Aplikácia
Vďaka svojim vlastnostiam, ako je vysoká výhrevnosť pri spaľovaní, bezzvyškové spaľovanie, nezávadnosť a bezpečnosť pri správnom používaní a jednoduchosť použitia, je propán všestranným plynom a má široké využitie ako v priemysle, tak aj v každodennom živote. Pre priemyselné a domáce účely sa dodáva ako technická zmes propán-bután. Bután (C4h20) je organická zlúčenina triedy alkánov. Dnes je dopyt po SPBT obrovský.
Vo výrobe Pri vykonávaní práce s plynovým plameňom v továrňach a podnikoch: - v obstarávacej výrobe; – na rezanie kovového odpadu; – na zváranie nekritických kovových konštrukcií. Na pokrývačské práce. Na vykurovanie priemyselných priestorov v stavebníctve. Na vykurovanie priemyselných priestorov (na farmách, chovoch hydiny, v skleníkoch). Pre plynové sporáky, ohrievače vody v potravinárskom priemysle. V každodennom živote - pri varení doma a pri kempovaní; - na ohrev vody; - na sezónne vykurovanie vzdialených priestorov - súkromné domy, hotely, farmy; - na zváranie potrubí, skleníkov, garáží a iných konštrukcií domácností pomocou staníc na zváranie plynom.
V poslednej dobe sa široko používa ako automobilové palivo, pretože lacnejšie a ekologickejšie ako benzín. V chemickom priemysle sa používa pri výrobe monomérov na výrobu polypropylénu. Je to surovina na výrobu rozpúšťadiel. V potravinárskom priemysle je propán registrovaný ako potravinárska prídavná látka E944, ako hnací plyn.
Chladiaca kvapalina. Zmes dehydrovaného čistého propánu (R-290a) (obchodný názov pre zmesi izobután-propán) s izobutánom (R-600a) nepoškodzuje ozónovú vrstvu a má nízky skleníkový potenciál (GWP). Zmes je vhodná na funkčnú náhradu zastaraných chladív (R-12, R-22, R-134a) v tradičných stacionárnych chladiacich a klimatizačných systémoch.
Ukazovatele kvality skvapalnených uhľovodíkových plynov sa určujú podľa GOST 10157-79.
Fyzikálne vlastnosti LPG
Technológia separácie je založená na rôznych tlakoch nasýtených pár a rôznych tlakoch jednotlivých zložiek. Práve vďaka požadovanej elasticite plynu a tlaku nasýtených pár je možné použiť LPG ako zdroj na vykurovanie, pri ktorom plyn začne prúdiť zo zásobníka do plynovodu.
Na dosiahnutie potrebných podmienok je potrebné stanoviť optimálny pomer kvapalnej a parnej fázy. Schopnosť udržiavať kvapalné aj plynné skupenstvo je kľúčovou vlastnosťou LPG.
Počas skladovania alebo prepravy má časť média tendenciu prejsť do plynnej fázy, zatiaľ čo zvyšok zostane vo forme kvapaliny. Rozdiel v objeme medzi týmito dvoma fázami je obrovský. Pre porovnanie, 1 m3 plynnej zmesi sa rovná 4 litrom skvapalneného plynu, čo znamená takmer 250-násobný pokles objemu. Keďže plyn začína expandovať, keď teplota stúpa, pri skladovaní LPG by sa mali brať do úvahy regulačné požiadavky - plynová nádrž (špeciálna nádrž na skladovanie LPG) alebo fľaše môžu byť naplnené maximálne na 85%.
Pri teplote +20°C nastáva prechod do kvapalnej fázy pre propán pri tlaku 8,5 kgf/cm2, pre bután pri tlaku 3,1 kgf/cm2. V tomto prípade propán neprejde do plynného stavu a zostane kvapalný pri teplote -43 ° C a bután pri teplote 0 ° C.
Schopnosť odparovania LPG teda priamo závisí od percenta propánu a butánu, ako aj od teploty vzduchu. Napríklad pri nízkych teplotách okolia je tlak propánu vyšší ako tlak butánu, a preto je jeho prchavosť vyššia.
Letné a zimné LPG zmesi
V predchádzajúcich rokoch sa osobitná pozornosť venovala pomeru zmesi propánu a butánu v zime a v lete:
- zimná verzia paliva poskytovala 70 % propánu, 30 % butánu;
- letná verzia obsahovala menšie množstvo propánu - 50-60% a väčšie množstvo butánu - 50-40%.
Štúdie ukázali, že pri nízkych teplotách okolia je efektívnejšie použiť zmes s vysokým obsahom propánu. Zároveň sa v horúcom období musí znížiť množstvo propánu. V lete sa bután vyparuje oveľa pomalšie, čo znižuje riziko pretlaku a zabraňuje vypnutiu poistného ventilu.
V súčasnosti je delenie na leto a zimu menej relevantné. Teraz je zloženie LPG vypočítané s prihliadnutím na individuálne vlastnosti objektu, čo dáva dodávateľom možnosť vybrať si obsah propánu a butánu pre konkrétne zariadenia. Na žiadosť Zákazníka je možné zvýšiť obsah propánu v zmesi až na 100%.
Pre čo najefektívnejšiu prevádzku plynových zariadení je však potrebné starostlivo vybrať zloženie skvapalneného ropného plynu. Správny pomer zložiek propán-butánovej zmesi zaisťuje dostatočný pretlak v zásobníkoch a zaručuje neprerušenú dodávku teplej vody ako v silných mrazoch, tak aj v horúcich dňoch.
Chemické zloženie LPG
Existujú dva hlavné spôsoby získavania LPG: z pridruženého ropného plynu alebo z kondenzačnej frakcie zemného plynu. Výrobný proces sa uskutočňuje pomocou absorpčnej plynovej frakcionačnej jednotky, ktorá rozdeľuje plyn na zložky:
- ľahké uhľovodíky propán (C3H8) a bután (C4H10), ktoré sú základom LPG;
- uhľovodíky pentán (C5H12), metán (CH4) a etán (C2H6);
- nenasýtené uhľovodíky etylén (C2H4), propylén (C3H6) a butylén (C4H8).
Obsah propánu a butánu v zložení LPG je minimálne 95 %, množstvo nenasýtených uhľovodíkov je približne 1 %. V kompozícii je tiež povolená prítomnosť izomérnych zlúčenín - izobután a izobutylén.
Výsledná propán-butánová zmes je bez zápachu, preto sa podľa bezpečnostných predpisov vykonáva nútená aromatizácia. Charakteristický nepríjemný zápach dodáva etántiol, ktorý začína byť cítiť pri 1/5 výbušnej koncentrácie LPG vo vzduchu.
Čo je propán
Propán, C3H8 a bután sú organické zlúčeniny triedy alkánov. Bezfarebný plyn bez zápachu. Veľmi málo rozpustný vo vode. Bod varu -42,1C. Bod tuhnutia -188 °C. Vytvára výbušné zmesi so vzduchom pri koncentráciách pár od 2,1 do 9,5%. Ako zástupca uhľovodíkových plynov je horľavý a výbušný.
Malé množstvo propánu je obsiahnuté v zemnom plyne, v priemyselných množstvách sa propán získava v procese vysokoteplotnej rafinácie ropy.
Keďže plyn sám o sebe prakticky necíti, pre bezpečnosť a včasnú diagnostiku úniku plynu ľudskými čuchovými orgánmi sa k nemu pridávajú odoranty s obsahom pachových látok. Hovorí sa im „plynové pachy“.
Kde sa používa propán?
Tento plyn je známy absolútne všetkým moderným ľuďom. Propán sa dnes používa takmer všade. V prvom rade ide o výrobné procesy.
Technický plyn propán sa teda úspešne používa na plameňové práce v rôznych výrobných zariadeniach. S jeho pomocou sa vykonáva rezanie kovov aj konštrukčné zváranie. Pri práci s kovovým šrotom je tento plyn prakticky nevyhnutný na obstarávanie surovín.
S nemenej úspechom sa propán používa pri výrobe tepelnej energie. Následne sa teplo získané pomocou technického plynu propán využíva na zásobovanie teplom ako pre priemyselné priestory, tak aj pre zásobovanie obytných súborov teplom.
V každodennom živote nachádza plynný propán svoje uplatnenie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti.Najbežnejším spôsobom využitia tohto plynu je použitie ako nosiča energie pre plynové sporáky a plynové ohrievače vody. S jeho pomocou človek varí jedlo, ohrieva vodu. Aj v sektore individuálneho bývania sa propán používa na organizovanie vykurovania priestorov. Na tento účel je nainštalované špeciálne vybavenie. Propánový plyn sa dodáva do obytných priestorov pomocou plynovodov. V niektorých prípadoch sa môže uskutočniť aj dodávka skvapalneného propánu v špeciálnych valcoch. Pomer medzi propánom a butánom v zmesi sa mení v závislosti od ročného obdobia – v zime prevláda propán, v lete bután.
Široko používané ako automobilové palivo.
V chemickom priemysle sa používa pri výrobe monomérov na výrobu polypropylénu.
Je to surovina na výrobu rozpúšťadiel.
Skladuje sa a prepravuje v špeciálnych kontajneroch (valce, cisterny) bez stabilizačných prísad pri teplotách do 50 °C.
Aké je nebezpečenstvo propánu?
V prvom rade jeho vysoká výbušnosť. Propán-butánová zmes je asi dvakrát ťažšia ako vzduch, preto sa pri úniku nevyparuje, ale hromadí a potom bude stačiť jedna iskra. A v zmesi so vzduchom sa zvyšuje jeho výbušnosť.
Druhým nebezpečenstvom je, že propán, ktorý sa dostane do vzduchu, sa s ním zmieša, vytlačí a zníži obsah kyslíka vo vzduchu. Osoba v takejto atmosfére zažije hladovanie kyslíkom a pri výraznej koncentrácii plynu vo vzduchu môže zomrieť. od udusenia.
Zmesi propán-bután v tekutej forme korodujú gumu, preto je potrebné gumové výrobky používané v zariadeniach na úpravu kovov plameňom starostlivo sledovať a v prípade potreby ich vymieňať. Najväčšie nebezpečenstvo korózie gumy hrozí v zime, keď je vysoká pravdepodobnosť, že sa do hadíc dostane tekutá frakcia.
Pri práci s propán-butánom nie je dovolené dostať tekutú frakciu na pokožku tela, pretože v dôsledku jej rýchleho odparovania a odvodu tepla dochádza k omrzlinám.
Propán - bután sedem má veľký koeficient objemovej rozťažnosti, takže u propánu je to 16-krát viac ako u vody a u butánu je to 11-krát. Preto nie je možné naplniť propánové fľaše zmesou butánu na viac ako 85% objemu - je to veľmi nebezpečné.
Vo všeobecnosti môžeme povedať, že pre bezpečnosť a pokoj je potrebné pravidelne monitorovať maximálnu povolenú koncentráciu plynu v miestnosti. Ak cítite „zápach plynu“, určite pozvite špecialistov na vyšetrenie vzduchu.
Zemný plyn ako palivo vozidla
Propán alebo metán - čo si vybrať?
Väčšina áut, ktoré prechádzajú na plynové palivo, používa propán-bután. Ako je to však s metánom, pretože automobilky sériovo vyrábajú autá využívajúce toto palivo a považujú ho za sľubné. Prečo sa to teda deje.
Po tretie, zásoby zemného plynu sú obrovské, vydržia ďalších 150 rokov a cena je 3-krát lacnejšia ako motorové palivo. Majte však na pamäti, že spotreba plynového paliva bude o niečo vyššia, pretože. jeden kubický meter metánu dokáže poháňať až 1,1 litra benzínu.
Aké sú nevýhody metánu? Hlavným dôvodom je slabo rozvinutá infraštruktúra metánových čerpacích staníc - v Rusku je ich len 250. Ukazuje sa, že metán je ekologickejší, lacnejší, bezpečnejší ako benzín – a zvyšuje životnosť motora: nezanecháva karbónové usadeniny v spaľovacej komore a nezmýva olejový film zo stien valcov. Ale nie sú tam takmer žiadne čerpacie stanice. Preto je medzi súkromnými obchodníkmi preferovaný iný druh plynu – je to propán-bután.
Výhody a nevýhody propán-butánu
Napriek tomu, že spotreba plynu je asi o 10-15% vyššia ako u benzínu, úspory sú značné. Všetky náklady na nákup a inštaláciu plynového zariadenia sa vyplatia za 10-20 tisíc kilometrov, pretože náklady na propán-bután sú jeden a pol krát lacnejšie ako benzín.S tankovaním spravidla nie sú žiadne problémy – sieť propán-butánových čerpacích staníc je rozsiahla po celej krajine.
Plynové zariadenie je vlastne prídavná nádrž, ktorá zvyšuje výkonovú rezervu o 200-500 km. V prevádzke takéto auto nespôsobí problémy. Motor štartuje na benzín a keď teplota v chladiacom systéme dosiahne +25 ° C, prepne sa na plynové palivo. Automatizácia tak zaisťuje, že reduktor plynu nezamrzne. Prechod z jedného druhu paliva na druhý je navyše možné vykonať priamo z priestoru pre cestujúcich manuálne.
Ak porovnáte jazdu v meste, tak medzi jazdou na plyn a benzín nie je badateľný rozdiel. Problémy nebudú s rozjazdom a reakciami na „plynový“ pedál, no v extrémnych režimoch je výkon málo. Prevádzka na plyn teda znižuje výkon sériového motora s výkonom 106 koní. až 98 koní To sa môže stať nepohodlným pri predbiehaní na diaľnici, no riešením je prejsť na benzínovú prácu vopred.
Hlavnou nevýhodou je výrazné zmenšenie objemu kufra. Do výklenku rezervného kolesa je nainštalovaná prídavná nádrž a samotné rezervné koleso sa bude musieť presunúť do kufra. V hatchbackoch je plynový valec spravidla v kabíne. To neguje konštrukčné prednosti, ktoré umožňujú zväčšiť objem kufra sklopením zadných sedadiel.
Ďalšie negatívum: plyn je potenciálne nebezpečnejší ako benzín. Samozrejme, dobre nainštalované zariadenie nespôsobuje majiteľovi problémy.
Pozor si však treba dať na jeho technický stav. Všimnite si, že plyn je výbušný len v 5-10% pomere so vzduchom a nie je možné vytvoriť takú koncentráciu na čerstvom vzduchu.
A ešte viac v idúcom aute.
Medzi menej významné nevýhody tankovania paliva do auta patrí určité zhoršenie dynamiky zrýchlenia automobilu (o 5%), ktoré je však kompenzované miernym zvýšením spotreby plynu. Okrem toho je doba horenia plynu dlhšia ako doba horenia benzínu a teplota v spaľovacej komore je vyššia.
Ako to funguje
Pri použití ako motorové palivo funguje propán a metán podobne. Hlavným rozdielom medzi týmito plynmi je, že propán sa skladuje v kvapalnej forme, zatiaľ čo metán sa skladuje v plynnej forme. Propán sa stáva plynným, keď sa uvoľňuje z plynovej fľaše. Spálením jedného galónu propánu sa zvyčajne uvoľní energia rovnajúca sa približne 8,4 x 104 BTU. V Amerike sa na hodnotenie účinnosti alternatívnych palív niekedy používa pomer GGE, ktorý sa rovná pomeru energie v BTU vygenerovanej spálením jedného galónu benzínu k energie v BTU, vygenerovanej spaľovaním jedného galónu alternatívneho paliva. Pomer GGE propánu (nazvime ho Gp) možno určiť podľa nasledujúceho vzorca: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
Spaľovanie jedného galónu benzínu produkuje energiu rovnajúcu sa približne 1,25 x 105 Btu, čo je 1,5-násobok energie, ktorá sa uvoľní úplným spaľovaním jedného galónu kvapalného propánu. V rôznych krajinách sa táto hodnota môže líšiť v závislosti od typu paliva a stupňa jeho čistenia. Ekonomické ukazovatele závisia od ceny alternatívneho paliva, ceny benzínu, účinnosti benzínového motora, účinnosti motora na alternatívne palivo.
Na porovnanie dvoch palív na základe faktora GGE 138 môžete použiť nielen jednotky merania, ako sú galóny a BTU, ale napríklad aj litre a jouly. Použitím tohto druhého páru jednotiek na odhad energie uvoľnenej propánom a benzínom dostaneme rovnakú hodnotu Gp = 1,5, keďže ide o bezrozmernú veličinu, ktorá určuje pomer dvoch parametrov a jej hodnota sa nemení, ak sú vyjadrené oba parametre. v rovnakých a rovnakých merných jednotkách.
Vozidlá poháňané propánom majú rovnaký výkon, rýchlosť a zrýchlenie ako vozidlá poháňané metánom.Naplnenie nádrže propánového motora trvá približne rovnaký čas ako naplnenie nádrže motora na fosílne palivá. Väčšina vozidiel poháňaných propánom, ktoré sa dnes používajú, mala upravené konvenčné benzínové alebo naftové motory. Niektorí výrobcovia však už ponúkajú nové modely vozidiel s propánovými motormi. V USA sú tisíce propánových čerpacích staníc, ale nie sú také bežné ako benzínové a naftové čerpacie stanice.
Molová hmotnosť propánu
Propán CH 3 CH 2 CH 3 Je to bezfarebný horľavý plyn bez zápachu. Teplota topenia propánu - 187,69 ° C, bod varu - 42,07 ° C, hustota pri 20 stupňoch - 0,5005 g / cm 3 (pri tlaku nasýtenej pary), teplota vznietenia 465 °, medze výbušnosti v zmesi so vzduchom 2, 1 - 9,5 obj. ,%, výhrevnosť plynu na kvapalnú vodu a CO 2 120,34 kcal/kg. (25 °C), tepelná kapacita 17,57 cal/deg. mol.
Propán sa nachádza v zemných plynoch, plynoch súvisiacich s výrobou ropy a rafináciou ropy, napríklad v plynoch z katalytického krakovania, v koksárenských plynoch, v plynoch na syntézu uhľovodíkov z CO a H 2 podľa Fischerovej-Tropschovej.
Propán sa z priemyselných plynov izoluje: destiláciou pod tlakom, nízkoteplotnou absorpciou v rozpúšťadlách pod tlakom, adsorpciou s aktívnym uhlím, molekulovými sitami.
Propán tvorí s vodou hydrát 3 H 8 . 6 N 2 O s kritickou teplotou rozkladu + 8,5 °; rozkladá sa pri 1 atm. (0°). Podľa svojich chemických vlastností je propán blízky iným nižším homológom metánového radu.
Dehydrogenácia propánu na chrómových katalyzátoroch pri vysokej teplote alebo v prítomnosti O 2 a jód produkujú propylén. Tepelnou a fotochemickou chloráciou propánu vznikajú najmä monochlórpropány. Zmesi propánu s Cl 2 výbušnina (medza výbušnosti 8 - 42% C 3 H 8 ).
Miernou oxidáciou propánu sa získava kyselina propiónová, acetaldehyd a kyselina octová, nitráciou pri vysokej teplote sa získavajú nitropropány, ako aj nitroetán a nitrometán. Pri konverzii z H 2 O pri vysokých teplotách na katalyzátoroch získava H 2 , CO a CO 2 . Alkylácia propánu etylénom pri vysokých teplotách a 300 atm. vzniká izopentán. V prítomnosti peroxidov pri zvýšených teplotách a tlaku reaguje propán s etylénchlórovými derivátmi; s trichlóretylénom sa napríklad získa 1,1-dichlór-3-metylbutén-1:
Propán sa používa ako rozpúšťadlo na odparafínovanie a odasfaltovanie ropných produktov, pri polymerizácii vinylesterov a na extrakciu tukov. Propán sa tiež používa na výrobu sadzí; s kyslíkom - na rezanie kovu. V zmesi s butánom vo fľašiach sa propán široko používa ako plyn pre domácnosť a ako bezdymové palivo pre automobily.
