie

V priemysle

V priemysle sa získava z ropy a zemných plynov, kde je až 10 % objemu. V Rusku je obsah etánu v ropných plynoch veľmi nízky. V USA a Kanade (kde je jeho obsah v rope a zemných plynoch vysoký) slúži ako hlavná surovina na výrobu eténu.

In vitro

Získava sa z jódmetánu Wurtzovou reakciou, z octanu sodného elektrolýzou Kolbeho reakciou, fúziou propionátu sodného s alkáliou, z etylbromidu Grignardovou reakciou, hydrogenáciou eténu (nad Pd) alebo acetylénu (v prítomnosti Raneyovho niklu ).

Aplikácia

Hlavným využitím etánu v priemysle je výroba etylénu.

bután(C4H10) - organická zlúčenina trieda alkány. V chémii sa tento názov používa hlavne na označenie n-butánu. Rovnaký názov má zmes n-butánu a jeho izomér izobután CH(CH3)3. Názov pochádza z koreňa „but-“ (anglický názov kyselina maslová - kyselina maslová) a prípona „-an“ (patriaca medzi alkány). Vo vysokých koncentráciách je jedovatý, vdychovanie butánu spôsobuje dysfunkciu pľúcneho dýchacieho aparátu. Obsiahnuté v zemný plyn, vzniká vtedy, keď praskanie ropných produktov, pri oddeľovaní združených ropný plyn, "mastný" zemný plyn. Ako zástupca uhľovodíkových plynov je horľavý a výbušný, má nízku toxicitu, má špecifický charakteristický zápach a má narkotické vlastnosti. Podľa stupňa vplyvu na telo patrí plyn k látkam 4. triedy nebezpečnosti (nízko nebezpečný) podľa GOST 12.1.007-76. Škodlivý účinok na nervový systém .

izoméria

Bhután má dve izomér:

Fyzikálne vlastnosti

Bután je bezfarebný horľavý plyn so špecifickým zápachom, ľahko skvapalnený (pod 0 °C a normálny tlak alebo pri zvýšenom tlaku a bežnej teplote - prchavá kvapalina). Bod tuhnutia -138°C (pri normálnom tlaku). Rozpustnosť vo vode - 6,1 mg v 100 ml vody (pre n-bután sa pri 20 °C oveľa lepšie rozpúšťa v organických rozpúšťadlách ). Môže sa tvoriť azeotropný zmes s vodou pri teplote asi 100 °C a tlaku 10 atm.

Hľadanie a prijímanie

Obsahuje plynový kondenzát a ropný plyn (do 12%). Je produktom katalytického a hydrokatalytického praskanie ropné frakcie. V laboratóriu možno získať od wurtzové reakcie.

2 C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr

Odsírenie (demerkaptanizácia) butánovej frakcie

Primárna butánová frakcia sa musí čistiť od zlúčenín síry, ktorými sú najmä metyl a etylmerkaptány. Spôsob čistenia butánovej frakcie od merkaptánov spočíva v alkalickej extrakcii merkaptánov z uhľovodíkovej frakcie a následnej regenerácii alkálií za prítomnosti homogénnych alebo heterogénnych katalyzátorov so vzdušným kyslíkom za uvoľnenia disulfidového oleja.

Aplikácie a reakcie

Pri chlorácii voľnými radikálmi tvorí zmes 1-chlór- a 2-chlórbutánu. Ich pomer je dobre vysvetlený rozdielom v sile S-H kravaty v polohách 1 a 2 (425 a 411 kJ/mol). Úplné spaľovanie vo vzduchových formách oxid uhličitý a vodou. Bután sa používa v kombinácii s propán v zapaľovačoch, v plynových fľašiach v skvapalnenom stave, kde má zápach, keďže obsahuje špeciálne pridané odoranty. V tomto prípade sa používajú "zimné" a "letné" zmesi s rôznym zložením. Výhrevnosť 1 kg je 45,7 MJ (12,72 kWh).

2C4H10 + 1302 → 8 CO2 + 10 H20

Pri nedostatku kyslíka sa tvorí sadze alebo oxid uhoľnatý alebo oboje spolu.

2C4H10 + 502 -> 8C + 10H20

2C4H10 + 902 -> 8 CO + 10H20

firma dupont vyvinuli metódu na získanie anhydrid kyseliny maleínovej z n-butánu počas katalytickej oxidácie.

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

n-Bután - surovina na výrobu butén, 1,3-butadién, súčasť vysokooktánových benzínov. Vysoko čistý bután a najmä izobután možno použiť ako chladivo v chladiacich aplikáciách. Výkon takýchto systémov je o niečo nižší ako u freónových. Bután je bezpečný životné prostredie na rozdiel od freónových chladív.

IN Potravinársky priemysel bután je registrovaný ako potravinárska prídavná látka E943a a izobután - E943b, Ako hnací plyn, napríklad v deodoranty.

Etylén(Od IUPAC: etén) - organické chemická zlúčenina opísaný vzorcom C2H4. Je najjednoduchší alkén (olefín). Etylén sa v prírode prakticky nenachádza. Je to bezfarebný horľavý plyn s miernym zápachom. Čiastočne rozpustný vo vode (25,6 ml v 100 ml vody pri 0 °C), etanole (359 ml za rovnakých podmienok). Dobre sa rozpúšťa v dietyléteri a uhľovodíkoch. Obsahuje dvojitú väzbu, a preto je klasifikovaný ako nenasýtený alebo nenasýtený uhľovodíky. V tomto odvetví zohráva mimoriadne dôležitú úlohu a tiež je fytohormónu. Etylén je najviac vyrábaná organická zlúčenina na svete ; celková svetová produkcia etylénu v 2008 dosiahol 113 miliónov ton a naďalej rastie o 2-3% ročne .

Aplikácia

Vedúcim produktom je etylén základná organická syntéza a používa sa na získanie nasledujúcich zlúčenín (uvedených v abecednom poradí):

Vinylacetát;

dichlóretán / vinylchlorid(3. miesto, 12 % z celkového objemu);

Etylénoxid(2. miesto, 14-15% z celkového objemu);

Polyetylén(1. miesto, do 60 % z celkového objemu);

styrén;

Octová kyselina;

Etylbenzén;

etylénglykol;

Etanol.

Etylén zmiešaný s kyslíkom sa používa v medicíne na anestézia do polovice 80. rokov 20. storočia v ZSSR a na Blízkom východe. Etylén je fytohormónu takmer všetky rastliny , okrem iného zodpovedný za opadávanie ihličia v ihličnanoch.

Základné chemické vlastnosti

Etylén - chemicky účinná látka. Keďže medzi atómami uhlíka v molekule je dvojitá väzba, jedna z nich, menej pevná, sa ľahko rozbije a v mieste prerušenia väzby sa molekuly spoja, oxidujú a polymerizujú.

Halogenácia:

CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → CH2Cl-CH2Cl

Dochádza k odfarbeniu brómovej vody. Ide o kvalitatívnu reakciu na nenasýtené zlúčeniny.

Hydrogenácia:

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

Hydrohalogenácia:

CH2 \u003d CH2 + HBr → CH3 - CH2Br

Hydratácia:

CH 2 \u003d CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (pod pôsobením katalyzátora)

Túto reakciu objavil A.M. Butlerov a používa sa na priemyselnú výrobu etylalkoholu.

Oxidácia:

Etylén ľahko oxiduje. Ak etylén prechádza cez roztok manganistanu draselného, ​​stane sa bezfarebný. Táto reakcia sa používa na rozlíšenie medzi nasýtenými a nenasýtenými zlúčeninami.

Etylénoxid je krehká látka, preruší sa kyslíkový most a spojí sa voda, čo vedie k vzniku etylénglykol:

C2H4 + 302 -> 2C02 + 2H20

Polymerizácia:

nCH2 \u003d CH2 → (-CH2-CH2-)n

izoprén CH 2 \u003d C (CH 3) -CH \u003d CH 2, 2-metylbutadién-1,3 - nenasýtený uhľovodík diénová séria (C n H 2n-2 ) . IN normálnych podmienkach bezfarebná kvapalina. On je monomér Pre prírodná guma a štruktúrnou jednotkou pre mnohé molekuly iných prírodných zlúčenín – izoprenoidy, príp terpenoidy. . Rozpustný v alkohol. Izoprén polymerizuje za vzniku izoprénu gumy. Reaguje aj izoprén polymerizácia s vinylovými spojmi.

Hľadanie a prijímanie

Prírodný kaučuk je polymér izoprénu – najčastejšie cis-1,4-polyizoprén s molekulovou hmotnosťou 100 000 až 1 000 000. Ako nečistoty obsahuje niekoľko percent iných materiálov, ako napr veveričky, mastné kyseliny, živice a anorganické látky. Niektoré zdroje prírodného kaučuku sú tzv gutaperča a pozostáva z trans-1,4-polyizoprénu, štruktúrneho izomér, ktorý má podobné, ale nie totožné vlastnosti. Izoprén je produkovaný a uvoľňovaný do atmosféry mnohými druhmi stromov (hlavný je dub) Ročná produkcia izoprénu vegetáciou je asi 600 miliónov ton, z čoho polovicu produkujú tropické listnaté stromy, zvyšok produkujú kry. Po vystavení atmosfére je izoprén premenený voľnými radikálmi (ako je hydroxylový (OH) radikál) a v menšej miere ozónom. V rôzne látky, ako napr aldehydy, hydroxyperoxidy, organické dusičnany a epoxidy, ktoré sa zmiešajú s kvapkami vody za vzniku aerosólov resp opar. Stromy využívajú tento mechanizmus nielen na to, aby sa vyhli prehrievaniu listov slnkom, ale aj na ochranu pred voľnými radikálmi, najmä ozón. Izoprén sa prvýkrát získal tepelným spracovaním prírodného kaučuku. Komerčne najdostupnejšie ako tepelný produkt praskanie nafta alebo olejov, ako aj vedľajším produktom pri výrobe etylén. Ročne sa vyrobí približne 20 000 ton. Asi 95 % produkcie izoprénu sa používa na výrobu cis-1,4-polyizoprénu, syntetickej verzie prírodného kaučuku.

Butadién-1,3(divinyl) CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 - nenasýtené uhľovodík, najjednoduchší zástupca diénové uhľovodíky.

Fyzikálne vlastnosti

Butadién - bezfarebný plynu s charakteristickým zápachom teplotu varu-4,5 °C teplota topenia-108,9 °C, Bod vzplanutia-40 °C maximálna povolená koncentrácia vo vzduchu (MAC) 0,1 g/m³, hustota 0,650 g/cm³ pri -6 °C.

Mierne rozpustíme vo vode, dobre rozpustíme v liehu, petroleji so vzduchom v množstve 1,6-10,8%.

Chemické vlastnosti

Butadién má tendenciu polymerizácia, ľahko oxiduje vzduchu so vzdelaním peroxid zlúčeniny, ktoré urýchľujú polymerizáciu.

Potvrdenie

Reakciou sa získa butadién Lebedev prenos etylalkohol cez katalyzátor:

2CH3CH2OH → C4H6 + 2H20 + H2

Alebo dehydrogenácia normálu butylén:

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

Aplikácia

Polymerizáciou butadiénu vzniká syntetika guma. Kopolymerizácia s akrylonitrilu A styrén prijímať ABS plast.

benzén (C 6 H 6 , Ph H) - organická chemická zlúčenina, bezfarebný kvapalina s príjemnou sladkosťou vôňa. Protozoa aromatický uhľovodík. Benzén je súčasťou benzín, široko používaný v priemyslu, je surovinou na výrobu lieky, rôzne plasty, syntetický guma, farbivá. Hoci benzén je súčasťou ropa, v priemyselnom meradle sa syntetizuje z jeho ostatných zložiek. toxický, karcinogénne.

Fyzikálne vlastnosti

Bezfarebná kvapalina so zvláštnym štipľavým zápachom. Teplota topenia = 5,5 °C, teplota varu = 80,1 °C, hustota = 0,879 g/cm3, Molová hmotnosť = 78,11 g/mol. Ako všetky uhľovodíky, aj benzén horí a tvorí veľa sadzí. So vzduchom vytvára výbušné zmesi, dobre sa s ním mieša étery, benzín a iných organických rozpúšťadiel tvorí s vodou azeotropickú zmes s bodom varu 69,25 °C (91 % benzénu). Rozpustnosť vo vode 1,79 g/l (pri 25 °C).

Chemické vlastnosti

Pre benzén sú charakteristické substitučné reakcie – benzén reaguje s alkény, chlór alkány, halogény, dusičnan A kyselina sírová. Reakcie štiepenia benzénového kruhu prebiehajú za drsných podmienok (teplota, tlak).

Interakcia s chlórom v prítomnosti katalyzátora:

C 6 H 6 + Cl 2 -(FeCl 3) → C 6 H 5 Cl + HCl tvorí chlórbenzén

Katalyzátory podporujú tvorbu aktívnych elektrofilných druhov polarizáciou medzi atómami halogénu.

Cl-Cl + FeCl3 → Cl = - x +

C6H6 + Cl ઠ - -Cl ઠ + + FeCl 3 → [C6H5Cl + FeCl4] → C6H5Cl + FeCl3 + HCl

V neprítomnosti katalyzátora pri zahrievaní alebo osvetlení dochádza k radikálovej substitučnej reakcii.

C 6 H 6 + 3Cl 2 - (osvetlenie) → C 6 H 6 Cl 6 vzniká zmes izomérov hexachlórcyklohexánu video

Interakcia s brómom (čistý):

Interakcia s halogénovými derivátmi alkánov ( Friedel-Craftsova reakcia):

C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl -(AlCl 3) → vzniká C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl etylbenzén

C6H6 + HNO3-(H2SO4) → C6H5NO2 + H20

Štruktúra

Benzén je klasifikovaný ako nenasýtený uhľovodíky(homológny rad C n H 2n-6), ale na rozdiel od uhľovodíkov radu etylén C2H4 vykazuje vlastnosti vlastné nenasýteným uhľovodíkom (vyznačujú sa adičnými reakciami) iba v drsných podmienkach, ale benzén je náchylnejší na substitučné reakcie. Toto "správanie" benzénu sa vysvetľuje jeho špeciálnou štruktúrou: umiestnením všetkých väzieb a molekúl v rovnakej rovine a prítomnosťou konjugovaného 6π-elektrónového oblaku v štruktúre. Moderná myšlienka elektronickej povahy väzieb v benzéne je založená na hypotéze Linus Pauling, ktorý navrhol zobraziť molekulu benzénu ako šesťuholník s vpísaným kruhom, čím zdôraznil absenciu pevných dvojitých väzieb a prítomnosť jediného elektrónového oblaku pokrývajúceho všetkých šesť atómov uhlíka cyklu.

Výroba

K dnešnému dňu existujú tri zásadne odlišné spôsoby výroby benzénu.

Koksovanie uhlia. Tento proces bol historicky prvý a slúžil ako hlavný zdroj benzénu až do druhej svetovej vojny. V súčasnosti je podiel benzénu získaný touto metódou menej ako 1 %. Treba dodať, že benzén získavaný z uhoľného dechtu obsahuje značné množstvo tiofénu, čo z takéhoto benzénu robí surovinu nevhodnú pre množstvo technologických procesov.

katalytické reformovanie(aromarizujúce) benzínové frakcie oleja. Tento proces je hlavným zdrojom benzénu v USA. IN západná Európa, Rusko a Japonsko týmto spôsobom dostávajú 40 – 60 % z celkového množstva látky. V tomto procese sa okrem benzénu, toluén A xylénov. Vzhľadom na to, že sa toluén vyrába v množstvách prevyšujúcich dopyt po ňom, čiastočne sa spracováva aj na:

benzén - metódou hydrodealkylácie;

zmes benzénu a xylénov – disproporcionáciou;

Pyrolýza benzín a ťažšie ropné frakcie. Touto metódou sa vyrába až 50 % benzénu. Spolu s benzénom vzniká toluén a xylény. V niektorých prípadoch sa celá táto frakcia posiela do dealkylačného stupňa, kde sa toluén aj xylény premenia na benzén.

Aplikácia

Benzén je jednou z desiatich najdôležitejších látok v chemickom priemysle. [ zdroj neuvedený 232 dní ] Väčšina výsledného benzénu sa používa na syntézu ďalších produktov:

• asi 50 % benzénu sa premení na etylbenzén (alkylácia benzén etylén);

  asi 25 % benzénu sa premení na kuménu (alkylácia benzén propylén);

  asi 10-15% benzénu hydrogenovať V cyklohexán;

  na výrobu sa používa asi 10 % benzénu nitrobenzén;

  2-3% benzénu sa premení na lineárne alkylbenzény;

  na syntézu sa používa približne 1 % benzénu chlórbenzén.

V oveľa menších množstvách sa benzén používa na syntézu niektorých ďalších zlúčenín. Príležitostne a v extrémnych prípadoch sa pre svoju vysokú toxicitu používa benzén ako a solventný. Okrem toho je benzén benzín. Pre jeho vysokú toxicitu je jeho obsah limitovaný novými normami na zavedenie do 1%.

toluén(od španielčina Tolu, tolu balzam) - metylbenzén, bezfarebná kvapalina s charakteristickým zápachom, patrí do arén.

Toluén prvýkrát získal P. Peltier v roku 1835 pri destilácii borovicovej živice. V roku 1838 ho izoloval A. Deville z balzamu prineseného z mesta Tolú v Kolumbii, podľa ktorého dostal aj svoje meno.

všeobecné charakteristiky

Bezfarebná pohyblivá prchavá kvapalina so štipľavým zápachom, vykazuje slabý narkotický účinok. Miešateľný v neobmedzenom rozsahu s uhľovodíkmi, veľa alkoholy A étery, nemiešateľný s vodou. Index lomu svetlo 1,4969 pri 20 °C. Horľavý, horí dymovým plameňom.

Chemické vlastnosti

Toluén je charakterizovaný reakciami elektrofilnej substitúcie v aromatickom kruhu a substitúciou v metylovej skupine radikálovým mechanizmom.

Elektrofilná substitúcia v aromatickom kruhu sa nachádza prevažne v orto a para polohách vzhľadom k metylovej skupine.

Okrem substitučných reakcií vstupuje toluén do adičných reakcií (hydrogenácie), ozonolýzy. Niektoré oxidačné činidlá (alkalický roztok manganistanu draselného, ​​zriedená kyselina dusičná) oxidujú metylovú skupinu na karboxylovú skupinu. Teplota samovznietenia 535 °C. Hranica koncentrácie šírenia plameňa, % obj. Teplotný limit šírenia plameňa, °C. Teplota vzplanutia 4 °C.

Interakcia s manganistanom draselným v kyslom prostredí:

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 tvorba kyseliny benzoovej

Príjem a čistenie

Produkt katalytický reformovanie benzín frakcie oleja. Izoluje sa selektívnou extrakciou a následnou náprava.Dobré výťažky sa dosahujú aj katalytickou dehydrogenáciou heptán cez metylcyklohexán. Rovnakým spôsobom sa čistí toluén. benzén, iba ak sa použije koncentrovaný kyselina sírová nesmieme zabudnúť na toluén sulfonovanéľahší ako benzén, čo znamená, že je potrebné udržiavať nižšiu teplotu reakčná zmes(menej ako 30 °C). Toluén tiež tvorí azeotropickú zmes s vodou. .

Toluén možno získať z benzénu Friedel-Craftsove reakcie:

Aplikácia

Suroviny na výrobu benzén, kyselina benzoová, nitrotoluény(počítajúc do toho trinitrotoluén), toluéndiizokyanáty(cez dinitrotoluén a toluéndiamín) benzylchlorid a iné organické látky.

Je solventný pre veľa polyméry, je súčasťou rôznych komerčných rozpúšťadiel pre laky A farby. Zahrnuté v rozpúšťadlách: R-40, R-4, 645, 646 , 647 , 648. Používa sa ako rozpúšťadlo pri chemickej syntéze.

naftalén- C10H8 tuhá látka kryštalická látka s charakteristikou vôňa. Nerozpúšťa sa vo vode, ale je dobrý - v benzén, vysielať, alkohol, chloroform.

Chemické vlastnosti

Naftalén od chemické vlastnosti podobný benzén: ľahko nitrovaný, sulfonované, interaguje s halogény. Od benzénu sa líši tým, že reaguje ešte ľahšie.

Fyzikálne vlastnosti

Hustota 1,14 g/cm³, bod topenia 80,26 °C, bod varu 218 °C, rozpustnosť vo vode asi 30 mg/l, bod vzplanutia 79 - 87 °C, bod samovznietenia 525 °C, molárna hmotnosť 128,17052 g/mol.

Potvrdenie

Získajte naftalén z Uhľový decht. Naftalén možno izolovať aj z ťažkého pyrolýzneho dechtu (chladiaceho oleja), ktorý sa používa v procese pyrolýzy v etylénových závodoch.

Naftalén produkujú aj termity. Coptotermes formosanus chrániť svoje hniezda pred mravce, huby a háďatká .

Aplikácia

Dôležitá surovina chemického priemyslu: používa sa na syntézu anhydrid kyseliny ftalovej, tetralín, decalina, rôzne deriváty naftalénu.

Na získanie sa používajú deriváty naftalénu farbivá A výbušniny, V liek, Ako insekticíd.

Skvapalnený ropný plyn (LPG)- ide o uhľovodíky alebo ich zmesi, ktoré sú pri normálnom tlaku a teplote okolia v plynnom skupenstve, avšak pri zvýšení tlaku o relatívne malé množstvo bez zmeny teploty prechádzajú do kvapalného stavu.

Skvapalnené plyny sa získavajú z pridružených ropných plynov, ako aj z polí plynového kondenzátu. V spracovateľských závodoch sa z nich získava etán, propán a tiež zemný benzín. Propán a bután majú najväčšiu hodnotu pre plynárenský priemysel. Ich hlavnou výhodou je, že sa dajú ľahko skladovať a prepravovať ako kvapalina a používať ako plyn. Inými slovami, výhody kvapalnej fázy sa využívajú na prepravu a skladovanie skvapalnených plynov a plynná fáza sa využíva na spaľovanie.

Skvapalnený uhľovodíkový plyn je široko používaný v mnohých krajinách sveta, vrátane Ruska, pre potreby priemyslu, bytového a komunálneho sektora, petrochemického priemyslu a tiež ako automobilové palivo.

Molekula propánu sa skladá z troch atómov uhlíka a ôsmich atómov vodíka.

Propán

Pre systémy zásobovania plynom prevádzkované v Rusku je najvhodnejší technický propán(C 3 H 8), pretože má vysoký tlak pár až do mínus 35 °C (bod varu propánu pri atmosférickom tlaku je mínus 42,1 °C). Aj s nízke teploty z fľaše alebo plynovej nádrže naplnenej propánom je ľahké odobrať správne množstvo parnej fázy za podmienok prirodzeného odparovania. To umožňuje inštalovať LPG fľaše v zime vonku a odsávať parnú fázu pri nízkych teplotách.

bután

Pri spaľovaní molekuly butánu vstupujú do reakcie štyri atómy uhlíka a desať atómov vodíka, čo vysvetľuje jej vyššiu výhrevnosť v porovnaní s propánom.

bután(C 4 H 10) - lacnejší plyn, ale líši sa od propánu nízkym tlakom pár, preto sa používa iba pri plusových teplotách. Bod varu butánu pri atmosférickom tlaku je mínus 0,5 °C.

Teplota plynu v nádržiach autonómneho systému dodávky plynu musí byť kladná, inak nebude možné odparovanie butánovej zložky LPG. Na zabezpečenie teplôt plynu nad 0 °C sa využíva geotermálne teplo: pod zemou je inštalovaná plynová nádrž pre súkromný dom.

Zmes propánu a butánu

V domácom sektore sa používa zmes propánu a technického butánu (SPBT), v bežnom živote tzv propán-bután. Keď je obsah butánu v SPBT viac ako 60%, nepretržitá prevádzka zásobníkových jednotiek v klimatických podmienkach Ruska je nemožná. V takýchto prípadoch sa používajú výparníky LPG na vynútenie prechodu kvapalnej fázy do plynnej fázy.

Vlastnosti a vlastnosti LPG

Vlastnosti skvapalnených plynov ovplyvňujú bezpečnostné opatrenia, ako aj konštrukčné a technické vlastnosti zariadení, v ktorých sa skladujú, prepravujú a používajú.

Charakteristické črty skvapalnených plynov:

• vysoký tlak pár;
• nemať zápach. Pre včasnú detekciu netesností sa skvapalneným plynom dodáva špecifický zápach - sú odorizované etylmerkaptánom (C 2 H 5 SH);
• nízke teploty a limity horľavosti. Teplota vznietenia butánu je 430°C, propánu 504°C. Dolná hranica horľavosti propánu je 2,3 %, butánu 1,9 %;
• propán, bután a ich zmesi ťažší ako vzduch. V prípade úniku sa môže v studniach alebo pivniciach hromadiť skvapalnený plyn. V priestoroch pivničného typu je zakázané inštalovať zariadenia pracujúce na skvapalnenom plyne;
• prechod do kvapalnej fázy so zvyšujúcim sa tlakom alebo klesajúcou teplotou;
• vysoká výhrevnosť. Na spaľovanie LPG je to nevyhnutné veľké množstvo vzduch (na spálenie 1 m³ plynnej fázy propánu je potrebných 24 m³ vzduchu a butánu - 31 m³ vzduchu);
• veľký pomer objemová expanzia kvapalnej fázy(koeficient objemovej expanzie kvapalnej fázy propánu je 16-krát väčší ako koeficient objemovej expanzie vody). Fľaše a nádrže sa plnia najviac na 85 % geometrického objemu. Naplnenie viac ako 85% môže viesť k ich prasknutiu, následnému rýchlemu úniku a odparovaniu plynu, ako aj zapáleniu zmesi vzduchom;
• v dôsledku odparenia 1 kg kvapalnej fázy LPG pri n. r. Získa sa 450 litrov parnej fázy. Inými slovami, 1 m³ parnej fázy zmesi propán-bután má hmotnosť 2,2 kg;
• pri spaľovaní 1 kg zmesi propán-bután sa uvoľní asi 11,5 kWh tepelnej energie;
• skvapalnený plyn sa intenzívne odparuje a dostať sa na kožu človeka spôsobuje omrzliny.

Závislosť hustoty propán-butánovej zmesi od jej zloženia a teploty

Tabuľka hustôt skvapalnenej zmesi propán-bután (v t / m³) v závislosti od jej zloženia a teploty

T je teplota zmesi plynov (priemerná denná teplota vzduchu); P / B - pomer propánu a butánu v zmesi,%

Hlavnou zložkou autonómneho systému zásobovania plynom je zmes propán-bután. Mnohí to však nechápu prečo miešať propán a bután, pretože každý plyn môže byť použitý ako samostatné palivo. V niektorých regiónoch Ruska sa však tieto uhľovodíky nemôžu používať čistej forme na plynofikáciu zariadení, ktorá je spojená s ich fyzikálne a chemické vlastnosti a klimatické faktory.

Vlastnosti LPG

Aby sme pochopili, prečo sa propán mieša s butánom, je potrebné poznať vlastnosti každej zložky, vrátane ich interakcie s vonkajším prostredím. Z pohľadu molekulárna štruktúra označujú uhľovodíkové zlúčeniny, ktoré možno skladovať v kvapalnom stave, čo značne zjednodušuje prepravu a prevádzku.

Jednou z podmienok vzniku kvapalného plynu je vysoký tlak, preto sa skladuje v špeciálnych nádržiach pod tlakom 16 barov. Druhou podmienkou prechodu uhľovodíkových plynov z jedného skupenstva do druhého je vonkajšia teplota vzduchu. Propán vrie pri -43°C, kým premena z kvapalného do plynného skupenstva v butáne nastáva pri -0,5°C, čo je hlavný rozdiel medzi týmito uhľovodíkmi.

Tabuľka s niektorými ďalšími vlastnosťami týchto plynov

Ďalšie informácie o vlastnostiach skvapalneného ropného plynu nájdete v článku: propán-bután do plynovej nádrže - vlastnosti a aplikačné vlastnosti.

Prečo miešať propán a bután v autonómnom systéme dodávky plynu

Berúc do úvahy fyzikálne a chemické vlastnosti nasýtených uhľovodíkov, ich použitie do značnej miery závisí od klimatickými podmienkami. Skvapalnený bután vo svojej čistej forme nebude fungovať pri negatívnych teplotách. Zatiaľ čo použitie čistého propánu je kontraindikované v horúcom podnebí, od r teplo spôsobuje nadmerné zvýšenie tlaku v zásobníku plynu.

Pretože je nepraktické vyrábať samostatnú značku plynu pre každý región, s cieľom zjednotiť GOST sa poskytuje zmes s určitým obsahom dvoch zložiek v rámci stanovených noriem. Podľa GOST 20448-90 by maximálny obsah butánu v tejto zmesi nemal prekročiť 60%, zatiaľ čo pre severné regióny a v zimný čas roku musí byť podiel propánu minimálne 75 %.

Percento plynov v iný čas roku

Mimochodom, viac článkov z nášho blogu o splyňovaní je v tejto sekcii.

technologický faktor

Okrem klimatického faktora existuje aj technologické zdôvodnenie, prečo sa propán a bután miešajú. V ropných rafinériách sa v procese spracovania súvisiacich plynov vyrába propán a bután rôzne množstvá. Na optimalizáciu politiky zdrojov sa preto tieto uhľovodíky v určitom pomere navzájom miešajú. Zároveň, bez ohľadu na technológiu výroby skvapalneného uhľovodíkového plynu, percento týchto dvoch zložiek musí byť v rámci limitov stanovených GOST.

Cenová politika pre tankovanie LPG

Cena propán-butánu závisí od obsahu prvej (drahšej) zložky v ňom. Preto nie je prekvapujúce, že „zimná“ zmes na tankovanie autonómneho systému zásobovania plynom bude drahšia ako „letná“. Ak však spoločnosť ponúka palivo za cenu výrazne nižšiu, ako je trhový priemer, potom by sa jej zástupcovi mali položiť nasledujúce otázky:

• Prečo sú náklady na LPG také nízke?
• Aký je pomer propán-bután?
• Ako bude toto zloženie fungovať v zime?
• Je k dispozícii príslušná technická dokumentácia?
• Môžem kontaktovať spoločnosť v prípade problémov?

Buď opatrný! Lacná zmes potom môže stáť oveľa viac.

Niektoré spoločnosti sú mazané tým, že poskytujú "zimnú" zmes, ktorá nie je v súlade s GOST. Nízke náklady na LPG by preto mali kupujúceho prinajmenšom upozorniť.

Aby ste sa vyhli problémom so splyňovaním vášho domova, obráťte sa na spoločnosť Promtekhgaz, ktorá už preukázala svoju profesionalitu a spoľahlivosť. Svedčia o tom dobré pozície na trhu a nedostatok negatívna odozva od klientov.

Propán odkazuje na organickej hmoty trieda alkánov. Propán sa nachádza v zemnom plyne a môže vznikať pri krakovaní ropných produktov. Propán je považovaný za jeden z najjedovatejších plynov.

Fyzikálne vlastnosti

Propán je bezfarebný plyn, ktorý je mierne rozpustný vo vode. Teplota varu propánu je 42,1 °C. Pri kontakte so vzduchom tvorí propán výbušnú zmes (pri koncentrácii pár 2 až 9,5 %). Pri tlaku 760 mm Hg môže byť teplota vznietenia propánu asi 466 ° C.

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti propánu sú podobné väčšine vlastností alkánového radu. Tieto vlastnosti zahŕňajú: chlórovanie, dehydrogenáciu atď.

Aplikácia propánu

Propán je široko používaný ako palivo pre rôzne potreby. Je dôležitou súčasťou skvapalnených uhľovodíkových plynov. Propán sa používa na výrobu rozpúšťadiel a v potravinárskom priemysle (ako pohonná látka, prísada E944).

chladivo

Zmes izobutánu (R-600a) a čistého propánu (R-290a) nepoškodzuje ozónovú vrstvu a má nízky skleníkový potenciál (GWP). Preto je táto zmes široko používaná ako chladivo. Táto zmes nahradila zastarané chladivá v chladeniach a klimatizáciách.

bután(C 4 H 10) - podobne ako propán, patrí do triedy alkánov. Ide o organickú zlúčeninu, ktorá je vysoko toxická a pri vdýchnutí otravuje ľudský organizmus. V chémii sa bután zvyčajne nazýva zmesou n-butánu a jeho izoméru, izobutánu CH(CH3)3. Názov bután sa skladá z dvoch častí, koreňa „ale-“, ktorý s v angličtine znamená kyselina maslová a koncovka „-an“, čo naznačuje, že táto látka patrí medzi alkány.

izoméria

Bután má dva izoméry:

Fyzikálne vlastnosti

Bután je bezfarebný a horľavý plyn. Pri normálnom tlaku a teplotách pod 0 °C ľahko skvapalňuje. Pri zvýšenom tlaku a normálnej teplote je to vysoko prchavá kvapalina. Rozpustnosť butánu vo vode je 6,1 mg na 100 mililitrov vody. Bután pri tlaku 10 atmosfér a teplote 100 °C môže tvoriť s vodou azeotropickú zlúčeninu.

Hľadanie a prijímanie

Bután sa nachádza v ropnom a plynovom kondenzáte (jeho podiel je približne 12 %). Bután sa získava aj metódou hydrokatalytického alebo katalytického krakovania ropných frakcií. V laboratórnych podmienkach sa bután získava Wurtzovou reakciou:

2 C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr

Aplikácie a reakcie

Chloráciou voľnými radikálmi vzniká zmes 2-chlórbutánu a 1-chlóru. Spaľovaním na vzduchu vzniká voda a oxid uhličitý. Bután je široko používaný ako zmes s propánom v zapaľovačoch a plynových fľašiach. V nich je v skvapalnenom stave a má určitý zápach kvôli prítomnosti odorantov v zmesi. Existujú "letné" a "zimné" zmesi, ktoré majú rôzne formulácie. Výhrevnosť jedného kilogramu butánu je približne 45 MJ (12,72 kWh).

2C4H10 + 1302 → 8 CO2 + 10 H20

Pri nedostatku kyslíka sa tvoria sadze resp oxid uhoľnatý alebo oboje spolu.

2C4H10 + 502 -> 8C + 10H20

2C4H10 + 902 -> 8 CO + 10H20

DuPont patentoval spôsob výroby maleínanhydridu katalytickou oxidáciou z n-butánu

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

n-bután je dobrou surovinou na výrobu buténu, 1,3-butadiénu, ktorý je dôležitou zložkou vysokooktánového benzínu. Čistý bután sa používa ako chladivo v chladiacich a klimatizačných zariadeniach. Bután je lepší ako freón vďaka svojej šetrnosti k životnému prostrediu a bezpečnosti pre životné prostredie, ale je menej produktívny ako freónové chladivá. Bután je v potravinárskom priemysle registrovaný ako potravinárska prídavná látka E943a a izobután ako prídavná látka E943b, pohonná látka. Tieto látky sa používajú v deodorantoch.

V potravinárskom priemysle je bután registrovaný ako potravinárska prídavná látka. E943a a izobután E943b, ako hnací plyn, napríklad v deodorantoch.

Vplyv butánu na ľudský organizmus

Ľudské vdýchnutie butánu môže spôsobiť zlyhanie srdca a smrť zadusením. Vniknutie kvapalného butánu alebo prúd plynného butánu spôsobuje ochladenie na mínus dvadsať stupňov, čo je pre človeka veľmi nebezpečné.

Bezpečnosť

Bután je vysoko horľavý. Keď je koncentrácia butánu vo vzduchu 1,9 – 8,4 % objemu, môže spôsobiť výbuch. MPC 300 mg/m³.