Pieteikums
Pateicoties savām īpašībām, piemēram, augstai siltumspējai degšanas laikā, degšanai bez atliekām, nekaitīgumam un drošumam, ja to pareizi lieto, kā arī ērtai lietošanai, propāns ir daudzpusīga gāze un tiek plaši izmantota gan rūpniecībā, gan ikdienā. Rūpnieciskiem un sadzīves nolūkiem tas tiek piegādāts kā tehniskais propāna-butāna maisījums. Butāns (C4h20) ir alkānu klases organisks savienojums. Mūsdienās pieprasījums pēc SPBT ir milzīgs.
Ražošanā Veicot gāzes liesmas darbus rūpnīcās un uzņēmumos: - sagādes ražošanā; – metāllūžņu griešanai; – nekritisku metāla konstrukciju metināšanai. Jumta seguma darbiem. Rūpniecisko telpu apsildīšanai būvniecībā. Rūpniecisko telpu apkurei (fermās, putnu fermās, siltumnīcās). Gāzes plītīm, ūdens sildītājiem pārtikas rūpniecībā. Ikdienā - gatavojot mājās un kempingā; - ūdens sildīšanai; - attālināto telpu - privātmāju, viesnīcu, fermu sezonālai apkurei; - cauruļu, siltumnīcu, garāžu un citu sadzīves konstrukciju metināšanai, izmantojot gāzes metināšanas stacijas.
Pēdējā laikā to plaši izmanto kā automobiļu degvielu, jo lētāks un videi draudzīgāks nekā benzīns. Ķīmiskajā rūpniecībā to izmanto monomēru ražošanā polipropilēna ražošanai. Tā ir izejviela šķīdinātāju ražošanai. Pārtikas rūpniecībā propāns ir reģistrēts kā pārtikas piedeva E944, kā propelants.
Dzesēšanas šķidrums. Dehidrēta tīra propāna (R-290a) (izobutāna-propāna maisījumu tirdzniecības nosaukums) maisījums ar izobutānu (R-600a) nenoārda ozona slāni un tam ir zems siltumnīcefekta potenciāls (GWP). Maisījums ir piemērots novecojušo aukstumnesēju (R-12, R-22, R-134a) funkcionālai nomaiņai tradicionālajās stacionārajās saldēšanas un gaisa kondicionēšanas sistēmās.
Sašķidrināto ogļūdeņražu gāzu kvalitātes rādītāji tiek noteikti saskaņā ar GOST 10157-79.
LPG fizikālās īpašības
Atdalīšanas tehnoloģija balstās uz dažādiem piesātināto tvaiku spiedieniem un dažādiem atsevišķu komponentu spiedieniem. Tieši vajadzīgās gāzes elastības un piesātināta tvaika spiediena dēļ kļūst iespējams kā apkures avotu izmantot sašķidrinātu naftas gāzi, pie kuras gāze no rezervuāra sāks plūst gāzes cauruļvadā.
Lai sasniegtu nepieciešamos apstākļus, ir jānosaka optimālā šķidruma un tvaika fāzes attiecība. Spēja uzturēt gan šķidru, gan gāzveida stāvokli ir galvenā sašķidrinātās naftas gāzes īpašība.
Uzglabāšanas vai transportēšanas laikā daļai barotnes ir tendence nonākt tvaika fāzē, bet pārējā daļa paliks šķidruma formā. Skaļuma atšķirība starp abām fāzēm ir milzīga. Salīdzinājumam, 1 m3 gāzveida maisījuma ir vienāds ar 4 litriem sašķidrinātas gāzes, kas nozīmē tilpuma samazināšanos gandrīz 250 reizes. Tā kā, paaugstinoties temperatūrai, gāze sāk izplesties, uzglabājot sašķidrinātu naftas gāzi, jāņem vērā normatīvās prasības - gāzes tvertni (speciālu tvertni LPG uzglabāšanai) vai balonus var uzpildīt ne vairāk kā par 85%.
Pie +20°C temperatūras pāreja uz šķidro fāzi propānam notiek pie spiediena 8,5 kgf/cm2, butānam pie spiediena 3,1 kgf/cm2. Šajā gadījumā propāns nepāriet gāzveida stāvoklī un paliks šķidrs -43 ° C temperatūrā, bet butāns - 0 ° C temperatūrā.
Tādējādi sašķidrinātās naftas gāzes iztvaikošanas spēja ir tieši atkarīga no propāna un butāna procentuālā daudzuma, kā arī no gaisa temperatūras. Piemēram, zemā apkārtējā temperatūrā propāna spiediens ir augstāks nekā butāna spiediens, un līdz ar to tā nepastāvība ir lielāka.
Vasaras un ziemas LPG maisījumi
Iepriekšējos gados īpaša uzmanība tika pievērsta propāna un butāna maisījuma attiecībai ziemā un vasarā:
- degvielas ziemas versija paredzēja 70% propāna, 30% butāna;
- vasaras versija saturēja mazāku daudzumu propāna - 50-60% un lielāku daudzumu butāna - 50-40%.
Pētījumi ir parādījuši, ka zemā apkārtējās vides temperatūrā ir efektīvāk izmantot maisījumu ar augstu propāna saturu. Tajā pašā laikā karstajā sezonā ir jāsamazina propāna daudzums. Vasarā butāns iztvaiko daudz retāk, kas samazina pārspiediena risku un novērš pārspiediena vārsta atslēgšanu.
Šobrīd dalījums vasarā un ziemā kļuvis mazāk aktuāls. Tagad LPG sastāvs tiek aprēķināts, ņemot vērā objekta individuālās īpašības, kas sniedz piegādātājiem iespēju izvēlēties propāna un butāna saturu konkrētām iekārtām. Pēc Pasūtītāja pieprasījuma propāna saturu maisījumā var palielināt līdz 100%.
Taču, lai gāzes iekārtas darbotos maksimāli efektīvi, rūpīgi jāizvēlas sašķidrinātās naftas gāzes sastāvs. Pareiza propāna-butāna maisījuma sastāvdaļu attiecība nodrošina pietiekamu pārspiedienu tvertnēs, garantējot nepārtrauktu karstā ūdens piegādi gan stiprā salnā, gan karstās dienās.
LPG ķīmiskais sastāvs
Ir divi galvenie veidi, kā iegūt sašķidrinātu naftas gāzi: no saistītās naftas gāzes vai no dabasgāzes kondensāta frakcijas. Ražošanas process tiek veikts, izmantojot absorbcijas gāzes frakcionēšanas iekārtu, kas sadala gāzi sastāvdaļās:
- vieglie ogļūdeņraži propāns (C3H8) un butāns (C4H10), kas ir LPG pamatā;
- ogļūdeņraži pentāns (C5H12), metāns (CH4) un etāns (C2H6);
- nepiesātinātie ogļūdeņraži etilēns (C2H4), propilēns (C3H6) un butilēns (C4H8).
Propāna un butāna saturs LPG sastāvā ir vismaz 95%, nepiesātināto ogļūdeņražu daudzums ir aptuveni 1%. Arī sastāvā ir pieļaujama izomēru savienojumu klātbūtne - izobutāns un izobutilēns.
Iegūtais propāna-butāna maisījums ir bez smaržas, tāpēc saskaņā ar drošības noteikumiem tiek veikta piespiedu aromatizācija. Raksturīgu nepatīkamu smaku rada etāntiols, kas sāk justies pie 1/5 no sašķidrinātās naftas gāzes sprādzienbīstamās koncentrācijas gaisā.
Kas ir propāns
Propāns, C3H8 un butāns ir alkānu klases organiskie savienojumi. Bezkrāsaina gāze bez smaržas. Ļoti nedaudz šķīst ūdenī. Vārīšanās temperatūra -42,1C. Sasalšanas temperatūra -188C. Veido sprādzienbīstamus maisījumus ar gaisu pie tvaiku koncentrācijas no 2,1 līdz 9,5%. Kā ogļūdeņražu gāzu pārstāvis tas ir uzliesmojošs un sprādzienbīstams.
Nelielu daudzumu propāna satur dabasgāze, rūpnieciskos daudzumos propānu iegūst augstas temperatūras naftas rafinēšanas procesā.
Tā kā pati gāze praktiski nesmaržo, drošībai un savlaicīgai gāzu noplūdes diagnostikai no cilvēka ožas orgāniem tai tiek pievienotas smaržvielas saturošas smaržvielas. Tos sauc par "gāzes smakām".
Kur tiek izmantots propāns?
Šī gāze ir pazīstama absolūti visiem mūsdienu cilvēkiem. Propāns mūsdienās tiek izmantots gandrīz visur. Pirmkārt, tas attiecas uz ražošanas procesiem.
Tātad propāna tehnisko gāzi veiksmīgi izmanto gāzes liesmas darbos dažādās ražotnēs. Ar tās palīdzību tiek veikta gan metāla griešana, gan konstrukcijas metināšana. Strādājot ar metāllūžņiem, šī gāze ir praktiski neaizstājama izejvielu sagādē.
Ar ne mazākiem panākumiem propāns tiek izmantots siltumenerģijas ražošanā. Turpinājumā ar propāna tehniskās gāzes palīdzību iegūto siltumu izmanto siltumapgādes nodrošināšanai gan ražošanas telpām, gan dzīvojamo kompleksu siltumapgādei.
Ikdienā propāna gāze atrod savu pielietojumu dažādās cilvēka darbības jomās.Visizplatītākais veids, kā izmantot šo gāzi, ir izmantot to kā enerģijas nesēju gāzes plītīm un gāzes ūdens sildītājiem. Ar tās palīdzību cilvēks gatavo ēdienu, silda ūdeni. Arī individuālo mājokļu sektorā telpu apkures organizēšanai izmanto propānu. Šim nolūkam ir uzstādīts īpašs aprīkojums. Propāna gāze tiek piegādāta dzīvojamām telpām, izmantojot gāzes vadus. Dažos gadījumos var notikt arī sašķidrinātā propāna piegāde īpašos balonos. Propāna un butāna attiecība maisījumā mainās atkarībā no sezonas - ziemā dominē propāns, bet vasarā - butāns.
Plaši izmanto kā automobiļu degvielu.
Ķīmiskajā rūpniecībā to izmanto monomēru ražošanā polipropilēna ražošanai.
Tā ir izejviela šķīdinātāju ražošanai.
To uzglabā un transportē speciālos konteineros (cilindros, cisternās) bez stabilizējošām piedevām temperatūrā līdz 50 °C.
Kādas ir propāna briesmas?
Pirmkārt, tā augstā sprādzienbīstamība. Propāna-butāna maisījums ir aptuveni divas reizes smagāks par gaisu, tādēļ, noplūstot, tas nevis iztvaiko, bet uzkrājas un tad pietiks ar vienu dzirksteli. Un maisījumā ar gaisu tā sprādzienbīstamība palielinās.
Otrs apdraudējums ir tāds, ka propāns, nokļūstot gaisā, sajaucas ar to, izspiež un samazina skābekļa saturu gaisā.Cilvēks šādā atmosfērā piedzīvos skābekļa badu, un ar ievērojamu gāzes koncentrāciju gaisā viņš var nomirt. no nosmakšanas.
Propāna-butāna maisījumi šķidrā veidā korodē gumiju, tāpēc rūpīgi jāuzrauga metālu liesmas apstrādes iekārtās izmantotie gumijas izstrādājumi, nepieciešamības gadījumā tie jānomaina. Vislielākās gumijas korozijas briesmas pastāv ziemā, kad pastāv liela iespējamība, ka šļūtenēs nokļūst šķidrā frakcija.
Strādājot ar propāna-butānu, nav pieļaujama šķidrās frakcijas nokļūšana uz ķermeņa ādas, jo tā ātras iztvaikošanas un siltuma noņemšanas dēļ rodas apsaldējums.
Propānam – butānam septiņi ir liels tilpuma izplešanās koeficients, tāpēc propānam tas ir 16 reizes lielāks nekā ūdenim, bet butānam – 11 reizes. Tāpēc nav iespējams uzpildīt propāna balonus ar butāna maisījumu, kura tilpums pārsniedz 85% - tas ir ļoti bīstami.
Kopumā mēs varam teikt, ka drošībai un sirdsmieram periodiski jāuzrauga maksimāli pieļaujamā gāzes koncentrācija telpā. Ja jūtat “gāzes smaku”, noteikti pieaiciniet speciālistus veikt gaisa pārbaudi.
Dabasgāze kā transportlīdzekļu degviela
Propāns vai metāns - ko izvēlēties?
Lielākajā daļā automašīnu, kas pāriet uz gāzes degvielu, tiek izmantots propāns-butāns. Bet kā iet ar metānu, jo autoražotāji masveidā ražo automašīnas, izmantojot šo degvielu un uzskata to par perspektīvu. Tātad, kāpēc tas notiek.
Treškārt, dabasgāzes rezerves ir milzīgas, tām pietiks nākamajiem 150 gadiem, un cena ir 3 reizes lētāka nekā motordegvielai. Bet paturiet prātā, ka gāzes degvielas patēriņš būs nedaudz lielāks, jo. ar vienu kubikmetru metāna var nobraukt pat 1,1 litru benzīna.
Kādi ir metāna trūkumi? Galvenais iemesls ir vāji attīstītā metāna degvielas uzpildes staciju infrastruktūra - Krievijā tādu ir tikai 250. Izrādās, ka metāns ir videi draudzīgāks, lētāks, drošāks par benzīnu – un palielina dzinēja kalpošanas laiku: tas neatstāj sadegšanas kamerā oglekļa nogulsnes un nenomazgā eļļas plēvi no cilindra sieniņām. Bet degvielas uzpildes staciju gandrīz nav. Tāpēc privāto tirgotāju vidū priekšroka tiek dota citam gāzes veidam - propāna-butānam.
Propāna-butāna plusi un mīnusi
Neskatoties uz to, ka gāzes patēriņš ir par aptuveni 10-15% lielāks nekā benzīna, ietaupījumi ir ievērojami. Visas izmaksas par gāzes iekārtu iegādi un uzstādīšanu atmaksājas 10-20 tūkstošos kilometru, jo propāna-butāna izmaksas ir pusotru reizi lētākas nekā benzīns.Parasti ar degvielas uzpildīšanu problēmu nav - propāna-butāna degvielas uzpildes staciju tīkls ir plašs visā valstī.
Gāzes iekārtas faktiski ir papildu tvertne, kas palielina jaudas rezervi par 200-500 km. Ekspluatācijā šāda automašīna nepatikšanas neradīs. Dzinējs iedarbojas ar benzīnu un, kad temperatūra dzesēšanas sistēmā sasniedz +25 ° C, pārslēdzas uz gāzes degvielu. Tādējādi automatizācija nodrošina, ka gāzes reduktors nesasalst. Turklāt pāreju no viena veida degvielas uz citu var veikt tieši no pasažieru nodalījuma manuāli.
Ja salīdzina braukšanu pilsētā, tad nav manāmas atšķirības starp braukšanu ar benzīnu un benzīnu. Ar iedarbināšanu un reakcijām uz “gāzes” pedāli problēmu nebūs, taču ekstrēmos režīmos jaudas nepietiek. Tādējādi darbība ar gāzi samazina sērijveida dzinēja jaudu ar jaudu 106 ZS. līdz 98 ZS Tas var kļūt neērti, veicot apdzīšanu uz šosejas, taču risinājums ir iepriekš pāriet uz darbu ar benzīnu.
Galvenais trūkums ir ievērojams stumbra tilpuma samazinājums. Rezerves riteņa nišā ir uzstādīta papildu tvertne, un pats rezerves ritenis būs jāpārvieto uz bagāžnieku. Hečbekos gāzes balons parasti atrodas salonā. Tas noliedz dizaina priekšrocības, kas ļauj palielināt bagāžnieka tilpumu, salokot aizmugurējos sēdekļus.
Vēl viens negatīvs: gāze ir potenciāli bīstamāka par benzīnu. Protams, labi uzstādīts aprīkojums īpašniekam nepatikšanas nesagādā.
Taču liela uzmanība jāpievērš tā tehniskajam stāvoklim. Ņemiet vērā, ka gāze ir sprādzienbīstama tikai 5-10% attiecībā ar gaisu, un brīvā dabā šādu koncentrāciju nav iespējams izveidot.
Un vēl jo vairāk braucošā automašīnā.
Mazāk būtiski trūkumi, uzpildot automašīnu ar gāzes degvielu, ir neliela automašīnas paātrinājuma dinamikas pasliktināšanās (par 5%), ko gan kompensē neliels gāzes patēriņa pieaugums. Turklāt gāzes degšanas laiks ir garāks nekā benzīnam, un temperatūra sadegšanas kamerā ir augstāka.
Kā tas strādā
Lietojot kā dzinēja degvielu, propāns un metāns darbojas līdzīgi. Galvenā atšķirība starp šīm gāzēm ir tāda, ka propāns tiek uzglabāts šķidrā veidā, bet metāns tiek uzglabāts gāzveida veidā. Propāns kļūst gāzveida, kad tas tiek izlaists no gāzes balona. Dedzinot vienu galonu propāna, parasti izdalās enerģija, kas vienāda ar aptuveni 8,4 x 104 BTU. Amerikā alternatīvo degvielu efektivitātes novērtēšanai dažreiz izmanto GGE koeficientu, kas ir vienāds ar enerģijas attiecību BTU, kas iegūta, sadedzinot vienu galonu benzīna. enerģija BTU, kas iegūta, sadedzinot vienu galonu alternatīvās degvielas. Propāna (sauksim to par Gp) GGE attiecību var noteikt pēc šādas formulas: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Viena galona benzīna sadegšana rada enerģiju, kas vienāda ar aptuveni 1,25 x 105 Btu, kas ir 1,5 reizes lielāka par enerģiju, kas tiek atbrīvota, pilnībā sadedzinot vienu galonu šķidrā propāna. Dažādās valstīs šī vērtība var atšķirties atkarībā no degvielas veida un tās attīrīšanas pakāpes. Ekonomiskie rādītāji ir atkarīgi no alternatīvās degvielas cenas, benzīna cenas, benzīna dzinēja efektivitātes, dzinēja, kas darbojas ar alternatīvo degvielu, efektivitātes.
Lai salīdzinātu divas degvielas, pamatojoties uz koeficientu GGE 138, varat izmantot ne tikai mērvienības, piemēram, galonus un BTU, bet arī, piemēram, litrus un džoulus. Izmantojot šo otro vienību pāri, lai novērtētu propāna un benzīna izdalīto enerģiju, mēs iegūstam tādu pašu vērtību Gp = 1,5, jo tas ir bezizmēra lielums, kas nosaka divu parametru attiecību, un tā vērtība nemainās, ja tiek izteikti abi parametri. tajās pašās un tajās pašās mērvienībās.
Ar propānu darbināmiem transportlīdzekļiem ir tādi paši zirgspēki, ātrums un paātrinājums kā ar metānu darbināmiem transportlīdzekļiem.Propāna dzinēja tvertnes uzpildīšana aizņem apmēram tikpat ilgu laiku, cik nepieciešams fosilā kurināmā dzinēja tvertnes uzpildīšanai. Lielākā daļa mūsdienās izmantoto propāna transportlīdzekļu ir pārveidoti no parastajiem benzīna vai dīzeļdzinējiem. Tomēr daži ražotāji jau piedāvā jaunus transportlīdzekļu modeļus ar propāna dzinējiem. ASV ir tūkstošiem propāna uzpildes staciju, taču tās nav tik izplatītas kā benzīna un dīzeļdegvielas uzpildes stacijas.
Propāna molārā masa
Propāns CH 3 CH 2 CH 3 Tā ir uzliesmojoša gāze bez krāsas, bez smaržas. Propāna kušanas temperatūra - 187,69 ° C, viršanas temperatūra - 42,07 ° C, blīvums pie 20 grādiem - 0,5005 g / cm 3 (pie piesātināta tvaika spiediena), aizdegšanās temperatūra 465 °, sprādzienbīstamības robežas maisījumā ar gaisu 2 , 1 - 9,5 tilp. .%, gāzes siltumspēja pret šķidru ūdeni un CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 ° C), siltuma jauda 17,57 cal/gr. mol.
Propāns ir atrodams dabasgāzēs, saistītās naftas ieguves un naftas pārstrādes gāzēs, piemēram, katalītiskā krekinga gāzēs, koksa krāsns gāzēs, gāzēs ogļūdeņražu sintēzei no CO un H 2 saskaņā ar Fišera-Tropša teikto.
Propānu izolē no rūpnieciskajām gāzēm: destilējot zem spiediena, absorbējot zemā temperatūrā šķīdinātājos zem spiediena, adsorbējot ar aktivēto ogli, molekulārajiem sietiem.
Propāns veido hidrātu ar ūdeni 3 H 8 . 6 N 2 O ar kritisko sadalīšanās temperatūru + 8,5 °; sadalās pie 1 atm. (0°). Pēc ķīmiskajām īpašībām propāns ir tuvs citiem zemākiem metāna sērijas homologiem.
Propāna dehidrogenēšana uz hroma katalizatoriem augstā temperatūrā vai O klātbūtnē 2 un jods ražo propilēnu. Propāna termiskā un fotoķīmiskā hlorēšana galvenokārt rada monohlorpropānus. Propāna maisījumi ar Cl 2 sprādzienbīstams (sprādziena robežas 8-42% C 3 H 8 ).
Viegli oksidējot propānu, iegūst propionskābi, acetaldehīdu un etiķskābi, nitrējot augstā temperatūrā, iegūst nitropropānus, kā arī nitroetānu un nitrometānu. Pārvēršot no H 2 O augstā temperatūrā uz katalizatoriem iegūst H 2 , CO un CO 2 . Propāna alkilēšana ar etilēnu augstā temperatūrā un 300 atm. tiek iegūts izopentāns. Peroksīdu klātbūtnē paaugstinātā temperatūrā un spiedienā propāns reaģē ar etilēnhlora atvasinājumiem; ar trihloretilēnu, piemēram, iegūst 1,1-dihlor-3-metilbutēnu-1:
Propānu izmanto kā šķīdinātāju naftas produktu atvaskošanai un deasfaltēšanai, vinilesteru polimerizācijā un tauku ekstrakcijā. Propānu izmanto arī kvēpu ražošanai; ar skābekli - metāla griešanai. Sajaukts ar butānu pudelēs, propānu plaši izmanto kā sadzīves gāzi un kā bezdūmu degvielu automašīnām.
