Приложение
Поради своите свойства, като висока калоричност по време на горене, изгаряне без остатъци, безвредност и безопасност при правилна употреба и лекота на използване, пропанът е универсален газ и се използва широко както в промишлеността, така и в ежедневието. За промишлени и битови цели се доставя като техническа смес пропан-бутан. Бутанът (C4h20) е органично съединение от класа на алканите. Днес търсенето на SPBT е огромно.
В производството При извършване на газопламъчна работа в заводи и предприятия: - в снабдително производство; – за рязане на метален скрап; – за заваряване на некритични метални конструкции. За покривни работи. За отопление на промишлени помещения в строителството. За отопление на промишлени помещения (във ферми, птицеферми, в оранжерии). За газови печки, бойлери в хранително-вкусовата промишленост. В ежедневието – при готвене вкъщи и къмпинг; - за подгряване на вода; - за сезонно отопление на отдалечени помещения - частни къщи, хотели, ферми; - за заваряване на тръби, оранжерии, гаражи и други битови конструкции, използващи газови заваръчни станции.
Напоследък се използва широко като автомобилно гориво, т.к по-евтино и по-екологично от бензина. В химическата промишленост се използва при производството на мономери за производството на полипропилен. Това е суровината за производството на разтворители. В хранително-вкусовата промишленост пропанът е регистриран като хранителна добавка Е944, като пропелант.
Антифриз. Смес от дехидратиран чист пропан (R-290a) (търговско наименование за смеси изобутан-пропан) с изобутан (R-600a) не разрушава озоновия слой и има нисък парников потенциал (GWP). Сместа е подходяща за функционална подмяна на остарели хладилни агенти (R-12, R-22, R-134a) в традиционните стационарни хладилни и климатични системи.
Качествените показатели на втечнените въглеводородни газове се определят съгласно GOST 10157-79.
Физични свойства на LPG
Технологията за разделяне се основава на различни налягания на наситени пари и различни налягания на отделните компоненти. Именно поради необходимата еластичност на газа и налягането на наситените пари става възможно използването на LPG като източник за отопление, при което газът ще започне да тече от резервоара в газопровода.
За постигане на необходимите условия е необходимо да се установи оптималното съотношение на течната и парната фаза. Способността да се поддържа както течно, така и газообразно състояние е ключова характеристика на LPG.
По време на съхранение или транспортиране част от средата има тенденция да премине в парна фаза, докато останалата част ще остане под формата на течност. Разликата в обема между двете фази е огромна. За сравнение, 1 m3 газова смес е равен на 4 литра втечнен газ, което означава намаляване на обема с почти 250 пъти. Тъй като газът започва да се разширява при повишаване на температурата, при съхранение на LPG трябва да се вземат предвид регулаторните изисквания - резервоар за газ (специален резервоар за съхранение на LPG) или бутилки могат да бъдат запълнени не повече от 85%.
При температура от +20°C преходът към течна фаза за пропан става при налягане от 8,5 kgf/cm2, за бутан при налягане от 3,1 kgf/cm2. В този случай пропанът няма да премине в газообразно състояние и ще остане в течност при температура от -43 ° C, а бутанът при температура от 0 ° C.
По този начин способността на LPG да се изпарява директно зависи от процентното съдържание на пропан и бутан, както и от температурата на въздуха. Например, при ниски температури на околната среда налягането на пропана е по-високо от това на бутана и следователно неговата летливост е по-висока.
Летни и зимни LPG смеси
В предишни години се обръщаше специално внимание на съотношението на сместа от пропан към бутан през зимата и лятото:
- зимната версия на горивото предвиждаше 70% пропан, 30% бутан;
- летният вариант съдържаше по-малко количество пропан - 50-60% и по-голямо количество бутан - 50-40%.
Проучванията показват, че при ниски температури на околната среда е по-ефективно да се използва смес с високо съдържание на пропан. В същото време в горещия сезон количеството пропан трябва да се намали. През лятото бутанът се изпарява много по-малко бързо, което намалява риска от свръхналягане и предотвратява задействането на предпазния клапан.
В момента разделението на лято и зима стана по-малко актуално. Сега съставът на LPG се изчислява, като се вземат предвид индивидуалните характеристики на обекта, което дава възможност на доставчиците да избират съдържанието на пропан и бутан за конкретно оборудване. По желание на Клиента съдържанието на пропан в сместа може да бъде увеличено до 100%.
Въпреки това, за най-ефективната работа на газовото оборудване е необходимо внимателно да се подбере съставът на втечнения нефтен газ. Правилното съотношение на компонентите на сместа пропан-бутан осигурява достатъчно свръхналягане в резервоарите, като гарантира непрекъснато подаване на топла вода както при силни студове, така и в горещи дни.
Химичен състав на LPG
Има два основни начина за получаване на пропан-бутан: от свързан нефтен газ или от кондензатната фракция на природния газ. Производственият процес се извършва с помощта на агрегат за фракциониране на абсорбционен газ, който разделя газа на компоненти:
- леки въглеводороди пропан (C3H8) и бутан (C4H10), които са в основата на LPG;
- въглеводороди пентан (C5H12), метан (CH4) и етан (C2H6);
- ненаситени въглеводороди етилен (C2H4), пропилен (C3H6) и бутилен (C4H8).
Съдържанието на пропан и бутан в състава на LPG е най-малко 95%, количеството на ненаситените въглеводороди е приблизително 1%. Също така в състава е разрешено наличието на изомерни съединения - изобутан и изобутилен.
Получената смес пропан-бутан е без мирис, следователно, съгласно правилата за безопасност, се извършва принудителна ароматизация. Характерна неприятна миризма придава етанетиол, който започва да се усеща при 1/5 от експлозивната концентрация на LPG във въздуха.
Какво е пропан
Пропан, C3Х8 и бутанът са органични съединения от класа алкани. Безцветен газ без мирис. Много слабо разтворим във вода. Точка на кипене -42.1C. Точка на замръзване -188C. Образува експлозивни смеси с въздух при концентрации на пари от 2,1 до 9,5%. Като представител на въглеводородните газове, той е запалим и експлозивен.
Малко количество пропан се съдържа в природния газ, в промишлени количества пропанът се получава в процеса на високотемпературно рафиниране на нефт.
Тъй като самият газ практически не мирише, за безопасност и навременна диагностика на течове на газ от човешките обонятелни органи, към него се добавят одоранти, съдържащи миризливи вещества. Те се наричат "мири на газ".
Къде се използва пропан?
Този газ е познат на абсолютно всички съвременни хора. Днес пропанът се използва почти навсякъде. На първо място, това се отнася до производствените процеси.
Така техническият газ пропан се използва успешно за газопламъчни работи в различни производствени съоръжения. С негова помощ се извършва както рязане на метал, така и структурно заваряване. При работа с метален скрап този газ е практически незаменим за доставка на суровини.
С не по-малък успех пропанът се използва при производството на топлинна енергия. Впоследствие топлината, получена с помощта на технически газ пропан, се използва за осигуряване на топлоснабдяване, както за промишлени помещения, така и за снабдяване с топлина на жилищни комплекси.
В ежедневието газът пропан намира своето приложение в различни области на човешката дейност.Най-разпространеният начин за използване на този газ е използването му като енергиен носител за газови печки и газови бойлери. С негова помощ човек готви храна, загрява вода. Също така в сектора на индивидуалните жилища пропанът се използва за организиране на отопление на помещенията. За това е инсталирано специално оборудване. Пропан газ се доставя до жилищни помещения чрез газопроводи. В някои случаи може да се осъществи и доставка на втечнен пропан в специални бутилки. Съотношението между пропан и бутан в сместа варира в зависимост от сезона – пропанът преобладава през зимата, а бутанът през лятото.
Широко използван като автомобилно гориво.
В химическата промишленост се използва при производството на мономери за производството на полипропилен.
Това е суровината за производството на разтворители.
Съхранява се и се транспортира в специални контейнери (цилиндри, резервоари) без стабилизиращи добавки при температури до 50 °C.
Каква е опасността от пропана?
На първо място, неговата висока експлозивност. Сместа пропан-бутан е около два пъти по-тежка от въздуха, следователно при изтичане не се изпарява, а се натрупва и тогава една искра ще бъде достатъчна. А в смес с въздух експлозивността му се увеличава.
Втората опасност е, че пропанът, попадайки във въздуха, се смесва с него, измества и намалява съдържанието на кислород във въздуха.Човек в такава атмосфера ще изпита кислороден глад, а при значителни концентрации на газ във въздуха може да умре от задушаване.
Смесите от пропан и бутан в течна форма корозират каучука, така че е необходимо внимателно да се наблюдават каучуковите изделия, използвани в оборудването за пламъчна обработка на метали, и, ако е необходимо, да се заменят. Най-голямата опасност от корозия на каучука съществува през зимата, когато има голяма вероятност течната фракция да попадне в маркучите.
При работа с пропан-бутан не е позволено течната фракция да попадне върху кожата на тялото, тъй като се получава измръзване поради бързото му изпаряване и отделяне на топлина.
Пропан - бутан седем има голям коефициент на обемно разширение.Така за пропана той е 16 пъти повече от този на водата, а за бутана е 11 пъти. Поради това е невъзможно бутилките с пропан да се пълнят с бутанова смес от повече от 85% по обем - това е много опасно.
Като цяло можем да кажем, че за безопасност и спокойствие е необходимо периодично да се следи максимално допустимата концентрация на газ в помещението. Ако усетите „миризма на газ“, не забравяйте да поканите специалисти, които да проведат въздушен преглед.
Природен газ като гориво за превозни средства
Пропан или метан - какво да изберем?
Повечето автомобили, които преминават на газово гориво, използват пропан-бутан. Но как вървят нещата с метана, защото производителите на автомобили масово произвеждат коли, използващи това гориво и го смятат за обещаващо. Така че защо се случва това.
На трето място, запасите от природен газ са огромни, те ще стигнат за следващите 150 години, а цената е 3 пъти по-евтина от моторното гориво. Но имайте предвид, че консумацията на газово гориво ще бъде малко по-висока, т.к. един кубичен метър метан може да изкара до 1,1 литра бензин.
Какви са недостатъците на метана? Основната причина е слабо развитата инфраструктура на бензиностанциите за метан - в Русия има само 250 такива. Оказва се, че метанът е по-екологичен, по-евтин, по-безопасен от бензина - и увеличава живота на двигателя: не оставя въглеродни отлагания в горивната камера и не отмива масления филм от стените на цилиндъра. Но бензиностанции почти няма. Затова друг вид газ е за предпочитане сред частните търговци - това е пропан-бутан.
Плюсове и минуси на пропан-бутан
Въпреки факта, че консумацията на газ е с около 10-15% повече от бензина, спестяванията са значителни. Всички разходи за закупуване и монтаж на газово оборудване се изплащат за 10-20 хиляди километра, т.к цената на пропан-бутан е един и половина пъти по-евтина от бензина.По правило няма проблеми със зареждането - мрежата от бензиностанции за пропан-бутан е обширна в цялата страна.
Газовото оборудване всъщност е допълнителен резервоар, който увеличава запаса на мощност с 200-500 км. В експлоатация такава кола няма да причини проблеми. Двигателят стартира на бензин и когато температурата достигне +25 ° C в охладителната система, преминава към газово гориво. По този начин автоматизацията гарантира, че газовият редуктор не замръзва. Освен това преходът от един вид гориво към друг може да се извърши директно от купето ръчно.
Ако сравните шофирането в града, тогава няма забележима разлика между шофирането на газ и бензин. Няма да има проблеми със стартирането и реакциите на педала на „газа“, но в екстремни режими няма достатъчно мощност. По този начин работата на газ намалява мощността на сериен двигател с мощност от 106 к.с. до 98 к.с Това може да стане неудобно при изпреварване по магистралата, но решението е да преминете на работа на бензин предварително.
Основният недостатък е значително намаляване на обема на багажника. В нишата за резервно колело е монтиран допълнителен резервоар, а самото резервно колело ще трябва да бъде преместено в багажника. При хечбеците газовата бутилка обикновено е в купето. Това отрича предимствата на дизайна, които ви позволяват да увеличите обема на багажника чрез сгъване на задните седалки.
Друг минус: газът е потенциално по-опасен от бензина. Разбира се, добре инсталираното оборудване не създава проблеми на собственика.
Въпреки това трябва да се обърне голямо внимание на техническото му състояние. Имайте предвид, че газът е експлозивен само в съотношение 5-10% с въздуха и е невъзможно да се създаде такава концентрация на открито.
И още повече в движеща се кола.
По-малко значимите недостатъци на зареждането на автомобил с газово гориво включват известно влошаване на динамиката на ускорението на автомобила (с 5%), което обаче се компенсира от леко увеличение на потреблението на газ. Освен това времето за горене на газа е по-дълго от това на бензина, а температурата в горивната камера е по-висока.
Как работи
Когато се използва като гориво за двигателя, пропанът и метанът работят по подобен начин. Основната разлика между тези газове е, че пропанът се съхранява в течна форма, докато метанът се съхранява в газообразна форма. Пропанът става газообразен, когато се освободи от газов цилиндър. Изгарянето на един галон пропан обикновено освобождава енергия, равна на около 8,4 x 104 BTU. В Америка коефициентът GGE понякога се използва за оценка на ефективността на алтернативните горива, равен на съотношението на енергията в BTU, генерирана от изгарянето на един галон бензин към енергията в BTU, генерирана от изгарянето на един галон алтернативно гориво. Съотношението GGE на пропана (да го наречем Gp) може да се определи по следната формула: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Изгарянето на един галон бензин произвежда енергия, равна на приблизително 1,25 x 105 Btu, което е 1,5 пъти енергията, която се отделя при пълното изгаряне на един галон течен пропан. В различните страни тази стойност може да варира в зависимост от вида на горивото и степента на неговото пречистване. Икономическите показатели зависят от цената на алтернативното гориво, цената на бензина, ефективността на бензинов двигател, ефективността на двигател, работещ на алтернативно гориво.
За да сравните две горива, базирани на фактора GGE 138, можете да използвате не само мерни единици като галони и BTU, но също и, например, литри и джаули. Прилагайки тази втора двойка единици за оценка на енергията, освободена от пропан и бензин, получаваме същата стойност Gp = 1,5, тъй като това е безразмерна величина, която определя съотношението на два параметъра и стойността му не се променя, ако и двата параметъра са изразени в едни и същи мерни единици.
Превозните средства, задвижвани с пропан, имат същите конски сили, скорост и ускорение като превозните средства, задвижвани с метан.Отнема приблизително същото време, за да се напълни резервоара на пропанов двигател, както е необходимо за напълване на резервоара на двигател на изкопаеми горива. Повечето използвани днес превозни средства, задвижвани с пропан, са имали модифицирани конвенционални бензинови или дизелови двигатели. Някои производители обаче вече предлагат нови модели превозни средства с пропан двигатели. В САЩ има хиляди бензиностанции с пропан, но те не са толкова често срещани, колкото бензиновите и дизелови бензиностанции.
Моларна маса на пропан
Пропан CH 3 CH 2 CH 3 Това е безцветен, без мирис, запалим газ. Точка на топене на пропана - 187,69 ° C, точка на кипене - 42,07 ° C, плътност при 20 градуса - 0,5005 g / cm 3 (при налягане на наситена пара), температура на запалване 465 °, граници на експлозивност в смес с въздух 2, 1 - 9,5 vol .%, калоричност на газ към течна вода и CO 2 120,34 kcal/kg. (25°C), топлинен капацитет 17,57 cal/deg. мол.
Пропанът се намира в природните газове, свързаните газове от производството на нефт и рафинирането на нефт, например в газове за каталитичен крекинг, в газове от коксови пещи, в газове за синтеза на въглеводороди от CO и H 2 според Фишер-Тропш.
Пропанът се изолира от промишлени газове чрез: дестилация под налягане, нискотемпературна абсорбция в разтворители под налягане, адсорбция с активен въглен, молекулярни сита.
Пропанът образува хидрат с вода 3 Х 8 . 6 N 2 O с критична температура на разлагане от + 8,5 °; разлага се при 1 атм. (0°). По своите химични свойства пропанът е близък до други по-ниски хомолози от метановия ред.
Дехидрогениране на пропан върху хромни катализатори при висока температура или в присъствието на О 2 и йод произвеждат пропилен. При термично и фотохимично хлориране на пропан се получават главно монохлоропропани. Смеси на пропан с Cl 2 експлозивно (граници на експлозия 8 - 42% C 3 Х 8 ).
Чрез леко окисление на пропан се получават пропионова киселина, ацеталдехид и оцетна киселина; чрез нитриране при висока температура се получават нитропопропани, както и нитроетан и нитрометан. При преобразуване от H 2 O при високи температури върху катализаторите се получава H 2 , CO и CO 2 . Алкилиране на пропан с етилен при високи температури и 300 атм. се произвежда изопентан. В присъствието на пероксиди при повишени температури и налягане, пропанът реагира с етилен хлорни производни; с трихлоретилен, например, се получава 1,1-дихлоро-3-метилбутен-1:
Пропанът се използва като разтворител за депарафиниране и деасфалтиране на петролни продукти, при полимеризацията на винилови естери и за извличане на мазнини. Пропанът се използва и за производство на сажди; с кислород - за рязане на метал. Смесен с бутилиран бутан, пропанът се използва широко като битов газ и като бездимно гориво за автомобили.
