Sovellus
Ominaisuuksiensa, kuten korkean polttolämpöarvon, jäänteetön palamisen, oikein käytettynä vaarattomuuden ja turvallisuuden sekä helppokäyttöisyyden ansiosta propaani on monipuolinen kaasu ja sitä käytetään laajasti sekä teollisuudessa että jokapäiväisessä elämässä. Teollisiin ja kotitalouksiin se toimitetaan propaani-butaani teknisenä seoksena. Butaani (C4h20) on alkaaniluokan orgaaninen yhdiste. Nykyään SPBT:n kysyntä on valtava.
Tuotannossa Tehtäessä kaasuliekkityötä tehtailla ja yrityksissä: - hankintatuotannossa; - metalliromun leikkaamiseen; – ei-kriittisten metallirakenteiden hitsaukseen. Kattotöihin. Teollisuustilojen lämmitykseen rakentamisessa. Teollisuustilojen lämmitykseen (tiloilla, siipikarjatiloilla, kasvihuoneissa). Kaasuliedelle, elintarviketeollisuuden vedenlämmittimille. Jokapäiväisessä elämässä - ruoanlaitossa kotona ja retkeilyssä; - veden lämmitykseen; - syrjäisten tilojen kausiluontoiseen lämmitykseen - omakotitalot, hotellit, maatilat; - putkien, kasvihuoneiden, autotallien ja muiden kotitalousrakenteiden hitsaukseen kaasuhitsausasemilla.
Viime aikoina sitä on käytetty laajalti autojen polttoaineena, koska halvempaa ja ympäristöystävällisempää kuin bensiini. Kemianteollisuudessa sitä käytetään monomeerien valmistuksessa polypropeenin valmistukseen. Se on raaka-aine liuottimien valmistukseen. Elintarviketeollisuudessa propaani on rekisteröity elintarvikelisäaineeksi E944, ponneaineeksi.
Jäähdytysneste. Dehydratoidun puhtaan propaanin (R-290a) (isobutaani-propaanisekoitusten kauppanimi) sekoitus isobutaanin (R-600a) kanssa ei heikennä otsonikerrosta ja sillä on alhainen kasvihuonepotentiaali (GWP). Seos soveltuu vanhentuneiden kylmäaineiden (R-12, R-22, R-134a) toiminnalliseen korvaamiseen perinteisissä kiinteissä jäähdytys- ja ilmastointijärjestelmissä.
Nesteytettyjen hiilivetykaasujen laatuindikaattorit määritetään standardin GOST 10157-79 mukaisesti.
Nestekaasun fysikaaliset ominaisuudet
Erotustekniikka perustuu erilaisiin kyllästetyn höyryn paineisiin ja yksittäisten komponenttien erilaisiin paineisiin. Juuri vaaditun kaasun elastisuuden ja kylläisen höyrynpaineen ansiosta on mahdollista käyttää nestekaasua lämmityksen lähteenä, jolloin kaasu alkaa virrata säiliöstä kaasuputkeen.
Tarvittavien olosuhteiden saavuttamiseksi on tarpeen määrittää neste- ja höyryfaasien optimaalinen suhde. Nestekaasun keskeinen ominaisuus on kyky ylläpitää sekä nestemäistä että kaasumaista tilaa.
Varastoinnin tai kuljetuksen aikana osa väliaineesta pyrkii menemään höyryfaasiin, kun taas loput jäävät nesteen muodossa. Tilavuusero näiden kahden vaiheen välillä on valtava. Vertailun vuoksi 1 m3 kaasuseosta vastaa 4 litraa nesteytettyä kaasua, mikä tarkoittaa tilavuuden vähenemistä lähes 250-kertaiseksi. Koska kaasu alkaa laajentua lämpötilan noustessa, nestekaasua varastoitaessa on otettava huomioon säädösten vaatimukset - kaasusäiliö (erityinen nestekaasun varastointisäiliö) tai pullot voidaan täyttää enintään 85%.
Lämpötilassa +20°C siirtyminen nestefaasiin propaanin kohdalla tapahtuu paineessa 8,5 kgf/cm2, butaanin paineessa 3,1 kgf/cm2. Tässä tapauksessa propaani ei mene kaasumaiseen tilaan ja pysyy nesteenä -43 °C:n lämpötilassa ja butaani 0 °C:n lämpötilassa.
Näin ollen nestekaasun haihtumiskyky riippuu suoraan propaanin ja butaanin prosenttiosuudesta sekä ilman lämpötilasta. Esimerkiksi alhaisissa ympäristön lämpötiloissa propaanin paine on korkeampi kuin butaanin, ja sen seurauksena sen haihtuvuus on suurempi.
Kesä ja talvi nestekaasuseokset
Aikaisempina vuosina on kiinnitetty erityistä huomiota propaanin ja butaanin seoksen suhteeseen talvella ja kesällä:
- polttoaineen talviversiossa oli 70 % propaania, 30 % butaania;
- kesäversiossa oli pienempi määrä propaania - 50-60% ja suurempi määrä butaania - 50-40%.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että matalissa ympäristön lämpötiloissa on tehokkaampaa käyttää seosta, jossa on korkea propaanipitoisuus. Samaan aikaan kuumana vuodenaikana propaanin määrää on vähennettävä. Kesällä butaani höyrystyy paljon hitaammin, mikä vähentää ylipaineen riskiä ja estää ylipaineventtiilin laukeamisen.
Tällä hetkellä jako kesään ja talveen on vähentynyt. Nyt nestekaasun koostumus lasketaan ottaen huomioon kohteen yksilölliset ominaisuudet, mikä antaa toimittajille mahdollisuuden valita propaanin ja butaanin pitoisuudet tietyille laitteille. Asiakkaan pyynnöstä propaanipitoisuus seoksessa voidaan nostaa jopa 100 %:iin.
Kaasulaitteiden tehokkaimman toiminnan varmistamiseksi on kuitenkin tarpeen valita huolellisesti nesteytetyn öljykaasun koostumus. Propaani-butaaniseoksen komponenttien oikea suhde tarjoaa riittävän ylipaineen säiliöissä, mikä takaa keskeytymättömän kuuman veden saannin sekä kovissa pakkasissa että kuumina päivinä.
Nestekaasun kemiallinen koostumus
On kaksi päätapaa saada nestekaasua: siihen liittyvästä öljykaasusta tai maakaasun lauhdefraktiosta. Tuotantoprosessi suoritetaan käyttämällä absorptiokaasun fraktiointiyksikköä, joka erottaa kaasun osiin:
- kevyet hiilivedyt propaani (C3H8) ja butaani (C4H10), jotka ovat nestekaasun perusta;
- hiilivedyt pentaani (C5H12), metaani (CH4) ja etaani (C2H6);
- tyydyttymättömät hiilivedyt eteeni (C2H4), propeeni (C3H6) ja butyleeni (C4H8).
Propaanin ja butaanin pitoisuus nestekaasun koostumuksessa on vähintään 95 %, tyydyttymättömien hiilivetyjen määrä on noin 1 %. Myös isomeeristen yhdisteiden - isobutaanin ja isobuteenin - läsnäolo on sallittu koostumuksessa.
Tuloksena oleva propaani-butaaniseos on hajuton, joten turvallisuusmääräysten mukaisesti suoritetaan pakotettu aromatisointi. Etaanitioli antaa tyypillisen epämiellyttävän hajun, joka alkaa tuntua 1/5:n kohdalla ilman räjähdysherkästä nestekaasupitoisuudesta.
Mikä on propaani
Propaani, C3H8 ja butaani ovat alkaaniluokan orgaanisia yhdisteitä. Väritön, hajuton kaasu. Hyvin heikosti veteen liukeneva. Kiehumispiste -42,1 C. Jäätymispiste -188C. Muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa höyrypitoisuuksilla 2,1 - 9,5 %. Hiilivetykaasujen edustajana se on syttyvää ja räjähtävää.
Pieni määrä propaania sisältyy maakaasuun, teollisissa määrissä propaania saadaan korkean lämpötilan öljynjalostusprosessissa.
Koska itse kaasu ei käytännössä haise, siihen lisätään hajuaineita sisältäviä hajuaineita turvallisuuden ja ihmisen hajuelinten kaasuvuodojen oikea-aikaisen diagnosoinnin vuoksi. Niitä kutsutaan "kaasun hajuiksi".
Missä propaania käytetään?
Tämä kaasu on tuttu ehdottomasti kaikille nykyaikaisille ihmisille. Propaania käytetään nykyään lähes kaikkialla. Ensinnäkin se koskee tuotantoprosesseja.
Joten teknistä propaanikaasua käytetään menestyksekkäästi liekkien tuotantoon eri tuotantolaitoksissa. Sen avulla suoritetaan sekä metallin leikkaus että rakennehitsaus. Metalliromun kanssa työskenneltäessä tämä kaasu on lähes välttämätön raaka-aineiden hankinnassa.
Propaania käytetään yhtä hyvin lämpöenergian tuotannossa. Myöhemmin propaanin teknisen kaasun avulla saatua lämpöä käytetään lämmön toimittamiseen sekä teollisuustiloihin että lämmön toimittamiseen asuinrakennuksiin.
Propaanikaasua käytetään jokapäiväisessä elämässä useilla ihmisen toiminnan aloilla.Yleisin tapa käyttää tätä kaasua on käyttää sitä kaasuliesien ja kaasuvesilämmittimien energian kantajana. Sen avulla ihminen valmistaa ruokaa, lämmittää vettä. Myös yksittäisten asuntojen alalla propaania käytetään tilojen lämmityksen järjestämiseen. Tätä varten asennetaan erikoislaitteet. Propaanikaasua toimitetaan asuintiloihin kaasuputkia pitkin. Joissakin tapauksissa nesteytettyä propaania voidaan myös toimittaa erityisissä sylintereissä. Propaanin ja butaanin suhde seoksessa vaihtelee vuodenajasta riippuen - talvella propaani ja kesällä butaani.
Käytetään laajasti autojen polttoaineena.
Kemianteollisuudessa sitä käytetään monomeerien valmistuksessa polypropeenin valmistukseen.
Se on raaka-aine liuottimien valmistukseen.
Sitä varastoidaan ja kuljetetaan erityisissä säiliöissä (sylintereissä, säiliöissä) ilman stabiloivia lisäaineita jopa 50 °C:n lämpötiloissa.
Mikä on propaanin vaara?
Ensinnäkin sen korkea räjähtävyys. Propaani-butaaniseos on noin kaksi kertaa ilmaa raskaampi, joten vuotaessaan se ei haihdu, vaan kerääntyy ja sitten yksi kipinä riittää. Ja seoksessa ilman kanssa sen räjähtävyys kasvaa.
Toinen vaara on, että ilmaan joutuessaan propaani sekoittuu sen kanssa, syrjäyttää ja alentaa ilman happipitoisuutta.Tällaisessa ilmakehässä oleva ihminen kokee hapen nälänhätää ja kun ilmassa on merkittäviä kaasupitoisuuksia, hän voi kuolla. tukehtumisesta.
Nestemäisessä muodossa olevat propaani-butaaniseokset syövyttävät kumia, joten metallien liekkikäsittelylaitteissa käytettäviä kumituotteita on seurattava huolellisesti ja tarvittaessa vaihdettava. Suurin kumin korroosion vaara on talvella, jolloin on suuri todennäköisyys, että nestefraktiota pääsee letkuihin.
Propaani-butaanin kanssa työskenneltäessä nestemäistä fraktiota ei saa joutua kehon iholle, koska paleltumia tapahtuu sen nopean haihtumisen ja lämmön poistumisen vuoksi.
Propaanilla - butaani seitsemällä on suuri tilavuuslaajenemiskerroin, joten propaanilla se on 16 kertaa enemmän kuin vedellä ja butaanilla 11 kertaa. Siksi on mahdotonta täyttää propaanisylintereitä butaaniseoksella, jonka tilavuusprosentti on yli 85 - se on erittäin vaarallista.
Yleisesti voidaan sanoa, että turvallisuuden ja mielenrauhan vuoksi on tarpeen seurata säännöllisesti huoneen suurinta sallittua kaasupitoisuutta. Jos tunnet "kaasun hajun", muista kutsua asiantuntijat suorittamaan ilmatutkimus.
Maakaasu ajoneuvojen polttoaineena
Propaani vai metaani - mitä valita?
Useimmat kaasupolttoaineeseen vaihtavat autot käyttävät propaani-butaania. Mutta miten metaanin kanssa menee, sillä autonvalmistajat valmistavat tällä polttoaineella autoja massatuotantona ja pitävät sitä lupaavana. Joten miksi näin tapahtuu?
Kolmanneksi maakaasuvarat ovat valtavat, ne kestävät seuraavat 150 vuotta, ja hinta on 3 kertaa halvempi kuin moottoripolttoaine. Mutta muista, että kaasupolttoaineen kulutus on hieman suurempi, koska. yksi kuutiometri metaania voi ajaa jopa 1,1 litraa bensiiniä.
Mitkä ovat metaanin haitat? Suurin syy on metaanihuoltoasemien huonosti kehittynyt infrastruktuuri - niitä on Venäjällä vain 250. Osoittautuu, että metaani on ympäristöystävällisempi, halvempi, turvallisempi kuin bensiini - ja pidentää moottorin käyttöikää: se ei jätä hiilikerrostumia polttokammioon eikä pese öljykalvoa sylinterin seinistä. Mutta huoltoasemia ei juuri ole. Siksi toinen kaasutyyppi on parempi yksityisten kauppiaiden keskuudessa - se on propaani-butaani.
Propaani-butaanin hyvät ja huonot puolet
Huolimatta siitä, että kaasun kulutus on noin 10-15 % enemmän kuin bensiiniä, säästöt ovat merkittäviä. Kaikki kaasulaitteiden osto- ja asennuskustannukset maksavat itsensä takaisin 10-20 tuhannella kilometrillä, koska propaani-butaanin hinta on puolitoista kertaa halvempi kuin bensiinin.Tankkauksessa ei yleensä ole ongelmia - propaani-butaanihuoltoasemien verkosto on laaja koko maassa.
Kaasulaitteet ovat itse asiassa lisäsäiliö, joka lisää tehoreserviä 200-500 km. Käytössä tällainen auto ei aiheuta ongelmia. Moottori käynnistyy bensiinillä ja kun lämpötila saavuttaa +25 °C jäähdytysjärjestelmässä, se vaihtaa kaasupolttoaineeseen. Automaatio varmistaa siten, että kaasunrajoitin ei jäädy. Lisäksi siirtyminen polttoainetyypistä toiseen voidaan tehdä suoraan matkustamosta käsin.
Jos vertaa kaupunkiajoa, niin bensiinillä ja bensiinillä ajamisen välillä ei ole havaittavaa eroa. Ei ongelmia käynnistyksessä ja reaktioissa "kaasu" polkimeen, mutta äärimmäisissä tiloissa tehoa ei ole tarpeeksi. Joten kaasukäyttö vähentää 106 hv:n sarjamoottorin tehoa. jopa 98 hv Tämä voi tulla epämukavaksi ohittaessaan maantiellä, mutta ratkaisu on siirtyä bensiinityöhön etukäteen.
Suurin haittapuoli on tavaratilan tilavuuden merkittävä väheneminen. Varapyörän syvennykseen asennetaan lisäsäiliö, ja itse varapyörä on siirrettävä tavaratilaan. Viistoperäissä kaasupullo on yleensä matkustamossa. Tämä tekee tyhjäksi ne suunnitteluedut, joiden avulla voit lisätä tavaratilan tilavuutta taittamalla takaistuimet.
Toinen negatiivinen: kaasu on mahdollisesti vaarallisempaa kuin bensiini. Tietenkin hyvin asennetut laitteet eivät aiheuta ongelmia omistajalle.
Sen tekniseen kuntoon on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota. Huomaa, että kaasu on räjähtävää vain 5-10 % suhteessa ilman kanssa, eikä tällaista pitoisuutta voida luoda ulkoilmaan.
Ja vielä enemmän liikkuvassa autossa.
Vähemmän merkittäviä haittoja auton tankkauksessa kaasupolttoaineella ovat auton kiihtyvyysdynamiikan heikkeneminen (5 %), jota kuitenkin kompensoi kaasun kulutuksen lievä kasvu. Lisäksi kaasun palamisaika on pidempi kuin bensiinin ja palotilan lämpötila korkeampi.
Kuinka se toimii
Moottoripolttoaineena käytettynä propaani ja metaani toimivat samalla tavalla. Suurin ero näiden kaasujen välillä on, että propaani varastoidaan nestemäisessä muodossa, kun taas metaani varastoidaan kaasumaisessa muodossa. Propaani muuttuu kaasumaiseksi, kun se vapautuu kaasusylinteristä. Yhden gallonan propaania polttamisesta vapautuu tyypillisesti noin 8,4 x 104 BTU:ta energiaa. Amerikassa vaihtoehtoisten polttoaineiden tehokkuuden arvioimiseen käytetään joskus GGE-suhdetta. energiaa BTU:ssa, joka syntyy polttamalla yksi gallona vaihtoehtoista polttoainetta. Propaanin GGE-suhde (kutsutaanko sitä Gp:ksi) voidaan määrittää seuraavalla kaavalla: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Yhden gallonan bensiiniä palaminen tuottaa energiaa, joka vastaa noin 1,25 x 105 Btu:ta, mikä on 1,5 kertaa energiaa, joka vapautuu yhden gallonan nestemäisen propaanin täydellisestä palamisesta. Eri maissa tämä arvo voi vaihdella riippuen polttoaineen tyypistä ja sen puhdistusasteesta. Taloudelliset indikaattorit riippuvat vaihtoehtoisen polttoaineen hinnasta, bensiinin hinnasta, bensiinimoottorin hyötysuhteesta, vaihtoehtoisella polttoaineella toimivan moottorin hyötysuhteesta.
Kahden polttoaineen vertailuun GGE 138 -tekijän perusteella voidaan käyttää mittayksiköiden, kuten gallonien ja BTU:iden, lisäksi esimerkiksi litroja ja jouleja. Käyttämällä tätä toista yksikköparia arvioimaan propaanin ja bensiinin vapauttamaa energiaa, saadaan sama arvo Gp = 1,5, koska tämä on dimensioton suure, joka määrittää kahden parametrin suhteen, ja sen arvo ei muutu, jos molemmat parametrit ilmaistaan samoissa ja samoissa mittayksiköissä.
Propaanikäyttöisillä ajoneuvoilla on sama teho, nopeus ja kiihtyvyys kuin metaanikäyttöisillä ajoneuvoilla.Propaanimoottorin säiliön täyttäminen kestää suunnilleen saman ajan kuin fossiilisten polttoaineiden moottorin säiliön täyttäminen. Suurin osa nykyään käytössä olevista propaaniajoneuvoista on muunnettu tavanomaisista bensiini- tai dieselmoottoreista. Jotkut valmistajat tarjoavat kuitenkin jo uusia propaanimoottorilla varustettuja ajoneuvomalleja. Yhdysvalloissa on tuhansia propaanin tankkausasemia, mutta ne eivät ole yhtä yleisiä kuin bensiinin ja dieselin huoltoasemat.
Propaanin moolimassa
Propaani CH 3 CH 2 CH 3 Se on väritön, hajuton, syttyvä kaasu. Propaanin sulamispiste - 187,69 ° C, kiehumispiste - 42,07 ° C, tiheys 20 asteessa - 0,5005 g / cm 3 (kyllästetyssä höyrypaineessa), syttymislämpötila 465 °, räjähdysrajat seoksessa ilman kanssa 2 , 1 - 9,5 tilavuus .%, kaasun lämpöarvo suhteessa nestemäiseen veteen ja CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 °C), lämpökapasiteetti 17,57 cal/ast. mol.
Propaania löytyy maakaasuista, öljyntuotannon ja öljynjalostuksen vastaavista kaasuista, esimerkiksi katalyyttisistä krakkauskaasuista, koksiuunikaasuista, hiilivetyjen synteesiin CO:sta ja H:sta 2 Fischer-Tropschin mukaan.
Propaani eristetään teollisuuskaasuista: tislaamalla paineessa, absorptiolla matalassa lämpötilassa paineen alaisena liuottimiin, adsorptiolla aktiivihiilellä, molekyyliseuloilla.
Propaani muodostaa hydraatin veden kanssa 3 H 8 . 6 N 2 O, jonka kriittinen hajoamislämpötila on + 8,5 °; hajoaa 1 atm paineessa. (0°). Kemiallisten ominaisuuksiensa mukaan propaani on lähellä muita metaanisarjan alempia homologeja.
Propaanin dehydraus kromikatalyyteillä korkeassa lämpötilassa tai O:n läsnä ollessa 2 ja jodi tuottavat propeenia. Propaanin lämpö- ja fotokemiallinen klooraus tuottaa pääasiassa monoklooripropaaneja. Propaaniseokset Cl:n kanssa 2 räjähtävä (räjähdysrajat 8 - 42 % C 3 H 8 ).
Propaanin miedolla hapetuksella saadaan propionihappoa, asetaldehydiä ja etikkahappoa; nitraamalla korkeassa lämpötilassa saadaan nitropropaaneja sekä nitroetaania ja nitrometaania. Kun muunnetaan H 2 O korkeissa lämpötiloissa katalyytteihin saa H 2 , CO ja CO 2 . Propaanin alkylointi eteenillä korkeissa lämpötiloissa ja 300 atm. saadaan isopentaania. Peroksidien läsnä ollessa korotetuissa lämpötiloissa ja paineessa propaani reagoi etyleenikloorijohdannaisten kanssa; esimerkiksi trikloorietyleenillä saadaan 1,1-dikloori-3-metyylibuteeni-1:
Propaania käytetään liuottimena öljytuotteiden vahan- ja asfaltinpoistoon, vinyyliesterien polymeroinnissa ja rasvojen uuttamisessa. Propaania käytetään myös noen valmistukseen; hapella - metallin leikkaamiseen. Pullotetun butaanin kanssa sekoitettuna propaania käytetään laajalti kotitalouskaasuna ja savuttomana polttoaineena autoissa.
