Primjena
Zbog svojih svojstava, kao što su visoka ogrjevna vrijednost tijekom izgaranja, izgaranje bez ostatka, neškodljivost i sigurnost pri pravilnoj upotrebi, jednostavnosti korištenja, propan je svestran plin i ima široku primjenu kako u proizvodnji tako i u kućanstvu. Za industrijske i kućne potrebe isporučuje se kao tehnička smjesa propan-butan. Butan (C4h20) je organski spoj iz klase alkana. Danas je potražnja za SPBT ogromna.
U proizvodnji Prilikom izvođenja plinsko-plamenskih radova u tvornicama i poduzećima: - u nabavnoj proizvodnji; – za rezanje starog metala; – za zavarivanje nekritičnih metalnih konstrukcija. Za krovopokrivačke radove. Za grijanje industrijskih prostora u građevinarstvu. Za grijanje industrijskih prostora (na farmama, peradarskim farmama, u staklenicima). Za plinske peći, bojlere u prehrambenoj industriji. U svakodnevnom životu - kod kuhanja kod kuće i kampiranja; - za grijanje vode; - za sezonsko grijanje udaljenih prostorija - privatnih kuća, hotela, farmi; - za zavarivanje cijevi, staklenika, garaža i drugih kućanskih objekata pomoću stanica za plinsko zavarivanje.
U posljednje vrijeme se naširoko koristi kao gorivo za automobile, jer jeftiniji i ekološki prihvatljiviji od benzina. U kemijskoj industriji koristi se u proizvodnji monomera za proizvodnju polipropilena. To je sirovina za proizvodnju otapala. U prehrambenoj industriji propan je registriran kao aditiv za hranu E944, kao pogonsko gorivo.
Rashladno sredstvo. Mješavina dehidriranog čistog propana (R-290a) (trgovački naziv za mješavine izobutana i propana) s izobutanom (R-600a) ne oštećuje ozonski omotač i ima nizak potencijal staklenika (GWP). Smjesa je prikladna za funkcionalnu zamjenu zastarjelih rashladnih sredstava (R-12, R-22, R-134a) u tradicionalnim stacionarnim sustavima hlađenja i klimatizacije.
Pokazatelji kvalitete ukapljenih ugljikovodičnih plinova određuju se prema GOST 10157-79.
Fizička svojstva UNP-a
Tehnologija separacije temelji se na različitim tlakovima zasićene pare i različitim tlakovima pojedinih komponenti. Upravo zbog potrebne elastičnosti plina i tlaka zasićene pare postaje moguće koristiti UNP kao izvor grijanja, pri čemu će plin početi teći iz rezervoara u plinovod.
Za postizanje potrebnih uvjeta potrebno je uspostaviti optimalan omjer tekuće i parne faze. Sposobnost održavanja i tekućeg i plinovitog stanja ključna je značajka LPG-a.
Tijekom skladištenja ili transporta, dio medija teži prijeći u parnu fazu, dok će ostatak ostati u obliku tekućine. Razlika u volumenu između dvije faze je ogromna. Za usporedbu, 1 m3 plinovite smjese jednak je 4 litre ukapljenog plina, što znači smanjenje volumena za gotovo 250 puta. Budući da se plin počinje širiti kada temperatura raste, pri skladištenju UNP-a treba uzeti u obzir regulatorne zahtjeve - spremnik za plin (poseban spremnik za skladištenje UNP-a) ili boce mogu se napuniti najviše 85%.
Pri temperaturi od +20°C prijelaz u tekuću fazu za propan se događa pri tlaku od 8,5 kgf/cm2, za butan pri tlaku od 3,1 kgf/cm2. U tom slučaju propan neće prijeći u plinovito stanje i ostat će tekućina na temperaturi od -43 ° C, a butan na temperaturi od 0 ° C.
Dakle, sposobnost LPG-a da isparava izravno ovisi o postotku propana i butana, kao i o temperaturi zraka. Na primjer, pri niskim temperaturama okoline, tlak propana je veći od pritiska butana, a samim time i njegova hlapljivost veća.
Ljetne i zimske LPG mješavine
Prijašnjih godina posebna se pažnja poklanjala omjeru mješavine propana i butana zimi i ljeti:
- zimska verzija goriva predviđala je 70% propana, 30% butana;
- ljetna verzija sadržavala je manju količinu propana - 50-60% i veću količinu butana - 50-40%.
Istraživanja su pokazala da je pri niskim temperaturama okoline učinkovitije koristiti smjesu s visokim udjelom propana. Istodobno, u vrućoj sezoni, količina propana mora se smanjiti. Ljeti, butan isparava mnogo manje brzo, što smanjuje rizik od nadtlaka i sprječava otpuštanje ventila za zaštitu.
Trenutno je podjela na ljeto i zimu postala manje relevantna. Sada se sastav UNP-a izračunava uzimajući u obzir individualne karakteristike objekta, što dobavljačima daje mogućnost odabira sadržaja propana i butana za određenu opremu. Na zahtjev Kupca sadržaj propana u smjesi može se povećati do 100%.
Međutim, za najučinkovitiji rad plinske opreme potrebno je pažljivo odabrati sastav ukapljenog naftnog plina. Ispravan omjer komponenti smjese propan-butan osigurava dovoljan nadtlak u spremnicima, jamči neprekinutu opskrbu toplom vodom kako u teškim mrazima tako iu vrućim danima.
Kemijski sastav UNP-a
Dva su glavna načina dobivanja UNP-a: iz povezanog naftnog plina ili iz frakcije kondenzata prirodnog plina. Proizvodni proces se provodi pomoću jedinice za frakcioniranje apsorpcionog plina, koja odvaja plin na komponente:
- laki ugljikovodici propan (C3H8) i butan (C4H10), koji su osnova LPG-a;
- ugljikovodici pentan (C5H12), metan (CH4) i etan (C2H6);
- nezasićeni ugljikovodici etilen (C2H4), propilen (C3H6) i butilen (C4H8).
Sadržaj propana i butana u sastavu LPG-a je najmanje 95%, količina nezasićenih ugljikovodika je približno 1%. Također u sastavu je dopuštena prisutnost izomernih spojeva - izobutana i izobutilena.
Dobivena smjesa propan-butan je bez mirisa, stoga se, prema sigurnosnim propisima, provodi prisilna aromatizacija. Karakterističan neugodan miris daje etanetiol, koji se počinje osjećati pri 1/5 eksplozivne koncentracije UNP-a u zraku.
Što je propan
Propan, C3H8 a butan su organski spojevi iz klase alkana. Plin bez boje i mirisa. Vrlo slabo topiv u vodi. Točka vrenja -42,1C. Točka smrzavanja -188C. Tvori eksplozivne smjese sa zrakom pri koncentracijama pare od 2,1 do 9,5%. Kao predstavnik ugljikovodičnih plinova, zapaljiv je i eksplozivan.
Mala količina propana sadržana je u prirodnom plinu, u industrijskim količinama propan se dobiva u procesu visokotemperaturne rafinacije nafte.
Budući da sam plin praktički ne miriše, radi sigurnosti i pravodobne dijagnoze istjecanja plina od strane ljudskih njušnih organa, dodaju mu se mirisi koji sadrže mirisne tvari. Nazivaju se "mirisi plina".
Gdje se koristi propan?
Ovaj plin poznat je apsolutno svim modernim ljudima. Propan se danas koristi gotovo posvuda. Prije svega, to se tiče proizvodnih procesa.
Dakle, tehnički plin propan se uspješno koristi za plinsko-plamenske radove u raznim proizvodnim pogonima. Uz njegovu pomoć izvode se i rezanje metala i konstrukcijsko zavarivanje. Pri radu s otpadnim metalom ovaj plin je praktički neophodan za nabavu sirovina.
S ništa manjim uspjehom, propan se koristi u proizvodnji toplinske energije. Nakon toga, toplina dobivena uz pomoć tehničkog plina propana koristi se za opskrbu toplinom, kako za industrijske prostore, tako i za opskrbu toplinom stambenih kompleksa.
U svakodnevnom životu plin propan nalazi svoju primjenu u raznim područjima ljudske djelatnosti.Najčešći način korištenja ovog plina je korištenje kao energent za plinske peći i plinske bojlere. Uz njegovu pomoć, osoba kuha hranu, zagrijava vodu. Također u sektoru individualnog stanovanja, propan se koristi za organiziranje grijanja prostora. Za to je instalirana posebna oprema. Plin propan se opskrbljuje stambenim prostorima pomoću plinovoda. U nekim slučajevima može doći i do isporuke ukapljenog propana u posebnim bocama. Omjer propana i butana u smjesi varira ovisno o godišnjem dobu – zimi prevladava propan, a ljeti butan.
Široko se koristi kao gorivo za automobile.
U kemijskoj industriji koristi se u proizvodnji monomera za proizvodnju polipropilena.
To je sirovina za proizvodnju otapala.
Skladišti se i transportira u posebnim spremnicima (cilindri, spremnici) bez stabilizirajućih aditiva na temperaturama do 50 °C.
Koja je opasnost od propana?
Prije svega, njegova visoka eksplozivnost. Smjesa propan-butana je oko dva puta teža od zraka, stoga pri curenju ne isparava, već se nakuplja i tada će biti dovoljna jedna iskra. A u mješavini sa zrakom njegova se eksplozivnost povećava.
Druga opasnost je da se propan, došavši u zrak, miješa s njim, istiskuje i smanjuje sadržaj kisika u zraku.Čovjek u takvoj atmosferi doživjet će gladovanje kisikom, a uz značajne koncentracije plina u zraku može umrijeti. od gušenja.
Mješavine propan-butana u tekućem obliku korodiraju gumu, stoga je potrebno pažljivo pratiti gumene proizvode koji se koriste u opremi za obradu metala plamenom i po potrebi ih zamijeniti. Najveća opasnost od korozije gume postoji zimi, kada postoji velika vjerojatnost da tekuća frakcija uđe u crijeva.
Pri radu s propan-butanom nije dopušteno dospijevanje tekuće frakcije na kožu tijela, jer dolazi do ozeblina zbog njegovog brzog isparavanja i odvođenja topline.
Propan - butan 7 ima veliki koeficijent volumne ekspanzije, tako da je za propan 16 puta veći od vode, a za butan 11 puta. Stoga je nemoguće puniti boce s propanom mješavinom butana većom od 85% volumena - to je vrlo opasno.
Općenito, možemo reći da je za sigurnost i mir potrebno povremeno pratiti najveću dopuštenu koncentraciju plina u prostoriji. Ako osjetite "miris plina", svakako pozovite stručnjake da provedu pregled zraka.
Prirodni plin kao gorivo za vozila
Propan ili metan - što odabrati?
Većina automobila koji prelaze na plinsko gorivo koristi propan-butan. Ali kako stoje stvari s metanom, jer proizvođači automobila masovno proizvode automobile koji koriste ovo gorivo i smatraju ga obećavajućim. Pa zašto se to događa.
Treće, rezerve prirodnog plina su ogromne, trajat će sljedećih 150 godina, a cijena je 3 puta jeftinija od motornog goriva. Ali imajte na umu da će potrošnja plinskog goriva biti nešto veća, jer. jedan kubični metar metana može potjerati čak 1,1 litru benzina.
Koji su nedostaci metana? Glavni razlog je slabo razvijena infrastruktura benzinskih postaja na metan – u Rusiji ih ima samo 250. Ispostavilo se da je metan ekološki prihvatljiviji, jeftiniji, sigurniji od benzina - i produljuje vijek trajanja motora: ne ostavlja naslage ugljika u komori za izgaranje i ne ispire uljni film sa stijenki cilindra. Ali benzinskih crpki gotovo da i nema. Stoga je među privatnim trgovcima poželjna druga vrsta plina - to je propan-butan.
Prednosti i nedostaci propan-butana
Unatoč činjenici da je potrošnja plina oko 10-15% veća od benzina, uštede su značajne. Svi troškovi za kupnju i ugradnju plinske opreme isplate se za 10-20 tisuća kilometara, jer trošak propan-butana je jedan i pol puta jeftiniji od benzina.U pravilu nema problema s točenjem goriva - mreža propan-butan benzinskih postaja opsežna je u cijeloj zemlji.
Plinska oprema je zapravo dodatni spremnik koji povećava rezervu snage za 200-500 km. U radu, takav automobil neće uzrokovati probleme. Motor se pokreće na benzin i kada temperatura u rashladnom sustavu dosegne +25 °C, prelazi na plinsko gorivo. Automatizacija na taj način osigurava da se plinski reduktor ne smrzava. Osim toga, prijelaz s jedne vrste goriva na drugu može se izvršiti izravno iz putničkog prostora ručno.
Usporedite li vožnju po gradu, onda se ne može primijetiti razlika između vožnje na plin i benzin. Neće biti problema s pokretanjem i reakcijama na papučicu gasa, ali u ekstremnim režimima nema dovoljno snage. Dakle, rad na plin smanjuje snagu serijskog motora kapaciteta 106 KS. do 98 KS To može postati neugodno prilikom pretjecanja na autocesti, ali rješenje je unaprijed prijeći na benzinski posao.
Glavni nedostatak je značajno smanjenje volumena prtljažnika. Dodatni spremnik ugrađen je u nišu za rezervni kotač, a sam rezervni kotač morat će se premjestiti u prtljažnik. U hatchbackovima, plinska boca uglavnom završava u kabini. To negira prednosti dizajna koje vam omogućuju povećanje volumena prtljažnika preklapanjem stražnjih sjedala.
Još jedan negativan: plin je potencijalno opasniji od benzina. Naravno, dobro instalirana oprema ne uzrokuje probleme vlasniku
Međutim, posebnu pozornost treba posvetiti njegovom tehničkom stanju. Imajte na umu da je plin eksplozivan samo u omjeru 5-10% sa zrakom i nemoguće je stvoriti takvu koncentraciju na otvorenom.
A još više u automobilu u pokretu.
Manje značajni nedostaci punjenja automobila plinskim gorivom uključuju određeno pogoršanje dinamike ubrzanja automobila (za 5%), što se, međutim, nadoknađuje blagim povećanjem potrošnje plina. Osim toga, vrijeme gorenja plina je dulje nego kod benzina, a temperatura u komori za izgaranje je viša.
Kako radi
Kada se koristi kao gorivo za motore, propan i metan djeluju slično. Glavna razlika između ovih plinova je u tome što se propan skladišti u tekućem obliku, dok se metan skladišti u plinovitom obliku. Propan postaje plinovit kada se ispusti iz plinske boce. Spaljivanjem jednog galona propana obično se oslobađa energija jednaka oko 8,4 x 104 BTU-a. U Americi se omjer GGE ponekad koristi za procjenu učinkovitosti alternativnih goriva, jednak omjeru energije u BTU-ima koja nastaje izgaranjem jednog galona benzina prema energija u BTU-ima, generirana spaljivanjem jednog galona alternativnog goriva. GGE omjer propana (nazovimo ga Gp) može se odrediti sljedećom formulom: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Izgaranjem jednog galona benzina proizvodi se energija jednaka približno 1,25 x 105 Btu, što je 1,5 puta više od energije koja se oslobađa potpunim izgaranjem jednog galona tekućeg propana. U različitim zemljama ta vrijednost može varirati ovisno o vrsti goriva i stupnju njegova pročišćavanja. Ekonomski pokazatelji ovise o cijeni alternativnog goriva, cijeni benzina, učinkovitosti benzinskog motora, učinkovitosti motora koji radi na alternativno gorivo.
Za usporedbu dva goriva na temelju faktora GGE 138, možete koristiti ne samo mjerne jedinice kao što su galoni i BTU, već i, na primjer, litre i džule. Primjenom ovog drugog para jedinica za procjenu energije koju oslobađaju propan i benzin, dobivamo istu vrijednost Gp = 1,5, budući da je to bezdimenzionalna veličina koja određuje omjer dvaju parametara, a njena vrijednost se ne mijenja ako se izraze oba parametra u istim i istim mjernim jedinicama.
Vozila na propan imaju iste konjske snage, brzinu i ubrzanje kao vozila na metan.Za punjenje spremnika motora na propan potrebno je otprilike isto vrijeme koliko je potrebno za punjenje spremnika motora na fosilna goriva. Većina vozila na propan koja se danas koriste preinačena su od konvencionalnih benzinskih ili dizelskih motora. No, neki proizvođači već nude nove modele vozila s propan motorima. U SAD-u postoje tisuće benzinskih postaja za propan, ali one nisu tako uobičajene kao benzinske i dizelske.
Molarna masa propana
Propan CH 3 CH 2 CH 3 To je zapaljivi plin bez boje, mirisa. Talište propana - 187,69 ° C, vrelište - 42,07 ° C, gustoća na 20 stupnjeva - 0,5005 g / cm 3 (pri tlaku zasićene pare), temperatura paljenja 465 °, granice eksplozivnosti u smjesi sa zrakom 2 , 1 - 9,5 vol. .%, kalorijska vrijednost plina prema tekućoj vodi i CO 2 120,34 kcal/kg. (25 °C), toplinski kapacitet 17,57 cal/deg. mol.
Propan se nalazi u prirodnim plinovima, povezanim plinovima proizvodnje nafte i rafiniranja nafte, na primjer, u plinovima katalitičkog krekiranja, u plinovima iz koksnih peći, u plinovima za sintezu ugljikovodika iz CO i H 2 prema Fischer-Tropschu.
Propan se izolira iz industrijskih plinova: destilacijom pod tlakom, niskotemperaturnom apsorpcijom u otapalima pod tlakom, adsorpcijom s aktivnim ugljenom, molekularnim sitom.
Propan s vodom stvara hidrat 3 H 8 . 6 N 2 O s kritičnom temperaturom raspadanja od + 8,5 °; razgrađuje se na 1 atm. (0°). Po svojim kemijskim svojstvima propan je blizak ostalim nižim homolozima metanskog niza.
Dehidrogenacija propana na kromnim katalizatorima na visokoj temperaturi ili u prisutnosti O 2 a jod proizvode propilen. Toplinskim i fotokemijskim kloriranjem propana nastaju uglavnom monokloropropani. Propan smjese s Cl 2 eksplozivno (granice eksplozije 8 - 42% C 3 H 8 ).
Blagom oksidacijom propana dobivaju se propionska kiselina, acetaldehid i octena kiselina, a nitracijom na visokoj temperaturi dobivaju se nitropropani, kao i nitroetan i nitrometan. Kada se pretvori iz H 2 O pri visokim temperaturama na katalizatorima dobiva H 2 , CO i CO 2 . Alkiliranje propana etilenom na visokim temperaturama i 300 atm. dobije se izopentan. U prisutnosti peroksida pri povišenim temperaturama i tlaku, propan reagira s derivatima etilen klora; s trikloretilenom, na primjer, dobiva se 1,1-dikloro-3-metilbuten-1:
Propan se koristi kao otapalo za deparatizaciju i deasfaltiranje naftnih derivata, u polimerizaciji vinil estera i za ekstrakciju masti. Propan se također koristi za proizvodnju čađe; s kisikom - za rezanje metala. Pomiješan s butanom u bocama, propan se široko koristi kao plin za kućanstvo i kao bezdimno gorivo za automobile.
