Aplicativo
Devido às suas propriedades, como alto poder calorífico durante a combustão, combustão livre de resíduos, inocuidade e segurança quando usado corretamente e facilidade de uso, o propano é um gás versátil e amplamente utilizado tanto na indústria quanto no dia a dia. Para fins industriais e domésticos, é fornecido como mistura técnica propano-butano. O butano (C4h20) é um composto orgânico da classe dos alcanos. Hoje, a demanda por SPBT é enorme.
Na produção Ao realizar trabalhos com chamas a gás em fábricas e empresas: - na produção de compras; – para cortar sucata; – para soldagem de estruturas metálicas não críticas. Para trabalhos de cobertura. Para aquecimento de instalações industriais em construção. Para aquecimento de instalações industriais (em granjas, granjas avícolas, em estufas). Para fogões a gás, aquecedores de água na indústria alimentícia. Na vida cotidiana - ao cozinhar em casa e acampar; - para aquecimento de água; - para aquecimento sazonal de instalações remotas - casas particulares, hotéis, fazendas; - para soldagem de tubos, estufas, garagens e outras estruturas domésticas usando estações de soldagem a gás.
Recentemente, tem sido amplamente utilizado como combustível automotivo, pois mais barato e mais amigo do ambiente do que a gasolina. Na indústria química, é utilizado na produção de monômeros para a produção de polipropileno. É a matéria-prima para a produção de solventes. Na indústria alimentícia, o propano é registrado como aditivo alimentar E944, como propulsor.
Refrigerante. Uma mistura de propano puro desidratado (R-290a) (um nome comercial para misturas de isobutano-propano) com isobutano (R-600a) não destrói a camada de ozônio e tem um baixo potencial de efeito estufa (PAG). A mistura é adequada para substituição funcional de refrigerantes obsoletos (R-12, R-22, R-134a) em sistemas estacionários tradicionais de refrigeração e ar condicionado.
Os indicadores de qualidade de gases de hidrocarbonetos liquefeitos são determinados de acordo com GOST 10157-79.
Propriedades físicas do GLP
A tecnologia de separação é baseada em diferentes pressões de vapor saturado e diferentes pressões dos componentes individuais. É precisamente devido à elasticidade necessária do gás e à pressão de vapor saturado que se torna possível usar o GLP como fonte de aquecimento, na qual o gás começará a fluir do reservatório para o gasoduto.
Para atingir as condições necessárias, é necessário estabelecer a proporção ideal das fases líquida e vapor. A capacidade de manter os estados líquido e gasoso é uma característica fundamental do GLP.
Durante o armazenamento ou transporte, parte do meio tende a entrar na fase de vapor, enquanto o restante permanece na forma líquida. A diferença de volume entre as duas fases é enorme. Para comparação, 1 m3 de uma mistura gasosa é igual a 4 litros de gás liquefeito, o que significa uma diminuição de volume em quase 250 vezes. Como o gás começa a se expandir quando a temperatura aumenta, ao armazenar GLP, os requisitos regulamentares devem ser levados em consideração - um tanque de gás (um tanque especial para armazenar GLP) ou cilindros não podem ser preenchidos com mais de 85%.
A uma temperatura de +20°C, a transição para a fase líquida para o propano ocorre a uma pressão de 8,5 kgf/cm2, para o butano a uma pressão de 3,1 kgf/cm2. Nesse caso, o propano não entrará no estado gasoso e permanecerá líquido a uma temperatura de -43 ° C e o butano a uma temperatura de 0 ° C.
Assim, a capacidade de evaporação do GLP depende diretamente da porcentagem de propano e butano, bem como da temperatura do ar. Por exemplo, em baixas temperaturas ambientes, a pressão do propano é maior que a do butano e, consequentemente, sua volatilidade é maior.
Misturas de GLP de verão e inverno
Nos anos anteriores, foi dada especial atenção à proporção da mistura de propano para butano no inverno e no verão:
- a versão de inverno do combustível previa 70% de propano, 30% de butano;
- a versão de verão continha uma quantidade menor de propano - 50-60% e uma quantidade maior de butano - 50-40%.
Estudos mostraram que em baixas temperaturas ambientes é mais eficiente usar uma mistura com alto teor de propano. Ao mesmo tempo, na estação quente, a quantidade de propano deve ser reduzida. No verão, o butano vaporiza muito menos rapidamente, o que reduz o risco de sobrepressão e evita o disparo da válvula de alívio.
No momento, a divisão em verão e inverno tornou-se menos relevante. Agora a composição do GLP é calculada levando em consideração as características individuais do objeto, o que dá aos fornecedores a oportunidade de selecionar o teor de propano e butano para equipamentos específicos. A pedido do Cliente, o teor de propano na mistura pode ser aumentado até 100%.
No entanto, para a operação mais eficiente dos equipamentos de gás, é necessário selecionar cuidadosamente a composição do gás liquefeito de petróleo. A proporção correta dos componentes da mistura propano-butano fornece sobrepressão suficiente nos tanques, garantindo o fornecimento ininterrupto de água quente tanto em geadas severas quanto em dias quentes.
Composição química do GLP
Existem duas formas principais de obter GLP: a partir do gás de petróleo associado ou da fração condensada do gás natural. O processo de produção é realizado usando uma unidade de fracionamento de absorção de gás, que separa o gás em componentes:
- hidrocarbonetos leves propano (C3H8) e butano (C4H10), que são a base do GLP;
- hidrocarbonetos pentano (C5H12), metano (CH4) e etano (C2H6);
- hidrocarbonetos insaturados etileno (C2H4), propileno (C3H6) e butileno (C4H8).
O teor de propano e butano na composição do GLP é de pelo menos 95%, a quantidade de hidrocarbonetos insaturados é de aproximadamente 1%. Também na composição é permitida a presença de compostos isoméricos - isobutano e isobutileno.
A mistura de propano-butano resultante é inodora, portanto, de acordo com os regulamentos de segurança, a aromatização forçada é realizada. Um odor desagradável característico é transmitido pelo etanotiol, que começa a ser sentido a 1/5 da concentração explosiva de GLP no ar.
O que é propano
Propano, C3H8 e butano são compostos orgânicos da classe dos alcanos. Um gás incolor e inodoro. Muito pouco solúvel em água. Ponto de ebulição -42,1C. Ponto de congelamento -188C. Forma misturas explosivas com o ar em concentrações de vapor de 2,1 a 9,5%. Como representante de gases de hidrocarbonetos, é inflamável e explosivo.
Uma pequena quantidade de propano está contida no gás natural, em quantidades industriais o propano é obtido no processo de refino de petróleo em alta temperatura.
Como o próprio gás praticamente não tem cheiro, para segurança e diagnóstico oportuno de vazamentos de gás pelos órgãos olfativos humanos, são adicionados odorantes contendo substâncias odoríferas. Eles são chamados de "cheiros de gás".
Onde o propano é usado?
Este gás é familiar a absolutamente todas as pessoas modernas. O propano é usado em quase todos os lugares hoje. Em primeiro lugar, diz respeito aos processos de produção.
Assim, o gás técnico propano é usado com sucesso para trabalhos de chama a gás em várias instalações de produção. Com sua ajuda, são realizados corte de metal e soldagem estrutural. Ao trabalhar com sucata, esse gás é praticamente indispensável para a aquisição de matérias-primas.
Com não menos sucesso, o propano é usado na produção de energia térmica. Posteriormente, o calor obtido com a ajuda de gás técnico propano é usado para fornecer calor, tanto para instalações industriais quanto para fornecer calor a complexos residenciais.
Na vida cotidiana, o gás propano encontra sua aplicação em vários campos da atividade humana.A maneira mais comum de usar esse gás é usá-lo como transportador de energia para fogões a gás e aquecedores de água a gás. Com sua ajuda, uma pessoa cozinha comida, aquece a água. Também no setor de habitação individual, o propano é usado para organizar o aquecimento do ambiente. Para isso, é instalado um equipamento especial. O gás propano é fornecido para instalações residenciais usando gasodutos. Em alguns casos, também pode ocorrer a entrega de propano liquefeito em cilindros especiais. A proporção entre propano e butano na mistura varia de acordo com a estação - o propano prevalece no inverno e o butano no verão.
Amplamente utilizado como combustível automotivo.
Na indústria química, é utilizado na produção de monômeros para a produção de polipropileno.
É a matéria-prima para a produção de solventes.
É armazenado e transportado em recipientes especiais (cilindros, tanques) sem aditivos estabilizantes a temperaturas de até 50 °C.
Qual é o perigo do propano?
Em primeiro lugar, sua alta explosividade. A mistura propano-butano é cerca de duas vezes mais pesada que o ar, portanto, ao vazar, ela não evapora, mas se acumula e uma faísca será suficiente. E em uma mistura com o ar, sua explosividade aumenta.
O segundo perigo é que o propano, entrando no ar, se misture com ele, desloque e reduza o conteúdo de oxigênio no ar. Uma pessoa em tal atmosfera experimentará falta de oxigênio e, com concentrações significativas de gás no ar, poderá morrer da asfixia.
As misturas de propano-butano na forma líquida corroem a borracha, por isso é necessário monitorar cuidadosamente os produtos de borracha usados nos equipamentos de tratamento por chama para metais e, se necessário, substituí-los. O maior perigo de corrosão da borracha existe no inverno, quando há uma alta probabilidade de a fração líquida entrar nas mangueiras.
Ao trabalhar com propano-butano, não é permitido obter a fração líquida na pele do corpo, pois o congelamento ocorre devido à sua rápida evaporação e remoção de calor.
Propano - o butano sete tem um grande coeficiente de expansão volumétrica, então para o propano é 16 vezes maior que o da água, e para o butano é 11 vezes. Portanto, é impossível encher cilindros de propano com uma mistura de butano superior a 85% em volume - é muito perigoso.
Em geral, podemos dizer que, para segurança e tranquilidade, é necessário monitorar periodicamente a concentração máxima permitida de gás na sala. Se você sentir um “cheiro de gás”, não deixe de convidar especialistas para realizar um exame de ar.
Gás natural como combustível veicular
Propano ou metano - o que escolher?
A maioria dos carros que estão mudando para combustível a gás usa propano-butano. Mas como estão as coisas com o metano, porque os fabricantes de automóveis produzem carros em massa usando esse combustível e o consideram promissor. Então, por que isso está acontecendo.
Em terceiro lugar, as reservas de gás natural são enormes, durarão os próximos 150 anos e o preço é 3 vezes mais barato que o combustível para motores. Mas tenha em mente que o consumo de combustível a gás será um pouco maior, porque. um metro cúbico de metano pode conduzir até 1,1 litros de gasolina.
Quais são as desvantagens do metano? A principal razão é a infraestrutura pouco desenvolvida de postos de gasolina de metano - existem apenas 250 deles na Rússia. Acontece que o metano é mais ecológico, mais barato, mais seguro que a gasolina - e aumenta a vida útil do motor: não deixa depósitos de carbono na câmara de combustão e não lava o filme de óleo das paredes do cilindro. Mas quase não há postos de gasolina. Portanto, outro tipo de gás é preferível entre os comerciantes privados - é o propano-butano.
Prós e contras de propano-butano
Apesar do consumo de gás ser cerca de 10-15% maior do que a gasolina, as economias são significativas. Todos os custos de compra e instalação de equipamentos a gás compensam em 10 a 20 mil quilômetros, porque o custo do propano-butano é uma vez e meia mais barato que a gasolina.Como regra, não há problemas com reabastecimento - a rede de postos de gasolina propano-butano é extensa em todo o país.
O equipamento a gás é na verdade um tanque adicional que aumenta o alcance de cruzeiro em 200-500 km. Em operação, esse carro não causará problemas. O motor dá partida na gasolina e quando a temperatura atinge +25 ° C no sistema de refrigeração, ele muda para o combustível a gás. A automação garante assim que o redutor de gás não congela. Além disso, a transição de um tipo de combustível para outro pode ser feita manualmente diretamente do habitáculo.
Se você comparar dirigir na cidade, não há diferença perceptível entre dirigir com gás e gasolina. Não haverá problemas com a partida e reações ao pedal "acelerado", mas em modos extremos, não há energia suficiente. Assim, a operação a gás reduz a potência de um motor serial com capacidade de 106 hp. até 98 cv Isso pode se tornar desconfortável ao ultrapassar na rodovia, mas a solução é mudar para o trabalho a gasolina com antecedência.
A principal desvantagem é uma redução significativa no volume do tronco. Um tanque adicional é instalado no nicho da roda sobressalente e a própria roda sobressalente terá que ser movida para o porta-malas. Nos hatchbacks, o cilindro de gás geralmente acaba na cabine. Isso anula as vantagens de design que permitem aumentar o volume do porta-malas rebatendo os bancos traseiros.
Outro ponto negativo: o gás é potencialmente mais perigoso que a gasolina. Claro, equipamentos bem instalados não causam problemas para o proprietário
No entanto, deve-se prestar muita atenção à sua condição técnica. Observe que o gás é explosivo apenas na proporção de 5 a 10% com o ar, e é impossível criar essa concentração ao ar livre.
E ainda mais em um carro em movimento.
Desvantagens menos significativas de reabastecer um carro com combustível a gás incluem alguma deterioração na dinâmica de aceleração do carro (em 5%), que, no entanto, é compensada por um ligeiro aumento no consumo de gás. Além disso, o tempo de queima do gás é maior que o da gasolina e a temperatura na câmara de combustão é maior.
Como funciona
Quando usado como combustível de motor, o propano e o metano funcionam de forma semelhante. A principal diferença entre esses gases é que o propano é armazenado na forma líquida, enquanto o metano é armazenado na forma gasosa. O propano torna-se gasoso quando é liberado de um cilindro de gás. A queima de um galão de propano normalmente libera energia igual a cerca de 8,4 x 104 BTUs. Nos Estados Unidos, a proporção GGE às vezes é usada para avaliar a eficácia de combustíveis alternativos, igual à proporção da energia em BTUs gerada pela queima de um galão de gasolina para a energia em BTUs, gerada pela queima de um galão de combustível alternativo. A razão GGE do propano (vamos chamá-la de Gp) pode ser determinada pela seguinte fórmula: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
A combustão de um galão de gasolina produz energia igual a aproximadamente 1,25 x 105 Btu, que é 1,5 vezes a energia liberada pela combustão completa de um galão de propano líquido. Em diferentes países, este valor pode variar dependendo do tipo de combustível e do grau de sua purificação. Os indicadores econômicos dependem do preço do combustível alternativo, do preço da gasolina, da eficiência de um motor a gasolina, da eficiência de um motor que funciona com combustível alternativo.
Para comparar dois combustíveis com base no fator GGE 138, você pode usar não apenas unidades de medida, como galões e BTUs, mas também, por exemplo, litros e joules. Aplicando este segundo par de unidades para estimar a energia liberada por propano e gasolina, obtemos o mesmo valor Gp = 1,5, pois esta é uma quantidade adimensional que determina a razão de dois parâmetros, e seu valor não muda se ambos os parâmetros forem expressos nas mesmas e nas mesmas unidades de medida.
Os veículos movidos a propano têm a mesma potência, velocidade e aceleração que os veículos movidos a metano.Leva aproximadamente o mesmo tempo para encher o tanque de um motor de propano que leva para encher o tanque de um motor de combustível fóssil. A maioria dos veículos de propano em uso hoje foram modificados a partir de motores convencionais a gasolina ou diesel. No entanto, alguns fabricantes já estão oferecendo novos modelos de veículos com motores a propano. Existem milhares de postos de abastecimento de propano nos EUA, mas eles não são tão comuns quanto os de gasolina e diesel.
Massa molar do propano
Propano CH 3 CH 2 CH 3 É um gás incolor, inodoro e inflamável. Ponto de fusão do propano - 187,69 ° C, ponto de ebulição - 42,07 ° C, densidade a 20 graus - 0,5005 g / cm 3 (na pressão de vapor saturado), temperatura de ignição 465 °, limites explosivos em uma mistura com ar 2 , 1 - 9,5 vol .%, poder calorífico de gás para água líquida e CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 ° C), capacidade de calor 17,57 cal/deg. mol.
O propano é encontrado em gases naturais, gases associados à produção de petróleo e refino de petróleo, por exemplo, em gases de craqueamento catalítico, em gases de coqueria, em gases para a síntese de hidrocarbonetos a partir de CO e H 2 segundo Fischer-Tropsch.
O propano é isolado dos gases industriais por: destilação sob pressão, absorção a baixa temperatura em solventes sob pressão, adsorção com carvão ativado, peneiras moleculares.
Propano forma um hidrato com água 3 H 8 . 6N 2 O com uma temperatura crítica de decomposição de + 8,5 °; se decompõe a 1 atm. (0°). De acordo com suas propriedades químicas, o propano está próximo de outros homólogos inferiores da série do metano.
Desidrogenação de propano em catalisadores de cromo em alta temperatura ou na presença de O 2 e iodo produzem propileno. A cloração térmica e fotoquímica do propano produz principalmente monocloropropanos. Misturas de propano com Cl 2 explosivo (limites de explosão 8 - 42% C 3 H 8 ).
Por oxidação suave do propano, obtém-se ácido propiônico, acetaldeído e ácido acético; por nitração a alta temperatura, obtêm-se nitropropanos, bem como nitroetano e nitrometano. Quando convertido de H 2 O em altas temperaturas nos catalisadores obtém H 2 , CO e CO 2 . Alquilação de propano com etileno em altas temperaturas e 300 atm. isopentano é obtido. Na presença de peróxidos a temperaturas e pressões elevadas, o propano reage com derivados de etileno cloro; com tricloroetileno, por exemplo, obtém-se 1,1-dicloro-3-metilbuteno-1:
O propano é usado como solvente para a desparafinação e desasfaltagem de produtos petrolíferos, na polimerização de ésteres vinílicos e na extração de gorduras. O propano também é usado para produzir fuligem; com oxigênio - para cortar metal. Misturado com butano engarrafado, o propano é amplamente utilizado como gás doméstico e como combustível sem fumaça para carros.
