Melyik üzem termel propángázt? Propán: kémiai tulajdonságok, szerkezet, előállítás, alkalmazás

A propán és bután keverékét régóta használják az ipar, a termelés és a mindennapi élet számos területén, ez e gázok keverékének különleges tulajdonságainak köszönhető. A propán-butánt egyedülálló képessége jellemzi, hogy folyékony állagból gáz halmazállapotúvá alakul, és fordítva. Ezenkívül a kívánt állapot eléréséhez nem szükséges kriogén egységeket használni.

Hogyan lehet propán-butánt előállítani

A propán-butánt olajból és a kapcsolódó gázok kondenzátumából nyerik. A propán-bután másik neve cseppfolyósított kőolaj-gáz. Folyékony vagy gáznemű formáját meghatározzák éghajlati viszonyok: a hőmérséklet emelkedésével gőzzé alakul, ha csökken és a nyomás egyszerre nő, folyékony formát vesz fel.

Hol és hogyan használják a propán-butánt?

A kőolajgáz környezetbarát tüzelőanyagnak számít, ezért otthoni fűtési rendszerekben, a mezőgazdaságban és más iparágakban használják kazánházak vagy járművek tüzelőanyagaként, valamint fémek hegesztésére vagy vágására. Ebben az esetben a bután maga az üzemanyag, és a propán hozza létre a szükséges nyomást. A propán-butánt hengerben állítják elő, az arányokat az állam szigorúan szabályozza, mivel a keverék rendkívül robbanásveszélyes.

Hogyan történik a gázhegesztés a gyártásban:

A gyártási munkákhoz propán-bután keveréket állítanak elő speciális gázhegesztőpisztolyok formájában, amelyekbe gyúlékony gázt és oxigént szállítanak a palackokból. Ha fémet kell vágni, a folyamat oxigénáramban történő elégetéssel és a keletkező oxidok eltávolításával történik.

A propán-bután keverékkel végzett hegesztés során a hegesztendő fémet és annak töltőanyag-analógját láng segítségével megolvasztják, amely kőolajgázt képez. A termékek széleit megolvasztják, és a köztük lévő rést töltőfémmel töltik ki, amelyet óvatosan a keverékkel az égő lángjának közepébe vezetnek.

Nem ok nélkül használják a propán-bután keveréket széles körben háztartási és ipari területeken. Egyedülálló tulajdonságai mellett viszonylag alacsony és stabil költséggel rendelkezik. Ezenkívül a legtöbb kazánházat és vállalkozást kétféle tüzelőanyagra tervezték - tüzelőberendezéseik felváltva propán-bután keveréket és földgázt égethetnek, ami jó megtakarítást eredményez.

Propán - színtelen, szagtalan gáz. Kémiai képlete C3H8.

Butánnal kombinálva létezik, amely szintén az alkánok kategóriájába tartozik. Az egyes gázok aránya az évszaktól függően változik - nyáron a propán, télen a bután dominál a keverékben.
A propán nem oldódik jól vízben. Forráspontja 42,1°C. Ilyen alacsony hőmérsékleten a propángáz, amely folyékony volt, gáz halmazállapotúvá válik.

Szénhidrogén típusú gázként erősen robbanásveszélyes mind elszigetelten, mind levegőben lévő koncentrációja 2,1% és 9,5% között van.

Természetes körülmények között a propán gyakori a földgázzal együtt, de ebben a keverékben kicsi a tartalma. A propán ipari előállításához olajfinomításra van szükség emelt hőmérsékleten.

Propán gyártás

A propán földgáz felhasználásával történő előállításához először gáz-gőz keverékké alakítják, amelyet szintézisgáznak neveznek, és szintézisre küldik. A szintézis után a gázbenzint elválasztják a keletkező gáztól. Ez utóbbit frakcionáló berendezésbe szállítják, ahol a propánt leválasztják ebből a készítményből.

Az olajban lévő nehéz szénhidrogén gázok, mint a propán, bután stb., jól oldódó tulajdonságokkal rendelkeznek. A feldolgozás során egy speciális, gázleválasztónak nevezett tartályba gyűjtik össze. Egy ilyen szeparátorba szállítják az olajat a termelési helyről. Továbbá ebben a szeparátorban a mozgó olaj- és gázáram nyomásának és sebességének változtatásával a propán elválasztása (leválasztása) az olajtól, víztől és egyéb mechanikai szennyeződésektől valósul meg. Az elválasztási folyamat az olaj, a gáz, a víz és a szennyeződések sűrűségének különbségei miatt következik be. A létra alsó részéből vizet távolítanak el, a központi részből - olajat, felülről - nehézolaj-gázt, amely ezután belép a szűrésbe, és egy csővezetéken keresztül a gázfeldolgozó üzembe kerül.

A nehéz kőolajgázokat tüzelőanyagként és különféle vegyi anyagok kinyerésére is használják. Ezekből az anyagokból kémiai feldolgozás útján butilént, propilént és butadiént nyernek. Ezeket az anyagokat gumi és műanyagok előállításához használják.

Biztonsági óvintézkedések a palackok feltöltésekor

A propán szállításához és tárolásához hengerekre és tartályokra van szükség. Ezekben a tartályokban a propán biztonságos tárolásához nincs szükség stabilizáló adalékokra, de a hőmérséklet-egyensúlyt legfeljebb 50°C-on kell tartani.

A propánpalackok feltöltése előtt szükséges, hogy a tömeg folyadék térfogata ne haladja meg a henger térfogatának 85% -át. Ezenkívül az utántöltésre érkező palackoknak maradékgázt kell tartalmazniuk.

A propán C 3 H 8 kémiai képletű gáz, amely szagtalan és színtelen. A bután ugyanolyan színtelen gáz, mint a szagtalan propán, a bután képlete C 4 H 10. A propán és a bután számos alkánhoz tartozik, és PB-gáz-üzemanyagként használják. Az LPG cseppfolyósított kőolaj-gáz, a butánhoz hasonlóan fűtőértéke alkalmas üzemanyagként való felhasználásra. A két gáz fizikai tulajdonságainak általános hasonlósága nem terjed ki a forráspontjukig - a propánnál -43 o C, a butánnál jóval magasabb (-0,5 o C).

Ezért a propán használható üzemanyagként nulla alatti hőmérsékleten, de a bután nem, ezért gázkeveréket használnak - cseppfolyósított kőolajgázt vagy propán-butánt. A gázkeveréket úgy készítik, hogy a propán (a propán és bután keverékének rövid neve) bármilyen hőmérsékleten biztonságosan használható legyen. A propán külön használata nem lehetséges, mivel következő ok– hevítéskor a propán jelentősen kitágul, ami az edény falaira (amelyben a gáz tárolódik) belülről nyomásnövekedéshez vezet. A propán ezen tulajdonsága repedések kialakulásához vezet a tartály belső falain, és fokozatosan romlik (a gáz önmagában való hermetikus tárolásának elvesztése miatt). A propánszivárgás nem a terjeszkedés legrosszabb következménye. Hirtelen felmelegedés esetén a propán felrobbanhat a palack belsejéből, és jelentős károkat okozhat a közelben tartózkodókban. Szúrós szagú anyagokat adnak a propán és bután keverékéhez a szivárgások időben történő észlelése érdekében.

A propán és a bután keverékét egy palackban vagy gáztartályban tárolják cseppfolyósított formában. A propán-bután cseppfolyósítása nyomás hatására történik - kompresszoros módszerrel nyomás alatt propán és bután keverékét tárolják a tartályban. A propán cseppfolyósítása kényelmessé teszi a szállítást és tárolást - cseppfolyósított formában a propán és bután keveréke 600-szor kevesebb helyet foglal el. A tárolás normál hőmérsékleten történik, melynek eredményeként a propán folyékony halmazállapotból részben gáz halmazállapotúvá alakul (ebben az állapotban propán-butánt használnak tüzelőanyagként, gáz halmazállapotban a gázkazánba juttatják).

Hogyan állítják elő a propán-butánt?

A propánt kőolaj-kivonási vagy finomítási műveletekből nyerik. Az olajtermelés során kapcsolódó kőolajgáz szabadul fel - különféle szénhidrogén gázok keveréke, beleértve a propánt is. Ez a propántermelés a repesztés során történik, amely egy hidraulikus rétegrepesztést magában foglaló olajgyártási technológia. A finomítókban az olaj feldolgozása során melléktermékként propán keletkezik. A propánt ezután cseppfolyósítják és a gáztöltő állomásokra szállítják.

Alkanov – C(n)H(2n+2). A sorozat CH4-gyel kezdődik, és etánnal C2H6, propán C3H8, bután C4H10, pentán C5H12 és így tovább folytatódik. Minden következő tag a CH2 csoportban különbözik az előzőtől.

Ha egy hidrogénatomot eltávolítunk egy alkánból, egy C(n)H(2n+1) általános képletű egyértékű szénhidrogén-alkil-csoportot kapunk. Közülük a legegyszerűbb a metil-CH3. Propán esetében propil –C3H7, bután esetében –C4H9. Az első két szerkezeti izomer formájában létezik - normál propil (n-propil) és (szek-propil), amelyek szabad vegyértéke a szekunder szénatomon található. A butilnek 4 szerkezeti izomere van: n-butil, izobutil, szek-butil és terc-butil.

Egy alkánmolekulában a szénatom egyszerű kötésekkel kapcsolódik négy másik atomhoz (szénhez vagy hidrogénhez), és nem tud más atomokhoz kapcsolódni. Ezért az alkánokat telített vagy telített szénhidrogéneknek nevezik.

Az alkánokat csak az izoméria jellemzi. A propánnak, akárcsak a metánnak és az etánnak, nincsenek izomerjei, és a butánnal kiindulva lehetővé válik a szénlánc elágazása. Minél hosszabb a szénlánc, annál több izomer lehetséges egyetlen molekulaképlethez.

Az izobután másik elnevezése a 2-metil-propán, mivel propánmolekulaként ábrázolható, amelynek metil-szubsztituense –CH3 a főlánc második szénatomja közelében.

Fizikai tulajdonságok szerint az alkánok homológ sorozatának első négy tagja (metán, etán, propán és bután) szagtalan gázok, C5H12-től C15H32-ig szagtalan folyadékok, majd szagtalan szilárd anyagok. Ezek színtelen anyagok, vízben rosszul oldódnak, könnyebbek, mint a víz. A normál alkánok molekulatömegének növekedésével nő a forrás- és olvadáspont, vagyis a bután forráspontja magasabb, mint a propáné.

Milyen kémiai tulajdonságai vannak a propánnak és a butánnak?

Az összes alkán, amelyet hagyományosan „paraffinnak” is neveznek, kémiailag inaktív és alacsony reakcióképességű. Ez a molekulákban található C–C és C–H kötések alacsony polaritásával magyarázható (a szén- és hidrogénatomok elektronegativitása közel azonos).

Az alkánok legjellemzőbb szubsztitúciós reakciói a szabad gyökös mechanizmussal végrehajtott reakciók: ilyenek például a halogénezési, nitrálási és szulfonálási reakciók, amelyek halogénalkánok, nitroalkánok és szulfoalkánok képződését eredményezik. Magas hőmérsékleten az alkánok a légköri oxigén hatására oxidálódnak (égetik), és az oxigén feleslegétől vagy hiányától függően víz és szén-dioxid CO2, szén-monoxid CO vagy szén C keletkezik.

Az alkánok oxigénnel történő katalitikus oxidációja alacsony hőmérsékleten aldehideket, ketonokat, alkoholokat és karbonsavakat eredményezhet, a szénlánc megszakításával és anélkül is. Az alkánok termikus reakciói közé tartozik a krakkolás, a dehidrogénezés, a dehidrociklizálás és az izomerizáció.

Hogyan állítják elő a propánt és a butánt?

Az iparban a metán homológokat természetes nyersanyagokból - olajból, gázból, kőzetviaszból - vonják ki, és hidrogén és szén-monoxid (II) keverékéből is szintetizálják. Laboratóriumban propán és bután állítható elő telítetlen szénhidrogének (propén és propilén, butén és butin) katalitikus hidrogénezésével és Wurtz-reakcióval.