Бутан, получение, свойства, химические реакции

Использует [ редактировать ]

Нормальный бутан можно использовать для смешивания бензина , в качестве топливного газа, растворителя для экстракции ароматизаторов, отдельно или в смеси с пропаном , и в качестве сырья для производства этилена и бутадиена , ключевого ингредиента синтетического каучука . Изобутан в основном используется нефтеперерабатывающими заводами для повышения (увеличения) октанового числа автомобильного бензина.

При смешивании с пропаном и другими углеводородами он может называться LPG для сжиженного нефтяного газа. Он используется в качестве компонента бензина, в качестве сырья для производства основных нефтехимических продуктов при паровом крекинге , в качестве топлива для зажигалок и в качестве пропеллента в аэрозольных распылителях, таких как дезодоранты .

Очень чистые формы бутана, особенно изобутана, могут использоваться в качестве хладагентов и в значительной степени заменили галометаны , разрушающие озоновый слой , например, в бытовых холодильниках и морозильниках. Рабочее давление системы для бутана ниже, чем для галометанов, таких как R-12 , поэтому системы R-12, такие как автомобильные системы кондиционирования воздуха, при преобразовании в чистый бутан не будут работать оптимально, и поэтому смесь изобутана и пропана используется для обеспечения производительности системы охлаждения, сопоставимой с R-12.

Бутан также используется в качестве более легкого топлива для обычной зажигалки или бутановой горелки и продается в бутылках в качестве топлива для приготовления пищи, барбекю и походных печей. На мировом рынке канистр с бутаном доминируют производители из Южной Кореи .

В качестве топлива его часто смешивают с небольшими количествами сероводорода и меркаптанов, которые придают несгоревшему газу неприятный запах, который легко уловить человеческим носом. Таким образом можно легко определить утечку бутана. Хотя сероводород и меркаптаны токсичны, они присутствуют в таких низких количествах, что опасность удушья и возгорания бутаном становится проблемой задолго до токсичности. необходима цитата Наиболее коммерчески доступный бутан также содержит определенное количество загрязняющего масла, которое можно удалить с помощью фильтрации, но которое в противном случае оставит отложение в точке воспламенения и может в конечном итоге заблокировать равномерный поток газа. Загрязняющие вещества не используются при экстракции ароматизаторов разъяснитьи бутановые газы могут вызвать взрыв газа в плохо вентилируемых помещениях, если утечки остаются незамеченными и воспламеняются от искры или пламени. необходима цитата

Канистры бутанового топлива для использования в походных печах.	Бутановая зажигалка с резервуаром для жидкого бутана	Аэрозольный баллончик, в котором в качестве пропеллента может использоваться бутан.	Баллон с бутаном, используемый для приготовления пищи

Гомологический ряд

Сходные по строению, но различающиеся одной группой CH₂ соединения называются гомологами. Гомологический ряд алканов образует метан, содержащий всего один атом углерода (CH₄).

Отличительная особенность названий алканов – суффикс -ан. Первые четыре гомолога имеют исторические названия – метан, этан, пропан, бутан. Названия последующих гомологов состоят из греческого числительного и суффикса -ан. Формулы и названия алканов приведены в таблице.

Название

Формула

Название

Формула

Название

Формула

Метан, этан, пропан, бутан – горючие газы (горят голубым пламенем). Алканы, имеющие от пяти до 15 атомов углерода, являются маслянистыми жидкостями с резким запахом бензина. Гомологи, содержащие 16 и более атомов углерода, – воскообразные и твёрдые соединение. Чем больше углерода, тем твёрже алкан.

Рис. 2. Нефть содержит жидкие алканы.

Бутан, формула, газ, характеристики:

Бутан –  органическое вещество класса алканов, состоящий из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты – acide butyrique) и суффикса «-ан» (что означает принадлежность к алканам).

Химическая формула бутана C₄H₁₀. Имеет два изомера н-бутан и изобутан. В химии название «бутан» используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана.

Рациональная формула н-бутана CH₃-CH₂-CH₂-CH₃, изобутана CH(CH₃)₃.

Строение молекулы н-бутана:

Строение молекулы изобутана:

Бутан – бесцветный газ, без вкуса, со специфическим характерным запахом.

В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа.

Образуется также при крекинге нефтепродуктов., в т.ч. сланцевой нефти.

Также содержится в сланцевом газе и сжиженном газе (сжиженном природном газе).

Пожаро- и взрывоопасен.

Мало растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Бутан по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Чем природный газ отличается от пропана?

Статистика продаж транспорта на природном газе за 2012—2013 гг. показывает увеличение спроса в два раза. Российские автопроизводители с каждым годом расширяют ассортимент техники на «голубом топливе». В то же время другое газомоторное топливо — пропан-бутан — продолжает ассоциироваться исключительно с кустарно переоборудованными «газелями». В чем же разница между этими двумя видами газового автомобильного топлива? И чем объясняется столь высокая популярность именно природного газа на транспорте?

Каждый автовладелец, имевший опыт содержания машины на газу, знает, что пропан-бутан — это жидкий газ, получаемый путем нефтепереработки. Процентное соотношение пропана и бутана в смеси регулируется госу¬дарством и зависит от климатических условий. Например, в зимний период по ГОСТу количество пропана должно быть не менее 70–80% , тогда как летом — всего 40%. Риск заправить автомобиль некачественным газом есть всегда. И многие автовладельцы знают об этом не понаслышке. Немалую роль играет тот факт, что на газозаправочные станции пропан-бутан доставляют автоцистернами, сливая в емкости для хранения. Насколько качественная смесь в итоге доедет до АГЗС, как правило, остается загадкой.

Природный газ — это чистое топливо, на 98% состоящее из простейшего углеводорода — метана. На заправочную станцию газ поступает по газопроводу. Здесь топливо проходит очистку, осушку, сжатие (компримирование), после чего подается на заправочную колонку. По сути, это топливо, которое попадает в бак автомобиля прямо с месторождения. В него невозможно что-либо добавить и изменить состав.

Пропан-бутановые заправочные комплексы всегда размещаются на безопасном расстоянии от жилого массива. Связано это с тем, что данная газовая смесь тяжелее воздуха, при утечке она быстро скапливается. Взрывоопасная концентрация пропана-бутана достигается быстро: достаточно содержания в воздухе от 1,5% до 10% этой смеси газов. По безопасности использования природный газ на порядок превосходит пропан-бутан. Он официально имеет наивысший класс безопасности среди горючих веществ. Природный газ в два раза легче воздуха и при утечке быстро растворяется в атмосфере. Во многих странах автозаправки компримированным газом строятся прямо внутри жилых кварталов, потому что это безопасно.

Пропан-бутан и природный газ отличаются друг от друга не только физическими и химическими свойствами, но и ценой. Стоимость пропан-бутана, как продукта нефтепереработки, привязана к цене «черного золота» на мировых рынках. А ситуация там известна: наблюдается стабильное удорожание. Стоимость природного газа не зависит от конъюнктуры нефтяных рынков. Сегодня его средняя розничная цена за 1 кубометр составляет всего 9–15 рублей. Топливные расходы в структуре затрат любого предприятия стоят на первом месте. Компримированный природный газ способен сократить их в 2–3 раза.

Правительство России в мае прошлого года издало распоряжение о переводе на природный газ к 2021 году половины общественного транспорта в городах-миллионниках. В городах с населением до 500 тысяч человек на газомоторное топливо будет переведена треть общественного и коммунального транспорта. Для выполнения этого плана сегодня по всей стране создается развитая сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) — станций для заправки автомобилей природным газом. Эту масштабную задачу взял на себя «Газпром», как крупнейшая энергетическая компания страны. Согласно планам, до 2021 года АГНКС появятся во всех регионах России. Очевидно, что с развитием заправочной сети переход на использование природного газа станет массовым.

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.

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.

Эффекты и проблемы со здоровьем [ править ]

Вдыхание бутана может вызвать эйфорию , сонливость , потерю сознания , асфиксию , сердечную аритмию , колебания артериального давления и временную потерю памяти при злоупотреблении непосредственно из контейнера под высоким давлением и может привести к смерти от удушья и фибрилляции желудочков . Он попадает в кровоток и в течение нескольких секунд вызывает интоксикацию. Бутан является наиболее распространенным летучим веществом в Великобритании и был причиной 52% смертей, связанных с растворителями, в 2000 году. Распыляя бутан прямо в горло, струя жидкости может быстро охладиться до -20 ° C (-4 ° F) за счет расширения, вызывая длительный ларингоспазм . Синдром », впервые описанный Бассом в 1970 году, является наиболее частой причиной смерти, связанной с растворителями, приводя к 55% известных смертельных случаев.

Бутан (вещество)

Бутан имеет два изомера:

Физические свойства

Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, при нормальном давлении легко сжижаем от −0,5 °C, замерзает при −138 °C; при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость. Критическая температура +152 °C, критическое давление 3,797 МПа.

• Растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл (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, при 15 °C — 2,550 кг/м³
• Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 МДж/моль (см.).

Нахождение и получение

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

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.

Применение и реакции

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности связей С—Н 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).

При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь:

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

н-Бутан — сырьё для получения бутилена, 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, но 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.

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.

Химические свойства бутана:

Бутан трудно вступает в химические реакции. В обычных условиях не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.

Химические свойства бутана аналогичны свойствам других представителей ряда алканов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. 1. каталитическое дегидрирование бутана:

CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2 (kat = Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3, повышенная to).

1. 2. галогенирование бутана:

CH3-CH2-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH2-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

CH3-CH2-CH2-CH3 + I2 → CH3-CHI-CH2-CH3 + HI (hv или повышенная to).

Реакция носит цепной характер. Молекула брома или йода под действием света распадается на радикалы, затем они атакуют молекулы бутана, отрывая у них атом водорода, в результате этого образуется свободный бутил CH3-CH·-CH3, который сталкиваются с молекулами брома (йода), разрушая их и образуя новые радикалы йода или брома:

Br2 → Br·+ Br· (hv); – инициирование реакции галогенирования;

CH3-CH2-CH2-CH3 + Br· → CH3-CH·-CH2-CH3 + HBr; – рост цепи реакции галогенирования;

CH3-CH·-CH2-CH3 + Br → CH3-CHBr-CH2-CH3 + Br·;

CH3-CH·-CH2-CH3 + Br· → CH3-CHBr-CH2-CH3; – обрыв цепи реакции галогенирования.

Галогенирование — это одна из реакций замещения. В первую очередь галогенируется наименее гидрированый атом углерода (третичный атом, затем вторичный, первичные атомы галогенируются в последнюю очередь). Галогенирование бутана проходит поэтапно – за один этап замещается не более одного атома водорода.

CH3-CH2-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH2-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

CH3-CHBr-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CBr2-CH2-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

и т.д.

Галогенирование будет происходить и далее, пока не будут замещены все атомы водорода.

1. 3. нитрование бутана:

См. нитрование этана.

1. 4. окисление (горение) бутана:

При избытке кислорода:

2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O.

При нехватке кислорода вместо углекислого газа (СО2) получается оксид углерода (СО), при еще меньшем количестве кислорода выделяется мелкодисперсный углерод сажа (в различном виде, в т.ч. в виде графена, фуллерена и пр.) либо их смесь.

1. 5. сульфохлорирование бутана:

C4H10 + SO2 + Cl2 → C4H9-SO2Cl + … (hv).

1. 6. сульфоокисление бутана:

2C4H10 + 2SO2 + О2 → 2C4H9-SO2ОН (повышенная to).

Реакции

Спектр синего пламени от бутановая горелка показывая CH молекулярный радикальный полосы излучения и C₂Лебединые группы

Когда кислорода много, бутан горит с образованием углекислый газ и водяной пар; когда кислород ограничен, углерод (сажа) или монооксид углерода. Бутан плотнее воздуха.

Когда кислорода достаточно:

2 С₄ЧАС₁₀ + 13 O₂ → 8 СО₂ + 10 часов₂О

Когда кислород ограничен:

2 С₄ЧАС₁₀ + 9 O₂ → 8 СО + 10 ч₂О

Максимум адиабатическое пламя температура бутана с воздуха составляет 2243 К (1970 ° C; 3578 ° F).

п-Бутан — сырье для DuPontкаталитический процесс приготовления малеиновый ангидрид:

2 канала₃CH₂CH₂CH₃ + 7 O₂ → 2 С₂ЧАС₂(CO)₂O + 8 H₂О

п-Бутан, как и все углеводороды, подвергается свободный радикал хлорирование дает как 1-хлор-, так и 2-хлорбутаны, а также более сильно хлорированные производные. Относительные скорости хлорирования частично объясняются разными энергии диссоциации связи, 425 и 411 кДж/ моль для двух типов связей C-H.

Особенности изобутана

По равнению с другими хладагентами фреон R600a имеет более высокую хладопроизводительность. Для полноценной работы техники его требуется меньше. Поэтому стоимость узлов холодильного контура снижается. Это приводит к удешевлению бытовой техники.

При замене фреона r12 на r600 не требуется больших доработок оборудования. Необходимо лишь поменять фильтр-осушитель и нарастить капиллярную трубку. Стоимость такой доработки минимальна. Учитывая разницу в цене фреонов r12 и r600a, перевоз холодильника на изобутан вполне оправдан.

Для воспламенения изобутана достаточно небольшой искры. Газ загорается если его содержание в воздухе оставляет от 14 до 85 куб. см на литр, или от 31 до 205 грамм. При другой концентрации он не загорится. Но в холодильниках его немного, поэтому вероятность пожара минимальна, хоть и существует.

При небольшой утечке газ будет гореть в непосредственной близости от места протечки. Если он выйдет сразу весь и воспламенится, то моментально вспыхнет и сгорит. При этом огонь не сможет перекинуться на другие предметы.

Многие сайты воруют друг у друга данную цитату, не задумываясь о ее бессмысленности:

Наверное, авторы статей совсем не учили физику за среднюю школу. Изобутан имеет свойство скапливаться внизу помещения. Его концентрация будет изменяться в зависимости от высоты. Если помещение не вентилируется и произошла утечка, на определенной высоте от пола соотношение изобутана и воздуха будет в пределах взрывоопасности.

Утверждение что хладагент r600a опасен, ложно. Изобутан не является токсичным или ядовитым. Отравление может произойти только при очень большой концентрации в воздухе. При утечке из бытового холодильника он абсолютно безопасен.

За счет безопасности и химической стабильности, фреон R600a не нуждается в утилизации. При ремонте системы или переводе ее на другой хладагент остатки старого газа просто стравливаются в атмосферу.

Интересный факт

К холодильной технике, рассчитанной на использование изобутана в качестве хладагента предъявляются особые требования. Она сконструирована так, что при утечке в месте скопления газа его воспламенение невозможно. Там нет электрических или электронных узлов, способных поджечь газ.

Получение бутана. Химические реакции – уравнения получения бутана:

Так как бутан в достаточном количестве содержится в природном газе, попутном нефтяном газе и выделяется при крекинге нефтепродуктов, его не получают искусственно. Его выделяют при очистке и сепарации из природного газа, ПНГ и нефти при перегонке.

Бутан в лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:

1. 1. гидрирования непредельных углеводородов, например, бутена:

CH3-CH2-CH=CH2 + H2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (kat = Ni, Pt или Pd, повышенная to).

1. 2. восстановления галогеналканов:

C4H9I + HI → C4H10 + I2 (повышенная to);

C4H9Br + H2 → C4H10 + HBr.

1. 3. взаимодействия галогеналканов с металлическим щелочным металлом, например, натрием (реакция Вюрца):

2C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr;

2C2H5Cl + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaCl.

Суть данной реакции в том, что две молекулы галогеналкана связываются в одну, реагируя с щелочным металлом.

1. 4. щелочного плавления солей одноосновных органических кислот:

C4H9-COOH + NaOH → C4H10 + Na2CO3 (повышенная to);

C4H9-COONa + NaOH → C4H10 + NaHCO3.

Бутан, формула, газ, характеристики:

Бутан – органическое вещество класса алканов , состоящий из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты – acide butyrique) и суффикса «-ан» (что означает принадлежность к алканам).

Химическая формула бутана C₄H₁₀. Имеет два изомера н-бутан и изобутан. В химии название «бутан» используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана.

Строение молекулы н-бутана:

Строение молекулы изобутана:

Бутан – бесцветный газ, без вкуса, со специфическим характерным запахом.

В природе содержится в природном газе , добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе . Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа.

Образуется также при крекинге нефтепродуктов ., в т.ч. сланцевой нефти.

Пожаро- и взрывоопасен.

Мало растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Бутан по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Физические свойства[править | править код]

• Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, при нормальном давлении легко сжижаем от −0,5 °C, замерзает при −138 °C; при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость. Критическая температура +152 °C, критическое давление 3,797 МПа.
• Растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл (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.
• Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 кДж/моль (см.).

Что такое бутан?

Бутан – это так называемый сжиженный природный (нефтяной) газ, который получается при перегонке нефти. Как и пропан, бутан по своей природе является газом, но это относится не ко всем горючим газам. Бутан становится жидким при -0,5 градусах Цельсия или ниже, в то время как пропан становится жидким только при -40 градусах Цельсия.

Другим большим отличием между бутаном и пропаном является давление: при температуре 20 градусов Цельсия бутан имеет давление около 1,2 бар, тогда как пропан не менее 7,0 бар.

Оба изомера бутана являются газами при комнатной температуре, потому что (n-) бутан имеет температуру плавления -138 C и температуру кипения -0,5 C, а метилпропан (изобутан) имеет температуру плавления -160 C и температуру кипения −12 °С.

Бутан практически не растворим в воде (90 мг / л).

Оба изомера ведут себя схожим образом: они легко воспламеняются, не обесцвечивают бромную воду и раствор перманганата калия, подвергаются воздействию только галогенов хлора и брома под воздействием света.

https://youtube.com/watch?v=oeaEldr9oSs

Что такое пропан

Пропа́н, C3H8 и бутан — органические вещества класса алканов. Бесцветный газ без запаха. Очень мало растворим в воде. Точка кипения −42,1С. Точка замерзания -188С. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 2,1 до 9,5%. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен.

В небольшом количестве пропан содержится в природном газе, в промышленных количествах пропан получают в процессе высокотемпературной переработки нефти.

Так как сам газ практически не пахнет, для безопасности и своевременной диагностики утечек газа органами обоняния человека в него добавляют одоранты, содержащие пахучие вещества. Именно их называют «запахами газа».

Где применяется пропан?

Этот газ знаком абсолютно всем современным людям. Пропан сегодня применяется практически повсеместно. В первую очередь это касается производственных процессов.

Так, технический газ пропан с успехом применяется для производства газопламенных работ на различных производственных объектах. С его помощью производят как резку металла, так и сварку конструкций. При работе с металлоломом этот газ практически незаменим для заготовки сырья.

С не меньшим успехом пропан применяется и при производстве тепловой энергии. В последующем тепло, полученное при помощи технического газа пропана, используется для обеспечения теплоснабжения, как производственных помещений, так и для подачи тепла в жилые комплексы.

В быту газ пропан находит свое применение в самых различных сферах деятельности человека. Самым распространенным способом применения этого газа является использование его в качестве энергоносителя для газовых плит и газовых колонок. С его помощью человек готовит пищу, нагревает воду. Также в индивидуальном секторе жилья пропан используется для организации отопления помещений. Для этого устанавливается специальное оборудование. Газ пропан в жилые помещения подается с помощью газопроводов. В некоторых случаях также может иметь место доставка сжиженного пропана в специальных баллонах. Соотношение между пропаном и бутаном в смеси меняется в зависимости от времени года – зимой преобладает пропан, а летом бутан.

Широко используется качестве автомобильного топлива.

В химической промышленности используется при получении мономеров для производства полипропилена.

Является исходным сырьём для производства растворителей.

Хранится и транспортируется в специальных емкостях (баллоны, цистерны) без стабилизирующих добавок при температуре до 50 °С.

В чем опасность пропана?

В первую очередь- его высокая взрывоопасность. Пропано- бутановая смесь примерно в два раза тяжелее воздуха поэтому при утечке не улетучивается, а накапливаться и тогда будет достаточно одной искры. А в смеси с воздухом его взрывоопасность увеличивается.

Вторая опасность в том, что пропан, попадая в воздух, смешивается с ним, вытесняет и уменьшает содержание кислорода в воздухе Человек, находящийся в такой атмосфере, будет испытывать кислородное голодание, а при значительных концентрациях газа в воздухе может погибнуть от удушья.

Пропан – бутановые смеси в жидком виде разъедают резину, поэтому необходимо тщательно следить за резиновыми изделиями, применяемыми в аппаратуре газопламенной обработки металлов, и в случае необходимости, производить их замену. Наибольшая опасность разъедания резины существует зимой, когда имеется большая вероятность попадания жидкой фракции в шланги.

При работе с пропан-бутаном не допускается попадания жидкой фракции на кожные покровы тела, так как в связи с быстрым ее испарением и отбором тепла наступает обморожение.

Пропан – бутановая семь обладает большим коэффициентом объемного расширения Так у пропана он в 16 раз больше чем у воды, а у бутана в 11 раз. Поэтому наполнять баллоны пропан – бутановой смесью более 85% по объему нельзя – очень опасно.

В целом можно говорить о том, что для безопасности и спокойствия необходимо периодически контролировать предельно допустимую концентрацию газа в помещении . Если вы чувствуете «запах газа» обязательно пригласите специалистов для проведения экспертизы воздуха.

Использует

Нормальный бутан может использоваться для смешивания бензина в качестве топливного газа, растворителя для экстракции ароматизаторов, отдельно или в смеси с пропаном , а также в качестве сырья для производства этилена и бутадиена , ключевого ингредиента синтетического каучука . Изобутан в основном используется нефтеперерабатывающими заводами для повышения (увеличения) октанового числа автомобильного бензина.

При смешивании с пропаном и другими углеводородами он может называться LPG для сжиженного нефтяного газа. Он используется в качестве компонента бензина, в качестве сырья для производства основных нефтехимических продуктов при паровом крекинге , в качестве топлива для зажигалок и в качестве пропеллента в аэрозольных распылителях, таких как дезодоранты .

Очень чистые формы бутана, особенно изобутана, могут использоваться в качестве хладагентов и в значительной степени заменили галометаны , разрушающие озоновый слой , например, в бытовых холодильниках и морозильниках. Рабочее давление в системе для бутана ниже, чем для галометанов, таких как R-12 , поэтому системы R-12, такие как автомобильные системы кондиционирования воздуха, при преобразовании в чистый бутан не будут работать оптимально, и, следовательно, смесь изобутана и пропана используется для обеспечения производительности системы охлаждения, сравнимой с R-12.

Бутан также используется в качестве более легкого топлива для обычной зажигалки или бутановой горелки и продается в бутылках в качестве топлива для приготовления пищи, барбекю и походных печей. На мировом рынке канистр с бутаном доминируют производители из Южной Кореи .

В качестве топлива его часто смешивают с небольшими количествами сероводорода и меркаптанов, которые придают несгоревшему газу неприятный запах, который легко уловить человеческим носом. Таким образом можно легко определить утечку бутана. Хотя сероводород и меркаптаны токсичны, они присутствуют в таких низких количествах, что опасность удушья и возгорания бутаном становится проблемой задолго до токсичности. Наиболее коммерчески доступный бутан также содержит определенное количество загрязняющего масла, которое можно удалить фильтрацией, но которое в противном случае оставит отложение в точке воспламенения и может в конечном итоге заблокировать равномерный поток газа. Бутан, используемый для экстракции ароматизаторов, не содержит этих загрязняющих веществ, а газообразный бутан может вызвать взрыв газа в плохо вентилируемых помещениях, если утечки остаются незамеченными и воспламеняются от искры или пламени. Бутан в чистом виде также используется в качестве растворителя при промышленной экстракции масла каннабиса.