Taikymas
Dėl savo savybių, tokių kaip aukšta kaloringumas degimo metu, degimas be likučių, nekenksmingumas ir saugumas, kai naudojamas teisingai, ir paprastas naudojimas, propanas yra universalios dujos ir plačiai naudojamas tiek pramonėje, tiek kasdieniame gyvenime. Pramonės ir buities reikmėms jis tiekiamas kaip techninis propano-butano mišinys. Butanas (C4h20) yra alkanų klasės organinis junginys. Šiandien SPBT paklausa yra didžiulė.
Gamyboje Atliekant dujų liepsnos darbus gamyklose ir įmonėse: - supirkimo gamyboje; – metalo laužui pjaustyti; – nekritinių metalo konstrukcijų suvirinimui. Stogo dengimo darbams. Pramoninių patalpų šildymui statybose. Pramoninių patalpų šildymui (fermose, paukštynuose, šiltnamiuose). Dujinėms viryklėms, vandens šildytuvams maisto pramonėje. Kasdieniame gyvenime – gaminant maistą namuose ir stovyklaujant; - vandens šildymui; - sezoniniam atokių patalpų - privačių namų, viešbučių, fermų šildymui; - vamzdžių, šiltnamių, garažų ir kitų namų ūkio konstrukcijų suvirinimui naudojant dujinio suvirinimo stotis.
Pastaruoju metu jis buvo plačiai naudojamas kaip automobilių kuras, nes pigesnis ir ekologiškesnis nei benzinas. Chemijos pramonėje jis naudojamas gaminant monomerus polipropileno gamybai. Tai yra žaliava tirpikliams gaminti. Maisto pramonėje propanas registruotas kaip maisto priedas E944, kaip propelentas.
Aušinimo skystis. Dehidratuoto gryno propano (R-290a) (prekinio izobutano ir propano mišinių pavadinimas) ir izobutano (R-600a) mišinys ardo ozono sluoksnio ir turi mažą šiltnamio efektą sukeliantį potencialą (GWP). Mišinys tinka funkciniam pasenusių šaltnešių (R-12, R-22, R-134a) pakeitimui tradicinėse stacionariose šaldymo ir oro kondicionavimo sistemose.
Suskystintų angliavandenilių dujų kokybės rodikliai nustatomi pagal GOST 10157-79.
SND fizinės savybės
Atskyrimo technologija pagrįsta skirtingu sočiųjų garų slėgiu ir skirtingu atskirų komponentų slėgiu. Būtent dėl reikiamo dujų elastingumo ir sočiųjų garų slėgio kaip šildymo šaltinį tampa įmanoma naudoti SND, kurioms esant dujos iš rezervuaro pradės tekėti į dujotiekį.
Norint pasiekti būtinas sąlygas, būtina nustatyti optimalų skysčio ir garų fazių santykį. Gebėjimas išlaikyti skystą ir dujinę būseną yra pagrindinė SND savybė.
Laikymo ar transportavimo metu dalis terpės linkusi pereiti į garų fazę, o likusi dalis išliks skysčio pavidalu. Tūrio skirtumas tarp dviejų fazių yra didžiulis. Palyginimui, 1 m3 dujinio mišinio prilygsta 4 litrams suskystintų dujų, o tai reiškia, kad tūris sumažėja beveik 250 kartų. Kadangi dujos pradeda plėstis kylant temperatūrai, laikant SND, reikėtų atsižvelgti į norminius reikalavimus – dujų baką (specialų baką SND laikyti) arba balionus galima pripildyti ne daugiau kaip 85 proc.
Esant +20°C temperatūrai, propanui perėjimas į skystąją fazę vyksta esant 8,5 kgf/cm2 slėgiui, butanui – 3,1 kgf/cm2 slėgiui. Tokiu atveju propanas nepateks į dujinę būseną ir išliks skystas -43 ° C temperatūroje, o butanas - 0 ° C temperatūroje.
Taigi SND gebėjimas išgaruoti tiesiogiai priklauso nuo propano ir butano procento, taip pat nuo oro temperatūros. Pavyzdžiui, esant žemai aplinkos temperatūrai, propano slėgis yra didesnis nei butano, todėl jo lakumas yra didesnis.
Vasaros ir žiemos SND mišiniai
Ankstesniais metais ypatingas dėmesys buvo skiriamas propano ir butano mišinio santykiui žiemą ir vasarą:
- žieminė kuro versija numatė 70% propano, 30% butano;
- vasariniame variante buvo mažesnis kiekis propano - 50-60%, o didesnis butano - 50-40%.
Tyrimai parodė, kad esant žemai aplinkos temperatūrai efektyviau naudoti mišinį su dideliu propano kiekiu. Tuo pačiu metu karštuoju metų laiku propano kiekis turi būti sumažintas. Vasarą butanas išgaruoja daug lėčiau, o tai sumažina perteklinio slėgio riziką ir neleidžia suveikti apsauginiam vožtuvui.
Šiuo metu skirstymas į vasarą ir žiemą tapo ne toks aktualus. Dabar SND sudėtis skaičiuojama atsižvelgiant į individualias objekto charakteristikas, o tai suteikia tiekėjams galimybę pasirinkti propano ir butano kiekį konkrečiai įrangai. Klientui pageidaujant, propano kiekis mišinyje gali būti padidintas iki 100%.
Tačiau norint, kad dujų įranga veiktų efektyviausiai, būtina atidžiai parinkti suskystintųjų naftos dujų sudėtį. Tinkamas propano-butano mišinio komponentų santykis užtikrina pakankamą viršslėgį rezervuaruose, garantuojantį nenutrūkstamą karšto vandens tiekimą tiek esant dideliam šalčiui, tiek karštomis dienomis.
SND cheminė sudėtis
Yra du pagrindiniai SND gavimo būdai: iš susijusių naftos dujų arba iš gamtinių dujų kondensato frakcijos. Gamybos procesas vykdomas naudojant absorbcinių dujų frakcionavimo įrenginį, kuris padalija dujas į komponentus:
- lengvieji angliavandeniliai propanas (C3H8) ir butanas (C4H10), kurie yra SND pagrindas;
- angliavandeniliai pentanas (C5H12), metanas (CH4) ir etanas (C2H6);
- nesotieji angliavandeniliai etilenas (C2H4), propilenas (C3H6) ir butilenas (C4H8).
Propano ir butano kiekis SND sudėtyje yra ne mažesnis kaip 95%, nesočiųjų angliavandenilių kiekis yra apie 1%. Taip pat kompozicijoje leidžiama naudoti izomerinius junginius - izobutaną ir izobutileną.
Gautas propano-butano mišinys yra bekvapis, todėl pagal saugos taisykles atliekama priverstinė aromatizacija. Būdingą nemalonų kvapą skleidžia etantiolis, kuris pradeda jaustis esant 1/5 sprogios SND koncentracijos ore.
Kas yra propanas
Propanas, C3H8 ir butanas yra alkanų klasės organiniai junginiai. Bespalvės, bekvapės dujos. Labai mažai tirpsta vandenyje. Virimo temperatūra -42,1C. Užšalimo temperatūra -188C. Su oru sudaro sprogius mišinius, kai garų koncentracija yra nuo 2,1 iki 9,5%. Kaip angliavandenilių dujų atstovas, jis yra degus ir sprogus.
Nedidelis kiekis propano yra gamtinėse dujose, pramoniniais kiekiais propanas gaunamas aukštos temperatūros naftos perdirbimo procese.
Kadangi pačios dujos praktiškai nekvepia, saugumui ir laiku diagnozuoti dujų nuotėkį iš žmogaus uoslės organų, į jas dedama kvapiųjų medžiagų turinčių kvapiųjų medžiagų. Jie vadinami „dujų kvapais“.
Kur naudojamas propanas?
Šios dujos yra žinomos absoliučiai visiems šiuolaikiniams žmonėms. Propanas šiandien naudojamas beveik visur. Visų pirma, tai susiję su gamybos procesais.
Taigi propano techninės dujos sėkmingai naudojamos dujų liepsnos darbams įvairiose gamybos įmonėse. Jo pagalba atliekamas tiek metalo pjovimas, tiek konstrukcinis suvirinimas. Dirbant su metalo laužu, šios dujos yra praktiškai nepakeičiamos žaliavoms įsigyti.
Ne mažiau sėkmingai propanas naudojamas šiluminės energijos gamyboje. Vėliau propano techninių dujų pagalba gauta šiluma naudojama tiek gamybinėms patalpoms tiek šiluma tiekti gyvenamiesiems kompleksams.
Kasdieniame gyvenime propano dujos pritaikomos įvairiose žmogaus veiklos srityse.Dažniausiai šios dujos naudojamos kaip dujinių viryklių ir dujinių vandens šildytuvų energijos nešiklis. Su jo pagalba žmogus gamina maistą, šildo vandenį. Taip pat individualaus būsto sektoriuje propanas naudojamas patalpų šildymui organizuoti. Tam sumontuota speciali įranga. Propano dujos į gyvenamąsias patalpas tiekiamos dujotiekiais. Kai kuriais atvejais taip pat gali būti tiekiamas suskystintas propanas specialiuose balionuose. Propano ir butano santykis mišinyje skiriasi priklausomai nuo sezono – žiemą vyrauja propanas, o vasarą – butanas.
Plačiai naudojamas kaip automobilių kuras.
Chemijos pramonėje jis naudojamas gaminant monomerus polipropileno gamybai.
Tai yra žaliava tirpikliams gaminti.
Jis laikomas ir gabenamas specialiose talpyklose (cilindruose, rezervuaruose) be stabilizuojančių priedų iki 50 °C temperatūroje.
Koks yra propano pavojus?
Visų pirma, jo didelis sprogumas. Propano-butano mišinys yra maždaug dvigubai sunkesnis už orą, todėl nutekėdamas ne išgaruoja, o kaupiasi ir tuomet užteks vienos kibirkšties. O mišinyje su oru jo sprogumas didėja.
Antras pavojus – propanas, patekęs į orą, susimaišo su juo, išstumia ir sumažina deguonies kiekį ore.. Tokioje atmosferoje žmogus patirs deguonies badą, o esant didelei dujų koncentracijai ore, gali mirti. nuo uždusimo.
Skystos propano-butano mišiniai ardo gumą, todėl būtina atidžiai stebėti metalų liepsnos apdorojimo įrenginiuose naudojamus gumos gaminius, o prireikus juos pakeisti. Didžiausias gumos korozijos pavojus kyla žiemą, kai yra didelė tikimybė, kad į žarnas pateks skystos frakcijos.
Dirbant su propanu-butanu, neleidžiama, kad skystoji frakcija patektų ant kūno odos, nes nušąla dėl greito jo išgaravimo ir šilumos pašalinimo.
Propanas - butanas septyni turi didelį tūrinį plėtimosi koeficientą, todėl propanui jis yra 16 kartų didesnis nei vandens, o butano - 11 kartų. Todėl neįmanoma užpildyti propano balionų butano mišinio, kurio tūrio didesnis nei 85 % – tai labai pavojinga.
Apskritai galime pasakyti, kad dėl saugumo ir ramybės būtina periodiškai stebėti maksimalią leistiną dujų koncentraciją patalpoje. Jei jaučiate „dujų kvapą“, būtinai pakvieskite specialistus atlikti oro tyrimą.
Gamtinės dujos kaip transporto priemonių kuras
Propanas ar metanas – ką pasirinkti?
Dauguma automobilių, kurie pereina prie dujinio kuro, naudoja propaną-butaną. Tačiau kaip sekasi su metanu, juk automobilių gamintojai masiškai gamina automobilius naudodami šį kurą ir laiko tai perspektyvia. Taigi kodėl tai vyksta.
Trečia, gamtinių dujų atsargos didžiulės, jų pakaks artimiausiems 150 metų, o kaina 3 kartus pigesnė nei variklių kuro. Tačiau nepamirškite, kad dujų kuro sąnaudos bus šiek tiek didesnės, nes. vienas kubinis metras metano gali nuvaryti net 1,1 litro benzino.
Kokie metano trūkumai? Pagrindinė priežastis yra menkai išvystyta metano degalinių infrastruktūra – Rusijoje jų yra vos 250. Pasirodo, metanas yra draugiškesnis aplinkai, pigesnis, saugesnis už benziną – ir padidina variklio tarnavimo laiką: nepalieka anglies nuosėdų degimo kameroje ir nenuplauna alyvos plėvelės nuo cilindro sienelių. Tačiau degalinių beveik nėra. Todėl tarp privačių prekybininkų pirmenybė teikiama kitai dujų rūšiai – tai propanas-butanas.
Propano-butano privalumai ir trūkumai
Nepaisant to, kad dujų suvartojama apie 10-15% daugiau nei benzino, sutaupoma nemažai. Visos išlaidos dujų įrangos įsigijimui ir montavimui atsiperka nuvažiavus 10-20 tūkstančių kilometrų, nes propano-butano kaina yra pusantro karto pigesnė nei benzino.Paprastai su degalų papildymu problemų nekyla – propano-butano degalinių tinklas yra platus visoje šalyje.
Dujų įranga iš tikrųjų yra papildomas bakas, padidinantis kreiserinį atstumą 200-500 km. Eksploatuojant toks automobilis problemų nesukels. Variklis užvedamas benzinu ir kai aušinimo sistemoje temperatūra pasiekia +25 °C, pereina prie dujinio kuro. Taip automatika užtikrina, kad dujų reduktorius neužšaltų. Be to, perėjimas nuo vienos rūšies degalų prie kitos gali būti atliekamas tiesiai iš keleivių salono rankiniu būdu.
Jei lyginate vairavimą mieste, tai nėra jokio pastebimo skirtumo tarp važiavimo dujomis ir benzinu. Pajudėjimo ir reakcijos į „dujų“ pedalą problemų nekils, tačiau ekstremaliais režimais jėgos neužtenka. Taigi, naudojant dujas, sumažėja serijinio variklio, kurio galia yra 106 AG, galia. iki 98 AG Lenkiant greitkelyje tai gali tapti nepatogu, tačiau išeitis – iš anksto pereiti prie darbo su benzinu.
Pagrindinis trūkumas yra žymiai sumažėjęs bagažinės tūris. Atsarginio rato nišoje sumontuotas papildomas bakas, o patį atsarginį ratą teks perkelti į bagažinę. Hečbeke dujų balionas paprastai patenka į saloną. Tai paneigia dizaino pranašumus, leidžiančius padidinti bagažinės tūrį sulenkus galines sėdynes.
Kitas minusas: dujos yra potencialiai pavojingesnės nei benzinas. Žinoma, gerai sumontuota įranga savininkui rūpesčių nesukelia
Tačiau reikia atkreipti ypatingą dėmesį į jo techninę būklę. Atkreipkite dėmesį, kad dujos yra sprogios tik 5-10% santykiu su oru, o atvirame ore tokios koncentracijos sukurti neįmanoma.
O juo labiau važiuojančiame automobilyje.
Mažiau reikšmingi trūkumai papildant automobilį dujiniais degalais yra tam tikras automobilio pagreičio dinamikos pablogėjimas (5%), tačiau tai kompensuoja nežymus dujų suvartojimo padidėjimas. Be to, dujų degimo laikas ilgesnis nei benzino, o temperatūra degimo kameroje aukštesnė.
Kaip tai veikia
Kai naudojamas kaip variklio kuras, propanas ir metanas veikia panašiai. Pagrindinis skirtumas tarp šių dujų yra tas, kad propanas laikomas skystu, o metanas – dujiniu. Propanas tampa dujinis, kai išleidžiamas iš dujų baliono. Sudeginus vieną galoną propano, paprastai išsiskiria energija, lygi maždaug 8,4 x 104 BTU. Amerikoje alternatyvių degalų efektyvumui įvertinti kartais naudojamas GGE koeficientas, lygus BTU energijos, gaunamos deginant vieną galoną benzino, santykiui. energijos BTU, pagamintą deginant vieną galoną alternatyvaus kuro. Propano (pavadinkime jį Gp) GGE santykį galima nustatyti pagal šią formulę: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Sudegus vienam galonui benzino, gaunama maždaug 1,25 x 105 Btu energija, kuri yra 1,5 karto didesnė už energiją, išsiskiriančią visiškai sudegus vienam galonui skysto propano. Įvairiose šalyse ši vertė gali skirtis priklausomai nuo kuro rūšies ir jo gryninimo laipsnio. Ekonominiai rodikliai priklauso nuo alternatyvaus kuro kainos, benzino kainos, benzininio variklio naudingumo, variklio, veikiančio alternatyviu kuru, efektyvumo.
Norėdami palyginti du degalus pagal GGE 138 koeficientą, galite naudoti ne tik matavimo vienetus, tokius kaip galonai ir BTU, bet ir, pavyzdžiui, litrus ir džaulius. Pritaikius šią antrąją vienetų porą propano ir benzino išskiriamai energijai įvertinti, gauname tą pačią reikšmę Gp = 1,5, nes tai yra bematis dydis, lemiantis dviejų parametrų santykį, o jo reikšmė nesikeičia, jei išreiškiami abu parametrai. tais pačiais ir tais pačiais matavimo vienetais.
Propanu varomos transporto priemonės turi tokias pačias arklio galias, greitį ir pagreitį kaip ir metanu varomos transporto priemonės.Propano variklio bakui pripildyti reikia maždaug tiek pat laiko, kiek reikia iškastinio kuro variklio bakui. Dauguma šiandien naudojamų propano transporto priemonių buvo modifikuotos iš įprastų benzininių arba dyzelinių variklių. Tačiau kai kurie gamintojai jau siūlo naujus transporto priemonių modelius su propano varikliais. JAV yra tūkstančiai propano degalinių, tačiau jos nėra tokios dažnos kaip benzino ir dyzelino degalinės.
Propano molinė masė
Propanas CH 3 CH 2 CH 3 Tai bespalvės, bekvapės, degios dujos. Propano lydymosi temperatūra - 187,69 ° C, virimo temperatūra - 42,07 ° C, tankis 20 laipsnių temperatūroje - 0,5005 g / cm 3 (esant sočiųjų garų slėgiui), užsidegimo temperatūra 465 °, sprogumo ribos mišinyje su oru 2 , 1 - 9,5 tūrio .%, dujų šilumingumas skystam vandeniui ir CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 ° C), šiluminė talpa 17,57 cal/deg. mol.
Propanas randamas gamtinėse dujose, susijusiose naftos gavybos ir naftos perdirbimo dujose, pavyzdžiui, katalizinio krekingo dujose, kokso krosnių dujose, angliavandenilių iš CO ir H sintezės dujose 2 pagal Fischer-Tropsch.
Propanas iš pramoninių dujų išskiriamas: distiliuojant slėgiu, absorbuojant žemoje temperatūroje slėginiuose tirpikliuose, adsorbuojant su aktyvuota anglimi, molekuliniais sietais.
Propanas su vandeniu sudaro hidratą 3 H 8 . 6 N 2 O su kritine skilimo temperatūra + 8,5 °; suyra esant 1 atm. (0°). Pagal savo chemines savybes propanas yra artimas kitiems žemesniems metano serijos homologams.
Propano dehidrinimas ant chromo katalizatorių aukštoje temperatūroje arba esant O 2 ir jodas gamina propileną. Termiškai ir fotochemiškai chloruojant propaną daugiausia susidaro monochlorpropanai. Propano mišiniai su Cl 2 sprogstamasis (sprogimo ribos 8–42 % C 3 H 8 ).
Švelniai oksiduojant propaną gaunama propiono rūgštis, acetaldehidas ir acto rūgštis, nitrinant aukštoje temperatūroje gaunami nitropropanai, taip pat nitroetanas ir nitrometanas. Kai konvertuojamas iš H 2 O esant aukštai temperatūrai ant katalizatorių gauna H 2 , CO ir CO 2 . Propano alkilinimas etilenu aukštoje temperatūroje ir 300 atm. gaunamas izopentanas. Esant peroksidams aukštesnėje temperatūroje ir slėgyje, propanas reaguoja su etileno chloro dariniais; su trichloretilenu, pavyzdžiui, gaunamas 1,1-dichlor-3-metilbutenas-1:
Propanas naudojamas kaip tirpiklis naftos produktų vaškavimui ir deasfaltavimui, vinilo esterių polimerizacijai ir riebalų ekstrahavimui. Propanas taip pat naudojamas suodžiams gaminti; su deguonimi - metalo pjovimui. Sumaišytas su butanu butanu, propanas plačiai naudojamas kaip buitinės dujos ir kaip bedūmis kuras automobiliams.
