Газ пропан из чего делают

Для  пропана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

– это предельный углеводород, содержащий три атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Время чтения:  минут

Бутан и пропан – это химические углеводородные соединения, которые имеют как сходства, так и различия. Основным сходством является их гомологическое родство и их принадлежность к классу алканов, которые также известны как «парафины». В данной статье мы расскажем о том, что такое пропан и бутан; к какому классу химических соединений они относятся; в чем их основные сходства и различия; а также расскажем, какое топливо лучше всего выбрать для заправки газгольдеров.

Что такое пропан и бутан и как их получают

Пропан и бутан, как и все алканы, – это горючие вещества, которые используются в качестве топлива. Однако из-за разных физических свойств они имеют разную специализацию. Пропан и бутан – это гомологи метана.

Их можно получить из природного сырья – например, газа, горного воска или нефти. Кроме того, пропан и бутан можно синтезировать из смеси оксида углерода и водорода.

Лабораторным путем бутан и пропан получают с помощью каталитического гидрирования пропена, пропина, бутена и бутина, а также по реакции Вюрца.

Если вы у нас впервые:

О проекте

FAQ
Статистика проекта за месяцНовых пользователей: 3245Создано вопросов: 11859Начислено баллов репутации: 807265Помогите нам стать лучше

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах  образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp3:

При образовании связи  С–С происходит перекрывание sp3-гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании связи  С–H происходит перекрывание sp3-гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp3-гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109о 28′  друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению.

молекуле пропана C3H8 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода. При этом углеродный скелет образует угол, т.е. геометрия молекулы — уголковая или V-образная.

Как используют пропан и бутан

Пропан и бутан часто используют как пропеллент. Это вещества, которые создают в аэрозольных баллонах избыточное давление и позволяет вытеснить из баллона летучее(основное) вещество. Так как пропан и бутан, как и все алканы, не имеют запаха, его можно использовать в освежителях воздуха и дезодорантах. Пропан и бутан также используют в пищевой промышленности при создании холодильных установок в качества хладогентов.

Пропан и бутан используются в качестве пропеллентов в аэрозолях(освежителях воздуха, дезодорантах и средствах от насекомых).

Пропан применяют в качестве заправок не только для автомобилей, но и зажигалок, а также как топливо в портативных электрогенераторах.

Бутан имеет менее разноплановую специализацию, так как его трудно эксплуатировать в период холодов.

Но чаще всего пропан и бутан используют в качестве автомобильного топлива, а также источника питания для газовых плит и систем отопления.

Чем алканы отличаются от других химических соединений

«Парафины» – это химические соединения, которые имеют низкую реакционную способность. Алканы не растворяются в воде и не имеют какого-либо цвета. При горении алканы выделяют очень много тепла, а пламя их – бесцветное или светло-голубое. Этот класс соединений активно применяют в промышленности, в частности – при синтезировании топлива и нефти.

В таблице вы можете увидеть список веществ, которые относятся к классу алканов.

Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

При проведении синтеза со смесью разных галогеналканов образуется смесь разных алканов.

Дегидрирование пропана

Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.

ри дегидрировании пропана образуются пропен (пропилен) или пропин:

Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

nCO + (3n+1)H2 = CnH2n+2 + nH2O

Это промышленный процесс получения алканов.

Из угарного газа и водорода можно получить пропан:

3CO + 7H2 = C3H8 + 3H2O

Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe)  соли органической кислоты.

При взаимодействии бутаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пропан и карбонат натрия:

Получение пропана в промышленности

В промышленности пропан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа. При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Гомологический ряд пропана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

Пропан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании пропана образуется смесь хлорпроизводных.

Бромирование протекает более медленно и избирательно.

Избирательность бромирования:  сначала замещается атом водорода у третичного атома углерода, затем атом водорода у вторичного атома углерода, и только затем первичный атом.

Например, при бромировании пропана преимущественно образуется 2-бромпропан:

Хлорпропан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорпропана, трихлорпропана,  тетрахлорпропана и т.д.

Нитрование пропана

Пропан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением.  Атом водорода в пропане замещается на нитрогруппу NO2.

В чем разница между бутаном и пропаном

Пропан более взрывоопасен, так как не выдерживает длительное воздействие высоких температур.

Что лучше использовать в качестве топлива

Какой же газ лучше всего использовать при заправке газгольдера? В соответствии с ГОСТ для заправки газгольдеров допустимо использование технического пропана(ПТ), технического бутана (БТ), а также их смеси (СПБТ).

Следует помнить о том, что недопустимо использование бутан-бутиленовой фракции (ББФ), которая представляет собой дешевое низкокачественное сырье. Используя ББФ вы ускоряете процесс износа оборудования.

Какое сырье лучше использовать для заправки газгольдера зависит от климатических условий и типа газгольдера.

«Летняя» смесь от «зимней» отличается соотношением бутана и пропана.  В «летней» топливе пропан составляет порядка 50 % , в том время как в «зимнем» топливе пропан составляет около 80%. Вследствие этого, «зимнее» топливо традиционно стоит дороже, чем «летнее», так как пропан – более дорогой вид газа, в отличии от бутана.

В случае с заправкой газгольдеров желание сэкономить может привести к сбою в работе оборудования. Если вы заправили газгольдер смесью, которая преимущественно состоит из бутана, вы рискуете остаться без источника тепла в периоды понижения температур.

Оптимальным решением будет заправки 50/50. В холодное время года вы можете положиться на тепло от сжигания пропана, а при потеплении –  бутана.

Наши специалисты оказывают комплексные услуги по газификации объектов и помогут вам выбрать оптимальный состав топлива для газгольдера.

Химические свойства пропана

– предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для пропана характерны реакции:

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для пропана характерны радикальные реакции.

Пропан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

Гидрирование алкенов и алкинов

Пропан можно получить из пропилена или припина:

При гидрировании пропена образуется пропан:

При полном гидрировании пропина также образуется пропан:

Окисление пропана

– слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

Полное окисление – горение

Пропан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пропана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении пропана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.