โรงงานใดผลิตก๊าซโพรเพน? โพรเพน สมบัติทางเคมี โครงสร้าง การผลิต การใช้งาน

ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนถูกนำมาใช้เป็นเวลานานในอุตสาหกรรม การผลิต และชีวิตประจำวัน เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้ โพรเพนบิวเทนมีความโดดเด่นด้วยความสามารถพิเศษในการเปลี่ยนจากความคงตัวของของเหลวไปเป็นก๊าซและในทางกลับกัน นอกจากนี้ เพื่อให้ได้สถานะที่ต้องการ ไม่จำเป็นต้องใช้หน่วยไครโอเจนิกใดๆ

วิธีรับโพรเพนบิวเทน

โพรเพนบิวเทนได้มาจากน้ำมันและคอนเดนเสทของก๊าซที่เกี่ยวข้อง อีกชื่อหนึ่งของโพรเพนบิวเทนคือก๊าซปิโตรเลียมเหลว พิจารณารูปแบบของเหลวหรือก๊าซ สภาพภูมิอากาศ: เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำ เมื่ออุณหภูมิลดลงและความดันเพิ่มขึ้นไปพร้อมๆ กัน ก็จะกลายสภาพเป็นของเหลว

โพรเพนบิวเทนใช้ที่ไหนและอย่างไร?

ก๊าซปิโตรเลียมถือเป็นเชื้อเพลิงประเภทที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงใช้ในระบบทำความร้อนภายในบ้าน ใช้ในอุตสาหกรรมการเกษตรและอุตสาหกรรมอื่นๆ เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงต้มน้ำหรือยานพาหนะ ตลอดจนสำหรับการเชื่อมหรือตัดโลหะ ในกรณีนี้บิวเทนจะทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิง และโพรเพนจะสร้างแรงดันที่จำเป็น โพรเพนบิวเทนผลิตในกระบอกสูบ สัดส่วนได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยรัฐ เนื่องจากส่วนผสมมีการระเบิดอย่างรุนแรง

การเชื่อมแก๊สเกิดขึ้นได้อย่างไรในการผลิต:

สำหรับงานการผลิตจะมีการผลิตส่วนผสมโพรเพนบิวเทนในรูปแบบของคบเพลิงเชื่อมแก๊สแบบพิเศษซึ่งมีการจ่ายก๊าซและออกซิเจนที่ติดไฟได้จากกระบอกสูบ หากจำเป็นต้องตัดโลหะ กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นโดยการเผาโลหะในกระแสออกซิเจน และกำจัดออกไซด์ที่ก่อตัวขึ้น

ในระหว่างกระบวนการเชื่อมโดยใช้ส่วนผสมโพรเพนบิวเทน โลหะที่จะเชื่อมและฟิลเลอร์อะนาล็อกจะถูกละลายด้วยเปลวไฟซึ่งก่อให้เกิดก๊าซปิโตรเลียม ขอบของผลิตภัณฑ์ละลายและช่องว่างระหว่างพวกเขาเต็มไปด้วยโลหะฟิลเลอร์ซึ่งนำส่วนผสมอย่างระมัดระวังเข้าสู่ใจกลางเปลวไฟของเตา

ไม่มีเหตุผลใดที่ส่วนผสมโพรเพนบิวเทนจะใช้กันอย่างแพร่หลายในครัวเรือนและอุตสาหกรรม นอกจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์แล้ว ยังมีต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำและมีเสถียรภาพ นอกจากนี้โรงต้มน้ำและสถานประกอบการส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาสำหรับเชื้อเพลิงสองประเภท - อุปกรณ์เผาไหม้สามารถเผาไหม้ส่วนผสมโพรเพนบิวเทนและก๊าซธรรมชาติซึ่งช่วยประหยัดได้ดี

โพรเพน - ก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่น สูตรทางเคมีของมันคือ C3H8.

มันมีอยู่ร่วมกับบิวเทนซึ่งอยู่ในหมวดหมู่ของอัลเคนด้วย สัดส่วนของการเปลี่ยนแปลงของก๊าซแต่ละครั้งขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี - ในฤดูร้อนโพรเพนมีอิทธิพลเหนือส่วนผสมในฤดูหนาว - บิวเทน
โพรเพนละลายในน้ำได้ไม่ดี จุดเดือดของมันคือ 42.1°C ที่อุณหภูมิต่ำเช่นนี้ ก๊าซโพรเพนซึ่งเป็นของเหลวจะกลายเป็นสถานะก๊าซ

เนื่องจากเป็นก๊าซประเภทไฮโดรคาร์บอน มีการระเบิดสูงทั้งแบบแยกเดี่ยวและเมื่อความเข้มข้นในอากาศอยู่ระหว่าง 2.1% ถึง 9.5%

ภายใต้สภาพธรรมชาติ โพรเพนเป็นเรื่องธรรมดาร่วมกับก๊าซธรรมชาติ แต่เนื้อหาในส่วนผสมนี้มีน้อย สำหรับการผลิตโพรเพนทางอุตสาหกรรม จำเป็นต้องมีการกลั่นน้ำมันที่อุณหภูมิสูง

การผลิตโพรเพน

ในการผลิตโพรเพนโดยใช้ก๊าซธรรมชาติ ขั้นแรกจะต้องเปลี่ยนเป็นส่วนผสมของก๊าซ-ไอน้ำ ซึ่งเรียกว่าก๊าซสังเคราะห์ และส่งไปสังเคราะห์ หลังจากการสังเคราะห์ ก๊าซเบนซินจะถูกแยกออกจากก๊าซที่เกิดขึ้น ส่วนหลังจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์แยกส่วนโดยที่โพรเพนจะถูกแยกออกจากองค์ประกอบนี้

ก๊าซไฮโดรคาร์บอนหนัก เช่น โพรเพน บิวเทน ฯลฯ ในน้ำมันมีคุณสมบัติละลายน้ำได้สูง ในระหว่างการประมวลผล พวกเขาจะถูกรวบรวมไว้ในถังพิเศษที่เรียกว่าเครื่องแยกก๊าซ มันอยู่ในเครื่องแยกที่จะถ่ายโอนน้ำมันจากสถานที่ผลิต นอกจากนี้ ในตัวแยกนี้ โดยการเปลี่ยนความดันและความเร็วของการไหลของน้ำมันและก๊าซที่กำลังเคลื่อนที่ การแยก (การแยก) ของโพรเพนออกจากน้ำมัน น้ำ และสิ่งสกปรกเชิงกลอื่น ๆ จะดำเนินการ กระบวนการแยกสารเกิดขึ้นจากความหนาแน่นของน้ำมัน ก๊าซ น้ำ และสิ่งสกปรกที่แตกต่างกัน น้ำจะถูกกำจัดออกจากฐานของบันได น้ำมันจะถูกกำจัดออกจากส่วนกลาง ก๊าซน้ำมันหนักจะถูกกำจัดออกจากด้านบน ซึ่งจะเข้าสู่การกรองและถูกส่งผ่านท่อไปยังโรงงานแปรรูปก๊าซ

ก๊าซปิโตรเลียมหนักถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงและสำหรับการสกัดสารเคมีต่างๆ ผ่านกระบวนการทางเคมี จะได้บิวทิลีน โพรพิลีน และบิวทาไดอีนจากสารเหล่านี้ สารเหล่านี้ใช้ทำยางและพลาสติก

ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยเมื่อเติมกระบอกสูบ

ในการขนส่งและจัดเก็บโพรเพน จำเป็นต้องมีถังบรรจุและถัง ในภาชนะเหล่านี้ เพื่อการจัดเก็บโพรเพนอย่างปลอดภัย ไม่จำเป็นต้องมีสารเติมแต่งที่ทำให้คงตัว แต่ต้องรักษาสมดุลของอุณหภูมิไว้ไม่สูงกว่า 50°C

ก่อนที่จะบรรจุถังโพรเพน ปริมาตรของเหลวของมวลจะต้องไม่เกิน 85% ของปริมาตรกระบอกสูบ นอกจากนี้ กระบอกสูบที่มาถึงจุดเติมจะต้องมีก๊าซตกค้างอยู่ด้วย

โพรเพนเป็นก๊าซที่มีสูตรทางเคมี C 3 H 8 ซึ่งไม่มีกลิ่นและไม่มีสี บิวเทนเป็นก๊าซไม่มีสีเช่นเดียวกับโพรเพนไม่มีกลิ่น มีสูตรของบิวเทนคือ C 4 H 10 โพรเพนและบิวเทนอยู่ในกลุ่มอัลเคนจำนวนหนึ่งและใช้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงแอลพีจี LPG เป็นก๊าซปิโตรเลียมเหลว มีค่าความร้อนที่เหมาะสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงเช่นเดียวกับบิวเทน ความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไปของคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซทั้งสองไม่ได้ขยายไปถึงจุดเดือด - สำหรับโพรเพนคือ -43 o C สำหรับบิวเทนจะสูงกว่ามาก (-0.5 o C)

ดังนั้นโพรเพนสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ แต่บิวเทนไม่สามารถใช้ได้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้ส่วนผสมของก๊าซ - ก๊าซปิโตรเลียมเหลวหรือโพรเพนบิวเทน ส่วนผสมของก๊าซถูกสร้างขึ้นเพื่อให้โพรเพน (ชื่อย่อของส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทน) สามารถใช้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิใดก็ได้ ไม่สามารถแยกการใช้โพรเพนได้เนื่องจาก เหตุผลต่อไป– เมื่อถูกความร้อน โพรเพนจะขยายตัวอย่างมาก ส่งผลให้แรงดันบนผนังของถัง (ซึ่งเก็บก๊าซไว้) เพิ่มขึ้นจากด้านใน คุณสมบัติของโพรเพนนี้นำไปสู่การก่อตัวของรอยแตกบนผนังด้านในของถังและการเสื่อมสภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไป (เนื่องจากการสูญเสียความสามารถในการกักเก็บก๊าซภายในตัวมันเอง) การรั่วไหลของโพรเพนไม่ใช่ผลที่เลวร้ายที่สุดของการขยายตัว ในกรณีที่เกิดความร้อนอย่างฉับพลัน โพรเพนอาจระเบิดจากด้านในของกระบอกสูบและสร้างความเสียหายอย่างมากต่อผู้คนที่อยู่ใกล้เคียง สารที่มีกลิ่นฉุนจะถูกเติมลงในส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนเพื่อการตรวจจับการรั่วไหลอย่างทันท่วงที

ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนจะถูกเก็บไว้ในถังหรือถังแก๊สในรูปของเหลว การทำให้โพรเพนบิวเทนกลายเป็นของเหลวเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของความดัน - โดยใช้วิธีการอัด ภายใต้ความดัน ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนจะถูกเก็บไว้ในถัง การทำให้โพรเพนกลายเป็นของเหลวทำให้การขนส่งและการเก็บรักษาสะดวก - ในรูปแบบของเหลว ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนใช้พื้นที่น้อยกว่า 600 เท่า การเก็บรักษาจะดำเนินการที่อุณหภูมิปกติซึ่งเป็นผลมาจากการที่โพรเพนเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซบางส่วน (ในสถานะนี้โพรเพนบิวเทนถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในสถานะก๊าซจะถูกส่งไปยังหม้อต้มก๊าซ)

โพรเพนบิวเทนผลิตได้อย่างไร?

โพรเพนได้มาจากกระบวนการสกัดหรือการกลั่นปิโตรเลียม ในระหว่างการผลิตน้ำมัน ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด รวมถึงโพรเพน การผลิตโพรเพนนี้เกิดขึ้นระหว่าง fracking ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการผลิตน้ำมันที่เกี่ยวข้องกับการแตกหักแบบไฮดรอลิก โพรเพนบางชนิดได้เป็นผลพลอยได้เมื่อแปรรูปน้ำมันที่โรงกลั่น โพรเพนจะถูกทำให้เป็นของเหลวและขนส่งไปยังสถานีเติมแก๊ส

อัลคานอฟ – C(n)H(2n+2) ซีรีส์นี้เริ่มต้นด้วย CH4 และต่อด้วยอีเทน C2H6, โพรเพน C3H8, บิวเทน C4H10, เพนเทน C5H12 และอื่นๆ สมาชิกที่ตามมาแต่ละคนจะแตกต่างจากสมาชิกก่อนหน้าโดยกลุ่ม CH2

เมื่ออะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมถูกดึงออกจากอัลเคน จะได้อัลคิลหัวรุนแรงไฮโดรคาร์บอนชนิดโมโนวาเลนต์ โดยมีสูตรทั่วไป C(n)H(2n+1) สิ่งที่ง่ายที่สุดคือเมทิล –CH3 สำหรับโพรเพน จะเป็นโพรพิล –C3H7 สำหรับบิวเทน – –C4H9 ครั้งแรกมีอยู่ในรูปแบบของไอโซเมอร์โครงสร้างสองตัว - โพรพิลปกติ (n-โพรพิล) และ (วินาที - โพรพิล) วาเลนซ์อิสระซึ่งอยู่ที่อะตอมคาร์บอนทุติยภูมิ บิวทิลมีไอโซเมอร์โครงสร้าง 4 ชนิด ได้แก่ n-butyl, isobutyl, sec-butyl และ tert-butyl

ในโมเลกุลอัลเคน อะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกันด้วยพันธะอย่างง่ายกับอะตอมอื่นอีก 4 อะตอม (คาร์บอนหรือไฮโดรเจน) และไม่สามารถเกาะติดกับอะตอมอื่นได้ ดังนั้นอัลเคนจึงเรียกว่าไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวหรืออิ่มตัว

อัลเคนมีลักษณะเฉพาะโดยไอโซเมอริซึมเท่านั้น โพรเพนไม่มีไอโซเมอร์ เช่นเดียวกับมีเทนและอีเทน และเริ่มต้นด้วยบิวเทน จึงสามารถแตกแขนงของโซ่คาร์บอนได้ ยิ่งโซ่คาร์บอนยาวเท่าไร ไอโซเมอร์ก็จะมากขึ้นเท่านั้นสำหรับสูตรโมเลกุลเดี่ยว

ชื่ออื่นของไอโซบิวเทนคือ 2-เมทิลโพรเพน เนื่องจากสามารถแสดงเป็นโมเลกุลโพรเพนที่มีองค์ประกอบแทนเมทิล –CH3 ใกล้กับอะตอมของคาร์บอนตัวที่สองในสายโซ่หลัก

ตามคุณสมบัติทางกายภาพ สมาชิกสี่คนแรกของกลุ่มอัลเคนที่คล้ายคลึงกัน (มีเทน อีเทน โพรเพน และบิวเทน) เป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่น ตั้งแต่ C5H12 ถึง C15H32 จะเป็นของเหลวที่ไม่มีกลิ่น จากนั้นจึงเป็นของแข็งที่ไม่มีกลิ่น เหล่านี้เป็นสารไม่มีสี ละลายในน้ำได้ไม่ดี เบากว่าน้ำ เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของอัลเคนปกติเพิ่มขึ้น จุดเดือดและจุดหลอมเหลวจะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ จุดเดือดของบิวเทนจะสูงกว่าโพรเพน

คุณสมบัติทางเคมีของโพรเพนและบิวเทนคืออะไร

อัลเคนทั้งหมดในอดีตเรียกว่า "พาราฟิน" ไม่มีการใช้งานทางเคมีและมีปฏิกิริยาต่ำ สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยขั้วที่ต่ำของพันธะ C–C และ C–H ในโมเลกุล (อะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้เกือบเท่ากัน)

ปฏิกิริยาการแทนที่อัลเคนโดยทั่วไปมากที่สุดคือปฏิกิริยาที่เกิดจากกลไกอนุมูลอิสระ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาฮาโลเจน ไนเตรชัน และซัลโฟเนชัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของฮาโลอัลเคน ไนโตรอัลเคน และซัลโฟอัลเคน ที่อุณหภูมิสูง อัลเคนจะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศ (การเผาไหม้) เพื่อผลิตน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ CO2, คาร์บอนมอนอกไซด์ CO หรือคาร์บอน C ขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจนส่วนเกินหรือขาด

ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลเคนกับออกซิเจนที่อุณหภูมิต่ำสามารถผลิตอัลดีไฮด์ คีโตน แอลกอฮอล์ และกรดคาร์บอกซิลิก ทั้งที่มีและไม่ทำลายโซ่คาร์บอน ปฏิกิริยาความร้อนของอัลเคนรวมถึงการแตกร้าว ดีไฮโดรจีเนชัน ดีไฮโดรไซไลเซชัน และไอโซเมอไรเซชัน

โพรเพนและบิวเทนผลิตได้อย่างไร?

ในอุตสาหกรรม ก๊าซมีเทนที่คล้ายคลึงกันถูกสกัดจากวัตถุดิบธรรมชาติ เช่น น้ำมัน ก๊าซ ขี้ผึ้งหิน และยังสังเคราะห์จากส่วนผสมของไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) อีกด้วย ในห้องปฏิบัติการ สามารถได้รับโพรเพนและบิวเทนโดยการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว (โพรพีนและโพรพีน บิวทีนและบิวทีน) และโดยปฏิกิริยา Wurtz