Sollicitatie
Door zijn eigenschappen, zoals hoge verbrandingswaarde bij verbranding, residuvrije verbranding, onschadelijkheid en veiligheid bij correct gebruik en gebruiksgemak, is propaan een veelzijdig gas en wordt het zowel in de industrie als in het dagelijks leven veel gebruikt. Voor industriële en huishoudelijke doeleinden wordt het geleverd als een technisch propaan-butaanmengsel. Butaan (C4h20) is een organische verbinding van de alkaanklasse. Tegenwoordig is de vraag naar SPBT enorm.
In productie Bij het uitvoeren van gasvlamwerkzaamheden in fabrieken en bedrijven: - in inkoopproductie; – voor het snijden van schroot; – voor het lassen van niet-kritieke metalen constructies. Voor dakwerken. Voor het verwarmen van industriële gebouwen in de bouw. Voor het verwarmen van bedrijfsruimten (op boerderijen, pluimveebedrijven, in kassen). Voor gasfornuizen, boilers in de voedingsindustrie. In het dagelijks leven - bij het koken thuis en op de camping; - voor waterverwarming; - voor seizoensgebonden verwarming van afgelegen gebouwen - particuliere huizen, hotels, boerderijen; - voor het lassen van buizen, kassen, garages en andere huishoudelijke constructies met behulp van gaslasstations.
Onlangs is het op grote schaal gebruikt als autobrandstof, omdat: goedkoper en milieuvriendelijker dan benzine. In de chemische industrie wordt het gebruikt bij de productie van monomeren voor de productie van polypropyleen. Het is de grondstof voor de productie van oplosmiddelen. In de voedingsindustrie is propaan geregistreerd als levensmiddelenadditief E944, als drijfgas.
Koelmiddel. Een mengsel van gedehydrateerd zuiver propaan (R-290a) (een handelsnaam voor isobutaan-propaanmengsels) met isobutaan (R-600a) tast de ozonlaag niet aan en heeft een laag broeikaspotentieel (GWP). Het mengsel is geschikt voor functionele vervanging van verouderde koudemiddelen (R-12, R-22, R-134a) in traditionele stationaire koel- en airconditioningsystemen.
De kwaliteitsindicatoren van vloeibaar gemaakte koolwaterstofgassen worden bepaald volgens GOST 10157-79.
Fysische eigenschappen van LPG
De scheidingstechnologie is gebaseerd op verschillende verzadigde dampdrukken en verschillende drukken van de afzonderlijke componenten. Juist door de vereiste gaselasticiteit en verzadigde dampdruk wordt het mogelijk om LPG als verwarmingsbron in te zetten, waarbij gas vanuit het reservoir in de gasleiding zal stromen.
Om de noodzakelijke voorwaarden te bereiken, is het noodzakelijk om de optimale verhouding van de vloeistof- en dampfasen vast te stellen. Het vermogen om zowel vloeibare als gasvormige toestanden te handhaven is een belangrijk kenmerk van LPG.
Tijdens opslag of transport heeft een deel van het medium de neiging om in de dampfase te gaan, terwijl de rest in de vorm van een vloeistof blijft. Het verschil in volume tussen de twee fasen is enorm. Ter vergelijking: 1 m3 van een gasvormig mengsel is gelijk aan 4 liter vloeibaar gemaakt gas, wat een volumedaling van bijna 250 keer betekent. Aangezien het gas begint uit te zetten wanneer de temperatuur stijgt, moet bij het opslaan van LPG rekening worden gehouden met wettelijke vereisten - een gastank (een speciale tank voor het opslaan van LPG) of cilinders kunnen niet meer dan 85% worden gevuld.
Bij een temperatuur van +20°C vindt de overgang naar de vloeibare fase voor propaan plaats bij een druk van 8,5 kgf/cm2, voor butaan bij een druk van 3,1 kgf/cm2. In dit geval gaat propaan niet in gasvormige toestand en blijft het vloeibaar bij een temperatuur van -43°C, en butaan bij een temperatuur van 0°C.
Het verdampingsvermogen van LPG is dus direct afhankelijk van het percentage propaan en butaan en van de luchttemperatuur. Bij lage omgevingstemperaturen is de druk van propaan bijvoorbeeld hoger dan die van butaan, en bijgevolg is de vluchtigheid hoger.
Zomer en winter LPG mengsels
In voorgaande jaren werd er speciaal gelet op de verhouding van het mengsel van propaan tot butaan in winter en zomer:
- de winterversie van de brandstof voor 70% propaan, 30% butaan;
- de zomerversie bevatte een kleinere hoeveelheid propaan - 50-60% en een grotere hoeveelheid butaan - 50-40%.
Studies hebben aangetoond dat het bij lage omgevingstemperaturen efficiënter is om een mengsel met een hoog propaangehalte te gebruiken. Tegelijkertijd moet in het warme seizoen de hoeveelheid propaan worden verminderd. In de zomer verdampt butaan veel minder snel, wat de kans op overdruk verkleint en voorkomt dat de overdrukklep aanslaat.
Op dit moment is de indeling in zomer en winter minder relevant geworden. Nu wordt de samenstelling van LPG berekend rekening houdend met de individuele kenmerken van het object, wat leveranciers de mogelijkheid geeft om het gehalte aan propaan en butaan voor specifieke apparatuur te selecteren. Op verzoek van de Klant kan het gehalte aan propaan in het mengsel worden verhoogd tot 100%.
Voor de meest efficiënte werking van gasapparatuur is het echter noodzakelijk om de samenstelling van vloeibaar petroleumgas zorgvuldig te selecteren. De juiste verhouding van de componenten van het propaan-butaanmengsel zorgt voor voldoende overdruk in de tanks, waardoor zowel bij strenge vorst als op warme dagen een ononderbroken warmwatervoorziening wordt gegarandeerd.
Chemische samenstelling van LPG
Er zijn twee manieren om LPG te winnen: uit bijbehorend petroleumgas of uit de condensaatfractie van aardgas. Het productieproces wordt uitgevoerd met behulp van een fractioneringseenheid voor absorptiegas, die het gas scheidt in componenten:
- lichte koolwaterstoffen propaan (C3H8) en butaan (C4H10), die de basis vormen van LPG;
- koolwaterstoffen pentaan (C5H12), methaan (CH4) en ethaan (C2H6);
- onverzadigde koolwaterstoffen ethyleen (C2H4), propyleen (C3H6) en butyleen (C4H8).
Het gehalte aan propaan en butaan in de samenstelling van LPG is minimaal 95%, het gehalte aan onverzadigde koolwaterstoffen is circa 1%. Ook in de samenstelling is de aanwezigheid van isomere verbindingen toegestaan - isobutaan en isobuteen.
Het resulterende propaan-butaanmengsel is geurloos, daarom wordt volgens veiligheidsvoorschriften geforceerde aromatisering uitgevoerd. Een kenmerkende onaangename geur wordt veroorzaakt door ethaanthiol, die begint te worden gevoeld bij 1/5 van de explosieve concentratie van LPG in de lucht.
Wat is propaan?
Propaan, C3H8 en butaan zijn organische verbindingen van de alkaanklasse. Een kleurloos, geurloos gas. Zeer slecht oplosbaar in water. Kookpunt -42,1C. Vriespunt -188C. Vormt explosieve mengsels met lucht bij dampconcentraties van 2,1 tot 9,5%. Als vertegenwoordiger van koolwaterstofgassen is het ontvlambaar en explosief.
Een kleine hoeveelheid propaan zit in aardgas, in industriële hoeveelheden wordt propaan verkregen tijdens het raffineren van olie op hoge temperatuur.
Omdat het gas zelf praktisch niet ruikt, worden er voor de veiligheid en een tijdige diagnose van gaslekken door de menselijke reukorganen geurstoffen met geurstoffen aan toegevoegd. Ze worden "gasgeuren" genoemd.
Waar wordt propaan gebruikt?
Dit gas is absoluut bekend bij alle moderne mensen. Propaan wordt tegenwoordig bijna overal gebruikt. Allereerst gaat het om productieprocessen.
Zo wordt propaantechnisch gas met succes ingezet voor gasvlamwerken bij diverse productiefaciliteiten. Met zijn hulp worden zowel metaalsnijden als structureel lassen uitgevoerd. Bij het werken met schroot is dit gas praktisch onmisbaar voor de inkoop van grondstoffen.
Met niet minder succes wordt propaan gebruikt bij de productie van thermische energie. Vervolgens wordt de warmte die wordt verkregen met behulp van propaantechnisch gas gebruikt voor de warmtevoorziening, zowel voor bedrijfsruimten als voor warmtelevering aan wooncomplexen.
In het dagelijks leven vindt propaangas zijn toepassing op verschillende gebieden van menselijke activiteit.De meest gebruikelijke manier om dit gas te gebruiken is om het te gebruiken als energiedrager voor gasfornuizen en gasboilers. Met zijn hulp kookt een persoon voedsel, verwarmt water. Ook in de individuele woningbouw wordt propaan gebruikt om ruimteverwarming te organiseren. Hiervoor is speciale apparatuur geïnstalleerd. Propaangas wordt via gasleidingen aan woningen geleverd. In sommige gevallen kan ook de levering van vloeibaar gemaakt propaan in speciale cilinders plaatsvinden. De verhouding tussen propaan en butaan in het mengsel varieert afhankelijk van het seizoen - propaan overheerst in de winter en butaan in de zomer.
Veel gebruikt als autobrandstof.
In de chemische industrie wordt het gebruikt bij de productie van monomeren voor de productie van polypropyleen.
Het is de grondstof voor de productie van oplosmiddelen.
Het wordt opgeslagen en vervoerd in speciale containers (cilinders, tanks) zonder stabiliserende toevoegingen bij temperaturen tot 50 °C.
Wat is het gevaar van propaan?
Allereerst zijn hoge explosiviteit. Het propaan-butaanmengsel is ongeveer twee keer zo zwaar als lucht, daarom verdampt het bij lekkage niet, maar hoopt het zich op en dan is één vonk voldoende. En in een mengsel met lucht neemt de explosiviteit ervan toe.
Het tweede gevaar is dat propaan, dat in de lucht komt, zich ermee vermengt, het zuurstofgehalte in de lucht verdringt en vermindert.Een persoon in een dergelijke atmosfeer zal zuurstofgebrek ervaren en met aanzienlijke gasconcentraties in de lucht kan hij sterven van verstikking.
Propaan-butaanmengsels in vloeibare vorm corroderen rubber, dus het is noodzakelijk om de rubberproducten die worden gebruikt in vlambehandelingsapparatuur voor metalen zorgvuldig te controleren en, indien nodig, te vervangen. Het grootste gevaar van rubbercorrosie bestaat in de winter, wanneer de kans groot is dat vloeibare fractie in de slangen terechtkomt.
Bij het werken met propaan-butaan is het niet toegestaan om de vloeibare fractie op de huid van het lichaam te krijgen, omdat bevriezing optreedt vanwege de snelle verdamping en warmteafvoer.
Propaan - butaan zeven heeft een grote volumetrische uitzettingscoëfficiënt, dus voor propaan is het 16 keer meer dan die van water en voor butaan is het 11 keer. Daarom is het onmogelijk om propaancilinders te vullen met een butaanmengsel van meer dan 85 vol.% - het is erg gevaarlijk.
Over het algemeen kunnen we zeggen dat het voor veiligheid en gemoedsrust noodzakelijk is om periodiek de maximaal toelaatbare gasconcentratie in de kamer te controleren. Als u een "gaslucht" voelt, moet u specialisten uitnodigen om een luchtonderzoek uit te voeren.
Aardgas als voertuigbrandstof
Propaan of methaan - wat te kiezen?
De meeste auto's die overstappen op gas gebruiken propaan-butaan. Maar hoe staat het met methaan, want autofabrikanten maken op deze brandstof massaal auto's en vinden dat kansrijk. Dus waarom gebeurt dit.
Ten derde zijn de aardgasreserves enorm, ze zullen de komende 150 jaar meegaan en de prijs is 3 keer goedkoper dan motorbrandstof. Maar houd er rekening mee dat het verbruik van gasbrandstof iets hoger zal zijn, want. één kubieke meter methaan kan tot 1,1 liter benzine aandrijven.
Wat zijn de nadelen van methaan? De belangrijkste reden is de slecht ontwikkelde infrastructuur van methaangasstations - er zijn er slechts 250 in Rusland. Het blijkt dat methaan milieuvriendelijker, goedkoper en veiliger is dan benzine - en de levensduur van de motor verlengt: het laat geen koolstofafzettingen achter in de verbrandingskamer en wast de oliefilm niet van de cilinderwanden. Maar er zijn bijna geen tankstations. Daarom heeft een ander type gas de voorkeur onder particuliere handelaren - het is propaan-butaan.
Voor- en nadelen van propaan-butaan
Ondanks het feit dat het gasverbruik ongeveer 10-15% hoger is dan dat van benzine, zijn de besparingen aanzienlijk. Alle kosten voor de aankoop en installatie van gasapparatuur werpen hun vruchten af in 10-20 duizend kilometer, omdat de kosten van propaan-butaan zijn anderhalf keer goedkoper dan benzine.In de regel zijn er geen problemen met tanken - het netwerk van propaan-butaantankstations is uitgebreid door het hele land.
Gasapparatuur is eigenlijk een extra tank die de gangreserve met 200-500 km vergroot. In bedrijf zal zo'n auto geen problemen veroorzaken. De motor start op benzine en wanneer de temperatuur in het koelsysteem +25 ° C bereikt, schakelt deze over op gasbrandstof. Automatisering zorgt er daarbij voor dat de gasverkleiner niet bevriest. Bovendien kan de overgang van het ene type brandstof naar het andere rechtstreeks vanuit de passagiersruimte handmatig worden gemaakt.
Als je het rijden in de stad vergelijkt, dan is er geen merkbaar verschil tussen rijden op gas en benzine. Er zullen geen problemen zijn met starten en reacties op het "gas" -pedaal, maar in extreme modi is er niet genoeg kracht. Zo vermindert de werking op gas het vermogen van een seriemotor met een vermogen van 106 pk. tot 98 pk Bij het inhalen op de snelweg kan dit oncomfortabel worden, maar de oplossing is om vooraf over te stappen op benzinewerk.
Het grootste nadeel is een aanzienlijke vermindering van het volume van de kofferbak. Een extra tank is geïnstalleerd in de nis van het reservewiel en het reservewiel zelf moet naar de kofferbak worden verplaatst. Bij hatchbacks bevindt de gasfles zich doorgaans in de cabine. Dit doet de ontwerpvoordelen teniet waarmee u het volume van de kofferbak kunt vergroten door de achterbank neer te klappen.
Nog een negatief punt: gas is potentieel gevaarlijker dan benzine. Goed geïnstalleerde apparatuur levert natuurlijk geen problemen op voor de eigenaar.
Er moet echter veel aandacht worden besteed aan de technische staat ervan. Merk op dat het gas alleen explosief is in een verhouding van 5-10% met lucht, en het is onmogelijk om een dergelijke concentratie in de open lucht te creëren.
En nog meer in een rijdende auto.
Minder belangrijke nadelen van het tanken van een auto met gasbrandstof zijn een verslechtering van de acceleratiedynamiek van de auto (met 5%), die echter wordt gecompenseerd door een lichte toename van het gasverbruik. Bovendien is de brandtijd van gas langer dan die van benzine en is de temperatuur in de verbrandingskamer hoger.
Hoe het werkt
Bij gebruik als motorbrandstof werken propaan en methaan op dezelfde manier. Het belangrijkste verschil tussen deze gassen is dat propaan in vloeibare vorm wordt opgeslagen, terwijl methaan in gasvorm wordt opgeslagen. Propaan wordt gasvormig wanneer het uit een gasfles komt. Bij het verbranden van één gallon propaan komt doorgaans energie vrij die gelijk is aan ongeveer 8,4 x 104 BTU's. In Amerika wordt de GGE-verhouding soms gebruikt om de effectiviteit van alternatieve brandstoffen te evalueren, gelijk aan de verhouding van de energie in BTU's die wordt gegenereerd door het verbranden van één gallon benzine op de energie in BTU's, opgewekt door het verbranden van een gallon alternatieve brandstof. De GGE-verhouding van propaan (laten we het Gp noemen) kan worden bepaald met de volgende formule: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 = 1,5.
De verbranding van 1 gallon benzine levert energie op die gelijk is aan ongeveer 1,25 x 105 Btu, wat 1,5 keer de energie is die vrijkomt bij de volledige verbranding van 1 gallon vloeibaar propaan. In verschillende landen kan deze waarde variëren afhankelijk van het type brandstof en de mate van zuivering. Economische indicatoren zijn afhankelijk van de prijs van alternatieve brandstof, de prijs van benzine, het rendement van een benzinemotor, het rendement van een motor die op alternatieve brandstof loopt.
Om twee brandstoffen te vergelijken op basis van de GGE 138-factor, kunt u niet alleen meeteenheden zoals gallons en BTU's gebruiken, maar bijvoorbeeld ook liters en joules. Als we dit tweede paar eenheden toepassen om de energie te schatten die vrijkomt door propaan en benzine, krijgen we dezelfde waarde Gp = 1,5, aangezien dit een dimensieloze hoeveelheid is die de verhouding van twee parameters bepaalt, en de waarde ervan verandert niet als beide parameters worden uitgedrukt in dezelfde en dezelfde meeteenheden.
Propaan-aangedreven voertuigen hebben dezelfde pk's, snelheid en acceleratie als methaan-aangedreven voertuigen.Het duurt ongeveer even lang om de tank van een propaanmotor te vullen als om de tank van een fossiele brandstofmotor te vullen. De meeste door propaan aangedreven voertuigen die tegenwoordig in gebruik zijn, hebben conventionele benzine- of dieselmotoren gemodificeerd. Sommige fabrikanten bieden echter al nieuwe modellen voertuigen met propaanmotoren aan. Er zijn duizenden propaantankstations in de VS, maar ze zijn niet zo gewoon als benzine- en dieseltankstations.
Molaire massa van propaan
Propaan CH 3 CH 2 CH 3 Het is een kleurloos, geurloos, ontvlambaar gas. Smeltpunt propaan - 187,69 ° C, kookpunt - 42,07 ° C, dichtheid bij 20 graden - 0,5005 g / cm 3 (bij verzadigde stoomdruk), ontstekingstemperatuur 465 °, explosiegrenzen in een mengsel met lucht 2 , 1 - 9,5 vol .%, calorische waarde van gas naar vloeibaar water en CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25°C), warmtecapaciteit 17,57 cal/deg. mol.
Propaan komt voor in aardgas, aanverwante gassen van olieproductie en olieraffinage, bijvoorbeeld in katalytische kraakgassen, in cokesovengassen, in gassen voor de synthese van koolwaterstoffen uit CO en H 2 volgens Fischer-Tropsch.
Propaan wordt geïsoleerd uit industriële gassen door: destillatie onder druk, absorptie bij lage temperatuur in oplosmiddelen onder druk, adsorptie met actieve kool, moleculaire zeven.
Propaan vormt een hydraat met water 3 H 8 . 6 Nee 2 O met een kritische ontledingstemperatuur van + 8,5 °; ontleedt bij 1 atm. (0°). Volgens zijn chemische eigenschappen ligt propaan dicht bij andere lagere homologen van de methaanreeks.
Propaandehydrogenering op chroomkatalysatoren bij hoge temperatuur of in aanwezigheid van O 2 en jodium produceert propyleen. Bij thermische en fotochemische chlorering van propaan ontstaan voornamelijk monochloorpropanen. Propaanmengsels met Cl 2 explosief (explosiegrenzen 8 - 42% C 3 H 8 ).
Door milde oxidatie van propaan worden propionzuur, aceetaldehyde en azijnzuur verkregen; door nitrering bij hoge temperatuur worden nitropropanen, evenals nitroethaan en nitromethaan verkregen. Wanneer omgezet van H 2 O bij hoge temperaturen op de katalysatoren H . krijgen 2 , CO en CO 2 . Alkylering van propaan met ethyleen bij hoge temperaturen en 300 atm. isopentaan wordt geproduceerd. In aanwezigheid van peroxiden bij verhoogde temperaturen en druk reageert propaan met ethyleenchloorderivaten; met bijvoorbeeld trichloorethyleen verkrijgt men 1,1-dichloor-3-methylbuteen-1:
Propaan wordt gebruikt als oplosmiddel voor het van was ontdoen en ontasfalteren van aardolieproducten, bij de polymerisatie van vinylesters en voor de extractie van vetten. Propaan wordt ook gebruikt om roet te produceren; met zuurstof - voor het snijden van metaal. Vermengd met butaan in flessen wordt propaan veel gebruikt als huishoudgas en als rookloze brandstof voor auto's.
