Uygulama
Propan, yanma sırasında yüksek kalori değeri, kalıntı bırakmadan yanma, doğru kullanıldığında zararsızlık ve güvenlik ve kullanım kolaylığı gibi özelliklerinden dolayı çok yönlü bir gazdır ve hem endüstride hem de günlük hayatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstriyel ve evsel amaçlar için teknik propan-bütan karışımı olarak tedarik edilir. Bütan (C4h20), alkan sınıfının organik bir bileşiğidir. Bugün, SPBT'ye olan talep çok büyük.
Üretimde Fabrikalarda ve işletmelerde gaz-alev işi yaparken: - tedarik üretiminde; – hurda metal kesmek için; – kritik olmayan metal yapıların kaynağı için. Çatı işleri için. İnşaatta endüstriyel binaları ısıtmak için. Endüstriyel tesislerin ısıtılması için (çiftliklerde, kümes hayvanı çiftliklerinde, seralarda). Gaz sobaları, gıda endüstrisindeki su ısıtıcıları için. Günlük yaşamda - evde yemek pişirirken ve kamp yaparken; - su ısıtmak için; - uzak binaların mevsimsel ısıtılması için - özel evler, oteller, çiftlikler; - gaz kaynak istasyonlarını kullanarak boruları, seraları, garajları ve diğer ev yapılarını kaynaklamak için.
Son zamanlarda, otomotiv yakıtı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü benzinden daha ucuz ve çevre dostu. Kimya endüstrisinde polipropilen üretimi için monomer üretiminde kullanılmaktadır. Solvent üretimi için hammaddedir. Gıda endüstrisinde propan, itici gaz olarak gıda katkı maddesi E944 olarak kayıtlıdır.
Soğutucu. Susuz saf propan (R-290a) (izobütan-propan karışımlarının ticari adı) ile izobütan (R-600a) karışımı ozon tabakasını tüketmez ve düşük Sera Potansiyeline (GWP) sahiptir. Karışım, geleneksel sabit soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde eski soğutucu akışkanların (R-12, R-22, R-134a) işlevsel olarak değiştirilmesi için uygundur.
Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının kalite göstergeleri GOST 10157-79'a göre belirlenir.
LPG'nin fiziksel özellikleri
Ayırma teknolojisi, ayrı bileşenlerin farklı doymuş buhar basınçlarına ve farklı basınçlarına dayanmaktadır. Gazın rezervuardan gaz boru hattına akmaya başlayacağı bir ısıtma kaynağı olarak LPG'nin kullanılması tam olarak gerekli gaz esnekliği ve doymuş buhar basıncı nedeniyledir.
Gerekli koşulları elde etmek için sıvı ve buhar fazlarının optimal oranını belirlemek gerekir. Hem sıvı hem de gaz hallerini koruma yeteneği, LPG'nin önemli bir özelliğidir.
Depolama veya nakliye sırasında, ortamın bir kısmı buhar fazına girme eğilimindeyken, geri kalanı sıvı şeklinde kalacaktır. İki faz arasındaki hacim farkı çok büyük. Karşılaştırma için, 1 m3 gaz karışımı 4 litre sıvılaştırılmış gaza eşittir, bu da hacimde neredeyse 250 kat azalma anlamına gelir. Sıcaklık yükseldiğinde gaz genişlemeye başladığından, LPG'yi depolarken yasal gereklilikler dikkate alınmalıdır - bir gaz deposu (LPG'yi depolamak için özel bir tank) veya tüpler% 85'ten fazla doldurulamaz.
+20°C sıcaklıkta, propan için sıvı faza geçiş 8,5 kgf/cm2'lik bir basınçta, bütan için ise 3,1 kgf/cm2'lik bir basınçta gerçekleşir. Bu durumda propan gaz haline geçmeyecek ve -43 °C sıcaklıkta sıvı, 0 °C sıcaklıkta bütan olarak kalacaktır.
Bu nedenle, LPG'nin doğrudan buharlaşma kabiliyeti, hava sıcaklığının yanı sıra propan ve bütan yüzdesine de bağlıdır. Örneğin, düşük ortam sıcaklıklarında propanın basıncı bütanınkinden daha yüksektir ve sonuç olarak uçuculuğu daha yüksektir.
Yaz ve kış LPG karışımları
Önceki yıllarda, kış ve yaz aylarında propan ve bütan karışımının oranına özellikle dikkat edildi:
- %70 propan, %30 bütan için sağlanan yakıtın kış versiyonu;
- yaz versiyonu daha az miktarda propan içeriyordu - %50-60 ve daha fazla miktarda bütan - %50-40.
Çalışmalar, düşük ortam sıcaklıklarında yüksek propan içeriğine sahip bir karışımın kullanılmasının daha verimli olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda, sıcak mevsimde propan miktarı azaltılmalıdır. Yaz aylarında, bütan çok daha yavaş buharlaşır, bu da aşırı basınç riskini azaltır ve tahliye vanasının devreye girmesini önler.
Şu anda, yaz ve kışa bölünme daha az alakalı hale geldi. Artık LPG'nin bileşimi, tedarikçilere belirli ekipman için propan ve bütan içeriğini seçme fırsatı veren nesnenin bireysel özellikleri dikkate alınarak hesaplanmaktadır. Müşterinin talebi üzerine karışımdaki propan içeriği %100'e kadar arttırılabilir.
Bununla birlikte, gaz ekipmanının en verimli çalışması için sıvılaştırılmış petrol gazının bileşimini dikkatlice seçmek gerekir. Propan-bütan karışımının bileşenlerinin doğru oranı, hem şiddetli donlarda hem de sıcak günlerde kesintisiz sıcak su teminini garanti ederek tanklarda yeterli aşırı basınç sağlar.
LPG'nin kimyasal bileşimi
LPG elde etmenin iki ana yolu vardır: ilişkili petrol gazından veya doğal gazın kondensat kısmından. Üretim süreci, gazı bileşenlere ayıran bir absorpsiyon-gaz fraksiyonlama ünitesi kullanılarak gerçekleştirilir:
- LPG'nin temeli olan hafif hidrokarbonlar propan (C3H8) ve bütan (C4H10);
- hidrokarbonlar pentan (C5H12), metan (CH4) ve etan (C2H6);
- doymamış hidrokarbonlar etilen (C2H4), propilen (C3H6) ve bütilen (C4H8).
LPG'nin bileşimindeki propan ve bütan içeriği en az %95, doymamış hidrokarbon miktarı ise yaklaşık %1'dir. Ayrıca bileşimde izomerik bileşiklerin varlığına izin verilir - izobütan ve izobütilen.
Elde edilen propan-bütan karışımı kokusuzdur, bu nedenle güvenlik yönetmeliklerine göre zorunlu aromatizasyon gerçekleştirilir. Havadaki patlayıcı LPG konsantrasyonunun 1/5'inde hissedilmeye başlayan ethanetiol tarafından karakteristik hoş olmayan bir koku verilir.
propan nedir
Propan, C3H8 ve bütan, alkan sınıfının organik bileşikleridir. Renksiz, kokusuz bir gaz. Suda çok az çözünür. Kaynama noktası -42.1C. Donma noktası -188C. %2,1 ile %9,5 arasındaki buhar konsantrasyonlarında hava ile patlayıcı karışımlar oluşturur. Hidrokarbon gazlarının bir temsilcisi olarak yanıcı ve patlayıcıdır.
Doğal gazda az miktarda propan bulunur, endüstriyel miktarlarda propan, yüksek sıcaklıkta petrol arıtma işleminde elde edilir.
Gazın kendisi pratik olarak kokmadığından, insan koku alma organları tarafından gaz sızıntılarının güvenliği ve zamanında teşhisi için, ona kokulu maddeler içeren kokular eklenir. Bunlara "gaz kokuları" denir.
Propan nerelerde kullanılır?
Bu gaz kesinlikle tüm modern insanlara aşinadır. Propan bugün hemen hemen her yerde kullanılmaktadır. Her şeyden önce, üretim süreçleri ile ilgilidir.
Bu nedenle propan teknik gazı, çeşitli üretim tesislerinde gaz-alev işlerinde başarıyla kullanılmaktadır. Yardımı ile hem metal kesme hem de yapısal kaynak yapılır. Hurda metal ile çalışırken, bu gaz, hammadde temini için pratik olarak vazgeçilmezdir.
Daha az başarı ile, termal enerji üretiminde propan kullanılır. Daha sonra, propan teknik gazının yardımıyla elde edilen ısı, hem endüstriyel tesisler için hem de konut komplekslerine ısı temini için ısı temini sağlamak için kullanılır.
Günlük yaşamda, propan gazı uygulamasını insan faaliyetinin çeşitli alanlarında bulur.Bu gazı kullanmanın en yaygın yolu, gaz sobaları ve gazlı su ısıtıcıları için enerji taşıyıcı olarak kullanmaktır. Yardımı ile bir kişi yemek pişirir, suyu ısıtır. Ayrıca bireysel konut sektöründe, alan ısıtmayı organize etmek için propan kullanılır. Bunun için özel ekipman kurulur. Propan gazı, gaz boru hatları kullanılarak konutlara sağlanır. Bazı durumlarda, sıvılaştırılmış propanın özel silindirlerde verilmesi de gerçekleşebilir. Karışımdaki propan ve bütan oranı mevsime göre değişir - propan kışın, bütan yazın hakimdir.
Otomotiv yakıtı olarak yaygın olarak kullanılır.
Kimya endüstrisinde polipropilen üretimi için monomer üretiminde kullanılmaktadır.
Solvent üretimi için hammaddedir.
50 °C'ye kadar sıcaklıklarda stabilize edici katkı maddeleri olmadan özel kaplarda (silindirler, tanklar) depolanır ve taşınır.
Propanın tehlikesi nedir?
Her şeyden önce, yüksek patlayıcı gücü. Propan-bütan karışımı havadan yaklaşık iki kat daha ağırdır, bu nedenle sızdığında buharlaşmaz, ancak birikir ve ardından bir kıvılcım yeterli olacaktır. Ve hava ile karışımda patlayıcılığı artar.
İkinci tehlike, propanın havaya karışması, onunla karışması, havadaki oksijen içeriğini değiştirmesi ve azaltmasıdır.Böyle bir atmosferdeki bir kişi oksijen açlığı yaşayacak ve havada önemli konsantrasyonlarda gaz olduğunda ölebilir. boğulmaktan.
Propan - sıvı formdaki bütan karışımları kauçuğu aşındırır, bu nedenle metaller için alev işleme ekipmanında kullanılan kauçuk ürünleri dikkatlice izlemek ve gerekirse bunları değiştirmek gerekir. Kauçuk korozyonunun en büyük tehlikesi, hortumlara sıvı fraksiyonu girme olasılığının yüksek olduğu kış aylarında ortaya çıkar.
Propan-bütan ile çalışırken, hızlı buharlaşması ve ısının uzaklaştırılması nedeniyle donma meydana geldiğinden, vücudun cildindeki sıvı fraksiyonun alınmasına izin verilmez.
Propan - bütan yedi, büyük bir hacimsel genleşme katsayısına sahiptir, bu nedenle propan için sudan 16 kat daha fazladır ve bütan için 11 kattır. Bu nedenle, propan silindirlerini hacimce %85'ten fazla bütan karışımı ile doldurmak mümkün değildir - bu çok tehlikelidir.
Genel olarak, güvenlik ve gönül rahatlığı için odadaki izin verilen maksimum gaz konsantrasyonunu periyodik olarak izlemenin gerekli olduğunu söyleyebiliriz. Bir “gaz kokusu” hissederseniz, uzmanları hava muayenesi yapmaya davet ettiğinizden emin olun.
Araç yakıtı olarak doğal gaz
Propan veya metan - ne seçilir?
Gaz yakıtına geçen çoğu araba propan-bütan kullanır. Ama metanla işler nasıl gidiyor, çünkü otomobil üreticileri bu yakıtı kullanan otomobilleri seri üretiyor ve bunun umut verici olduğunu düşünüyor. Yani niye bu gerçekleşti.
Üçüncüsü, doğal gaz rezervleri çok büyük, önümüzdeki 150 yıl sürecek ve fiyatı motor yakıtından 3 kat daha ucuz. Ama unutmayın ki gaz yakıt tüketimi biraz daha fazla olacaktır çünkü. bir metreküp metan, 1,1 litre benzine kadar güç sağlayabilir.
Metanın dezavantajları nelerdir? Ana sebep, metan benzin istasyonlarının zayıf gelişmiş altyapısıdır - Rusya'da sadece 250 tanesi vardır. Metanın benzinden daha çevre dostu, daha ucuz, daha güvenli olduğu ortaya çıktı - ve motor ömrünü uzatıyor: yanma odasında karbon birikintileri bırakmaz ve silindir duvarlarındaki yağ filmini yıkamaz. Ancak neredeyse hiç benzin istasyonu yok. Bu nedenle, özel tüccarlar arasında başka bir gaz türü tercih edilir - bu propan-bütandır.
Propan-bütanın artıları ve eksileri
Gaz tüketiminin benzine göre yaklaşık %10-15 daha fazla olmasına rağmen, önemli ölçüde tasarruf sağlanmaktadır. Gaz ekipmanı alımı ve montajı için tüm masraflar 10-20 bin kilometrede ödeniyor, çünkü propan-bütanın maliyeti benzinden bir buçuk kat daha ucuzdur.Kural olarak, yakıt ikmali ile ilgili herhangi bir sorun yoktur - propan-bütan benzin istasyonları ağı ülke genelinde geniştir.
Gaz ekipmanı aslında güç rezervini 200-500 km artıran ek bir tanktır. Operasyonda, böyle bir araba sorun yaratmaz. Motor benzinle çalışır ve soğutma sisteminde sıcaklık +25 °C'ye ulaştığında gaz yakıtına geçer. Otomasyon böylece gaz düşürücünün donmamasını sağlar. Ayrıca bir yakıt türünden diğerine geçiş doğrudan yolcu bölmesinden manuel olarak yapılabilir.
Şehirde sürüşü karşılaştırırsanız, benzinle sürüş arasında gözle görülür bir fark yoktur. Kalkışta ve “gaz” pedalına tepki vermede herhangi bir sorun olmayacak, ancak aşırı modlarda yeterli güç yok. Böylece gazla çalışma, 106 hp kapasiteli seri bir motorun çıkışını azaltır. 98 hp'ye kadar Otoyolda sollarken bu rahatsız edici olabilir, ancak çözüm önceden benzinli çalışmaya geçmektir.
Ana dezavantaj, bagaj hacminde önemli bir azalmadır. Stepne nişine ek bir depo yerleştirilmiştir ve stepnenin kendisinin bagaja taşınması gerekecektir. Hatchbacklerde gaz silindiri genellikle kabin içindedir. Bu, arka koltukları katlayarak bagaj hacmini artırmanıza izin veren tasarım avantajlarını ortadan kaldırır.
Başka bir olumsuzluk: gaz, potansiyel olarak benzinden daha tehlikelidir. Tabii ki, iyi kurulmuş ekipman, sahibi için sorun yaratmaz.
Ancak, teknik durumuna çok dikkat edilmelidir. Gazın hava ile sadece %5-10 oranında patlayıcı olduğunu ve açık havada böyle bir konsantrasyonun oluşmasının mümkün olmadığını unutmayın.
Ve dahası, hareket halindeki bir arabada.
Bir araca gaz yakıtlı yakıt ikmali yapmanın daha az önemli dezavantajları, aracın hızlanma dinamiklerinde (%5 oranında) bir miktar bozulmayı içerir, ancak bu, gaz tüketimindeki hafif bir artışla dengelenir. Ayrıca gazın yanma süresi benzine göre daha uzundur ve yanma odasındaki sıcaklık daha yüksektir.
Nasıl çalışır
Bir motor yakıtı olarak kullanıldığında, propan ve metan benzer şekilde çalışır. Bu gazlar arasındaki temel fark, propanın sıvı halde, metan ise gaz halinde depolanmasıdır. Propan, bir gaz silindirinden salındığında gaz haline gelir. Bir galon propan yakmak tipik olarak yaklaşık 8,4 x 104 BTU'ya eşit enerji açığa çıkarır.Amerika'da, GGE oranı bazen alternatif yakıtların etkinliğini değerlendirmek için kullanılır, bir galon benzinin yakılmasıyla üretilen BTU'lardaki enerji oranına eşittir. bir galon alternatif yakıtın yakılmasıyla üretilen BTU'lardaki enerji. Propanın GGE oranı (Gp diyelim) aşağıdaki formülle belirlenebilir: Gp = (1.25 x 104)/8,4 x 104 =1.5.
Bir galon benzinin yanması, yaklaşık 1,25 x 105 Btu'ya eşit enerji üretir; bu, bir galon sıvı propanın tamamen yanması ile açığa çıkan enerjinin 1,5 katıdır. Farklı ülkelerde, bu değer yakıtın türüne ve saflaştırma derecesine bağlı olarak değişebilir. Ekonomik göstergeler, alternatif yakıtın fiyatına, benzinin fiyatına, benzinli motorun verimliliğine, alternatif yakıtla çalışan bir motorun verimliliğine bağlıdır.
GGE 138 faktörüne dayalı olarak iki yakıtı karşılaştırmak için yalnızca galon ve BTU gibi ölçü birimlerini değil, aynı zamanda örneğin litre ve jul gibi ölçü birimlerini de kullanabilirsiniz. Propan ve benzin tarafından salınan enerjiyi tahmin etmek için bu ikinci birim çiftini uygulayarak, aynı Gp = 1.5 değerini elde ederiz, çünkü bu, iki parametrenin oranını belirleyen boyutsuz bir miktardır ve her iki parametre de ifade edildiğinde değeri değişmez. aynı ve aynı ölçü birimlerinde.
Propanla çalışan araçlar, metanla çalışan araçlarla aynı beygir gücüne, hıza ve ivmeye sahiptir.Bir propan motorunun deposunu doldurmak, bir fosil yakıt motorunun deposunu doldurmakla yaklaşık olarak aynı zamanı alır. Günümüzde kullanılan propanla çalışan araçların çoğunda geleneksel benzinli veya dizel motorlar modifiye edilmiştir. Ancak, bazı üreticiler şimdiden propan motorlu yeni araç modelleri sunuyor. ABD'de binlerce propan dolum istasyonu var, ancak benzin ve dizel dolum istasyonları kadar yaygın değiller.
Propanın molar kütlesi
propan CH 3 CH 2 CH 3 Renksiz, kokusuz, yanıcı bir gazdır. Propan erime noktası - 187.69 °C, kaynama noktası - 42.07 °C, 20 derecede yoğunluk - 0.5005 g / cm3 (doymuş buhar basıncında), tutuşma sıcaklığı 465 °, hava ile karışımda patlama limitleri 2 , 1 - 9.5 vol .%, gazın sıvı suya ve CO2'ye kalorifik değeri 2 120,34 kcal/kg. ( 25°C), ısı kapasitesi 17.57 cal/deg. mol.
Propan, doğal gazlarda, ilgili petrol üretimi ve petrol rafine gazlarında, örneğin katalitik parçalama gazlarında, kok fırın gazlarında, CO ve H'den hidrokarbonların sentezi için gazlarda bulunur. 2 Fischer-Tropsch'a göre.
Propan endüstriyel gazlardan şu şekilde izole edilir: basınç altında damıtma, basınç altında solventlerde düşük sıcaklıkta absorpsiyon, aktif karbon ile adsorpsiyon, moleküler elekler.
Propan su ile bir hidrat oluşturur 3 H 8 . 6 N 2 + 8,5 ° kritik ayrışma sıcaklığına sahip O; 1 atm'de ayrışır. (0°). Propan, kimyasal özelliklerine göre metan serisinin diğer alt homologlarına yakındır.
Yüksek sıcaklıkta veya O varlığında krom katalizörleri üzerinde propan dehidrojenasyonu 2 ve iyot propilen üretir. Propanın termal ve fotokimyasal klorlanması esas olarak monokloropropan üretir. Cl ile propan karışımları 2 patlayıcı (patlama limitleri %8 - 42 C 3 H 8 ).
Propanın hafif oksidasyonu ile propiyonik asit, asetaldehit ve asetik asit elde edilir; yüksek sıcaklıkta nitrasyon ile nitropropanların yanı sıra nitroetan ve nitrometan elde edilir. H'den dönüştürüldüğünde 2 O, katalizörlerde yüksek sıcaklıklarda H alır 2 , CO ve CO 2 . Propanın etilen ile yüksek sıcaklıklarda ve 300 atm'de alkilasyonu. izopentan üretilir. Yüksek sıcaklıklarda ve basınçta peroksitlerin varlığında propan, etilen klor türevleri ile reaksiyona girer; örneğin trikloretilen ile 1,1-dikloro-3-metilbüten-1 elde edilir:
Propan, petrol ürünlerinin mumdan arındırılması ve asfaltın giderilmesi için, vinil esterlerin polimerizasyonunda ve yağların ekstraksiyonu için bir çözücü olarak kullanılır. Propan ayrıca kurum üretmek için kullanılır; oksijenli - metal kesmek için. Şişelenmiş bütanla karıştırılan propan, yaygın olarak ev gazı ve otomobiller için dumansız yakıt olarak kullanılır.
