Где применяют пропан?
Благодаря высокой температуре горения, пропан широко применяется в качестве топлива для автомобилей, как топливный элемент для газовых плит и отопительных систем. На предприятиях используется в процессе резки металла и сварки металлоконструкций. В пищевой и химической промышленности он применим в качестве растворителя или пищевой добавки.
Пропан-бутановая смесь
Применение бутана. Пропан-бутановая смесь
Бутан (C4H10) — газ со специфическим запахом, не имеющий цвета и вкуса. Легко сжижается, хорошо растворим в воде и органических растворителях. Легковоспламеним, при превышенной концентрации может вызвать взрыв. Температура кипения – 0,5 градусов С.
Оказывает негативное воздействие на нервную систему человека, обладает наркотическим действием, вызывает удушье, сердечную аритмию и дисфункцию легочно-дыхательного аппарата. Длительное вдыхание вызывает галлюцинации и может привести к летальному исходу. Содержится в природном газе, получаемом из газовых и газоконденсатных месторождений, а также в нефтяном и сланцевом газе. Образуется при крекинге нефтепродуктов.
Применение газа C4H10
Бутан широко используется в быту (баллоны для газовых плит), автомобилях, отопительных аппаратах. Н-бутан служит сырьем в химической и нефтехимической отрасли для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонентов бензина с высоким октановым числом, при образовании прочих химических веществ. В пищевой промышленности применяется в качестве пищевых добавок E943a и E943b (изобутан), используемый как пропеллент. Изобутан является хладагентом в холодильниках, системах кондиционирования, морозильных камерах и установках.
Также во многих отраслях промышленности, производства и быта используется смесь пропана и бутана, полученная из нефти и конденсата попутных газов. Нефтяной газ является экологически безопасным топливом для котельных и автотранспорта, находит применение в отопительных системах домов, аграрной промышленности, при сварочных работах и резке металлов.
Отравление бутаном
В зависимости от концентрации смеси в воздухе наблюдаются разные симптомы интоксикации:
Первая стадия: головокружение, обильное слезотечение, боль в глазах, сонливость, апатия. Начинается небольшая асфиксия, выраженная одышкой.
Вторая: учащается сердцебиение, нарушается координация, человек дезориентируется в пространстве. Нарушенное дыхание влечет за собой обморочное состояние.
Третья: большое скопление примеси поражает разные отделы головного мозга и сердечную мышцу. Развивается отек легких, что еще больше затрудняет дыхание. Пострадавший прибывает без сознания.
Вдыхание чрезмерной концентрации C4H10 грозит мгновенной потерей сознания и удушьем. Смерть наступает через 5-6 минут от сердечной и дыхательной недостаточности.
До приезда медицинских работников пострадавшему необходимо оказать первую помощь:
- вынести человека на свежий воздух;
- при отсутствии дыхания выполнить базовую сердечно-легочную реанимацию;
- восстановить тепловой баланс в организме: напоить горячим чаем, согреть одеялом, к ногам приложить грелку;
- обеспечить обильное питье.
Газоанализаторы бутана
Для обеспечения безопасности предприятий, работающих с горючим веществом, а также складов хранения C4H10, необходим беспрерывный контроль концентрации взрывоопасного газа. Рабочие объекты должны быть оснащены специальным газоаналитическим оборудованием, вовремя реагирующим на довзрывоопасные концентрации бутана.
Стационарными установками, производящими постоянное измерение ДВК опасного газа: СТМ-10, СТМ-30М, ДАТ-М, RGDGPLMP1, RGDGP5MP1, SGYGP0V4NC, SGWGP0NXM, ДАК, Хоббит-Т, B30-WPD/CAL07, Сигма-03.Д, Сигма-03.ДВ, Д3КМ54, Д3.
Переносными устройствами, являющимися средствами индивидуальной защиты сотрудников: Лидер 02, СЕАН-Н, ОКА-М, Сигнал-4, Сигнал-022.
Установка данных приборов минимизирует риск возникновения аварийной ситуации, влекущей за собой пожар или взрыв на производстве. Приобрести газоанализаторы на бутан можно в компании RTECO – надежного поставщика КИПиА на территории России.
Зачем смешивают пропан и бутан?
При отрицательных температурах бутан в чистом виде теряет свои основные свойства. А пропан неприменим в жарком климате.
Чтобы избежать нужды в производстве для каждого региона по температурному режиму своей марки газа, ГОСТом предусмотрена смесь этих двух компонентов в определенном соотношении.
Технологический фактор
Помимо климатического фактора, выделяют технологическую необходимость соединения пропана с бутаном. На нефтеперерабатывающих предприятиях эти два газа производятся в разных объёмах. Поэтому в рамках сырьевой политики выгодно смешивать их между собой в определенной пропорции.
СУГ легко поддается переходу из жидкого состояния в газообразное, а благодаря комбинации температурных режимов пропана и бутана, их смесь в целом отличается большой стойкостью к замерзанию и кипению.
Способы получения пропан-бутана
В процессе переработки нефтяных газов и самой нефти на перерабатывающих заводах извлекают этан, пропан, бутан, а также газовый бензин.
Зачем сжижают природный газ?
Из недр земли голубое топливо добывается в виде смеси из метана, этана, пропана, бутана, гелия, азота, сероводорода и других газов, а также различных их производных.
Часть из них применяется в химической промышленности, а часть сжигается в котлах или турбинах для генерации тепловой и электрической энергии. Плюс некоторый объем добытого используется в качестве газомоторного горючего.
Расчеты газовиков показывают, что если голубое топливо надо доставить на расстояние в 2500 км и больше, то в сжиженном виде зачастую делать это выгодней, нежели трубопроводным способом
Основная причина сжижения природного газа – упрощение его перевозки на дальние расстояния. Если потребитель и скважина добычи газового топлива находятся на суше недалеко друг от друга, то проще и выгодней проложить между ними трубу. Но в ряде случаев магистраль строить выходит слишком дорого и проблематично из-за географических нюансов. Поэтому и прибегают к различным технологиям получения СПГ либо СУГ в жидком виде.
Экономика и безопасность перевозок
После того как газ сжижен, он уже в виде жидкости закачивается в специальные емкости для перевозки морским, речным, автомобильным и/или железнодорожным транспортом. При этом технологически сжижение является достаточно затратным с энергетической точки зрения процессом.
На разных заводах на это уходит до 25% от исходного объема топлива. То есть для выработки нужной по технологии энергии приходиться сжигать до 1 тонны СПГ на каждые его три тонны в готовом виде. Но природный газ сейчас сильно востребован, все окупается.
В сжиженном виде метан (пропан-бутан) занимает в 500–600 раз меньший объем, нежели в газообразном состоянии
Пока природный газ находится в состоянии жидкости, он не горюч и взрывобезопасен. Только после испарения в ходе регазификации, полученная газовая смесь оказывается пригодна для сжигания в котлах и варочных плитах. Поэтому, если СПГ или СУГ используются как углеводородное топливо, то их обязательно приходится регазифицировать.
Использование в различных сферах
Чаще всего термины «сжиженный газ» и «сжижение газа» упоминаются в контексте перевозки углеводородного энергоносителя. То есть сначала происходит добыча голубого топлива, а потом его преобразование в СУГ или СПГ. Дальше полученную жидкость перевозят и после вновь возвращают в газообразное состояние для того или иного применения.
СУГ (сжиженный углеводородный газ) на 95% и более состоит из пропан-бутановой смеси, а СПГ (сжиженный природный газ) на 85–95% из метана. Это схожие и одновременно кардинально разные виды топлива
СУГ из пропан-бутана в основном используют в качестве:
- газомоторного топлива;
- горючего для закачки в газгольдеры автономных систем отопления;
- жидкостей для заправки зажигалок и газовых баллонов емкостью от 200 мл до 50 л.
СПГ обычно производят исключительно для перевозки на дальние расстояния. Если для хранения СУГ достаточно емкости, способной выдержать давление в несколько атмосфер, то для сжиженного метана требуются специальные криогенные резервуары.
Оборудование для хранения СПГ отличается высокой технологичностью и занимает много места. Использовать такое топливо в легковых автомобилях не выгодно из-за дороговизны баллонов. Грузовики на СПГ в виде единичных экспериментальных моделей уже по дорогам ездят, но в сегменте легковушек это «жидкое» горючее вряд ли в ближайшем будущем найдет себе широкое применение.
Сжиженный метан как топливо сейчас все чаще используется при эксплуатации:
- железнодорожных тепловозов;
- морских судов;
- речного транспорта.
Помимо использования в качестве энергоносителя LPG и LNG также применяются непосредственно в жидком виде на газо-нефтехимических заводах. Из них делают различные пластмассы и иные материалы на углеводородной основе.
Химические и физические свойства
Пропан-бутан не имеет запаха. Однако отличается высокой взрывоопасностью. Поэтому, чтобы иметь возможность незамедлительно выявить утечку в случае чего, в эту смесь положено добавлять сильно пахнущее вещество-одорант — этилмеркаптан.
Вследствие свойства появления давления пара при наличии в баллоне жидкой фазы, этот газ удобно хранить в небольших объемах.
Зависимость давления насыщенных паров пропан-бутановой смеси от температуры
В рамках применения в качестве топливной смеси бутан довольно калориен, а пропан при низких температурах легко испаряется. Поэтому большую роль играет соотношение этих веществ в смеси в зависимости от температурного режима.
Как правило, чем ниже температура, тем больше пропана должно быть в смеси (70-80%). Летом хватит, чтобы содержание пропана в смеси было около 40%.
Сравнение
Поскольку и пропан, и бутан – горючие газы, общей областью их применения является использование в качестве топлива. Только, исходя из разных физических свойств, специализация у них несколько различается.
Пропан имеет более разноплановую специализацию, чем бутан. В качестве топлива он используется не только для заправки автомобилей и зажигалок, но и для резки металла, в дорожных работах (для прогрева битума и асфальта), в качестве топлива портативных электрогенераторов и так далее. Применять чистый бутан в столь широком диапазоне затруднительно в первую очередь из-за того, что у него слишком высокая температура сжижения. Это создает сложности при его эксплуатации в холодный период.
И пропан, и бутан (второй чаще) используются в качестве пропеллентов. Так называют вещества, с помощью которых в аэрозольных баллонах создается избыточное давление, позволяющее вытеснять из емкости летучее вещество и распылять его в воздухе. Применение этих газов в данном качестве возможно, поскольку в чистом виде они не имеют запаха, а в их рабочие горючие смеси добавляют специальные ароматические вещества, чтобы наличие пропана и бутана в воздухе определялось без использования специальных анализаторов. Из других их «профессий» можно упомянуть пищевую: пропан – пищевая добавка Е944, бутан – Е943. Кроме этого, они используются в качестве хладагентов в холодильных установках, так как экологичнее ныне популярных фреонов и не разрушают озонового слоя.
Транспортирование и хранение
Так как испарение жидкости в СУГ происходит даже при 0 °С, эти назы принято хранить строга в закрытых ёмкостях.
Крупные потребители получают углеводородные газы в железнодорожных или автомобильных цистернах, из которых их переливают в заводские стационарные емкости.
Мелкие потребители пользуются обычно баллонами.
Транспортируют газы в соответствии с правилами перевозок опасных грузов и правилами безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
В первую очередь, стоит учитывать свойства пропана. Его температура в баллоне не должна превышать 15 градусов по Цельсию, иначе существует риск возгорания.
