Бутановый газ и голубое топливо в кармане

Газовые горелки, мобильные плиты и газовый инструмент удобны, просты в применении и надежны. Однако для их работы необходимо использовать газ — обычно это бутан в баллонах различной вместительности. О газе бутане, его типах и характеристиках, о правильном выборе и использовании читайте в данной статье.

У этого термина существуют и другие значения, см. Бутан (значения).

Бутан

Бутан — органическое соединение класса алканов (C₄H₁₀).

В химии название используется в основном для обозначения н-бутана.
Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH₃)₃.

Название происходит от корня «бут-» (английское название масляной кислоты — butyric acid) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам).

В больших концентрациях ядовит.
Вдыхание бутана вызывает дисфункцию легочно-дыхательного аппарата.

Содержится в природном газе.
Образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа.

Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, имеет специфический характерный запах, обладает наркотическими свойствами.
По степени воздействия на организм газ относится к веществам 4го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76.
Вредно воздействует на нервную систему.

Физические свойства бутана:

бесцветный,
горючий,
со специфическим запахом,
легко сжижаемый (ниже 0 °C и нормальном давлении или при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость);
точка замерзания -138°С (при нормальном давлении);
растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл воды (для н-бутана, при 20 °C, значительно лучше растворяется в органических растворителях);
может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.;
плотность жидкой фазы = 580 кг/м³;
плотность газовой фазы при нормальных условиях = 2,703 кг/м³;
плотность газовой фазы при температуре при 15°С = 2,550 кг/м³.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) является одним из видов альтернативного топлива.

ИА Neftegaz.RU. Сжиженный углеводородный газ (СУГ), Сжиженный нефтяной газ (СНГ) или пропан-бутан (смесь пропана C₃H₈ и бутана C₄H₁₀₎ является одним из наиболее широко распространенных видов альтернативного топлива.
Смесь — пропан-бутан делают, поскольку:

использование сжиженного бутана в чистом виде не получится при отрицательных температурах,
примененять чистый пропан опасно в условиях высокой температуры из-за чрезмерного повышения давления в газовом резервуаре.

СУГ — это смесь пропана, нормального бутана, изобутана, пропилена, этана, этилена и других углеводородов.

Способы получения СУГ:

Использование смеси данных газов в качестве топлива обусловлено рядом физико-химических свойств:

высокие температуры кипения при атмосферном давлении — позволяют хранить сжиженную пропан-бутановую смесь в диапазоне эксплуатационных температур: — 40°С — + 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа);
СУГ не теряет и не изменяет своих свойств в течении долгого времени, не выветривается.
октановое число СУГ — более благоприятно в сравнении с бензином и дизельным топливом и изменяется в интервале 90 -110, в зависимости от соотношения пропана и бутана в смеси.
энергоэффективность СНГ ниже, чем у традиционных видов топлива из-за низкой энергии на ед. объема. Это повышает расход при сгорании на 10-20%, по сравнению с бензиновым топливом, но компенсируется в 2 раза меньшей ценой.
СНГ сгорает более эффективно и безопасно даже в холодном двигателе, даже когда двигатель холодный, горит относительно чисто, без дыма и пепла, то есть более экологичен.

По сравнению с дизтопливом:

— 90 % меньше твердых частиц,

— 90 % меньше оксидов азота,

— 60 % меньше углекислого газа СО₂,

— СНГ не загрязняет почву, потому что не растворяется в воде.

Каждый из компонентов газа имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы СУГ зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.

Компонентный состав сжиженного углеводородного газа регламентируется ГОСТ 20448-90 «ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ».

Стандарт предусматривает 3 марки газа:

ПТ (пропан технический),
СПБТ (смесь пропана и бутана технических),
БТ (бутан технический).

Содержание пропана, бутана и других примесей в СУГ влияет на многие его свойства, потому что значительно влияет на величину октанового числа и плотность паров топлива.

Про кислород: Обмен пропановых баллонов в Москве на обмен и покупку

Октановое число (ОЧ) — показатель сопротивления топлива детонации:

растет за счет увеличения содержания насыщенных углеводородов (пропана, н-бутана, изобутана и тд),
ненасыщенные углеводороды полимеризуются, что способствует образованию осадка — нагара в баке, в топливной системе и камере сгорания.

Упругость паров (летучесть смеси) является очень важной в низких температурах окружающей среды. Удержание ее на соответствующем уровне дает возможность СНГ выйти из бака. Оба компонента смеси являются газообразными и низкокипящими.

Пропан кипит при атмосферном давлении уже при — 42 ° С, бутан, в тех же условиях температуры при -0,5 ° С, поэтому в зимний период содержание пропана в топливном газе увеличивают для роста упругости паров газа.

Летом соотношение смеси составляет около 40% пропана и 60% бутана, а зимой соотношение является противоположным: 60/40.

Пропан дороже бутана, поэтому «зимняя» смесь тоже дороже «летней».

На АГЗС должны следить за составом смеси и не хитрить, заменяя зимнюю смесь на летнюю.

В отличие от АГЗС, на АГНКС используется компримированный сетевой природный газ из газопроводов.

Технологии производства СУГ:

непосредственно из сырой нефти:

при добыче выделяется попутный нефтяной газ (ПНГ),
при стабилизации в резервуарах выделяется этан, пропан, бутан и пентан.

каталитический риформинг, когда СНГ получается на НПЗ во время крекинга и гидрогенизации сырой нефти. Выход СНГ — примерно 2%.
одгазолирование природного газа, произведенного в процессе переработки нефти, в тч разделение углеводородов из газа более тяжелых, чем этан.

Содержание

Правильный выбор и применение газа
Ссылки
Типы и характеристики газа
Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции
Нахождение и получение
Биологические эффекты
Безопасность
БУТАНЫ
Смотреть что такое «БУТАНЫ» в других словарях:
Физические свойства
БУТАНЫ
Смотреть что такое «БУТАНЫ» в других словарях:
Изомерия
Применение и реакции
Назначение газа бутана

Правильный выбор и применение газа

При покупке газа следует ответить на три вопроса:

Для какого оборудования или инструмента необходим газ;
В каких условиях будет использоваться газ;
Какое количество газа необходимо.

При ответе на первый вопрос необходимо учитывать рекомендации производителя газового прибора или инструмента. Но обычно вопрос решается просто: для газовых паяльников и горелок рекомендуется использовать чистый бутан (н-бутан или смесь бутан-изобутан), а для походного оборудования или паяльных ламп можно использовать любые смеси бутан-пропан.

Бутановый газ и голубое топливо в кармане

При ответе на второй вопрос необходимо учитывать только температуру воздуха. Для домашнего использования можно покупать любую газовую смесь, так как при положительных температурах они работают одинаково хорошо. Но если планируется применение газового прибора на морозе, то необходимо выбирать всесезонную газовую смесь с высоким содержанием изобутана или пропана. Причем лучше отдавать предпочтение баллонам небольшого объема, так как при расширении газа он будет охлаждаться меньше, чем баллон большого объема.

Наконец, при ответе на третий вопрос необходимо учитывать расход газа прибором и его интенсивность применения. Наиболее актуально это для походных газовых приборов вроде плит, горелок, фонарей и т.д., имеющих относительно большой расход топлива. Как показывает практика, большого баллона (450 грамм) вполне хватает трем туристам на два дня для шести готовок пищи и подогрева двух литров воды для термоса. Но газ рекомендуется брать с запасом, так как возможен непредвиденный расход при установке баллона и в других случаях.

При использовании газа следует соблюдать несколько простых рекомендаций. При замене баллона редуктор прибора необходимо соединять с клапаном ровно и соосно, без перекосов, чтобы исключить утечку газа. При транспортировке и эксплуатации баллон нельзя подвергать ударам, не допускается его разбирать, пытаться снять клапан и т.д. И, конечно же, баллон нужно хранить и использовать вдали от открытого огня и от отопительных приборов.

Наконец, бутан и пропан — токсичные газы, которые ни в коем случае не допускается вдыхать! Заправку газовых приборов и замену баллонов следует производить в хорошо проветриваемых помещениях, не допуская значительных утечек газа.

Правильная покупка и использования газа бутана и смесей на его основе — залог качественной работы любых газовых приборов даже в сложных условиях.

Про кислород: Инструкция эксплуатации к кислородному концентратору -

Ссылки

Углеводороды
Алканы	Метан • Этан • Пропан • Бутан • Пентан • Гексан • Гептан • Октан • Нонан • Декан • Ундекан • Додекан • Тридекан • Тетрадекан • Гексадекан • Эйкозан …
Алкены	Этилен • Пропен • Бутен • Пентен • Гексен • Гептен • Октен …
Алкины	Ацетилен • Пропин • Бутин
Диены	Пропадиен • Бутадиен • Изопрен
Другие ненасыщеные	Винилацетилен • Диацетилен
Циклоалканы	Циклопропан • Циклобутан • Циклопентан • Циклогексан • Декалин • Индан
Ароматические	Бензол • Толуол • Диметилбензолы • Этилбензол • Пропилбензол • Кумол • Стирол • Фенилацетилен • Индан • Циклобутадиен • Дифенил • Дифенилметан • Трифенилметан • Тетрафенилметан
Полициклические	Нафталин • Антрацен • Пентацен • Фенантрен • Пирен • Бензпирен • Азулен • Хризен

Типы и характеристики газа

Сразу следует сказать, что в продаже практически нет чистых газов — в баллонах для бытового применения так или иначе находится смесь газов различного состава. Современный рынок предлагает две основных группы газовых смесей:

Смеси на основе бутана;
Смеси пропан-бутан.

К первой группе относятся смеси, содержащие в себе газы, которые в химии принято называть бутаном. В действительности бутаном называют два газа: нормальный бутан (или н-бутан) и его изомер изобутан. Отличия свойств бутана и изобутана заключаются в различной температуре кипения (это температура, при которой сжиженный газ переходит в газовую фазу, испаряется): н-бутан кипит при температуре всего -0,5°С, а изобутан при -11,7°С. Это отличие широко используется производителями, о чем будет сказано позже.

Бутановый газ и голубое топливо в кармане

Ко второй группе относятся смеси, в которые входят н-бутан и изобутан, а также некоторое количество пропана (в пределах 5-35%). Такие смеси за счет наличия пропана дают пламя с несколько более высокой температурой, а для производителя они более выгодны, так как получить смесь пропан-бутан значительно проще, чем чистый бутан.

Кстати, а почему для газового инструмента или мобильного оборудования не используются смеси с большим содержанием пропана? Дело в том, что сжиженный пропан создает значительно более высокое давление, чем бутан, поэтому для его хранения требуется использовать толстостенные стальные баллоны. Кроме того, пропан имеет низкую температуру кипения, поэтому его давление при увеличении температуры окружающей среды растет быстрее. Поэтому бутан и смеси бутан-пропан более просты в хранении и безопасны, а главное — их можно хранить в тонкостенных жестяных баллонах.

Все газовые смеси можно условно разделить на две группы:

Летние — можно использовать только при положительных температурах воздуха;
Всесезонные — можно использовать при отрицательных температурах воздуха, но обычно не ниже -20…-25°С.

«Летние» смеси содержат чистый н-бутан или смеси с высоким содержанием н-бутана (45% и более). «Всесезонные» смеси приобретают возможность нормально работать при отрицательных температурах за счет высокого содержания изобутана — до 80% и более. Некоторые всесезонные смеси могут содержать и высокое содержание пропана (до 35%) — такие смеси более дешевы, поэтому они сегодня очень популярны.

Газы продаются в баллонах четырех основных типов, отличающихся способом подачи газа в прибор:

Цанговый (штуцерный). Наиболее распространенный тип соединения, при котором газ поступает в прибор через штуцерный клапан. Такой же тип клапана используется во всех аэрозольных баллонах;
Резьбовой. Соединение баллона с газовым прибором осуществляется с помощью резьбы на клапане;
Прокалываемый. Данный тип баллона не имеет клапана, так как прокол отверстия для подачи газа выполняется при соединении с головкой (редуктором) газового прибора. Так как баллон нельзя снять до полного использования газа, его обычно называют сменным картриджем;
Клапанный. Это модифицированный резьбовой баллон, который соединяется с редуктором газового прибора защелкиванием (в России такой тип соединения практически не используется).

Наиболее универсальны штуцерные баллоны, так как с их помощью можно выполнять заправку зажигалок, газовых паяльников и других инструментов, требующих небольшого объема газа. Остальные типы баллонов применяются для горелок, паяльных ламп, мобильных плит, фонарей и других приборов с большим и постоянным расходом газа.

Про кислород: Минпромторг рассказал о «неучтенных уроках» с кислородом для больниц — РБК

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции

Прямогонную бутановую фракцию необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены метил- и этил- меркаптанами. Метод очистки бутановой фракции от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла.

Нахождение и получение

Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом гася каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца:

$\mathsf{2C_2H_5Br + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaBr}$

Биологические эффекты

Вдыхание бутана вызывает удушье и сердечную аритмию. При попадании на тело сжиженного газа или струи его испарений вызывает охлаждение до −20 °C, что крайне опасно при ингаляциях.

Безопасность

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9 — 8,4 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³.

БУТАНЫ

БУТАНЫ: газы без цвета и запаха. Известны 2 изомера: норм. Б. CH₃(CH₂)₂CH₃ (гкип — 0,5 °С) и изо-бутан (СН₃)₂СНСН₃ (t_кип — 11,7 ^оС). Содержатся в природном горючем газе и в газах нефтепереработки. Из норм. Б. получают бутадиен, уксусную к-ту, ма-леиновый ангидрид, из изобутана — высокооктановые компоненты бензинов.

Смотреть что такое «БУТАНЫ» в других словарях:

Физические свойства

Плотность жидкой фазы = 580 кг/м³^[4].
Плотность газовой фазы при нормальных условиях = 2,703 кг/м³.
Плотность газовой фазы при температуре при 15°С = 2,550 кг/м³.

БУТАНЫ

С ₄ Н ₁₀, мол. м. 58,123. Существуют 2 изомера: нормальный бутан (н-Б.) СН ₃ (СН ₂)₂ СН ₃ и изобутан (2-метилпропан, триметилметан; изо-Б.) (СН ₃)₃ СН. Бесцв. газы (см. табл.); раств. в орг. р-рителях, не раств. в воде; изо-Б. образует кристаллогидраты.

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА БУТАНОВ

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
.
.

Смотреть что такое «БУТАНЫ» в других словарях:

Изомерия

Бутан имеет два изомера:

Применение и реакции

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности С-Н связей в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль). При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии, где он имеет запах, так как содержит специально добавленные одоранты. При этом используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом. Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

$\mathsf{2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O}$

При недостатке кислорода образуется сажа или угарный газ или то и другое вместе.

$\mathsf{2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 8C + 10H_2O}$

$\mathsf{2C_4H_{10} + 9O_2 \rightarrow 8CO + 10H_2O}$

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

$\mathsf{2C_4H_{10} + 7O_2 \rightarrow C_4H_2O_3 + 8H_2O}$

н-Бутан — сырьё для получения бутена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых. Бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как пропеллент.

Назначение газа бутана

Несмотря на широкое распространение электроприборов, все еще не теряют своей актуальности газовые инструменты и оборудование. Паяльные лампы, газовые горелки, газовые паяльники, фонари, туристические плиты — эти и многие другие приборы пользуются большой популярностью и их продажи со временем только растут. Причина тому проста: газовые приборы мобильны, очень просты в работы и надежны, их можно использовать вдали от электросетей и цивилизации вообще.

Однако для работы таких приборов и инструментов необходим горючий газ, дающий пламя с высокой температурой. Сегодня для этой цели чаще других используется бутан в баллонах малого объема.

Бутан — газ бытового применения, который может использоваться для работы различных устройств, приборов, оборудования и инструментов: