Для чего используют пропан
Пропан. Все аспекты применения в быту и производстве технического газа пропана
Современный уровень развития технического прогресса позволяет людям использовать для решения своих повседневных задач самые различные энергоносители. Одним из таких ресурсов является технический газ 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 неответственных конструкций. При работе с металлоломом этот газ практически незаменим для заготовки сырья. Это связанно с тем, что остальные технические газы для сварочных работ стоят на порядок дороже и не позволяют оптимизировать расходы на производстве.
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.
В последнее время пропан в бытовых условиях нашел еще одно свое применение. Его используют в качестве автомобильного топлива. Для этого автотранспортное средство оснащается комплектом оборудования, которое позволяет использовать этот технический газ для работы двигателя. Данный вид оптимизации приводит к значительной экономии денежных средств автомобилиста. Также существенно снижается уровень выброса вредных веществ от сгорания топлива в атмосферу.
Стоит знать – что собой представляет газ пропан, каковы его преимущества и недостатки. Прежде всего, стоит отметить, что технический газ пропан является синтетическим продуктом. Его часто называют природным газом. В части это утверждение верно. Действительно, пропан производится на основе природного газа, который является остаточным продуктом процесса добычи нефти. Это так называемый, сопутствующий газ.
По своим свойствам газ пропан практически ничем не отличается от природного газа. Он имеет высокое октановое число. Также обладает отличными экологическими и эксплуатационными показателями. Пропан, который поставляется потребителям для использования, находиться в сжиженном состоянии. Для того чтобы обеспечить сжиженное состояние газа, его хранят и перевозят под высоким давлением. При этом следует знать, что, если пропан поставляется в баллонах, то степень наполненности емкости не должна превышать 90%. Это обеспечит высокий уровень безопасности применения пропана в бытовых и производственных целях.
Газ пропан – не является ядовитым отравляющим веществом. Он достаточно безопасен для применения, если соблюдаются все требования технической эксплуатации. Так, баллоны с пропаном не должны храниться в жилых помещениях. При их хранении следует обеспечивать отсутствие открытых источников тепла и воздействия солнечного света. Газопроводы должна выполняться из стальных бесшовных труб.
При производстве сварочных работ технический газ пропан используется в смеси с кислородом. Этот газ с успехом заменяет в сварке ацетилен. При этом несомненным преимуществом пропана является его более низкая себестоимость и повсеместная доступность. Однако есть и недостатки.
В частности, температура горения пропана почти на тысячу градусов ниже температуры горения ацетилена. Это создает определенные трудности в ходе сварочных работ. Есть такие участки работ, на которых применение пропана для газопламенных работ может существенно снизить качество произведенных работ. Сварка металлических деталей с толщиной выше шести миллиметров при помощи пропана будет крайне затруднительна.
К основным недостаткам сварки при помощи пропана можно отнести такие побочные эффекты, как большой процент деформации детали, наличие крупных зерен в самом шве и околошовном пространстве. Достаточно сложно при этом и отрегулировать факел горелки. Для того, чтобы правильно настроить восстановительный, окислительный или нормальный режим горелки для применения пропана, сварщику необходимо обладать большим опытом таких работ.
Для сварки с помощью технического газа пропана используются только инжекторные газовые горелки. Сегодня практически все виды предлагаемых на рынке сварочного оборудования горелки и резаки, являются инжекторными. Поэтому особых проблем с выбором подходящего сварочного оборудования для производства обработки металлов с помощью пропана у сварщика не возникнет.
История применения пропана в быту и производстве насчитывает внушительный период времени. Пропан входит в нашу жизнь с каждым годом все более тесно. Этот газ будет применяться еще долгое время. Это связано с его экономичностью, высокими потребительскими свойствами и доступностью для широкого круга потребителей.
Пропан и бутан – синтез и применение
Это газообразные вещества, которые относятся к насыщенным углеводородам метанового ряда. Они содержатся в газах, сопутствующих добыче нефти. В промышленных условиях пропан и бутан получают в процессе переработки нефти путем термического крекинга, а также при каталитическом синтезе из смеси водорода и двуокиси углерода.
Одно из важнейших свойств этих газов – это высокие теплотворные показатели. Пропан и бутан при полном сгорании разлагаются на воду и углекислый газ, не образуя при этом вредных побочных продуктов.
Применение пропан-бутановой смеси в качестве топлива в горелках котельного оборудования – хорошая альтернатива природному газу. Цена этого топлива гораздо ниже, чем стоимость природного газа, так как оба компонента (пропан и бутан) являются побочными продуктами переработки нефти. Пропан-бутановую смесь можно использовать в котельных, работающих на природном газе, в качестве второго вида топлива. Большинство стандартных газовых горелок не нуждаются в технических изменениях при переходе с природного газа на смесь пропан-бутан.
Сегодня пропан-бутановые смеси достаточно широко применяется в качестве автомобильного топлива. Это обусловлено недорогой стоимостью (в два раза дешевле, чем бензин) и экологичностью этого вида топлива. Затраты на установку дополнительного газобаллонного оборудования окупаются очень быстро.
Сжиженный пропан-бутан может поставляться в больших промышленных емкостях либо в специальных баллонах объемом от пяти до пятидесяти литров. Пропановые баллоны – это оборотная тара. То есть, после того, как газ из баллона использован, его можно заправить вновь. Заправка баллонов пропаном может производиться только на специализированных газозаправочных станциях, где помимо заправки проводят и проверку технического состояния баллонов.
Пропан используют на химических производствах в качестве сырья для получения полипропилена. В процессе реакции каталитического дегидратирования (в качестве катализатора применяют оксид хрома) при высоких температурах пропан преобразуется в пропилен. Выход чистого пропилена очень высок – около 95%.
Смесь химически чистого пропана и изобутана используют как хладагент в холодильных установках и кондиционерах. Эта смесь, в отличие от применяемых ранее хладагентов, не повреждает озоновый слой.
Сферы применения пропан-бутана: в промышленности и в быту
Газовая смесь, состоящая из пропана и бутана, имеет весьма широкую область применения. Чаще всего она используется в качестве альтернативного вида топлива для газоснабжения частных домов, дачных участков, мелких предприятий, а также внутри промышленных помещений на крупных производственных комплексах.
В быту пропаново-бутановая смесь используется для отопления помещения, подогрева горячей воды и приготовления пищи. При заправке и покупке бытовых газовых баллонов необходимо учитывать сезонность. Зимой в емкость закачивают морозостойкие смеси, состоящие почти на 90% из пропана, летом – газ, где соотношение фракций примерно равное.
Промышленность
Пропан-бутан широко используется в самых разных областях промышленного сектора
Резка металлов
Газовая смесь из пропан-бутана, ацетилена и кислорода генерирует пламенную струю температурой плавления металла. Подача кислорода обеспечивает воспламенение в точке соприкосновения струи с металлом, давая возможность осуществлять резку и придавать листовому металлу нужную форму.
Сварочные работы
Почти все горелки, используемые для ручной сварки низкоуглеродистой стали, наплавки и пайки цветных металлов функционируют на пропанобутановой газовой смеси.
Пищевая промышленность
В пищевой сфере пропан и бутан представлен в качестве пищевых добавок Е 944 и Е 943а. Первая добавка (пропан) применяется для снижения концентрации ароматизаторов и растворения жирных кислот. С ее помощью изготавливают низкокалорийные и обезжиренные продукты.
Бутан (Е 943а) применяется при производстве баллонов для взбитых сливок, муссов и аэрозолей с пищевыми красителями.
Система охлаждения
Изобутан, как и пропан часто применяются в качестве хладагентов при работе холодильных установок и кондиционеров.
Художественная сфера
Как и в пищевой промышленности, баллоны с аэрозольной краской заправляются пропаново-бутановой смесью. Воздухом заправлять подобные баллоны нельзя, так как он создает избыточно высокое давление внутри емкости. Пропан-бутан, наоборот, поддерживает равновесный баланс между газовой и жидкостной средой, представленной краской. Поэтому при нажатии на клапан баллона краска легко распыляется по любой поверхности. Баллоны с краской особенно популярны у художников, рисующих граффити.
Транспорт
Пропаново-бутановая газовая смесь может использоваться в качестве транспортного топлива для двигателей внутреннего сгорания, наряду с бензином и дизелем.
Косметическая сфера
Здесь также, как и в художественной области, пропан-бутан применяется в качестве пропеллента для равномерного распыления средств для волос и кожи, например, лаков, защитной пенки или средства от загара.
Сообщества Ремонт и Эксплуатация ГБО Блог Пропан или Метан
Применение
Благодаря своим свойствам, таким как высокая теплотворная способность при сгорании, сгорание без остатка, безвредность и безопасность при правильной эксплуатации, удобство в использовании, пропан является универсальным газом и широко используется и на производстве, и в быту. Для производственных и бытовых целей поставляется в виде смеси пропан-бутановой технической. Бутан (C4h20) — органическое соединение класса алканов. На сегодняшний день спрос на СПБТ огромен.
На производстве При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях: – в заготовительном производстве; – для резки металлолома; – для сварки неответственных металлоконструкций. При кровельных работах. Для обогрева производственных помещений в строительстве. Для обогрева производственных помещений (на фермах, птицефабриках, в теплицах). Для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности. В быту – при приготовлении пищи в домашних и походных условиях; – для подогрева воды; – для сезонного обогрева отдалённых помещений – частных домов, отелей, ферм; – для сварки труб, теплиц, гаражей и других хозяйственных конструкций с использованием газосварочных постов.
В последнее время широко используется в качестве автомобильного топлива, т.к. дешевле и экологически безопаснее бензина. В химической промышленности используется при получении мономеров для производства полипропилена. Является исходным сырьём для производства растворителей. В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944, как пропеллент.
Хладагент. Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a) (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей) с изобутаном (R-600a) не разрушает озонового слоя и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22, R-134a) в традиционных стационарных холодильных установках и систем кондиционирования воздуха.
Показатели качества газов углеводородных сжиженных определяются по ГОСТ 10157-79.
Физические свойства СУГ
Технология разделения основывается на разной упругости насыщенных паров и на различии давлений отдельных компонентов. Именно за счет требуемой упругости газа и давления насыщенных паров появляется возможность использовать СУГ в качестве источника для отопления, при котором газ начнет поступать из резервуара в газопровод.
Для достижения необходимых условий необходимо установить оптимальное соотношение жидкой и паровой фаз. Способность поддерживать одновременно жидкое и газообразное состояние является ключевой особенностью сжиженного углеводородного газа.
В процессе хранения или перевозки часть среды имеет свойство переходить в паровую фазу, в то время как оставшаяся часть будет оставаться в виде жидкости. Разница в объеме между двумя фазами огромна. Для сравнения, 1 м3 газообразной смеси равны 4 л сжиженного газа, что означает уменьшение объема практически в 250 раз. Так как при повышении температуры газ начинает расширяться, при хранении СУГ следует учитывать нормативные требования — газгольдер (специальный резервуар для хранения СУГ) или баллоны допустимо заполнять не более, чем на 85%.
Таким образом, спобность СУГ к испарению напрямую зависит от процентного соотношения пропана и бутана, а также от температуры воздуха. Например, при низких температурах окружающего воздуха давление у пропана выше, чем у бутана, а, следовательно, выше его испаряемость.
Летние и зимние смеси СУГ
В предыдущие года уделялось особое внимание соотношению смеси пропана к бутану в зимнее и летнее время:
Исследованиями было доказано, что при низкой температуре окружающей среды эффективнее использовать смесь с большим содержанием пропана. В то же время, в жаркое время года количество пропана нужно снижать. Летом бутан испаряется гораздо менее интенсивно, что снижает риск возникновения повышенного давления и предотвращает срабатывание клапана сброса.
На данный момент деление на летний и зимний вариант стало менее актуальным. Сейчас состав СУГ рассчитывается с учетом индивидуальных характеристик объекта, что дает поставщикам возможность подбирать содержание пропана и бутана под конкретное оборудование. По желанию Заказчика содержание пропана в смеси можно увеличить вплоть до 100%.
Тем не менее, для максимально эффективной эксплуатации газового оборудования необходимо тщательно подбирать состав сжиженного углеводородного газа. Правильное соотношение компонентов пропан-бутановой смеси обеспечивает достаточное избыточное давление в емкостях, гарантируя бесперебойную подачу горячего водоснабжения как в сильные морозы, так и в жаркие дни.
Химический состав СУГ
Есть два основных пути получения СУГ: из попутного нефтяного газа или из конденсатной фракции природного газа. Процесс получения выполняется с помощью абсорбционно-газофракционирующей установки, которая разделяет газ на составляющие:
Содержание в составе СУГ пропана и бутана составляет не менее 95%, количество непредельных углеводородов — примерно 1%. Также в составе допускается наличие изомерных соединений — изобутана и изобутилена.
Полученная пропан-бутановая смесь не имеет запаха, поэтому по правилам техники безопасности осуществляется принудительная ароматизация. Характерный неприятный запах придается посредством этантиола, который начинает ощущаться при 1/5 взрывоопасной концентрации СУГ в воздухе.
Что такое пропан
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.
Природный газ в качестве автомобильного топлива
Большинство автомобилей, который переходят на газовое топливо используют пропан-бутан. Но как дела обстоят с метаном, ведь авто производители серийно выпускают машины именно на этом топливе и считают его перспективным. Так почему это происходит.
В третьих, запасы природного газа огромны, их хватит на ближайшие 150 лет, а цена в 3 раза дешевле автомобильного топлива. Но надо учитывать, что расход на газовом топливе будет чуть выше, т.к. на одном кубометре метана можно проехать столько же, сколько на 1,1 литре бензина.
Плюсы и минусы пропан-бутана
Несмотря на то, что расход газа примерно на 10-15% больше, чем бензина, экономия получается значительная. Все затраты на покупку и установку газового оборудования окупаются за 10-20 тысяч километров, т.к. стоимость пропана-бутана в полтора раза дешевле бензина. С заправкой, как правило, проблем не бывает – сеть пропан-бутановых заправок обширна по всей стране.
Газовое оборудование – это фактически дополнительный бак, увеличивающий запас хода на 200-500 км. В эксплуатации такой автомобиль не доставит хлопот. Двигатель пускается на бензине и при достижении температуры +25 о С в системе охлаждения переходит на газовое топливо. Автоматика тем самым следит, чтобы не обледенел газовый редуктор. Кроме того, переход с одного вида топлива на другое может производится непосредственно из салона вручную.
Если сравнивать езду в городе, то заметной разницы между ездой на газе и бензине не ощущается. Не будет ни каких проблем с троганием и реакций на педаль “газа”, но в предельных режимах – мощности не достает. Так, работа на газе уменьшает отдачу серийного двигателя мощностью 106 л.с. до 98 л.с. Это может стать неудобным при обгонах на трассе, но решение – это заранее переключиться на работу бензина.
Главный минус – значительное сокращение объема багажника. Дополнительный бак устанавливают в нишу запаски, а само запасное колесо придется перенести в багажник. В хэтчбеках газовый баллон вообще оказывается в салоне. Тем самым сводятся на нет конструктивные преимущества, позволяющие увеличивать объем багажника за счет складывания задних сидений.
Еще один минус: газ потенциально более опасен, чем бензин. Разумеется, качественно установленное оборудование не доставляет владельцу хлопот
Тем не менее, его техническому состоянию следует уделять пристальное внимание. Отметим, что газ взрывоопасен лишь в 5-10-процентном соотношении с воздухом, а такую концентрацию создать на открытом воздухе невозможно
И тем более на движущемся автомобиле.
К менее существенным недостаткам заправки автомобиля газовым топливом можно отнести некоторое ухудшение разгонной динамики автомобиля (на 5%), что, впрочем, компенсируется некоторым увеличением расхода газа. Кроме того, время горения газа более продолжительное, чем у бензина, и температура в камере сгорания выше.
Как это работает
При сгорании одного галлона бензина производится энергия, равная примерно 1,25 х 105 БТЕ, что в 1,5 раза больше энергии, которая выделяется при полном сгорании одного галлона жидкого пропана. В разных странах эта величина может меняться в зависимости от сорта топлива и степени его очистки. Экономические показатели зависят от цены альтернативного топлива, цены бензина, коэффициента полезного действия бензинового двигателя, коэффициента полезного действия двигателя на альтернативном топливе.
Для сравнения двух видов топлива на основе коэффициента GGE 138 можно пользоваться не только такими единицами измерения, как галлон и БТЕ, но и, например, литрами и джоулями. Применяя эту вторую пару единиц измерения для оценки энергии, выделяемой пропаном и бензином, мы получим все ту же величину Gp = 1,5, так как это безразмерная величина, определяющая отношение двух параметров, и ее значение не меняется, если оба параметра выражены в одних и тех же единицах измерения.
Мощность, скорость движения и ускорение транспортных средств с двигателями на пропане такие же, как и у тех, что имеют двигатели на метане. Для наполнения бака двигателя на пропане требуется примерно такое же время, за которое наполняется бак двигателя, работающего на ископаемом топливе. У большинства используемых сейчас автомобилей на пропане были модифицированы обычные бензиновые или дизельные двигатели. Однако некоторые производители уже предлагают новые модели автомобилей с двигателями на пропане. В США имеются тысячи заправочных станций, где производится заправка пропаном, но все-таки они не столь часто встречаются, как заправочные станции для заправки бензином и дизельным топливом.
Молярная масса пропана
Пропан содержится в природных газах, в попутных газах нефтедобычи и нефтепереработки, например, в газах каталитического крекинга, в коксовых газах, газах синтеза углеводородов из СО и Н 2 по Фишеру — Тропшу.
Из промышленных газов пропан выделяют: ректификацией под давлением, низкотемпературной абсорбцией в растворителях под давлением, адсорбцией активированным углём, молекулярными ситами.
Дегидрированием пропана на хромовых катализаторах при высокой температуре или в присутствии О 2 и йода производят пропилен. Термическим и фотохимическим хлорированием пропана получают в основном монохлорпропаны. Смеси пропана с Cl 2 взрывчаты (пределы взрываемости 8 — 42% С 3 Н 8 ).
Пропан применяется в качестве растворителя для депарафинизации и деасфальтирования нефтепродуктов, в процессах полимеризации виниловых эфиров и для экстракции жиров. Пропан применяют также для получения сажи; с кислородом — для резки металла. В смеси с бутаном в баллонах пропан широко используется как бытовой газ и как бездымное горючее для автомобилей.