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Por sus propiedades, tales como alto poder calorífico durante la combustión, combustión libre de residuos, inocuidad y seguridad cuando se usa correctamente y facilidad de uso, el propano es un gas versátil y muy utilizado tanto en la industria como en la vida cotidiana. Para fines industriales y domésticos, se suministra como mezcla técnica de propano-butano. El butano (C4h20) es un compuesto orgánico de la clase de los alcanos. Hoy en día, la demanda de SPBT es enorme.
En producción Al realizar trabajos con llama de gas en fábricas y empresas: - en producción de aprovisionamiento; – para cortar chatarra; – para soldar estructuras metálicas no críticas. Para trabajos de techado. Para calentar locales industriales en construcción. Para calentar locales industriales (en granjas, granjas avícolas, en invernaderos). Para estufas de gas, calentadores de agua en la industria alimentaria. En la vida cotidiana, al cocinar en casa y acampar; - para calentamiento de agua; - para calefacción estacional de locales remotos - casas privadas, hoteles, granjas; - para soldar tuberías, invernaderos, garajes y otras estructuras domésticas utilizando estaciones de soldadura a gas.
Recientemente, ha sido ampliamente utilizado como combustible para automóviles, porque más barato y más respetuoso con el medio ambiente que la gasolina. En la industria química, se utiliza en la producción de monómeros para la producción de polipropileno. Es la materia prima para la producción de solventes. En la industria alimentaria, el propano está registrado como aditivo alimentario E944, como propulsor.
Refrigerante. Una mezcla de propano puro deshidratado (R-290a) (un nombre comercial para las mezclas de isobutano-propano) con isobutano (R-600a) no agota la capa de ozono y tiene un bajo potencial de efecto invernadero (GWP). La mezcla es adecuada para el reemplazo funcional de refrigerantes obsoletos (R-12, R-22, R-134a) en sistemas tradicionales de refrigeración y aire acondicionado estacionarios.
Los indicadores de calidad de los gases de hidrocarburos licuados se determinan de acuerdo con GOST 10157-79.
Propiedades físicas del GLP
La tecnología de separación se basa en diferentes presiones de vapor saturado y diferentes presiones de los componentes individuales. Precisamente debido a la elasticidad del gas requerida y la presión de vapor saturado, es posible utilizar GLP como fuente de calefacción, en la que el gas comenzará a fluir desde el depósito hacia la tubería de gas.
Para lograr las condiciones necesarias, es necesario establecer la proporción óptima de las fases líquida y vapor. La capacidad de mantener tanto el estado líquido como el gaseoso es una característica clave del GLP.
Durante el almacenamiento o transporte, parte del medio tiende a pasar a la fase de vapor, mientras que el resto permanecerá en forma líquida. La diferencia de volumen entre las dos fases es enorme. A modo de comparación, 1 m3 de una mezcla gaseosa equivale a 4 litros de gas licuado, lo que significa una disminución de volumen de casi 250 veces. Dado que el gas comienza a expandirse cuando aumenta la temperatura, al almacenar GLP, se deben tener en cuenta los requisitos reglamentarios: un tanque de gas (un tanque especial para almacenar GLP) o cilindros no se pueden llenar más del 85%.
A una temperatura de +20°C, la transición a la fase líquida para el propano ocurre a una presión de 8,5 kgf/cm2, para el butano a una presión de 3,1 kgf/cm2. En este caso, el propano no pasará a estado gaseoso y permanecerá líquido a una temperatura de -43 °C, y el butano a una temperatura de 0 °C.
Así, la capacidad de evaporación del GLP depende directamente del porcentaje de propano y butano, así como de la temperatura del aire. Por ejemplo, a temperaturas ambiente bajas, la presión del propano es mayor que la del butano y, en consecuencia, su volatilidad es mayor.
Mezclas de GLP de verano e invierno
En años anteriores se prestó especial atención a la proporción de la mezcla de propano a butano en invierno y verano:
- la versión de invierno del combustible provisto de 70% de propano, 30% de butano;
- la versión de verano contenía una cantidad menor de propano - 50-60% y una cantidad mayor de butano - 50-40%.
Los estudios han demostrado que a temperaturas ambiente bajas es más eficiente utilizar una mezcla con un alto contenido de propano. Al mismo tiempo, en la temporada de calor, se debe reducir la cantidad de propano. En verano, el butano se evapora mucho menos rápido, lo que reduce el riesgo de sobrepresión y evita que salte la válvula de alivio.
Por el momento, la división en verano e invierno se ha vuelto menos relevante. Ahora, la composición del GLP se calcula teniendo en cuenta las características individuales del objeto, lo que brinda a los proveedores la oportunidad de seleccionar el contenido de propano y butano para equipos específicos. A petición del Cliente, el contenido de propano en la mezcla se puede aumentar hasta el 100%.
Sin embargo, para la operación más eficiente de los equipos de gas, es necesario seleccionar cuidadosamente la composición del gas licuado de petróleo. La correcta proporción de los componentes de la mezcla propano-butano proporciona suficiente sobrepresión en los depósitos, garantizando el suministro ininterrumpido de agua caliente tanto en heladas severas como en días calurosos.
Composición química del GLP
Existen dos formas principales de obtener GLP: a partir del gas de petróleo asociado oa partir de la fracción condensada del gas natural. El proceso de producción se lleva a cabo mediante una unidad de fraccionamiento de gas de absorción, que separa el gas en componentes:
- los hidrocarburos ligeros propano (C3H8) y butano (C4H10), que son la base del GLP;
- hidrocarburos pentano (C5H12), metano (CH4) y etano (C2H6);
- hidrocarburos insaturados etileno (C2H4), propileno (C3H6) y butileno (C4H8).
El contenido de propano y butano en la composición de GLP es de al menos 95%, la cantidad de hidrocarburos insaturados es de aproximadamente 1%. También en la composición se permite la presencia de compuestos isoméricos: isobutano e isobutileno.
La mezcla de propano-butano resultante es inodora, por lo que, de acuerdo con las normas de seguridad, se realiza una aromatización forzada. El etanotiol imparte un olor desagradable característico, que comienza a sentirse a 1/5 de la concentración explosiva de GLP en el aire.
que es propano
Propano, C3H8 y butano son compuestos orgánicos de la clase de los alcanos. Un gas incoloro e inodoro. Muy poco soluble en agua. Punto de ebullición -42,1C. Punto de congelación -188C. Forma mezclas explosivas con el aire a concentraciones de vapor de 2,1 a 9,5%. Como representante de los gases de hidrocarburo, es inflamable y explosivo.
Una pequeña cantidad de propano está contenida en el gas natural, en cantidades industriales, el propano se obtiene en el proceso de refinación de petróleo a alta temperatura.
Dado que el gas en sí prácticamente no huele, por seguridad y diagnóstico oportuno de fugas de gas por parte de los órganos olfativos humanos, se le agregan odorantes que contienen sustancias olorosas. Se les llama "olores a gas".
¿Dónde se usa el propano?
Este gas es familiar para absolutamente todas las personas modernas. El propano se usa en casi todas partes hoy en día. En primer lugar, se refiere a los procesos de producción.
Por lo tanto, el gas técnico de propano se utiliza con éxito para trabajos con llamas de gas en varias instalaciones de producción. Con su ayuda, se realizan tanto el corte de metales como la soldadura estructural. Cuando se trabaja con chatarra, este gas es prácticamente indispensable para la obtención de materias primas.
Con no menos éxito, el propano se utiliza en la producción de energía térmica. Posteriormente, el calor obtenido con la ayuda del gas técnico propano se utiliza para proporcionar suministro de calor, tanto para naves industriales como para el suministro de calor a conjuntos residenciales.
En la vida cotidiana, el gas propano encuentra su aplicación en diversos campos de la actividad humana.La forma más común de usar este gas es usarlo como portador de energía para estufas de gas y calentadores de agua a gas. Con su ayuda, una persona cocina alimentos, calienta agua. También en el sector de la vivienda individual, el propano se utiliza para organizar la calefacción de espacios. Para esto, se instala un equipo especial. El gas propano se suministra a los locales residenciales mediante gasoductos. En algunos casos, también se puede realizar la entrega de propano licuado en cilindros especiales. La relación entre propano y butano en la mezcla varía según la estación: el propano prevalece en invierno y el butano en verano.
Ampliamente utilizado como combustible para automóviles.
En la industria química, se utiliza en la producción de monómeros para la producción de polipropileno.
Es la materia prima para la producción de solventes.
Se almacena y transporta en contenedores especiales (cilindros, tanques) sin aditivos estabilizadores a temperaturas de hasta 50 °C.
¿Cuál es el peligro del propano?
En primer lugar, su alta explosividad. La mezcla de propano-butano es aproximadamente el doble de pesada que el aire, por lo tanto, cuando se escapa, no se evapora, sino que se acumula y luego una chispa será suficiente. Y en una mezcla con aire, aumenta su explosividad.
El segundo peligro es que el propano, al entrar en el aire, se mezcla con él, desplaza y reduce el contenido de oxígeno en el aire. Una persona en tal atmósfera experimentará falta de oxígeno y, con concentraciones significativas de gas en el aire, puede morir. de asfixia
Las mezclas de propano y butano en forma líquida corroen el caucho, por lo que es necesario monitorear cuidadosamente los productos de caucho utilizados en los equipos de tratamiento con llama para metales y, si es necesario, reemplazarlos. El mayor peligro de corrosión de la goma existe en invierno, cuando hay una alta probabilidad de que entre líquido en las mangueras.
Cuando se trabaja con propano-butano, no se permite que la fracción líquida entre en contacto con la piel del cuerpo, ya que se produce congelación debido a su rápida evaporación y eliminación de calor.
Propano: el butano siete tiene un gran coeficiente de expansión volumétrica, por lo que para el propano es 16 veces más que el del agua, y para el butano es 11 veces. Por lo tanto, es imposible llenar cilindros de propano con una mezcla de butano de más del 85 % en volumen; es muy peligroso.
En general, podemos decir que, por seguridad y tranquilidad, es necesario controlar periódicamente la concentración máxima permitida de gas en la habitación. Si siente un "olor a gas", asegúrese de invitar a especialistas para que realicen un examen del aire.
El gas natural como combustible vehicular
Propano o metano: ¿qué elegir?
La mayoría de los autos que están cambiando a combustible de gas usan propano-butano. Pero, ¿cómo van las cosas con el metano? Porque los fabricantes de automóviles producen en masa automóviles con este combustible y lo consideran prometedor. Entonces, ¿por qué sucede esto?
En tercer lugar, las reservas de gas natural son enormes, durarán los próximos 150 años y el precio es 3 veces más barato que el combustible para motores. Pero tenga en cuenta que el consumo de combustible de gas será ligeramente superior, porque. un metro cúbico de metano puede impulsar tanto como 1,1 litros de gasolina.
¿Cuáles son las desventajas del metano? La razón principal es la infraestructura poco desarrollada de las estaciones de gas metano: solo hay 250 de ellas en Rusia. Resulta que el metano es más ecológico, más barato, más seguro que la gasolina y aumenta la vida útil del motor: no deja depósitos de carbón en la cámara de combustión y no elimina la película de aceite de las paredes del cilindro. Pero casi no hay gasolineras. Por lo tanto, otro tipo de gas es preferible entre los comerciantes privados: es propano-butano.
Pros y contras del propano-butano
A pesar de que el consumo de gas es un 10-15% superior al de la gasolina, los ahorros son significativos. Todos los costos de compra e instalación de equipos de gas se amortizan en 10-20 mil kilómetros, porque el costo del propano-butano es una vez y media más barato que la gasolina.Como regla general, no hay problemas con el reabastecimiento de combustible: la red de estaciones de servicio de propano-butano es extensa en todo el país.
El equipo de gas es en realidad un tanque adicional que aumenta el rango de crucero en 200-500 km. En funcionamiento, dicho automóvil no causará problemas. El motor arranca con gasolina y cuando la temperatura alcanza los +25 °C en el sistema de refrigeración, cambia a combustible de gas. La automatización asegura así que el reductor de gas no se congele. Además, el paso de un tipo de combustible a otro se puede realizar directamente desde el habitáculo de forma manual.
Si compara la conducción en la ciudad, entonces no hay una diferencia notable entre conducir con gasolina y gasolina. No habrá problemas con el arranque y las reacciones al pedal del "gas", pero en modos extremos, no hay suficiente potencia. Así, el funcionamiento con gas reduce la potencia de un motor de serie con una capacidad de 106 hp. hasta 98 cv Esto puede volverse incómodo al adelantar en la carretera, pero la solución es pasar al trabajo de gasolina por adelantado.
La principal desventaja es una reducción significativa en el volumen del maletero. Se instala un tanque adicional en el nicho de la rueda de repuesto, y la rueda de repuesto deberá trasladarse al maletero. En los hatchbacks, el cilindro de gas generalmente termina en la cabina. Esto anula las ventajas de diseño que le permiten aumentar el volumen de la cajuela al plegar los asientos traseros.
Otro aspecto negativo: el gas es potencialmente más peligroso que la gasolina. Por supuesto, el equipo bien instalado no causa problemas al propietario.
Sin embargo, se debe prestar mucha atención a su estado técnico. Tenga en cuenta que el gas es explosivo solo en una proporción de 5-10% con el aire, y es imposible crear tal concentración al aire libre.
Y más aún en un coche en movimiento.
Las desventajas menos significativas de repostar un automóvil con combustible de gas incluyen cierto deterioro en la dinámica de aceleración del automóvil (en un 5%), que, sin embargo, se compensa con un ligero aumento en el consumo de gasolina. Además, el tiempo de combustión del gas es más largo que el de la gasolina y la temperatura en la cámara de combustión es más alta.
Cómo funciona
Cuando se usa como combustible para motores, el propano y el metano funcionan de manera similar. La principal diferencia entre estos gases es que el propano se almacena en forma líquida, mientras que el metano se almacena en forma gaseosa. El propano se vuelve gaseoso cuando se libera de un cilindro de gas. La quema de un galón de propano generalmente libera energía equivalente a alrededor de 8,4 x 104 BTU. En Estados Unidos, la relación GGE a veces se usa para evaluar la eficacia de los combustibles alternativos, igual a la relación de la energía en BTU generada al quemar un galón de gasolina a la energía en BTU, generada al quemar un galón de combustible alternativo. La relación GGE de propano (llamémosla Gp) se puede determinar mediante la siguiente fórmula: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
La combustión de un galón de gasolina produce una energía equivalente a aproximadamente 1,25 x 105 Btu, que es 1,5 veces la energía que se libera por la combustión completa de un galón de propano líquido. En diferentes países, este valor puede variar según el tipo de combustible y el grado de su purificación. Los indicadores económicos dependen del precio del combustible alternativo, el precio de la gasolina, la eficiencia de un motor de gasolina, la eficiencia de un motor que funciona con combustible alternativo.
Para comparar dos combustibles basados en el factor GGE 138, puede usar no solo unidades de medida como galones y BTU, sino también, por ejemplo, litros y julios. Aplicando este segundo par de unidades para estimar la energía liberada por el propano y la gasolina, obtenemos el mismo valor Gp = 1.5, ya que esta es una cantidad adimensional que determina la relación de dos parámetros, y su valor no cambia si ambos parámetros se expresan en las mismas y mismas unidades de medida.
Los vehículos que funcionan con propano tienen la misma potencia, velocidad y aceleración que los vehículos que funcionan con metano.Se tarda aproximadamente el mismo tiempo en llenar el tanque de un motor de propano que en llenar el tanque de un motor de combustible fósil. La mayoría de los vehículos de propano que se utilizan en la actualidad se han modificado a partir de motores convencionales de gasolina o diésel. Sin embargo, algunos fabricantes ya están ofreciendo nuevos modelos de vehículos con motores de propano. Hay miles de estaciones de servicio de propano en los EE. UU., pero no son tan comunes como las estaciones de servicio de gasolina y diésel.
Masa molar de propano
Propano CH 3 CH 2 CH 3 Es un gas incoloro, inodoro e inflamable. Punto de fusión del propano - 187,69 °C, punto de ebullición - 42,07 °C, densidad a 20 grados - 0,5005 g/cm 3 (a presión de vapor saturado), temperatura de ignición 465 °, límites de explosión en mezcla con aire 2 , 1 - 9,5 vol .%, poder calorífico de gas a agua líquida y CO 2 120,34 kcal/kg. (25 °C), capacidad calorífica 17,57 cal/grado. mol.
El propano se encuentra en gases naturales, gases asociados de la producción y refinación de petróleo, por ejemplo, en gases de craqueo catalítico, en gases de hornos de coque, en gases para la síntesis de hidrocarburos a partir de CO y H 2 según Fischer-Tropsch.
El propano se aísla de los gases industriales por: destilación bajo presión, absorción a baja temperatura en disolventes bajo presión, adsorción con carbón activado, tamices moleculares.
El propano forma un hidrato con agua. 3 H 8 . 6 norte 2 O con una temperatura crítica de descomposición de + 8,5 °; se descompone a 1 atm. (0°). Según sus propiedades químicas, el propano está cerca de otros homólogos inferiores de la serie del metano.
Deshidrogenación de propano sobre catalizadores de cromo a alta temperatura o en presencia de O 2 y yodo producen propileno. La cloración térmica y fotoquímica del propano produce principalmente monocloropropanos. Mezclas de propano con Cl 2 explosivo (límites de explosión 8 - 42% C 3 H 8 ).
Por oxidación suave del propano se obtienen ácido propiónico, acetaldehído y ácido acético; por nitración a alta temperatura se obtienen nitropropanos, así como nitroetano y nitrometano. Cuando se convierte de H 2 O a altas temperaturas en los catalizadores obtienen H 2 , CO y CO 2 . Alquilación de propano con etileno a altas temperaturas y 300 atm. se obtiene isopentano. En presencia de peróxidos a temperatura y presión elevadas, el propano reacciona con los derivados del etileno y cloro; con tricloroetileno, por ejemplo, se obtiene 1,1-dicloro-3-metilbuteno-1:
El propano se utiliza como disolvente para el desparafinado y desasfaltado de derivados del petróleo, en la polimerización de ésteres vinílicos y para la extracción de grasas. El propano también se usa para producir hollín; con oxígeno - para cortar metal. Mezclado con butano embotellado, el propano se usa ampliamente como gas doméstico y como combustible sin humo para automóviles.
