Aplicație
Datorită proprietăților sale, precum puterea calorică ridicată în timpul arderii, arderea fără reziduuri, inofensivitatea și siguranța atunci când este utilizat corect, ușurința în utilizare, propanul este un gaz versatil și este utilizat pe scară largă atât în producție, cât și în gospodării. În scopuri industriale și casnice, este furnizat ca amestec tehnic propan-butan. Butanul (C4h20) este un compus organic din clasa alcanilor. Astăzi, cererea pentru SPBT este uriașă.
În producție La efectuarea lucrărilor cu flacără de gaz la fabrici și întreprinderi: - în producția de achiziții; – pentru tăierea fier vechi; – pentru sudarea structurilor metalice necritice. Pentru lucrări de acoperiș. Pentru încălzirea spațiilor industriale în construcții. Pentru încălzirea spațiilor industriale (la ferme, ferme avicole, în sere). Pentru sobe pe gaz, încălzitoare de apă din industria alimentară. În viața de zi cu zi - când gătiți acasă și în camping; - pentru incalzirea apei; - pentru încălzirea sezonieră a spațiilor îndepărtate - case particulare, hoteluri, ferme; - pentru sudarea tevilor, sere, garaje si alte structuri casnice folosind statii de sudare cu gaz.
Recent, a fost folosit pe scară largă ca combustibil pentru automobile, deoarece mai ieftin și mai ecologic decât benzina. În industria chimică, este utilizat în producția de monomeri pentru producția de polipropilenă. Este materia primă pentru producerea solvenților. În industria alimentară, propanul este înregistrat ca aditiv alimentar E944, ca propulsor.
Lichidul de răcire. Un amestec de propan pur deshidratat (R-290a) (un nume comercial pentru amestecurile izobutan-propan) cu izobutan (R-600a) nu epuizează stratul de ozon și are un potențial de seră (GWP) scăzut. Amestecul este potrivit pentru înlocuirea funcțională a agenților frigorifici învechiți (R-12, R-22, R-134a) în sistemele tradiționale de refrigerare și aer condiționat.
Indicatorii de calitate ai gazelor de hidrocarburi lichefiate sunt determinați conform GOST 10157-79.
Proprietățile fizice ale GPL
Tehnologia de separare se bazează pe diferite presiuni de vapori saturați și diferite presiuni ale componentelor individuale. Tocmai datorită elasticității necesare a gazului și a presiunii de vapori saturați, devine posibilă utilizarea GPL ca sursă de încălzire, la care gazul va începe să curgă din rezervor în conducta de gaz.
Pentru a atinge condițiile necesare, este necesar să se stabilească raportul optim al fazelor lichide și vaporilor. Capacitatea de a menține atât starea lichidă, cât și starea gazoasă este o caracteristică cheie a GPL.
În timpul depozitării sau transportului, o parte din mediu tinde să intre în faza de vapori, în timp ce restul va rămâne sub formă de lichid. Diferența de volum dintre cele două faze este uriașă. Pentru comparație, 1 m3 dintr-un amestec gazos este egal cu 4 litri de gaz lichefiat, ceea ce înseamnă o scădere a volumului de aproape 250 de ori. Deoarece gazul începe să se extindă atunci când temperatura crește, atunci când depozitați GPL, trebuie luate în considerare cerințele de reglementare - un rezervor de gaz (un rezervor special pentru depozitarea GPL) sau buteliile nu pot fi umplute mai mult de 85%.
La o temperatură de +20°C, trecerea la faza lichidă pentru propan are loc la o presiune de 8,5 kgf/cm2, pentru butan la o presiune de 3,1 kgf/cm2. În acest caz, propanul nu va intra în stare gazoasă și va rămâne lichid la o temperatură de -43 ° C, iar butanul la o temperatură de 0 ° C.
Astfel, capacitatea GPL de a se evapora depinde direct de procentul de propan și butan, precum și de temperatura aerului. De exemplu, la temperaturi ambientale scăzute, presiunea propanului este mai mare decât cea a butanului și, în consecință, volatilitatea acestuia este mai mare.
Amestecuri GPL vara si iarna
În anii precedenți, s-a acordat o atenție deosebită raportului dintre amestecul de propan și butan iarna și vara:
- versiunea de iarnă a combustibilului prevedea 70% propan, 30% butan;
- versiunea de vară conținea o cantitate mai mică de propan - 50-60% și o cantitate mai mare de butan - 50-40%.
Studiile au arătat că la temperaturi ambientale scăzute este mai eficient să se folosească un amestec cu un conținut ridicat de propan. Totodată, în sezonul cald trebuie redusă cantitatea de propan. Vara, butanul se vaporizează mult mai puțin rapid, ceea ce reduce riscul de suprapresiune și împiedică declanșarea supapei de siguranță.
În prezent, împărțirea în vară și iarnă a devenit mai puțin relevantă. Acum, compoziția GPL este calculată ținând cont de caracteristicile individuale ale obiectului, ceea ce oferă furnizorilor posibilitatea de a selecta conținutul de propan și butan pentru echipamente specifice. La cererea Clientului, conținutul de propan din amestec poate fi mărit până la 100%.
Cu toate acestea, pentru funcționarea cât mai eficientă a echipamentelor cu gaz, este necesar să se selecteze cu atenție compoziția gazului petrolier lichefiat. Raportul corect al componentelor amestecului propan-butan asigură o suprapresiune suficientă în rezervoare, garantând alimentarea neîntreruptă cu apă caldă atât în înghețuri severe, cât și în zilele caniculare.
Compoziția chimică a GPL
Există două modalități principale de obținere a GPL: din gazul petrolier asociat sau din fracția de condensat a gazelor naturale. Procesul de producție se realizează folosind o unitate de fracționare a gazului de absorbție, care separă gazul în componente:
- hidrocarburi ușoare propan (C3H8) și butan (C4H10), care stau la baza GPL;
- hidrocarburi pentan (C5H12), metan (CH4) și etan (C2H6);
- hidrocarburi nesaturate etilenă (C2H4), propilenă (C3H6) și butilenă (C4H8).
Conținutul de propan și butan în compoziția GPL este de cel puțin 95%, cantitatea de hidrocarburi nesaturate este de aproximativ 1%. De asemenea, în compoziție este permisă prezența compușilor izomeri - izobutan și izobutilenă.
Amestecul de propan-butan rezultat este inodor, prin urmare, conform reglementărilor de siguranță, se efectuează aromatizarea forțată. Un miros neplăcut caracteristic este transmis de etantiolul, care începe să se simtă la 1/5 din concentrația explozivă de GPL din aer.
Ce este propanul
Propan, C3H8 iar butanul sunt compuși organici din clasa alcanilor. Un gaz incolor, inodor. Foarte ușor solubil în apă. Punct de fierbere -42,1C. Punct de îngheț -188C. Formează amestecuri explozive cu aerul la concentrații de vapori de la 2,1 la 9,5%. Ca reprezentant al gazelor de hidrocarburi, este inflamabil și exploziv.
O cantitate mică de propan este conținută în gazul natural, în cantități industriale propanul este obținut în procesul de rafinare a petrolului la temperatură înaltă.
Deoarece gazul în sine practic nu miroase, pentru siguranța și diagnosticarea în timp util a scurgerilor de gaze de către organele olfactive umane, i se adaugă odorante care conțin substanțe mirositoare. Se numesc „mirosuri de gaz”.
Unde se folosește propanul?
Acest gaz este familiar absolut tuturor oamenilor moderni. Propanul este folosit aproape peste tot astăzi. În primul rând, se referă la procesele de producție.
Deci, gazul tehnic propan este utilizat cu succes pentru lucrări cu flacără de gaz la diferite unități de producție. Cu ajutorul acestuia se realizează atât tăierea metalelor, cât și sudarea structurală. Atunci când se lucrează cu fier vechi, acest gaz este practic indispensabil pentru procurarea materiilor prime.
Cu nu mai puțin succes, propanul este folosit în producerea de energie termică. Ulterior, căldura obținută cu ajutorul gazului tehnic propan este utilizată pentru furnizarea de căldură, atât pentru spații industriale, cât și pentru furnizarea de căldură a ansamblurilor rezidențiale.
În viața de zi cu zi, gazul propan își găsește aplicația în diverse domenii ale activității umane.Cel mai obișnuit mod de a folosi acest gaz este folosirea lui ca purtător de energie pentru sobe cu gaz și încălzitoare de apă pe gaz. Cu ajutorul ei, o persoană gătește alimente, încălzește apa. Tot în sectorul locuințelor individuale, propanul este folosit pentru a organiza încălzirea spațiilor. Pentru aceasta, sunt instalate echipamente speciale. Gazul propan este furnizat în spații rezidențiale prin conducte de gaz. În unele cazuri, poate avea loc și livrarea de propan lichefiat în butelii speciale. Raportul dintre propan și butan din amestec variază în funcție de sezon - propanul predomină iarna, iar butanul vara.
Folosit pe scară largă ca combustibil pentru automobile.
În industria chimică, este utilizat în producția de monomeri pentru producția de polipropilenă.
Este materia primă pentru producerea solvenților.
Se depoziteaza si se transporta in containere speciale (cilindri, rezervoare) fara aditivi stabilizatori la temperaturi de pana la 50 °C.
Care este pericolul propanului?
În primul rând, explozivitatea sa ridicată. Amestecul propan-butan este de aproximativ de două ori mai greu decât aerul, prin urmare, atunci când se scurge, nu se evaporă, ci se acumulează și atunci va fi suficientă o scânteie. Și în amestec cu aer, explozivitatea acestuia crește.
Al doilea pericol este că propanul, care intră în aer, se amestecă cu acesta, deplasează și reduce conținutul de oxigen din aer.O persoană într-o astfel de atmosferă va experimenta foamete de oxigen și, cu concentrații semnificative de gaz în aer, poate muri. de la sufocare.
Amestecuri de propan - butan sub formă lichidă corodează cauciucul, de aceea este necesar să se monitorizeze cu atenție produsele din cauciuc utilizate în echipamentele de tratare cu flacără pentru metale și, dacă este necesar, să le înlocuiască. Cel mai mare pericol de coroziune a cauciucului există în timpul iernii, când există o mare probabilitate ca fracțiunea lichidă să pătrundă în furtunuri.
Când lucrați cu propan-butan, nu este permisă introducerea fracției lichide pe pielea corpului, deoarece degerăturile apar datorită evaporării rapide și eliminării căldurii.
Propan - butanul șapte are un coeficient de dilatare volumetric mare.Deci pentru propan este de 16 ori mai mare decât cel al apei, iar pentru butan este de 11 ori. Prin urmare, este imposibil să umpleți buteliile de propan cu un amestec de butan de peste 85% în volum - este foarte periculos.
În general, putem spune că pentru siguranță și liniște sufletească este necesară monitorizarea periodică a concentrației maxime admisibile de gaz în cameră. Dacă simțiți un „miros de gaz”, asigurați-vă că invitați specialiști să efectueze o examinare a aerului.
Gazul natural ca combustibil pentru vehicule
Propan sau metan - ce să alegi?
Majoritatea mașinilor care trec la combustibil pe gaz folosesc propan-butan. Dar cum merg lucrurile cu metanul, pentru că producătorii de mașini produc în masă mașini folosind acest combustibil și îl consideră promițător. Deci de ce se întâmplă asta.
În al treilea rând, rezervele de gaze naturale sunt uriașe, vor dura în următorii 150 de ani, iar prețul este de 3 ori mai ieftin decât combustibilul pentru motor. Dar rețineți că consumul de combustibil gazos va fi puțin mai mare, deoarece. un metru cub de metan poate conduce până la 1,1 litri de benzină.
Care sunt dezavantajele metanului? Motivul principal este infrastructura slab dezvoltată a benzinăriilor cu metan - există doar 250 dintre ele în Rusia. Se dovedește că metanul este mai ecologic, mai ieftin, mai sigur decât benzina - și crește durata de viață a motorului: nu lasă depozite de carbon în camera de ardere și nu spală pelicula de ulei de pe pereții cilindrului. Dar aproape că nu există benzinării. Prin urmare, un alt tip de gaz este de preferat printre comercianții privați - este propan-butan.
Avantaje și dezavantaje ale propan-butanului
În ciuda faptului că consumul de gaz este cu aproximativ 10-15% mai mare decât benzina, economiile sunt semnificative. Toate costurile pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor de gaz se plătesc în 10-20 mii de kilometri, deoarece costul propan-butanului este de o ori și jumătate mai ieftin decât benzina.De regulă, nu există probleme cu realimentarea - rețeaua de benzinării propan-butan este extinsă în toată țara.
Echipamentul pe gaz este de fapt un rezervor suplimentar care mărește rezerva de putere cu 200-500 km. În funcționare, o astfel de mașină nu va cauza probleme. Motorul pornește pe benzină și când temperatura atinge +25 ° C în sistemul de răcire, trece la combustibil pe gaz. Prin urmare, automatizarea asigură că reductorul de gaz nu îngheață. In plus, trecerea de la un tip de combustibil la altul se poate face manual direct din habitaclu.
Dacă comparați conducerea în oraș, atunci nu există nicio diferență notabilă între conducerea cu benzină și benzină. Nu vor fi probleme cu pornirea și reacțiile la pedala de „gaz”, dar în modurile extreme, nu există suficientă putere. Astfel, funcționarea pe gaz reduce puterea unui motor în serie cu o capacitate de 106 CP. până la 98 CP Acest lucru poate deveni inconfortabil la depășiri pe autostradă, dar soluția este trecerea în avans la lucru pe benzină.
Principalul dezavantaj este o reducere semnificativă a volumului portbagajului. Un rezervor suplimentar este instalat în nișa roții de rezervă, iar roata de rezervă în sine va trebui mutată în portbagaj. La hatchback, cilindrul de gaz ajunge în general în cabină. Acest lucru anulează avantajele de design care vă permit să măriți volumul portbagajului prin rabatarea scaunelor din spate.
Un alt negativ: gazul este potențial mai periculos decât benzina. Desigur, echipamentele bine instalate nu cauzează probleme proprietarului
Cu toate acestea, trebuie acordată o atenție deosebită stării sale tehnice. Rețineți că gazul este exploziv doar într-un raport de 5-10% cu aerul și este imposibil să creați o astfel de concentrație în aer liber.
Și cu atât mai mult într-o mașină în mișcare.
Dezavantajele mai puțin semnificative ale realimentării unei mașini cu combustibil pe gaz includ o oarecare deteriorare a dinamicii de accelerație a mașinii (cu 5%), care, totuși, este compensată de o ușoară creștere a consumului de gaz. În plus, timpul de ardere al gazului este mai lung decât cel al benzinei, iar temperatura din camera de ardere este mai mare.
Cum functioneaza
Când sunt folosite ca combustibil pentru motor, propanul și metanul funcționează în mod similar. Principala diferență dintre aceste gaze este că propanul este stocat sub formă lichidă, în timp ce metanul este stocat sub formă gazoasă. Propanul devine gazos atunci când este eliberat dintr-o butelie de gaz. Arderea unui galon de propan eliberează de obicei energie egală cu aproximativ 8,4 x 104 BTU. În America, raportul GGE este uneori folosit pentru a evalua eficiența combustibililor alternativi, egal cu raportul dintre energia în BTU generată prin arderea unui galon de benzină cu energia în BTU, generată prin arderea unui galon de combustibil alternativ. Raportul GGE al propanului (să-l numim Gp) poate fi determinat prin următoarea formulă: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Arderea unui galon de benzină produce energie egală cu aproximativ 1,25 x 105 Btu, care este de 1,5 ori energia eliberată de arderea completă a unui galon de propan lichid. În diferite țări, această valoare poate varia în funcție de tipul de combustibil și de gradul de purificare a acestuia. Indicatorii economici depind de prețul combustibilului alternativ, prețul benzinei, randamentul unui motor pe benzină, randamentul unui motor care funcționează cu combustibil alternativ.
Pentru a compara doi combustibili pe baza factorului GGE 138, puteți utiliza nu numai unități de măsură, cum ar fi galoane și BTU, ci și, de exemplu, litri și jouli. Aplicând această a doua pereche de unități pentru a estima energia eliberată de propan și benzină, obținem aceeași valoare Gp = 1,5, deoarece aceasta este o mărime adimensională care determină raportul dintre doi parametri, iar valoarea ei nu se modifică dacă ambii parametri sunt exprimați. în aceleaşi şi aceleaşi unităţi de măsură.
Vehiculele propulsate cu propan au aceiași cai putere, viteză și accelerație ca și vehiculele propulsate cu metan.Este nevoie de aproximativ același timp pentru a umple rezervorul unui motor cu propan ca și pentru a umple rezervorul unui motor cu combustibil fosil. Majoritatea vehiculelor cu propan utilizate astăzi au fost modificate de la motoarele convenționale pe benzină sau diesel. Cu toate acestea, unii producători oferă deja noi modele de vehicule cu motoare propan. Există mii de stații de alimentare cu propan în SUA, dar nu sunt la fel de comune ca stațiile de benzină și motorină.
Masa molară a propanului
Propan CH 3 CH 2 CH 3 Este un gaz incolor, inodor, inflamabil. Punct de topire al propanului - 187,69 ° C, punct de fierbere - 42,07 ° C, densitate la 20 de grade - 0,5005 g / cm 3 (la presiunea aburului saturat), temperatura de aprindere 465 °, limite de explozie în amestec cu aer 2, 1 - 9,5 vol. .%, puterea calorică a gazului în apă lichidă și CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 ° C), capacitate termică 17,57 cal/grad. mol.
Propanul se găsește în gazele naturale, gazele asociate producției de petrol și rafinării petrolului, de exemplu, în gazele de cracare catalitică, în gazele cuptorului de cocs, în gazele pentru sinteza hidrocarburilor din CO și H 2 conform lui Fischer-Tropsch.
Propanul este izolat din gazele industriale prin: distilare sub presiune, absorbție la temperatură scăzută în solvenți sub presiune, adsorbție cu cărbune activ, site moleculare.
Propanul formează un hidrat cu apa 3 H 8 . 6 N 2 O cu o temperatură critică de descompunere de + 8,5 °; se descompune la 1 atm. (0°). Conform proprietăților sale chimice, propanul este aproape de alți omologi inferiori ai seriei metanului.
Dehidrogenarea propanului pe catalizatori de crom la temperatură ridicată sau în prezență de O 2 iar iodul produce propilenă. Clorarea termică și fotochimică a propanului produce în principal monocloropropani. Amestecuri de propan cu Cl 2 exploziv (limite de explozie 8 - 42% C 3 H 8 ).
Prin oxidarea ușoară a propanului se obțin acid propionic, acetaldehidă și acid acetic; prin nitrare la temperatură ridicată se obțin nitropropani, precum și nitroetan și nitrometan. Când este convertit din H 2 O la temperaturi ridicate pe catalizatori obține H 2 , CO și CO 2 . Alchilarea propanului cu etilenă la temperaturi ridicate și 300 atm. se obţine izopentan. În prezența peroxizilor la temperaturi și presiune ridicate, propanul reacționează cu derivații de clor de etilenă; cu tricloretilena, de exemplu, se obtine 1,1-dicloro-3-metilbuten-1:
Propanul este folosit ca solvent pentru deparafinarea și dezafaltarea produselor petroliere, în polimerizarea esterilor vinilici și pentru extracția grăsimilor. Propanul este, de asemenea, folosit pentru a produce funingine; cu oxigen - pentru tăierea metalului. Amestecat cu butan îmbuteliat, propanul este utilizat pe scară largă ca gaz de uz casnic și ca combustibil fără fum pentru mașini.
