Podanie
Ze względu na swoje właściwości, takie jak wysoka kaloryczność podczas spalania, spalanie bez pozostałości, nieszkodliwość i bezpieczeństwo przy prawidłowym stosowaniu oraz łatwość użytkowania, propan jest gazem uniwersalnym i znajduje szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle, jak i w życiu codziennym. Do celów przemysłowych i domowych dostarczany jest jako techniczna mieszanina propan-butan. Butan (C4h20) jest związkiem organicznym klasy alkanów. Dziś zapotrzebowanie na SPBT jest ogromne.
W produkcji Podczas wykonywania prac z płomieniem gazowym w fabrykach i przedsiębiorstwach: - w produkcji zaopatrzeniowej; – do cięcia złomu; – do spawania niekrytycznych konstrukcji metalowych. Do prac dekarskich. Do ogrzewania pomieszczeń przemysłowych w budownictwie. Do ogrzewania pomieszczeń przemysłowych (w gospodarstwach rolnych, fermach drobiu, w szklarniach). Do kuchenek gazowych, podgrzewaczy wody w przemyśle spożywczym. W życiu codziennym - podczas gotowania w domu i na kempingu; - do podgrzewania wody; - do sezonowego ogrzewania odległych pomieszczeń - domów prywatnych, hoteli, gospodarstw rolnych; - do spawania rur, szklarni, garaży i innych konstrukcji domowych z wykorzystaniem stacji do spawania gazowego.
Ostatnio jest szeroko stosowany jako paliwo samochodowe, ponieważ tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska niż benzyna. W przemyśle chemicznym wykorzystywany jest do produkcji monomerów do produkcji polipropylenu. Jest surowcem do produkcji rozpuszczalników. W przemyśle spożywczym propan jest zarejestrowany jako dodatek do żywności E944, jako propelent.
Płyn chłodzący. Mieszanka odwodnionego czystego propanu (R-290a) (nazwa handlowa mieszanek izobutan-propan) z izobutanem (R-600a) nie zuboża warstwy ozonowej i ma niski potencjał cieplarniany (GWP). Mieszanka nadaje się do funkcjonalnego zastąpienia przestarzałych czynników chłodniczych (R-12, R-22, R-134a) w tradycyjnych stacjonarnych układach chłodniczych i klimatyzacyjnych.
Wskaźniki jakości skroplonych gazów węglowodorowych określa się zgodnie z GOST 10157-79.
Właściwości fizyczne LPG
Technologia separacji opiera się na różnych ciśnieniach par nasyconych i różnych ciśnieniach poszczególnych składników. To właśnie dzięki wymaganej elastyczności gazu i prężności pary nasyconej możliwe staje się wykorzystanie LPG jako źródła ogrzewania, przy którym gaz zacznie płynąć ze zbiornika do gazociągu.
Aby osiągnąć niezbędne warunki, konieczne jest ustalenie optymalnego stosunku fazy ciekłej i parowej. Kluczową cechą LPG jest zdolność do utrzymywania zarówno stanu ciekłego, jak i gazowego.
Podczas przechowywania lub transportu część medium przechodzi w fazę parową, podczas gdy reszta pozostaje w postaci cieczy. Różnica w głośności między dwiema fazami jest ogromna. Dla porównania 1 m3 mieszaniny gazowej to 4 litry skroplonego gazu, co oznacza prawie 250-krotny spadek objętości. Ponieważ przy wzroście temperatury gaz zaczyna się rozszerzać, przy magazynowaniu LPG należy wziąć pod uwagę wymagania regulacyjne – zbiornik gazu (specjalny zbiornik do przechowywania LPG) lub butle można napełnić nie więcej niż 85%.
W temperaturze +20°C przejście do fazy ciekłej dla propanu następuje pod ciśnieniem 8,5 kgf/cm2, dla butanu pod ciśnieniem 3,1 kgf/cm2. W takim przypadku propan nie przejdzie w stan gazowy i pozostanie płynny w temperaturze -43 ° C, a butan w temperaturze 0 ° C.
Zatem zdolność LPG do parowania bezpośrednio zależy od zawartości procentowej propanu i butanu, a także od temperatury powietrza. Na przykład w niskich temperaturach otoczenia ciśnienie propanu jest wyższe niż butanu, a w konsekwencji jego lotność jest wyższa.
Letnie i zimowe mieszanki LPG
W poprzednich latach zwracano szczególną uwagę na stosunek mieszanki propanu do butanu zimą i latem:
- zimowa wersja paliwa przewidywała 70% propanu, 30% butanu;
- wersja letnia zawierała mniejszą ilość propanu - 50-60% i większą ilość butanu - 50-40%.
Badania wykazały, że w niskich temperaturach otoczenia bardziej efektywne jest stosowanie mieszanki o wysokiej zawartości propanu. Jednocześnie w gorącym sezonie należy zmniejszyć ilość propanu. Latem butan paruje znacznie wolniej, co zmniejsza ryzyko nadciśnienia i zapobiega wyzwoleniu zaworu nadmiarowego.
W tej chwili podział na lato i zimę stracił na znaczeniu. Teraz skład LPG jest obliczany z uwzględnieniem indywidualnych cech obiektu, co daje dostawcom możliwość doboru zawartości propanu i butanu do konkretnego sprzętu. Na życzenie Klienta zawartość propanu w mieszance może zostać zwiększona do 100%.
Jednak dla najbardziej wydajnej pracy urządzeń gazowych konieczne jest staranne dobranie składu skroplonego gazu ropopochodnego. Prawidłowy stosunek składników mieszanki propan-butan zapewnia wystarczające nadciśnienie w zbiornikach, gwarantując nieprzerwane zaopatrzenie w ciepłą wodę zarówno podczas silnych mrozów, jak iw upalne dni.
Skład chemiczny LPG
Istnieją dwa główne sposoby pozyskiwania LPG: z towarzyszącego gazu naftowego lub z skondensowanej frakcji gazu ziemnego. Proces produkcyjny realizowany jest przy użyciu jednostki absorpcyjno-gazowej frakcjonującej, która rozdziela gaz na składniki:
- lekkie węglowodory propan (C3H8) i butan (C4H10), które są podstawą LPG;
- węglowodory pentan (C5H12), metan (CH4) i etan (C2H6);
- węglowodory nienasycone etylen (C2H4), propylen (C3H6) i butylen (C4H8).
Zawartość propanu i butanu w składzie LPG wynosi co najmniej 95%, ilość węglowodorów nienasyconych ok. 1%. Również w kompozycji dopuszcza się obecność związków izomerycznych - izobutanu i izobutylenu.
Powstała mieszanina propan-butan jest bezwonna, dlatego zgodnie z przepisami bezpieczeństwa przeprowadzana jest wymuszona aromatyzacja. Charakterystyczny nieprzyjemny zapach nadaje etanotiol, który zaczyna być wyczuwalny już przy 1/5 wybuchowego stężenia LPG w powietrzu.
Co to jest propan
propan, C3h8 i butan są związkami organicznymi klasy alkanów. Bezbarwny, bezwonny gaz. Bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie. Temperatura wrzenia -42.1C. Temperatura zamarzania -188C. Tworzy wybuchowe mieszaniny z powietrzem w stężeniu par od 2,1 do 9,5%. Jako przedstawiciel gazów węglowodorowych jest palny i wybuchowy.
Niewielka ilość propanu zawarta jest w gazie ziemnym, w ilościach przemysłowych propan pozyskiwany jest w procesie wysokotemperaturowej rafinacji ropy naftowej.
Ponieważ sam gaz praktycznie nie pachnie, dla bezpieczeństwa i terminowej diagnozy wycieków gazu przez ludzkie narządy węchowe dodaje się do niego substancje zapachowe zawierające substancje zapachowe. Nazywane są „zapachami gazu”.
Gdzie jest używany propan?
Ten gaz jest znany absolutnie wszystkim współczesnym ludziom. Propan jest dziś używany prawie wszędzie. Przede wszystkim dotyczy procesów produkcyjnych.
W ten sposób propan techniczny jest z powodzeniem wykorzystywany do produkcji płomieniówek w różnych zakładach produkcyjnych. Za jego pomocą wykonywane jest zarówno cięcie metali, jak i spawanie konstrukcji. Podczas pracy ze złomem gaz ten jest praktycznie niezbędny do pozyskiwania surowców.
Z nie mniejszym powodzeniem propan wykorzystywany jest do produkcji energii cieplnej. Następnie ciepło uzyskane za pomocą gazu technicznego propanu wykorzystywane jest do zaopatrywania w ciepło zarówno obiektów przemysłowych, jak i zaopatrywania w ciepło kompleksów mieszkaniowych.
W życiu codziennym propan znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach ludzkiej działalności.Najczęstszym sposobem wykorzystania tego gazu jest wykorzystanie go jako nośnika energii do kuchenek gazowych i gazowych podgrzewaczy wody. Z jego pomocą człowiek gotuje jedzenie, podgrzewa wodę. Również w sektorze budownictwa indywidualnego propan służy do organizowania ogrzewania pomieszczeń. W tym celu zainstalowany jest specjalny sprzęt. Gaz propan dostarczany jest do lokali mieszkalnych za pomocą gazociągów. W niektórych przypadkach może odbywać się również dostawa skroplonego propanu w specjalnych butlach. Stosunek propanu do butanu w mieszance zmienia się w zależności od pory roku – zimą przeważa propan, a latem butan.
Szeroko stosowany jako paliwo samochodowe.
W przemyśle chemicznym wykorzystywany jest do produkcji monomerów do produkcji polipropylenu.
Jest surowcem do produkcji rozpuszczalników.
Jest przechowywany i transportowany w specjalnych pojemnikach (cylindry, zbiorniki) bez dodatków stabilizujących w temperaturze do 50 °C.
Jakie jest niebezpieczeństwo propanu?
Przede wszystkim wysoka wybuchowość. Mieszanka propan-butan jest około dwa razy cięższa od powietrza, dlatego podczas wycieku nie odparowuje, ale gromadzi się i wtedy wystarczy jedna iskra. A w mieszaninie z powietrzem zwiększa się jego wybuchowość.
Drugim niebezpieczeństwem jest to, że propan dostając się do powietrza miesza się z nim, wypiera i zmniejsza zawartość tlenu w powietrzu.Człowiek w takiej atmosferze doświadczy głodu tlenu, a przy znacznych stężeniach gazu w powietrzu może umrzeć od uduszenia.
Mieszanki propan-butan w postaci płynnej korodują gumę, dlatego należy uważnie monitorować wyroby gumowe stosowane w urządzeniach do obróbki płomieniowej metali i w razie potrzeby je wymieniać. Największe niebezpieczeństwo korozji gumy występuje zimą, kiedy istnieje duże prawdopodobieństwo przedostania się do węży frakcji ciekłej.
Podczas pracy z propanem-butanem nie wolno dostać się frakcji ciekłej na skórę ciała, ponieważ następuje odmrożenie z powodu jego szybkiego parowania i odprowadzania ciepła.
Propan - butan 7 ma duży współczynnik rozszerzalności objętościowej, więc dla propanu jest 16 razy większy niż wody, a dla butanu 11 razy. Dlatego niemożliwe jest napełnianie butli z propanem mieszaniną butanu o objętości większej niż 85% - jest to bardzo niebezpieczne.
Ogólnie możemy powiedzieć, że dla bezpieczeństwa i spokoju konieczne jest okresowe monitorowanie maksymalnego dopuszczalnego stężenia gazu w pomieszczeniu. Jeśli poczujesz „zapach gazu”, koniecznie zaproś specjalistów do przeprowadzenia badania powietrza.
Gaz ziemny jako paliwo samochodowe
Propan czy metan – co wybrać?
Większość samochodów, które przechodzą na paliwo gazowe, wykorzystuje propan-butan. Ale jak się sprawy mają z metanem, skoro producenci samochodów produkują masowo samochody na to paliwo i uważają to za obiecujące. Więc dlaczego tak się dzieje.
Po trzecie, rezerwy gazu ziemnego są ogromne, wystarczą na kolejne 150 lat, a cena jest 3 razy tańsza niż paliwo silnikowe. Pamiętaj jednak, że zużycie paliwa gazowego będzie nieco wyższe, ponieważ. jeden metr sześcienny metanu może napędzać aż 1,1 litra benzyny.
Jakie są wady metanu? Głównym powodem jest słabo rozwinięta infrastruktura stacji metanowych – w Rosji jest ich tylko 250. Okazuje się, że metan jest bardziej przyjazny dla środowiska, tańszy, bezpieczniejszy niż benzyna - i wydłuża żywotność silnika: nie pozostawia osadów węglowych w komorze spalania i nie zmywa filmu olejowego ze ścianek cylindrów. Ale prawie nie ma stacji benzynowych. Dlatego wśród prywatnych przedsiębiorców preferowany jest inny rodzaj gazu - jest to propan-butan.
Plusy i minusy propanu-butanu
Pomimo tego, że zużycie gazu jest o około 10-15% większe niż benzyny, oszczędności są znaczne. Wszystkie koszty zakupu i instalacji sprzętu gazowego zwracają się w 10-20 tys. km, ponieważ koszt propanu-butanu jest półtora raza tańszy niż benzyny.Z reguły nie ma problemów z tankowaniem – sieć stacji benzynowych propan-butan jest rozbudowana na terenie całego kraju.
Sprzęt gazowy to właściwie dodatkowy zbiornik, który zwiększa rezerwę mocy o 200-500 km. W eksploatacji taki samochód nie sprawi kłopotów. Silnik uruchamia się na benzynie, a gdy temperatura w układzie chłodzenia osiągnie +25°C, przełącza się na paliwo gazowe. Automatyzacja w ten sposób zapewnia, że reduktor gazu nie zamarza. Ponadto przejście z jednego rodzaju paliwa na inny można wykonać ręcznie bezpośrednio z kabiny pasażerskiej.
Jeśli porównasz jazdę po mieście, nie ma zauważalnej różnicy między jazdą na gazie i benzynie. Nie będzie problemów z ruszaniem i reakcjami na pedał „gazu”, ale w trybach ekstremalnych nie ma wystarczającej mocy. Tak więc jazda na gazie zmniejsza moc seryjnego silnika o mocy 106 KM. do 98 KM Może to być niewygodne podczas wyprzedzania na autostradzie, ale rozwiązaniem jest wcześniejsze przejście na pracę na benzynie.
Główną wadą jest znaczne zmniejszenie objętości bagażnika. Dodatkowy zbiornik montowany jest we wnęce na koło zapasowe, a samo koło zapasowe trzeba będzie przenieść do bagażnika. W hatchbackach butla z gazem znajduje się zazwyczaj w kabinie. Neguje to zalety konstrukcyjne, które pozwalają zwiększyć objętość bagażnika poprzez złożenie tylnych siedzeń.
Kolejny minus: gaz jest potencjalnie bardziej niebezpieczny niż benzyna. Oczywiście dobrze zainstalowany sprzęt nie sprawia kłopotów właścicielowi.
Należy jednak zwrócić szczególną uwagę na jego stan techniczny. Należy pamiętać, że gaz jest wybuchowy tylko w stosunku 5-10% z powietrzem i nie jest możliwe wytworzenie takiego stężenia na wolnym powietrzu.
A tym bardziej w jadącym samochodzie.
Mniej istotne wady tankowania auta gazem to pewne pogorszenie dynamiki przyspieszenia samochodu (o 5%), które jednak jest kompensowane nieznacznym wzrostem zużycia gazu. Ponadto czas spalania gazu jest dłuższy niż benzyny, a temperatura w komorze spalania jest wyższa.
Jak to działa
Propan i metan stosowane jako paliwo silnikowe działają podobnie. Główna różnica między tymi gazami polega na tym, że propan jest przechowywany w postaci ciekłej, podczas gdy metan jest przechowywany w postaci gazowej. Propan staje się gazem po uwolnieniu z butli gazowej. Spalanie jednego galonu propanu zwykle uwalnia energię równą około 8,4 x 104 BTU.W Ameryce do oceny efektywności paliw alternatywnych czasami stosuje się wskaźnik GGE, równy stosunkowi energii w BTU generowanej przez spalenie jednego galonu benzyny do energia w BTU, wytworzona przez spalenie jednego galonu paliwa alternatywnego. Stosunek GGE propanu (nazwijmy go Gp) można wyznaczyć ze wzoru: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Spalanie jednego galonu benzyny wytwarza energię równą około 1,25 x 105 Btu, co stanowi 1,5-krotność energii, która jest uwalniana przez całkowite spalenie jednego galonu ciekłego propanu. W różnych krajach wartość ta może się różnić w zależności od rodzaju paliwa i stopnia jego oczyszczenia. Wskaźniki ekonomiczne zależą od ceny paliwa alternatywnego, ceny benzyny, sprawności silnika benzynowego, sprawności silnika zasilanego paliwem alternatywnym.
Aby porównać dwa paliwa w oparciu o współczynnik GGE 138, możesz użyć nie tylko jednostek miary, takich jak galony i BTU, ale także na przykład litry i dżule. Stosując tę drugą parę jednostek do oszacowania energii uwalnianej przez propan i benzynę, otrzymujemy tę samą wartość Gp = 1,5, ponieważ jest to wielkość bezwymiarowa, która określa stosunek dwóch parametrów, a jej wartość nie zmienia się, jeśli oba parametry są wyrażone w tych samych i tych samych jednostkach miary.
Pojazdy napędzane propanem mają taką samą moc, prędkość i przyspieszenie jak pojazdy napędzane metanem.Napełnienie zbiornika silnika na propan zajmuje mniej więcej tyle samo czasu, ile zajmuje napełnienie zbiornika silnika na paliwo kopalne. Większość używanych obecnie pojazdów napędzanych propanem została zmodyfikowana w konwencjonalne silniki benzynowe lub wysokoprężne. Jednak niektórzy producenci oferują już nowe modele pojazdów z silnikami na propan. W USA są tysiące stacji benzynowych z propanem, ale nie są one tak powszechne jak stacje benzynowe i diesla.
Masa molowa propanu
Propan CH 3 CH 2 CH 3 Jest bezbarwnym, bezwonnym, palnym gazem. Temperatura topnienia propanu - 187,69°C, temperatura wrzenia - 42,07°C, gęstość w temperaturze 20 stopni - 0,5005 g/cm3 (przy ciśnieniu pary nasyconej), temperatura zapłonu 465 °, granice wybuchowości w mieszaninie z powietrzem 2 , 1 - 9,5 obj. .%, wartość opałowa gazu do wody ciekłej i CO 2 120,34 kcal/kg. (25°C), wydajność cieplna 17,57 cal/st. mol.
Propan występuje w gazach ziemnych, gazach towarzyszących z produkcji i rafinacji ropy naftowej, na przykład w gazach z krakingu katalitycznego, w gazach koksowniczych, w gazach do syntezy węglowodorów z CO i H 2 według Fischera-Tropscha.
Propan izoluje się od gazów przemysłowych poprzez: rektyfikacja pod ciśnieniem, absorpcję niskotemperaturową w rozpuszczalnikach pod ciśnieniem, adsorpcję na węglu aktywnym, sita molekularne.
Propan tworzy z wodą hydrat 3 h 8 . 6 N 2 O o krytycznej temperaturze rozkładu + 8,5 °; rozkłada się przy 1 atm. (0°). Pod względem właściwości chemicznych propan jest zbliżony do innych niższych homologów serii metanowej.
Odwodornienie propanu na katalizatorach chromowych w wysokiej temperaturze lub w obecności O 2 i jod produkują propylen. W wyniku chlorowania termicznego i fotochemicznego propanu powstają głównie monochloropropany. Mieszanki propanowe z Cl 2 wybuchowy (granice wybuchu 8 - 42% C 3 h 8 ).
Łagodne utlenianie propanu daje kwas propionowy, aldehyd octowy i kwas octowy, a nitrowanie w wysokiej temperaturze daje nitropropany, a także nitroetan i nitrometan. Po przeliczeniu z H 2 O w wysokich temperaturach na katalizatorach otrzymujemy H 2 , CO i CO 2 . Alkilacja propanu etylenem w wysokich temperaturach i 300 atm. powstaje izopentan. W obecności nadtlenków w podwyższonych temperaturach i ciśnieniu propan reaguje z pochodnymi chlorku etylenu; na przykład z trichloroetylenem otrzymuje się 1,1-dichloro-3-metylobuten-1:
Propan jest używany jako rozpuszczalnik do odparafinowania i odasfaltowania produktów naftowych, do polimeryzacji estrów winylowych oraz do ekstrakcji tłuszczów. Propan jest również używany do produkcji sadzy; z tlenem - do cięcia metalu. Zmieszany z butanem, propan jest szeroko stosowany jako gaz domowy oraz jako bezdymne paliwo do samochodów.
