Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, но при увеличении давления на относительно небольшую величину без изменения температуры переходят в жидкое состояние.

Сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов, а также газоконденсатных месторождений. На перерабатывающих заводах из них извлекают этан, пропан, а также газовый бензин. Наибольшую ценность для отрасли газоснабжения имеют пропан и бутан. Их главное преимущество в том, что их легко хранить и перевозить в виде жидкости, а использовать в виде газа. Другими словами, для перевозки и хранения сжиженных газов используются плюсы жидкой фазы, а для сжигания — газообразной.

Сжиженный углеводородный газ получил широкое применение во многих странах мира, включая Россию, для нужд промышленности, жилищного и коммунально-бытового сектора, нефтехимических производств, а также в качестве автомобильного топлива.

Молекула пропана состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода

Пропан

Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C 3 H 8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.

Бутан

При сгорании молекулы бутана в реакцию вступают четыре атома углерода и десять атомов водорода, что объясняет его большую теплотворную способность по сравнению с пропаном

Бутан (C 4 H 10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, поэтому применяется только при положительных температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении — минус 0,5°C.

Температура газа в резервуарах системы автономного газоснабжения должна быть положительной, иначе испарение бутановой составляющей СУГ будет невозможно. Для обеспечения температуры газа выше 0°C используется геотермальное тепло: газгольдер для частного дома устанавливается подземно.

Смесь пропана и бутана

В коммунально-бытовой сфере используется смесь пропана и бутана технических (СПБТ), в быту называемая пропан-бутаном. При содержании бутана в СПБТ свыше 60% бесперебойная работа резервуарных установок в климатических условия России невозможна. В таких случаях для принудительного перевода жидкой фазы в паровую применяются испарители СУГ .

Особенности и свойства СУГ

Свойства сжиженных газов влияют на меры безопасности, а также конструктивные и технические особенности оборудования, в котором они хранятся, перевозятся и используются.

Отличительные особенности сжиженных газов:

  • высокая упругость паров ;
  • не имеют запаха . Для своевременного выявления утечек сжиженным газам придают специфический запах — производят одоризацию этилмер-каптаном (C 2 H 5 SH);
  • невысокие температуры и пределы воспламеняемости. Температура воспламенения бутана — 430°C, пропана — 504°C. Нижний предел воспламеняемости пропана — 2,3%, бутана — 1,9%;
  • пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха . В случае утечки сжиженный газ может скапливаться в колодцах или подвалах. Запрещается устанавливать оборудование, работающее на сжиженном газе, в помещениях подвального типа;
  • переход в жидкую фазу при увеличении давления или уменьшении температуры ;
  • высокая теплотворная способность . Для сжигания СУГ необходимо большое количество воздуха (для сжигания 1 м³ газовой фазы пропана необходимо 24 м³ воздуха, а бутана — 31 м³ воздуха);
  • большой коэффициент объемного расширения жидкой фазы (коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды). Баллоны и резервуары заполняются не более чем на 85% геометрического объема. Заполнение более чем на 85% может привести к их разрыву, последующему быстрому истечению и испарению газа, а также воспламенению смеси с воздухом;
  • в результате испарения 1 кг жидкой фазы СУГ при н. у. получается 450 литров паровой фазы. Другими словами, 1 м³ паровой фазы пропан-бутановой смеси имеет массу 2,2 кг;
  • при сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется около 11,5 кВт×ч тепловой энергии;
  • сжиженный газ интенсивно испаряется и, попадая на кожу человека, вызывает обморожение.


Зависимость плотности пропан-бутановой смеси от ее состава и температуры

Таблица плотностей сжиженной пропан-бутановой смеси (в т/м³) в зависимости от ее состава и температуры

−25 −20 −15 −10 −5 0 5 10 15 20 25
P/B, %
100/0 0,559 0,553 0,548 0,542 0,535 0,528 0,521 0,514 0,507 0,499 0,490
90/10 0,565 0,559 0,554 0,548 0,542 0,535 0,528 0,521 0,514 0,506 0,498
80/20 0,571 0,565 0,561 0,555 0,548 0,541 0,535 0,528 0,521 0,514 0,505
70/30 0,577 0,572 0,567 0,561 0,555 0,548 0,542 0,535 0,529 0,521 0,513
60/40 0,583 0,577 0,572 0,567 0,561 0,555 0,549 0,542 0,536 0,529 0,521
50/50 0,589 0,584 0,579 0,574 0,568 0,564 0,556 0,549 0,543 0,536 0,529
40/60 0,595 0,590 0,586 0,579 0,575 0,568 0,562 0,555 0,550 0,543 0,536
30/70 0,601 0,596 0,592 0,586 0,581 0,575 0,569 0,562 0,557 0,551 0,544
20/80 0,607 0,603 0,598 0,592 0,588 0,582 0,576 0,569 0,565 0,558 0,552
10/90 0,613 0,609 0,605 0,599 0,594 0,588 0,583 0,576 0,572 0,566 0,559
0/100 0,619 0,615 0,611 0,605 0,601 0,595 0,590 0,583 0,579 0,573 0,567

T — температура газовой смеси (среднесуточная температура воздуха); P/B — соотношение пропана и бутана в смеси, %

Бутан (C 4 H 10) - органическое соединение класса алканов. В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH 3) 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 лёгочно-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 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76. Вредно воздействует на нервную систему.

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).

Безопасность

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.

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

бутан страна, бутан формула
Бута́н (C4H10) - органическое соединение, углеводород класса алканов. 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-» (французское название масляной кислоты - acide butyrique, от др.-греч. βούτῡρον, масло) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). больших концентрациях ядовит, вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-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 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76. Вредно воздействует на нервную систему.
  • 1 Изомерия
  • 2 Физические свойства
  • 3 Нахождение и получение
  • 4 Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции
  • 5 Применение и реакции
  • 6 Биологические эффекты
  • 7 Безопасность
  • 8 См. также
  • 9 Примечания
  • 10 Литература
  • 11 Ссылки

Изомерия

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. 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.

Безопасность

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

См. также

  • Циклобутан

Примечания

  1. свою очередь, др.-греч. βούτῡρον «масло» происходит от βοῦς «корова, вол» и τυρός «сыр».
  2. ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления
  3. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  4. Химическая энциклопедия Т1, М. 1988, стр. 331, Статья «Бутаны»
  5. Физико-химические свойства пропан-бутановой смеси
  6. Бутан: химически и физические свойства

Литература

  • Львов М. Д. Бутан, углеводород // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890-1907.

Ссылки

бутан вещество это, бутан на карте, бутан страна, бутан формула

Реферат на тему:

Бутан (вещество)



План:

    Введение
  • 1 Изомерия
  • 2 Физические свойства
  • 3 Нахождение и получение
  • 4 Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции
  • 5 Применение и реакции
  • 6 Биологические эффекты
  • 7 Безопасность
    • Примечания

Введение

Бута́н (C 4 H 10) - органическое соединение класса алканов. В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH 3) 3 . Название происходит от корня «бут-» (английское название масляной кислоты - butyric acid ) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Ядовит, вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-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. Вредно воздействует на нервную систему .


1. Изомерия

Бутан имеет два изомера:


2. Физические свойства

Бутан - бесцветный горючий газ, с 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 азеотропное соединение с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.


3. 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.

2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr

4. 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.

5. 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 and 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).

2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

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

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O 2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

Фирмой Дюпон разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении.

2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O

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, например, в дезодорантах.


6. 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.

7. Безопасность

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9 - 8,4 % в воздухе по обьёму. ПДК 300 мг/м³.

Примечания

  1. ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления - www.nge.ru/g_20448-90.htm
  2. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, нбутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003) - www.bestpravo.ru/fed2003/data07/tex22892.htm
  3. Химическая энциклопедия Т1, М. 1988, стр. 331, Статья «Бутаны»

СУГ - сжиженные углеводородные газы, как и любое ископаемое топливо, является не возобновляемым источником энергии. СИБУР производит СУГи в результате газопереработки попутного нефтяного газа (ПНГ), добываемого вместе с сырой нефтью и природным газом. Основой СУГ являются предельные углеводороды, содержащие три или четыре атома углерода: пропан (C3H8) и бутан (C4H10). Также могут присутствовать малые концентрации других углеводородов.

Основные области применения СУГ – сырье для нефтехимических производств, и в качестве автомобильного топлива.

Как правило, газ хранится в жидком виде под давлением или в охлажденном виде в стальных контейнерах, баллонах или резервуарах. Давление внутри резервуара будет зависеть от типа СУГ (бутан, пропан, смесь) и окружающей температуры.

Срок годности 3 месяца с даты производства
Транспортировка

Применение

  • Газо-моторное топливо
  • Пиролиз
  • Коммунально-бытовое потребление
  • Газофракционирование

Производители

  • Тобольск-Нефтехим
  • Уралоргсинтез

Документы

Пропан (C3Н8)

Пропан - органическое вещество класса алканов, с тремя атомами углерода (молекулярная формула C3H8). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Пропан марка А. Технические условия 0272-023-00151638-99):

Срок годности
Транспортировка Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

  • Газо-моторное топливо
  • Коммунально-бытовое потребление
  • Пиролиз
  • В качестве хладагента

Производители

  • Тобольск-Нефтехим
  • Уралоргсинтез

Документы

Бутан нормальный (C4Н10)

Нормальный Бутан – органическое соединение класса алканов с четырьмя атомами углерода (формула C4H10). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Бутан Марка А. Технические условия 0272-026-00151638-99):

Срок годности 6 месяцев с даты производства
Транспортировка Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

  • Пиролиз
  • В качестве сырья для получения бутиленов, 1,3-бутадиена, который является мономером для синтеза синтетических каучуков

Производители

  • Тобольск-Нефтехим
  • Уралоргсинтез

Документы

Изобутан (i-C4Н10)

Изобутан - углеводород класса алканов, изомер нормального бутана (формула i-C4H10). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Изобутан Марка A. Технические условия 0272-025-00151638-99):

Срок годности 6 месяцев с даты производства
Транспортировка Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

  • Сырье для производства изобутилена, изопрена, который является мономером для синтеза синтетических каучуков
  • Алкилирование
  • В качестве хладагента