Propano ir butano naudojimas. Propanas arba metanas: argumentai ir faktai jūsų automobiliui Kaip propanas gaminamas pramonėje

Propano ir butano mišinys jau seniai naudojamas daugelyje pramonės, gamybos ir kasdieninio gyvenimo sričių, taip yra dėl ypatingų šių dujų mišinio savybių. Propanas-butanas išsiskiria unikaliu gebėjimu iš skystos konsistencijos virsti dujine forma ir atvirkščiai. Be to, norint gauti reikiamą būseną, nebūtina naudoti jokių kriogeninių įrenginių.

Kaip gauti propano-butano

Propanas-butanas gaunamas iš naftos ir su juo susijusių dujų kondensato; kitas propano-butano pavadinimas yra suskystintos naftos dujos. Jo skystą ar dujinę formą lemia klimato sąlygos: kylant temperatūrai jis virsta garais, o mažėjant ir kartu didėjant slėgiui įgauna skystą.

Kur ir kaip naudojamas propanas-butanas?

Naftos dujos laikomos aplinkai nekenksminga kuro rūšimi, todėl naudojamos namų šildymo sistemose, žemės ūkio ir kitose pramonės šakose kaip kuras katilinėms ar transporto priemonėms, taip pat metalams suvirinti ar pjauti. Šiuo atveju butanas veikia kaip pats kuras, o propanas sukuria reikiamą slėgį. Propanas-butanas gaminamas cilindruose, proporcijas griežtai reguliuoja valstybė, nes mišinys yra labai sprogus.

Kaip vyksta dujinis suvirinimas gamyboje:

Gamybos darbams propano-butano mišinys gaminamas specialių dujinio suvirinimo degiklių pavidalu, į kuriuos iš balionų tiekiamos degios dujos ir deguonis. Jei metalą reikia pjaustyti, procesas vyksta jį sudeginant deguonies sraute ir pašalinant susidariusius oksidus.

Suvirinimo metu naudojant propano-butano mišinį, suvirinamas metalas ir jo užpildo analogas išlydomi liepsna, kuri sudaro naftos dujas. Gaminių kraštai išlydomi, o tarpas tarp jų užpildomas užpildu, kuris su mišiniu atsargiai įvedamas į degiklio liepsnos centrą.

Ne veltui propano-butano mišinys plačiai naudojamas buityje ir pramonėje. Be unikalių savybių, jis turi palyginti mažą ir stabilią kainą. Be to, dauguma katilinių ir įmonių yra skirtos dviejų rūšių kurui - jų degimo įrenginiai gali pakaitomis deginti propano-butano mišinį ir gamtines dujas, o tai leidžia sutaupyti daug.

Propanas yra dujos, kurių cheminė formulė yra C 3 H 8, kurios yra bekvapės ir bespalvės. Butanas yra tos pačios bespalvės dujos kaip ir bekvapis propanas, butano formulė yra C 4 H 10. Propanas ir butanas priklauso daugeliui alkanų ir yra naudojami kaip SND kuro komponentai. SND yra suskystintos naftos dujos; propanas, kaip ir butanas, turi kaloringumo vertę, tinkamą naudoti kaip kurą. Bendras abiejų dujų fizikinių savybių panašumas neapsiriboja jų virimo temperatūra – propanui ji yra -43 o C, butano – daug aukštesnė (-0,5 o C).

Todėl propanas gali būti naudojamas kaip kuras esant minusinei temperatūrai, bet butanas – ne, todėl naudojamas dujų mišinys – suskystintos naftos dujos arba propanas-butanas. Dujų mišinys pagamintas taip, kad propaną (trumpą propano ir butano mišinio pavadinimą) būtų galima saugiai naudoti bet kokioje temperatūroje. Atskirai naudoti propaną neįmanoma dėl šios priežasties - kaitinant propanas žymiai išsiplečia, todėl iš vidaus padidėja slėgis ant indo sienelių (kuriame laikomos dujos). Ši propano savybė lemia įtrūkimų susidarymą ant vidinių rezervuaro sienelių ir laipsniško jo pablogėjimo (dėl to, kad prarandama galimybė hermetiškai sulaikyti dujas). Propano nutekėjimas nėra blogiausia jo išsiplėtimo pasekmė. Staigaus įkaitimo atveju propanas gali sprogti iš baliono vidaus ir padaryti didelę žalą šalia esantiems žmonėms. Į propano ir butano mišinį dedama aštraus kvapo medžiagų, kad būtų galima laiku nustatyti nuotėkius.

Propano ir butano mišinys laikomas suskystinto cilindro arba dujų bako viduje. Propano-butano suskystinimas vyksta veikiant slėgiui - naudojant kompresoriaus metodą; esant slėgiui, bako viduje laikomas propano ir butano mišinys. Suskystinus propaną, jį patogu transportuoti ir sandėliuoti – suskystintoje formoje propano ir butano mišinys užima 600 kartų mažiau vietos. Sandėliavimas atliekamas normalioje temperatūroje, dėl to propanas iš dalies virsta iš skystos būsenos į dujinę (šioje būsenoje propanas-butanas naudojamas kaip kuras, dujinėje – tiekiamas į dujinį katilą).

Kaip gaminamas propanas-butanas?

Propanas gaunamas išgaunant arba perdirbant naftą. Gaminant naftą išsiskiria susijusios naftos dujos – įvairių angliavandenilių dujų mišinys, įskaitant propaną. Ši propano gamyba vyksta ardymo metu – tai alyvos gamybos technologija, apimanti hidraulinį ardymą. Dalis propano gaunama kaip šalutinis produktas perdirbant naftą naftos perdirbimo gamyklose. Po to propanas suskystinamas ir transportuojamas į dujų degalines.

Propanas yra dujos, kurių cheminė formulė yra C 3 H 8, kurios yra bekvapės ir bespalvės. Butanas yra tos pačios bespalvės dujos kaip ir bekvapis propanas, butano formulė yra C 4 H 10. Propanas ir butanas priklauso daugeliui alkanų ir yra naudojami kaip SND kuro komponentai. SND yra suskystintos naftos dujos; propanas, kaip ir butanas, turi kaloringumo vertę, tinkamą naudoti kaip kurą. Bendras abiejų dujų fizikinių savybių panašumas neapsiriboja jų virimo temperatūra – propanui ji yra -43 o C, butano – daug aukštesnė (-0,5 o C).

Todėl propanas gali būti naudojamas kaip kuras esant minusinei temperatūrai, bet butanas – ne, todėl naudojamas dujų mišinys – suskystintos naftos dujos arba propanas-butanas. Dujų mišinys pagamintas taip, kad propaną (trumpą propano ir butano mišinio pavadinimą) būtų galima saugiai naudoti bet kokioje temperatūroje. Atskirai naudoti propaną neįmanoma dėl šios priežasties - kaitinant propanas žymiai išsiplečia, todėl iš vidaus padidėja slėgis ant indo sienelių (kuriame laikomos dujos). Ši propano savybė lemia įtrūkimų susidarymą ant vidinių rezervuaro sienelių ir laipsniško jo pablogėjimo (dėl to, kad prarandama galimybė hermetiškai sulaikyti dujas). Propano nutekėjimas nėra blogiausia jo išsiplėtimo pasekmė. Staigaus įkaitimo atveju propanas gali sprogti iš baliono vidaus ir padaryti didelę žalą šalia esantiems žmonėms. Į propano ir butano mišinį dedama aštraus kvapo medžiagų, kad būtų galima laiku nustatyti nuotėkius.

Propano ir butano mišinys laikomas suskystinto cilindro arba dujų bako viduje. Propano-butano suskystinimas vyksta veikiant slėgiui - naudojant kompresoriaus metodą; esant slėgiui, bako viduje laikomas propano ir butano mišinys. Suskystinus propaną, jį patogu transportuoti ir sandėliuoti – suskystintoje formoje propano ir butano mišinys užima 600 kartų mažiau vietos. Sandėliavimas atliekamas normalioje temperatūroje, dėl to propanas iš dalies virsta iš skystos būsenos į dujinę (šioje būsenoje propanas-butanas naudojamas kaip kuras, dujinėje – tiekiamas į dujinį katilą).

Kaip gaminamas propanas-butanas?

Propanas gaunamas išgaunant arba perdirbant naftą. Gaminant naftą išsiskiria susijusios naftos dujos – įvairių angliavandenilių dujų mišinys, įskaitant propaną. Ši propano gamyba vyksta ardymo metu – tai alyvos gamybos technologija, apimanti hidraulinį ardymą. Dalis propano gaunama kaip šalutinis produktas perdirbant naftą naftos perdirbimo gamyklose. Po to propanas suskystinamas ir transportuojamas į dujų degalines.

APIBRĖŽIMAS

Normaliomis sąlygomis (esant 25 o C ir atmosferos slėgiui) propanas yra bespalvės, bekvapės dujos (molekulės struktūra parodyta 1 pav.), kurios esant 1,7 - 10,9% garų koncentracijai sudaro sprogų mišinį su oru.

Propanas praktiškai netirpsta vandenyje, nes jo molekulės yra mažai polinės ir nesąveikauja su vandens molekulėmis. Jis gerai tirpsta nepoliniuose organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip benzenas, anglies tetrachloridas, dietilo eteris ir kt.

Ryžiai. 1. Propano molekulės sandara.

1 lentelė. Fizinės propano savybės.

Propano gamyba

Pagrindiniai propano šaltiniai yra nafta ir gamtinės dujos. Jį galima išskirti frakciniu distiliavimu gamtines dujas arba naftos benzino frakciją.

Laboratorinėmis sąlygomis propanas gaminamas šiais būdais:

— nesočiųjų angliavandenilių hidrinimas

CH3-CH=CH2 + H2 →CH3-CH2-CH3 (kat = Ni, t o);

— halogenalkanų mažinimas

C 3 H 7 I + HI → C 3 H 8 + I 2 (t o);

- vienbazių organinių rūgščių druskų šarminio lydymosi reakcija

C 3 H 7 -COONa + NaOH → C 3 H 8 + Na 2 CO 3 (t o);

- halogenalkanų sąveika su natrio metalu (Wurtz reakcija)

C2H5Br + CH3Br + 2Na → CH3-CH2-CH3 + 2NaBr.

Cheminės propano savybės

Normaliomis sąlygomis propanas rūgščioje aplinkoje nereaguoja su koncentruotomis rūgštimis, išlydytais ir koncentruotais šarmais, šarminiais metalais, halogenais (išskyrus fluorą), kalio permanganatu ir kalio dichromatu.

Propanui būdingiausios reakcijos vyksta per radikalų mechanizmą. Homolizinis CH ir C-C jungčių skilimas yra energetiškai palankesnis nei jų heterolitinis skilimas.

Visos propano cheminės transformacijos vyksta skaidant:

1. C-H ryšiai

• halogeninimas (S R)

CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + HBr ( hv).

• nitravimas (S R)

CH3-CH2-CH3 + HONO2 (atskiesti) → CH3-C(NO2)H-CH3 + H2O (t o).

• sulfochlorinimas (SR)

C 3 H 8 + SO 2 + Cl 2 → C 3 H 7 -SO 2 Cl + HCl ( hv).

• dehidrogenacija

CH3-CH2-CH3 → CH2 =CH-CH3 + H2 (kat = Ni, t o).

• dehidrociklizacija

CH3-CH2-CH3 → C3H6 + H2 (kat = Cr2O3, t o).

1. C-H ir C-C ryšiai

• oksidacija

C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O (t o).

Propano taikymas

Propanas naudojamas kaip automobilių kuras, taip pat naudojamas kasdieniame gyvenime (dujos buteliuose).

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS