Đơn xin
Do các đặc tính của nó, chẳng hạn như nhiệt trị cao trong quá trình cháy, cháy không có cặn, vô hại và an toàn khi sử dụng đúng cách, và dễ sử dụng, propan là một loại khí đa dụng và được sử dụng rộng rãi cả trong công nghiệp và đời sống hàng ngày. Đối với các mục đích công nghiệp và gia dụng, nó được cung cấp dưới dạng hỗn hợp propan-butan kỹ thuật. Butan (C4h20) là một hợp chất hữu cơ thuộc lớp ankan. Ngày nay, nhu cầu về SPBT là rất lớn.
Trong sản xuất Khi thực hiện công việc đốt khí ở các nhà máy, xí nghiệp: - trong sản xuất thu mua; - để cắt kim loại phế liệu; - để hàn các cấu trúc kim loại không quan trọng. Đối với công việc lợp mái. Để sưởi ấm các cơ sở công nghiệp trong xây dựng. Để sưởi ấm các cơ sở công nghiệp (trong các trang trại, gia trại gia cầm, trong nhà kính). Dùng cho bếp gas, bình đun nước nóng trong ngành thực phẩm. Trong cuộc sống hàng ngày - khi nấu ăn ở nhà và đi cắm trại; - để đun nước; - để sưởi ấm theo mùa cho các cơ sở ở xa - nhà riêng, khách sạn, trang trại; - để hàn đường ống, nhà kính, nhà để xe và các công trình gia đình khác sử dụng trạm hàn khí.
Gần đây, nó đã được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu ô tô, bởi vì rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn xăng. Trong công nghiệp hóa chất, nó được sử dụng trong sản xuất monome để sản xuất polypropylene. Nó là nguyên liệu để sản xuất dung môi. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, propan được đăng ký như một chất phụ gia thực phẩm E944, như một chất đẩy.
Chất làm mát. Sự pha trộn của propan tinh khiết khử nước (R-290a) (tên thương mại của hỗn hợp isobutan-propan) với isobutan (R-600a) không làm suy giảm tầng ôzôn và có Tiềm năng nhà kính thấp (GWP). Hỗn hợp này thích hợp để thay thế chức năng cho các chất làm lạnh đã lỗi thời (R-12, R-22, R-134a) trong các hệ thống lạnh và điều hòa không khí truyền thống.
Các chỉ tiêu chất lượng của khí hydrocacbon hóa lỏng được xác định theo GOST 10157-79.
Tính chất vật lý của LPG
Công nghệ tách dựa trên áp suất hơi bão hòa khác nhau và áp suất khác nhau của các thành phần riêng lẻ. Chính do độ co giãn của khí cần thiết và áp suất hơi bão hòa mà có thể sử dụng LPG làm nguồn để sưởi ấm, tại đó khí sẽ bắt đầu chảy từ bình chứa vào đường ống dẫn khí.
Để đạt được các điều kiện cần thiết, cần thiết lập tỷ lệ tối ưu của pha lỏng và hơi. Khả năng duy trì cả trạng thái lỏng và khí là đặc điểm chính của LPG.
Trong quá trình bảo quản hoặc vận chuyển, một phần của môi trường có xu hướng chuyển sang pha hơi, trong khi phần còn lại sẽ ở dạng lỏng. Sự khác biệt về khối lượng giữa hai giai đoạn là rất lớn. Để so sánh, 1 m3 hỗn hợp khí bằng 4 lít khí hoá lỏng, nghĩa là thể tích giảm gần 250 lần. Vì khí bắt đầu nở ra khi nhiệt độ tăng, nên khi lưu trữ LPG, cần phải tính đến các yêu cầu quy định - bình chứa khí (loại bồn đặc biệt để chứa LPG) hoặc các chai có thể được lấp đầy không quá 85%.
Ở nhiệt độ + 20 ° C, quá trình chuyển sang pha lỏng đối với propan xảy ra ở áp suất 8,5 kgf / cm2, đối với butan ở áp suất 3,1 kgf / cm2. Trong trường hợp này, propan sẽ không chuyển sang trạng thái khí và sẽ ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ -43 ° C, và butan ở nhiệt độ 0 ° C.
Do đó, khả năng bay hơi trực tiếp của LPG phụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm của propan và butan, cũng như nhiệt độ không khí. Ví dụ, ở nhiệt độ môi trường thấp, áp suất của propan cao hơn butan, và do đó, độ bay hơi của nó cao hơn.
Hỗn hợp LPG mùa hè và mùa đông
Trong những năm trước, người ta đặc biệt chú ý đến tỷ lệ hỗn hợp của propan so với butan trong mùa đông và mùa hè:
- phiên bản mùa đông của nhiên liệu cung cấp 70% propan, 30% butan;
- phiên bản mùa hè chứa một lượng nhỏ hơn propan - 50-60% và một lượng butan lớn hơn - 50-40%.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở nhiệt độ môi trường thấp, sử dụng hỗn hợp có hàm lượng propan cao sẽ hiệu quả hơn. Đồng thời vào mùa nắng nóng lượng propan phải giảm. Vào mùa hè, butan bốc hơi ít nhanh hơn nhiều, điều này làm giảm nguy cơ quá áp và ngăn van xả áp bị vấp.
Hiện tại, việc phân chia thành mùa hè và mùa đông đã trở nên ít phù hợp hơn. Giờ đây, thành phần của LPG được tính toán có tính đến các đặc tính riêng của đối tượng, điều này mang lại cho các nhà cung cấp cơ hội lựa chọn hàm lượng propan và butan cho các thiết bị cụ thể. Theo yêu cầu của Khách hàng, hàm lượng propan trong hỗn hợp có thể được tăng lên đến 100%.
Tuy nhiên, để thiết bị khí hoạt động hiệu quả nhất cần lựa chọn kỹ thành phần khí hóa lỏng. Tỷ lệ chính xác của các thành phần của hỗn hợp propan-butan cung cấp đủ áp suất trong các bồn chứa, đảm bảo cung cấp nước nóng không bị gián đoạn cả trong những ngày sương giá khắc nghiệt và những ngày nắng nóng.
Thành phần hóa học của LPG
Có hai cách chính để lấy LPG: từ khí dầu mỏ đồng hành hoặc từ phần ngưng tụ của khí tự nhiên. Quá trình sản xuất được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị phân đoạn khí hấp thụ, phân tách khí thành các thành phần:
- hydrocacbon nhẹ propan (C3H8) và butan (C4H10), là cơ sở của LPG;
- hydrocacbon pentan (C5H12), metan (CH4) và etan (C2H6);
- hiđrocacbon không no etilen (C2H4), propylen (C3H6) và butylen (C4H8).
Hàm lượng propan và butan trong thành phần của LPG tối thiểu là 95%, lượng hydrocacbon không no xấp xỉ 1%. Ngoài ra trong chế phẩm được phép có sự hiện diện của các hợp chất đồng phân - isobutan và isobutylen.
Hỗn hợp propan-butan thu được là không mùi, do đó, theo các quy định an toàn, quá trình tạo mùi thơm bắt buộc được thực hiện. Mùi khó chịu đặc trưng được truyền ra bởi ethanethiol, bắt đầu có thể cảm nhận được bằng 1/5 nồng độ nổ của LPG trong không khí.
Propan là gì
Propan, C3H8 và butan là các hợp chất hữu cơ thuộc lớp ankan. Là chất khí không màu, không mùi. Rất ít tan trong nước. Điểm sôi -42,1C. Điểm đông -188C. Tạo thành hỗn hợp nổ với không khí ở nồng độ hơi từ 2,1 đến 9,5%. Là một đại diện của khí hydrocacbon, nó dễ cháy và nổ.
Một lượng nhỏ propan được chứa trong khí tự nhiên, trong công nghiệp, propan thu được trong quá trình lọc dầu ở nhiệt độ cao.
Vì bản thân khí thực tế không có mùi, để an toàn và chẩn đoán kịp thời rò rỉ khí bằng khứu giác của con người, các chất tạo mùi có chứa chất gây mùi được thêm vào nó. Chúng được gọi là "mùi khí".
Propan được sử dụng ở đâu?
Khí này hoàn toàn quen thuộc với tất cả những người hiện đại. Ngày nay, propan được sử dụng hầu như ở khắp mọi nơi. Trước hết, nó liên quan đến quy trình sản xuất.
Vì vậy, khí kỹ thuật propan được sử dụng thành công cho các công trình khí đốt tại các cơ sở sản xuất khác nhau. Với sự trợ giúp của nó, cả cắt kim loại và hàn kết cấu đều được thực hiện. Khi làm việc với kim loại phế liệu, khí này thực tế là không thể thiếu cho việc thu mua nguyên liệu thô.
Với thành công không nhỏ, propan được sử dụng trong sản xuất nhiệt năng. Sau đó, nhiệt thu được với sự trợ giúp của khí kỹ thuật propan được sử dụng để cung cấp nhiệt cho cả các cơ sở công nghiệp và cung cấp nhiệt cho các khu dân cư.
Trong cuộc sống hàng ngày, khí propan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động của con người.Cách phổ biến nhất để sử dụng loại gas này là dùng nó làm chất mang năng lượng cho bếp gas và bình đun nước nóng bằng gas. Với sự giúp đỡ của nó, một người nấu thức ăn, làm nóng nước. Cũng trong lĩnh vực nhà ở riêng lẻ, propan được sử dụng để tổ chức sưởi ấm không gian. Đối với điều này, thiết bị đặc biệt được cài đặt. Khí propan được cung cấp cho các cơ sở dân cư bằng đường ống dẫn khí. Trong một số trường hợp, việc cung cấp propan hóa lỏng trong các xi lanh đặc biệt cũng có thể diễn ra. Tỷ lệ giữa propan và butan trong hỗn hợp thay đổi tùy theo mùa - propan chiếm ưu thế vào mùa đông và butan vào mùa hè.
Được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu ô tô.
Trong công nghiệp hóa chất, nó được sử dụng trong sản xuất monome để sản xuất polypropylene.
Nó là nguyên liệu để sản xuất dung môi.
Nó được lưu trữ và vận chuyển trong các thùng chứa đặc biệt (xi lanh, bồn chứa) mà không có phụ gia ổn định ở nhiệt độ lên đến 50 ° C.
Mối nguy hiểm của khí propan là gì?
Trước hết, khả năng nổ cao của nó. Hỗn hợp propan-butan nặng gấp đôi không khí, do đó, khi rò rỉ, nó không bay hơi mà tích tụ lại rồi chỉ cần một tia lửa là đủ. Và trong hỗn hợp với không khí, khả năng nổ của nó tăng lên.
Nguy hiểm thứ hai là khí propan đi vào không khí sẽ trộn lẫn với nó, chiếm chỗ và làm giảm hàm lượng oxy trong không khí. Một người trong bầu không khí như vậy sẽ bị đói oxy và với nồng độ khí đáng kể trong không khí, anh ta có thể chết khỏi ngạt thở.
Hỗn hợp propan - butan ở dạng lỏng ăn mòn cao su, vì vậy cần phải giám sát cẩn thận các sản phẩm cao su dùng trong thiết bị xử lý ngọn lửa cho kim loại, và nếu cần thiết phải thay thế chúng. Mối nguy lớn nhất của sự ăn mòn cao su tồn tại vào mùa đông, khi khả năng cao phần chất lỏng lọt vào ống mềm.
Khi làm việc với propan-butan, không được phép để phần chất lỏng trên da của cơ thể, vì tê cóng xảy ra do bay hơi nhanh và thoát nhiệt.
Propan - butan 7 có hệ số nở thể tích lớn nên đối với propan thì gấp 16 lần so với nước và đối với butan là 11 lần. Do đó, không thể đổ đầy bình khí propan bằng hỗn hợp butan hơn 85% thể tích - rất nguy hiểm.
Nói chung, chúng ta có thể nói rằng để an toàn và yên tâm, cần phải theo dõi định kỳ nồng độ tối đa cho phép của khí trong phòng. Nếu bạn cảm thấy có “mùi khí”, hãy mời các bác sĩ chuyên khoa tiến hành kiểm tra không khí.
Khí tự nhiên làm nhiên liệu cho xe cộ
Propan hoặc metan - chọn gì?
Hầu hết các xe ô tô đang chuyển sang sử dụng nhiên liệu khí đốt đều sử dụng propan-butan. Nhưng mọi thứ sẽ diễn ra như thế nào với khí mê-tan, bởi vì các nhà sản xuất ô tô sản xuất hàng loạt ô tô sử dụng nhiên liệu này và coi nó là đầy hứa hẹn. Vậy tại sao điều này xảy ra.
Thứ ba, trữ lượng khí đốt tự nhiên rất lớn, sẽ tồn tại trong 150 năm tới, giá thành rẻ hơn gấp 3 lần so với nhiên liệu động cơ. Nhưng hãy nhớ rằng mức tiêu thụ nhiên liệu xăng sẽ cao hơn một chút, bởi vì. một mét khối khí metan có thể tạo ra 1,1 lít xăng.
Nhược điểm của metan là gì? Nguyên nhân chính là do cơ sở hạ tầng kém phát triển của các trạm khí mêtan - chỉ có 250 trạm trong số đó ở Nga. Hóa ra khí mêtan thân thiện với môi trường hơn, rẻ hơn, an toàn hơn xăng - và tăng tuổi thọ động cơ: không để lại cặn cacbon trong buồng đốt và không rửa sạch màng dầu bám trên thành xi lanh. Nhưng hầu như không có trạm xăng. Do đó, một loại khí đốt khác được các thương nhân tư nhân ưa chuộng hơn - đó là khí propan-butan.
Ưu và nhược điểm của propan-butan
Mặc dù thực tế là lượng xăng tiêu thụ nhiều hơn khoảng 10-15% so với xăng nhưng mức tiết kiệm được là rất đáng kể. Tất cả các chi phí mua và lắp đặt thiết bị gas sẽ được thanh toán trong 10-20 nghìn km, bởi vì giá thành của propan-butan rẻ hơn xăng một lần rưỡi.Theo quy định, không có vấn đề gì với việc tiếp nhiên liệu - mạng lưới các trạm xăng propan-butan rộng khắp cả nước.
Khí cụ thực chất là một bình bổ sung giúp tăng khả năng dự trữ năng lượng thêm 200-500 km. Trong hoạt động, một chiếc xe như vậy sẽ không gây ra sự cố. Động cơ khởi động bằng xăng và khi nhiệt độ đạt +25 ° C trong hệ thống làm mát, nó sẽ chuyển sang sử dụng nhiên liệu khí. Do đó tự động hóa đảm bảo rằng bộ giảm khí không bị đóng băng. Ngoài ra, quá trình chuyển đổi từ loại nhiên liệu này sang loại nhiên liệu khác có thể được thực hiện trực tiếp từ khoang hành khách theo cách thủ công.
Nếu bạn so sánh việc lái xe trong thành phố, thì không có sự khác biệt đáng chú ý giữa việc lái xe bằng máy xăng và máy xăng. Sẽ không có vấn đề gì khi khởi động và phản ứng với bàn đạp “ga”, nhưng ở các chế độ khắc nghiệt, sẽ không có đủ lực. Do đó, hoạt động bằng khí đốt làm giảm sản lượng của động cơ nối tiếp có công suất 106 mã lực. lên đến 98 mã lực Điều này có thể trở nên khó chịu khi vượt trên đường cao tốc, nhưng giải pháp là chuyển sang sử dụng xăng trước.
Nhược điểm chính là giảm thể tích thùng xe đáng kể. Một bình phụ được lắp vào hốc bánh dự phòng, và bản thân bánh dự phòng sẽ phải được di chuyển vào thùng xe. Ở những chiếc xe hatchback, bình xăng thường nằm trong cabin. Điều này phủ nhận ưu điểm thiết kế cho phép bạn tăng thể tích thùng xe bằng cách gập hàng ghế sau.
Một tiêu cực khác: gas tiềm ẩn nhiều nguy cơ hơn xăng. Tất nhiên, thiết bị được lắp đặt tốt không gây rắc rối cho chủ sở hữu.
Tuy nhiên, cần chú ý kỹ đến tình trạng kỹ thuật của nó. Lưu ý rằng khí chỉ nổ theo tỷ lệ 5-10% với không khí, và không thể tạo ra nồng độ như vậy trong không khí.
Và thậm chí còn hơn thế nữa trong một chiếc ô tô đang di chuyển.
Những nhược điểm ít đáng kể hơn của việc tiếp nhiên liệu cho ô tô bằng nhiên liệu khí bao gồm một số suy giảm trong động lực tăng tốc của ô tô (5%), tuy nhiên, điều này được bù đắp bằng mức tiêu thụ xăng tăng nhẹ. Ngoài ra, thời gian cháy của ga lâu hơn xăng, nhiệt độ trong buồng đốt cao hơn.
Làm thế nào nó hoạt động
Khi được sử dụng làm nhiên liệu động cơ, propan và mêtan hoạt động tương tự nhau. Sự khác biệt chính giữa các loại khí này là propan được lưu trữ ở dạng lỏng, trong khi mêtan được lưu trữ ở thể khí. Propan trở thành thể khí khi thoát ra từ một bình khí. Đốt cháy một gallon propan thường giải phóng năng lượng tương đương khoảng 8,4 x 104 BTU. Ở Mỹ, tỷ lệ GGE đôi khi được sử dụng để đánh giá hiệu quả của nhiên liệu thay thế, bằng với tỷ lệ năng lượng trong BTU được tạo ra bằng cách đốt cháy một gallon xăng để năng lượng trong BTU, được tạo ra bằng cách đốt cháy một gallon nhiên liệu thay thế. Tỷ lệ GGE của propan (tạm gọi là Gp) có thể được xác định theo công thức sau: Gp = (1,25 x 104) /8,4 x 104 = 1,5.
Quá trình đốt cháy một gallon xăng tạo ra năng lượng tương đương với khoảng 1,25 x 105 Btu, gấp 1,5 lần năng lượng được giải phóng khi đốt cháy hoàn toàn một gallon propan lỏng. Ở các quốc gia khác nhau, giá trị này có thể khác nhau tùy thuộc vào loại nhiên liệu và mức độ thanh lọc của nó. Các chỉ tiêu kinh tế phụ thuộc vào giá nhiên liệu thay thế, giá xăng, hiệu suất của động cơ xăng, hiệu suất của động cơ chạy bằng nhiên liệu thay thế.
Để so sánh hai loại nhiên liệu dựa trên hệ số GGE 138, bạn không chỉ có thể sử dụng các đơn vị đo lường như gallon và BTU, mà còn có thể sử dụng ví dụ như lít và jun. Áp dụng cặp đơn vị thứ hai này để ước tính năng lượng do propan và xăng giải phóng, chúng ta nhận được cùng một giá trị Gp = 1,5, vì đây là đại lượng không thứ nguyên xác định tỷ số của hai tham số và giá trị của nó không thay đổi nếu biểu thị cả hai tham số trong cùng một đơn vị đo lường.
Xe chạy bằng khí propan có cùng mã lực, tốc độ và gia tốc như xe chạy bằng khí mê-tan.Mất khoảng thời gian để làm đầy bình chứa của động cơ propan như thời gian để làm đầy bình của động cơ sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Hầu hết các phương tiện chạy bằng khí propan đang được sử dụng ngày nay đều có động cơ xăng hoặc diesel thông thường đã được cải tiến. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất đã cung cấp các mẫu xe mới với động cơ propan. Có hàng nghìn trạm nạp khí propan ở Mỹ, nhưng chúng không phổ biến bằng các trạm nạp xăng và dầu diesel.
Khối lượng mol của propan
Propan CH 3 CH 2 CH 3 Nó là một chất khí không màu, không mùi, dễ cháy. Điểm nóng chảy propan - 187,69 ° C, điểm sôi - 42,07 ° C, tỷ trọng ở 20 độ - 0,5005 g / cm 3 (ở áp suất hơi bão hòa), nhiệt độ bốc cháy 465 °, giới hạn nổ trong hỗn hợp với không khí 1,2-1 - 9,5 vol .%, nhiệt trị của khí đối với nước lỏng và CO 2 120,34 kcal / kg. (25 ° C), nhiệt dung 17,57 cal / deg. số mol.
Propan được tìm thấy trong khí tự nhiên, khí đồng hành của quá trình sản xuất dầu và lọc dầu, ví dụ, trong khí cracking xúc tác, khí lò luyện cốc, trong khí tổng hợp hydrocacbon từ CO và H. 2 theo Fischer-Tropsch.
Propan được phân lập từ khí công nghiệp bằng cách: chưng cất dưới áp suất, hấp thụ nhiệt độ thấp trong dung môi dưới áp suất, hấp phụ bằng than hoạt tính, rây phân tử.
Propan tạo thành hydrat với nước 3 H 8 . 6 N 2 O với nhiệt độ phân hủy tới hạn là + 8,5 °; phân hủy ở 1 atm. (0 °). Theo tính chất hóa học của nó, propan gần với các chất đồng đẳng thấp hơn khác của dãy metan.
Khử hydro propan trên xúc tác crom ở nhiệt độ cao hoặc có mặt O 2 và iốt tạo ra propylen. Quá trình clo hóa propan bằng nhiệt và quang hóa tạo ra chủ yếu là các monoloropropan. Hỗn hợp propan với Cl 2 nổ (giới hạn nổ 8 - 42% C 3 H 8 ).
Bằng cách oxy hóa nhẹ propan, axit propionic, axetanđehit và axit axetic thu được; bằng cách nitro hóa ở nhiệt độ cao, nitropropan, cũng như nitroetan và nitrometan, thu được. Khi chuyển đổi từ H 2 O ở nhiệt độ cao trên xúc tác thu được H 2 , CO và CO 2 . Alkyl hóa propan bằng etilen ở nhiệt độ cao và 300 atm. isopentan được sản xuất. Khi có mặt peroxit ở nhiệt độ và áp suất cao, propan phản ứng với các dẫn xuất etylen clo; với trichloroethylene, ví dụ, người ta thu được 1,1-dichloro-3-metylbutene-1:
Propan được sử dụng làm dung môi để khử sáp và tách pha các sản phẩm dầu mỏ, trong quá trình trùng hợp vinyl este và để chiết xuất chất béo. Propan cũng được sử dụng để sản xuất muội than; với oxy - để cắt kim loại. Được trộn với butan đóng chai, propan được sử dụng rộng rãi làm khí đốt gia dụng và làm nhiên liệu không khói cho ô tô.
