Бутан газ

Разница между пропаном и бутаном

Пропан и бутан являются химическими углеводородными соединениями, относящимися к классу алканов. В обычных условиях это горючие газы со схожими свойствами. Однако, несмотря на то, что в гомологическом ряду алканов эти газы – соседи, различия между ними все же существуют. Рассмотрим, чем отличается пропан от бутана и что у них общего.

Содержание статьи

Другие названия этого класса углеводородных соединений – парафины, а также насыщенные алифатические углеводороды. Это ациклические соединения углерода и водорода, в которых атомы образуют прямые или разветвленные цепи; общая формула алканов – CnH2n+2.

В этой формуле С – атомы углерода, Н – атомы водорода, а нижние индексы обозначают их количество в молекуле. Первым в ряду алканов стоит метан, имеющий формулу СН4. Пропан и бутан с формулами (соответственно) С3Н8 и С4Н10 занимают третью и четвертую позиции.

Обратите внимание

Отличие пропана от бутана не только в количестве находящихся в молекуле атомов углерода и водорода, разными являются и свойства соединений.

Первое, что бросается в глаза при изучении их физических свойств, – разные условия перехода из одного агрегатного состояния в другое (то есть из твердого в жидкое и далее в газообразное) при обычном атмосферном давлении.

Например, пропан переходит из твердого состояния в жидкое (то есть «плавится») при температуре –187,6 градусов по Цельсию, а из жидкого в газообразное («кипит») – при температуре –42,09 градуса. Для бутана эти цифры другие: он плавится при температуре –138,4 градуса, кипит при температуре –0,5 градуса. Оба газа плохо растворяются в воде.

к содержанию ↑

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.

к содержанию ↑

Таблица

Ответ на вопрос, в чем разница между пропаном и бутаном, очевиден. Эти соединения углерода и водорода, стоящие в гомологическом ряду по соседству, отличаются друг от друга немного. Разность их свойств зависит в первую очередь от разного количества атомов составляющих их простых веществ, которые содержат молекулы соединений.

Пропан
Бутан

Химическая формула
С3Н8
С4Н10

Что собой представляет
Бесцветный горючий газ без запаха
Бесцветный горючий газ без запаха

Физические свойства
Температура плавления при нормальном атмосферном давлении –187,6 °С; температура кипения –42,09 °С
Температура плавления при нормальном атмосферном давлении –138,4 °С; температура кипения –0,5 °С

Использование
Сырье для химической промышленности, широко используется в качестве топлива, пищевая промышленность (пищевая добавка Е944), возможно применение в качестве хладагента в холодильных установках
Сырье для химической промышленности, используется в качестве топлива (диапазон применения уже, чем у пропана), пищевая промышленность (пищевая добавка Е943), возможно использование в качестве хладагента в холодильных установках

Каким газом заправляют автомобили, пропан и бутан в чем разница

С появлением двигателей внутреннего сгорания поиск экономных и экологичных видов топлива не прекращается. Углеводородные газы уверенно, постепенно занимают нишу в этой области.

Несколько десятилетий владельцев транспортных средств волнует вопрос: какой вид газа оптимально решает проблемы экономичности топлива, пропан-бутан или метан?

Для чего нужно знать особенности пропана и метана?

Когда-то наиболее экономичным топливом было дизельное. Водители выбирали автомобили с соответствующим двигателем либо выполняли переоборудование. Со временем стоимость дизельного горючего намного увеличилась, самым дешёвым современным способом экономии топлива стало использование газа.

Сегодня газовые автомобильные системы активно внедряются в автопарках коммерческих, производственных предприятий, бюджетных учреждений. Переводят на ГБО свои автомобили многие владельцы частных транспортных средств.

Подключился и автопром. Появляются модели марок машин отечественного и зарубежного производства, которые на конвейере оборудованы газобаллонной системой. Причины понятны — газ позволяет существенно экономить средства на заправках. Если для кого-то не важен финансовый вопрос, экологичность применения газового топлива не оставляет сомнений.

Важно

Какой газ лучше для авто — пропан-бутановая смесь или метан? У каждого претендента на замену бензина есть положительные и отрицательные стороны. Автовладельцы делают выбор, исходя из условий использования альтернативного топлива. Разобраться в эксплуатационных характеристиках пропана и метана, значит сделать осознанный, просчитанный во всех отношениях выбор для своего автомобиля.

Если принято решение об установке газовой системы, следует учесть ряд особенностей. Нужно знать, как правильно заправлять автомобиль, определиться, ГБО какого поколения и производителя приобретать, куда обращаться за установкой, какой вид газового топлива для авто выбрать. Для начала нужно разобраться: чем отличается пропан от бутана и метана?

Читайте также  Как и когда проходить техосмотр авто с ГБО?

Метан, пропан и бутан

Пропан-бутановое топливо — сжиженная газовая смесь, метановое горючее — сжатая субстанция. Два вида газового горючего имеют различия по составу, особенностям и специфике применения.

Углеводородный газ пропан имеет органическое происхождение. Является продуктом переработки нефтепродуктов либо выделенным компонентом природного газа.

Каким газом заправляют автомобили? Существуют две марки газовых смесей:

Пропан бутан автомобильный, используется как транспортное топливо;

Техническая пропан-бутановая смесь, для расхода в быту.

Потребительские свойства пропановому горючему придают следующим образом:

• газ подвергается процедуре тщательной очистки;
• пропан соединяют с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии нагнетают в ёмкости с давлением 10-15 атм.

Таким образом, в состав горючего входят пропан и бутан разница у которых заключается в том, что первый — зимний газ, второй — летний.

Сжиженный бутан не работает на морозе. Чистому «зимнему» пропану противопоказано лето, высокая температура повысит давление в газовом баллоне.

По госту содержание бутана в топливной газовой смеси не должно быть более 60%, для северных регионов и зимой доля пропана не должна быть ниже 75%. Такая газообразная субстанция хорошо ведёт себя в цилиндрах двигателя автомобиля.

C3H8 тяжелее воздуха, становится взрывоопасным, вредным для человека, если концентрация превышает 2,1%.

Сжиженный нефтяной газ сохраняет газообразные свойства при нормальном температурном режиме, любом давлении. Тот факт, что пропан-бутан может сжижаться, позволяет загружать в автомобиль большие объёмы топлива, значительно увеличивая запас хода. Пропан авто не повредит, если будет высокого качества.

Метан газ — это углеводород, легче воздуха, практически не растворим в воде. Добывают газ из недр земли.

Чтобы попасть к потребителю, CH4 проходит несколько технологических этапов:

Газ фильтруют.

Дополняют одорантами.

Метан сжимают компрессором до 200-250 атм.

Автомобильную топливную смесь помещают в тяжёлые толстостенные резервуары повышенной прочности.

Читайте также  Мощный Digitronic Maxi 2: экономит средства и время

Взрывоопасным газ становится при концентрации в окружающей среде более 4,4%. Метан топливо имеет способность к накоплению в закрытых пространствах, быстро рассеивается. Стоит дешевле пропана, относится к самому чистому газовому топливу, в отличие от пропана, примесей в нём ничтожно мало, не требуется глубокая очистка.

В качественном компримированном метане не менее 90% природного газа.

Какое газовое горючее принесёт больше экономии автовладельцу?

Сравнительные характеристики метана и пропан-бутана:

Установка пропанового газобаллонного оборудования обойдётся более чем в два раза ниже по цене.

По стоимости топлива — метан гораздо дешевле пропан-бутана.

Суг снижает показатели мощности автомобиля по сравнению с бензином до 3-5%, что проявляется на скорости от 140 км в час. Метан способен «ослабить» двигатель автомобиля до 20%. Современные поколения ГБО этот показатель нивелируют.

По степени экологичности — у сжиженного газа больше примесей, пропан-бутан не относится к полностью безопасным веществам. Метановый газ отличается тем, что на данный момент это самый чистый топливный ресурс наряду со спиртовым, превосходит по безопасности электродвигатели.

По весу газовых баллонов и объему горючего, у пропана-бутана, сжатого под невысоким давлением, явное преимущество, его объёма хватит на путь в три раза длиннее.

Уровень взрывоопасности метана, который моментально рассеивается на открытом воздухе, в два раза ниже. Прочные метановые резервуары при аварии меньше подвержены деформации.

По доступности заправочных азс — пропановые искать не нужно, они почти на одном уровне с бензиновыми. Метановые автозаправки — в крупных городах.

Октановое число у пропан-бутановой смеси 100, у метановой 110.

Итоговая разница следующая: газ метан дешевле и безопасней, но дороже по монтажу и обслуживанию. Чтобы заправляться пропан-бутаном, не обязательно жить в большом городе. ГБО доступное по цене, баллоны более лёгкие, но газ более вредный и опасный.

Читайте также  Как выполнить калибровку и настройку форсунок Valtek?

Поэтому понятно, почему владельцы частных и коммерческих грузовых автомобилей останавливают выбор на метане. Машины не чувствуют веса баллонного оборудования, потеря мощности не чувствительна. Экономия на горючем существенная.

Почему выгодно заправлять авто газом

При всех достоинствах и недостатках, у разновидностей газового горючего есть общие «бонусы», привлекательные для автовладельцев:

• автогаз имеет более низкую стоимость относительно бензина;
• высокая экологическая составляющая, газ оказывает меньшее негативное воздействие на человека, токсичность газовых выхлопов незначительна;
• установка ГБО увеличивает запас гсм в автомобиле, если залить полный бак бензина и наполнить газовый баллон;
• использование газа в комплексе с бензиновым горючим замедляет износ деталей машины (эффективнее, если двигатель приспособлен к газу с завода).

Эти качества позволяют автовладельцам использовать газ вместо бензина, сеть агзс год от года расширяется.

Мнение о том, что газобаллонное оборудование способно выводить из строя верхнюю часть блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, справедливо, когда ГБО на автомобиль установлено кустарным способом.

Газовая система будет иметь статус отличной надёжности, полную безопасность, высокий кпд, если устанавливать её у профессионалов, заправлять автомобиль качественным газом, не игнорировать регулярное прохождение технического осмотра. Правильно выполненный монтаж газового баллона поможет избежать повреждения оборудования в ДТП.

Применение бутана в качестве пищевой добавки Е943а

О бутане слышал любой, кто хоть раз пользовался газовым фонарем, туристической плитой или зажигалкой. Аэрозольные упаковки с растительными сливками и пищевыми красителями, пенами для бритья и лаками для волос также невозможно представить без органического газа.

Безопасный в целом продукт в больших концентрациях может стать причиной серьезной легочной дисфункции.

Название продукта

Официальное название вещества — бутан. Международный синоним — Butane.

Пищевая добавка зарегистрирована под кодом Е 943a (Е–943a). Индекс используют для обозначения н-бутана, одного из двух изомеров химического продукта (второй — изобутан, имеющий код E 943b).

Тип вещества

Пищевая добавка E 943a — представитель группы пропеллентов.

Бутан — углеводородный газ, органическое вещество класса алканов. Продукт находится в конденсате горючего природного или нефтяного газа. В среднем его количество составляет около 12% в зависимости от месторождения.

Получают бутан в процессе высокотемпературной переработки сырья (крекинга) в присутствии катализаторов. В этой роли обычно выступают алюмосиликаты. От примесей сернистых и смолистых соединений продукт очищают щелочью.

Свойства

Показатель
Стандартные значения

Цвет
бесцветный

Состав
бутан, эмпирическая формула C4 H10

Внешний вид
газ

Запах
характерный

Вкус
без вкуса

Содержание основного вещества
не менее 97%

Растворимость
хорошо в воде, хлороформе, этиловом спирте, эфире

Плотность вещества
0,6012 г/см 3 (при нормальном давлении и нулевой температуре)

Другие
химически стабильный; легко воспламеняется; взрывоопасен в смеси с кислородом в концентрации 2–9%; сжижается при температуре ниже 0º; температура кипения -0,5ºC; летуч при повышении давления

Упаковка

Добавку Е 943a поставляют в стальных баллонах, контейнерах, цистернах. Вещество находится в сжиженном виде под давлением. Основное требование к упаковочной таре — полная герметичность с целью обеспечения сохранности окружающей среды. Цвет емкостей не регламентируется. На упаковочную единицу наносят полосу определенного цвета в соответствии с маркой продукта:

• бутан чистый (бутан нормальный) — зеленая;
• чистый для анализа («Ч.Д.А») — синяя;
• бутан химически чистый («хч») — красная;
• особо чистый («осч») — желтая.

Применение

Добавка E 943a входит в список разрешенных для пищевой промышленности в России, странах ЕАЭС и Евросоюза, Великобритании, США, Китая. Неопределен статус продукта в Австралии и Новой Зеландии: в официальных документах есть упоминание о добавке, но условия ее использования не прописаны.

В производстве пищевых изделий бутану отведена роль пропеллента.

Газ применяют в аэрозольных упаковках для выдавливания из емкости:

• растительных сливок;
• готовых муссов;
• ароматизированных растительных масел;
• кремов на растительных жирах и подобных продуктов;
• пищевых красителей.

Остаточное количества пропеллента в продуктах не должно быть выше 1 мг/кг (для пищевых масел — 0,1 мг/кг).

Более широко добавку Е 943a использует косметическая промышленность. Вещество можно встретить в составе:

• пен для бритья;
• муссов для лица;
• лаков для укладки волос;
• сухих шампуней;
• дезодорантов;
• антиперспирантов.

Чистый бутан может выступать хладагентом в бытовых кондиционерах и холодильниках небольшого объема. Газ менее производителен по сравнению с фреоном. Существенным плюсом добавки является ее экологическая безопасность: вещество не обладает парниковым эффектом, не влияет на состояние озонового слоя.

Бутан входит в технологический процесс получения высокооктанового бензина.

В быту для наполнения баллонов для портативных газовых плит, заправки зажигалок используют смесь насыщенных углеводородов технического качества. Она включает в себя бутан, изобутан, пропан в различных пропорциях.

Польза и вред

Добавка E 943a по степени влияния на здоровье отнесена к малоопасным веществам (4 класс в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76).

Бутан — нейтральный продукт, он не всасывается в кровь, не вступает в какие-либо химические реакции.

Серьезную опасность представляет непосредственное вдыхание газа. Бутан быстро вытесняет воздух. У пострадавшего отмечают признаки кислородной недостаточности:

• удушье,
• аритмию,
• резкое повышение артериального давления;
• возникновение очагов острой эмфиземы легких;
• потерю сознания.

Если не оказать скорую медицинскую помощь, может наступить смерть. Попадание струи сжиженного бутана на кожу вызывает холодовую травму.

Наркотическое действие, приписываемое «газу из зажигалок», учеными не доказано.

Основные производители

В России добавку Е 943a выпускают нефтехимические предприятия:

• АО «Уралоргсинтез» (Пермский край);
• ООО «СИБУР Тобольск» (Тюменская область);
• ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтегазпереработка» (город Пермь).

Крупные мировые производители бутана:

• Linde AG Gases Division (Германия);
• MOL Magyar Olaj- és Gázipari Nyrt.(Венгрия);
• Propangas AG (Австрия).

Обычному потребителю бояться добавки E 943a не стоит. Бутан не разрушает биологически значимые витамины и минералы, так как не способен вступать с ними в химический контакт. Баллончики с газом не опасны, если не бросать их в открытый огонь и не вдыхать содержимое.

Газификация под ключ

Аббревиатура СУГ, означающая «сжиженный углеводородный газ», известна большинству россиян.

Это понятие охватывает широкий ряд чистых углеводородов (но чаще – результат их смешения), которые получают в результате переработки нефтяного газа как сопутствующего элемента добычи нефти.

При обычных условиях нефтяные газы пребывают в газообразном состоянии. Поэтому чтобы получить СУГ, газ сжижают путем повышения давления в специальных емкостях.

Совет

Стоит понимать, что образуемая в результате такого технологического процесса жидкая фаза углеводородов является неоднородной. Реализуемые в промышленности и в быту СУГ представляют собой смесь пропана, бутана, а также незначительное процентное содержание пентана и этана.

Давайте рассмотрим каждую из составляющих сжиженных углеводородов, являющихся распространенным источником для тепла, детальнее.

Пропан

Пропан C3H8 является основным компонентом СУГ, пользующихся широким спросом и применением в различных отраслях человеческой жизнедеятельности. Этот высокий спрос объясняется двумя факторами.

Первый из них – высокая теплотворная способность газа (101 000 кДж/м3), по которой это углеводородное соединение из числа алканов уступает только бутану.

Второй фактор – низкая температура кипения газа. При нормальном атмосферном давлении у пропана она составляет величину – 42,1°C.

Это означает, что даже при самых сильных морозах в большинстве климатических зон Российской Федерации образование паровой фазы из сжиженного пропана осуществляется путем естественного испарения в достаточном объеме.

Бутан

Бутан C4H10 – второй компонент пропан-бутановой смеси, являющейся основным источником теплоты в централизованных и автономных системах газоснабжения.

Это составляющая СУГ отличается наибольшем показателем теплотворной способности при сжигании – 133 000 кДж/м3, что почти на 30% превышает аналогичные показатели пропана.

Он достаточно просто сжижается путем создания дополнительного давления в резервуарах при обычных условиях внешней среды.

И в идеале, заправка газгольдеров осуществлялась бы исключительно бутаном, если бы не одно свойство этой разновидности углеводородов.

Бутан обладает низкой «точкой росы» (переход из газовой фазы в жидкостную осуществляется при температуре -0,5°С), поэтому может круглогодично применяться в качестве содержимого газовых резервуарах только в местности с теплым климатом, где температура не опускается ниже нуля.

Для того, чтобы заправленные им газгольдеры автономных систем газификации могли выдавать достаточное количество газообразной фазы в условиях российской зимы, необходимо использовать смесь бутана с пропаном, горизонтальные газгольдеры с внушительной площадью испарения либо тратиться на системы принудительной регазификации.

Этан и пентан

Эти виды СУГ из ряда алканов с химическими формулами соединений C2H6 и C5H12 соответственно не имеют широкого применения в качестве топлива. Чаще всего в нефтегазовой промышленности их используют как вспомогательные газы, предназначение которых – улучшить и облегчить обслуживание и эксплуатации газгольдеров и других емкостей для хранения смеси пропан-бутана.

В частности, путем введения этана в смесь пропана и бутана обеспечивают повышение безопасности СУГ при их перевозке и длительном хранении. Вводимый в состав смеси пентан помогает повысить точку росы и повысить массу жидкого остатка углеводородов.

Сжиженный пропан-бутан

Как очевидно из изложенного ранее материала, смесь пропана и бутана является главными составляющими сжиженных углеводородов, используемых в автономных системах газоснабжения различных объектов. Причины этого заключаются в том, что сжиженный газ пропан-бутан оптимально подходит для потребителей, использующие газовые и отопительные приборы различного рода, по ряду следующих причин:

• Сжиженный пропан–бутан удобен в хранении, транспортировке, заправке при достаточно компактных объемах используемых резервуаров;
• Смесь этих газов оптимальна с точки зрения тепла, выделяемого при сгорании единицы объема смеси;
• СУГ обладает высокой полнотой сгорания и хорошим коэффициентом полезного действия;
• Пропан-бутановая смесь экологически безопасна при правильном подходе к отводу продуктов сгорания;
• В нормальных условиях газовая смесь пропан-бутан достаточно просто осуществляет переход от жидкой фазы к газовой (при особо низких температурах можно использовать для этих целей испарители СУГ);
• Доступная цена на пропан-бутан, благодаря которой заказ даже значительных объемов сжиженной смеси этих газов может позволить себе любой человек среднего достатка.

Если Вас интересует возможность заказать в Москве пропан-бутан для газгольдера, цена смеси наверняка будет одним из ключевых факторов по выбору поставщика топлива.

В этой связи мы предлагаем Вам изучить наше предложение – цена газа в Москве для автономных систем газоснабжения является одной из оптимальных.

Если Вас устроят предлагаемые нашей компанией цена СУГ и условия сотрудничества, мы будем рады взять на себя решение Ваших потребностей по доставке СУГ и заправки газгольдеров различного объема.

Виды топлива для ГБО. Пропан, метан

Существует два вида ГБО: работающие на пропан-бутане и метане.

Пропан и пропан-бутан как газ и топливо для автомобилей. Сжиженный газ

Пропан-бутан (сжиженный нефтяной газ, СНГ, по-английски — liquified petroleum gas, LPG) — это смесь двух газов. В обиходе ее называют кратко: пропан.

Пропан-бутан получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер).

Процесс заправки машин пропаном внешне очень похож на заправку бензином, потому что это — сжижженный газ.

Обратите внимание

Количество заправок пропана в Украине увеличивается из года в год. Установка пропана-бутана на автомобили в Украине растет такими же высокими темпами. Это связано со многими преимуществами пропана, как моторного топлива, перед бензином.

Прежде всего стоимость: цена на сжижженный газ пропан традиционно сохраняется на уровне 50% от цены на 95-й бензин. (пропан-бутан производится в Украине, в отличие от метана).

Кроме этого, он обладает более высоким октановым числом и лучшими экологическими и эксплуатационными свойствами.

Пропан

Молекулярная формула — C3H6

Плотность жидкости при атмосферном давлении- 584 кг/м3

Температура кипения при атмосферном давлении -42,1 С

Критическая температура +95,7 С

Основные свойства сжиженного газа

Одним из наиболее важных свойств пропана и бутана, отличающих их от других видов автомобильного топлива, является образование при свободной поверхности над жидкой фазой двухфазной системы жидкость — пар, вследствие возникновения давления насыщенного пара, т.е. давления пара в присутствии жидкой фазы в баллоне.

В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем, создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно испаряется.

Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения.

Это свойство пропана и бутана позволяет хранить газ в небольших объемах, что очень важно. В качестве примера рассмотрим рис. 1. Давление насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа при 0 °С и 0,17 МПа при 15 °С, а давление насыщенного пара пропана при этих же температурах 0,59 и 0,9 МПа соответственно.

Это различие приводит к значительной разнице в давлении смеси при изменении пропорции пропана и бутана. Давление растет при увеличении температуры, что приводит к большим изменениям объема сжиженного газа, находящегося в жидком состоянии.

Следовательно, если сжиженный газ в жидком состоянии полностью заполняет баллон и температура продолжает увеличиваться, то давление будет быстро расти, что может привести к разрушению баллона.

Поэтому никогда не заполняйте баллон сжиженным газом полностью, Обязательно оставляйте паровую подушку, объем которой равен 10% от полной емкости баллона.

Важно

Эти два газа (пропан и бутан) различаются между собой температурой кипения, при которой они переходят из жидкого в газообразное состояние. Пропан перестает переходить в газ и остается в жидком состоянии при температуре -43 °С, для бутана эта температура равна 0° С.

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном нефтяном газе — смеси пропана и бутана, — предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей газификации смеси.

На газозаправочные станции, поступает сжиженный нефтяной газ двух марок: летний ГТБА — пропан-бутан автомобильный с содержанием 50 + 10% пропана, остальное бутан и зимний ПА — пропан автомобильный с содержанием 90 + 10% пропана.

Изменение давления насыщенных паров Р смеси пропана и бутана в зависимости от температуры в баллоне показано на рис. 2.

Теплота сгорания газа несколько больше, чем у бензина. Однако с увеличением количества подаваемого в двигатель воздуха теплота сгорания несколько уменьшается.

Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100%, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 90%, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4%, но не надо забывать об экономии денежных средств. Мировое соотношение цены бензина к газу — 10:6.

Снижение мощности двигателя происходит по причине более низкой, чем у бензина, теплоты сгорания газа. И в результате происходит неполное наполнение цилиндров двигателя газо-воздушной смесью.

Совет

Иногда ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3 — 5° этот недостаток пытаются устранить.

В условиях эксплуатации большой разницы при движении автомобиля на газе или на бензине не ощущается.

Метан как газ и топливо для автомобилей

Метан(сжатый природный газ, СПГ, сompressed natural gas, CNG)—горючий газ, который является основным компонентом природного газа. Газ метан практически не оставляет вредных продуктов сгорания.

Метан используется для газообеспечения населенных пунктов, но нас интересует его другое назначение, а именно — в качестве моторного топлива для автомобилей.

К сожалению, плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше.

Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20-25 МПа (200-250 атмосфер).

Для хранения газа в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.

Заправки метаном в Украине развиты очень хорошо. Сеть АГНКС состоит уже из нескольких сотен метановых заправок. Но установка газа метана на автомобили в Украине сейчас не очень популярна из-за трех факторов. Во-первых, цена на него полностью зависит от экспорта из России и постоянно растет.

Во-вторых, газовое оборудование для метана очень дорогое, в основном из-за дефицитных баллонов под метан, которые должны выдерживать давление 200 атмосфер.

В-третьих, метановые баллоны существенно уменьшают грузоподъемность автомобиля, поэтому если и стоит устанавливать метановое ГБО, то лишь на грузовые автомобили, такие как ЗИЛ, ГАЗон, ГАЗель.

Физико-химические свойства пропан-бутановой смеси. Пропан. Бутан. Пропан-бутан vs бензин

Углеводороды, входящие в состав попутного нефтяного газа, при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, но при увеличении внешнего давления меняют свое агрегатное состояние и превращаются в жидкость. Это свойство позволяет добиться высокой энергетической плотности и хранить сжиженный углеводородный газ (СУГ) в сравнительно простых по конструкции резервуарах.

В отличие от попутного нефтяного газа, углеводороды, входящие в состав природного газа, при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии и не меняют своего агрегатного состояния даже при значительном изменении давления.

Поэтому хранение сжатого (компримированного) природного газа (КПГ) сопряжено со значительными сложностями — так, резервуар должен выдерживать значительное давление до 200 атмосфер.

Обратите внимание

Интенсивно продвигаются технологии получения и использования сжиженного природного газа (СПГ), который можно хранить в специальных изотермических сосудах при температуре ниже -160°С и давлении около 40 бар.

Во многом преимущества высокой энергетической плотности СПГ теряются из-за сложности криогенного оборудования, значительно более дорогого и требующего постоянного контроля высококвалифицированного персонала.

Производство СУГ
Основными компонентами сжиженного углеводородного газа являются пропан С3Н8 и бутан С4Н10. Главным образом промышленное производство сжиженного газа осуществляется из следующих источников:

• попутные нефтяные газы; 
• конденсатные фракции природного газа; 
• газы процессов стабилизации нефти и конденсата; 
• нефтезаводские газы, получаемые с установок переработки нефти.

Таблица 1. Физико-химические показатели сжиженного углеводородного газа (ПА  и ПБА)  по ГОСТ 27578-87

Показатель
Марка ГСН

ПА
ПБА

Массовая доля компонентов, %:

метан и этан
Не нормируется

пропан
90±10
50±10

углеводороды С4 и выше
Не нормируется

непредельные углеводороды, (не более)
6
6

Объем жидкого остатка при +40°С, %
Отсутствует

Давление насыщенных паров, МПа:

при +45°С, не более
–
1,6

при -20°С, не менее
–
0,07

при -35°С, не менее
0,07
–

Массовая доля серы и сернистых соединений, %, не более
0,01
0,01

В том числе сероводорода, %, не более
0,003
0,003

Содержание свободной воды и щелочи
Отсутствует

Компонентный состав сжиженного газа регламентируется техническими нормами ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия» и ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия».

Первый стандарт описывает состав сжиженного газа, используемом в автомобильном транспорте. На сайте компании Техносоюз покрасочные камеры представлены в широком ассортименте, а так же различное оборудование для автосервиса.

Зимой предписывается применять сжиженный газ марки ПА (пропан автомобильный), содержащий 85±10% пропана, летом— ПБА (пропан-бутан автомобильный), содержащий 50±10% пропана, бутан и не более 6% непредельных углеводородов.

ГОСТ 20448-90 имеет более широкие допуски на содержание компонентов, в том числе вредных с точки зрения воздейст­вия на газовую аппаратуру (например, серу и ее соединения, непредельные углеводороды и т.д.). По этим техническим условиям газовое топливо поступает двух марок: смесь пропан-бутановая зимняя (СПБТЗ) и смесь пропан-бутановая летняя (СПБТЛ).

Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С.

Марка ПА используется в зимний период в тех климатических районах, где температура воздуха опускается ниже -20°С (рекомендуемый интервал — -25…-20°С).

В весенний период времени для полной выработки запасов сжиженного газа марки ПА допускается его применение при температуре до 10°С.

Давление в баллоне
В закрытом резервуаре СУГ образует двухфазную систему.

Важно

Давление в баллоне зависит от давления насыщенных паров (давления паров в замкнутом объеме в присутствии жидкой фазы) и характеризует испаряемость сжиженного газа, которая, в свою очередь, зависит от температуры жидкой фазы и процентного соотношения пропана и бутана в ней. Испаряемость пропана выше, чем бутана, поэтому и давление при отрицательных температурах у него выше.

Опыт многолетней практической эксплуатации показывает:

• при низких температурах окружающего воздуха эффективнее использовать СУГ с повышенным содержанием пропана, так как при этом обеспечивается надежное испарение газа, а следовательно, и стабильная подача продукта;
• при высоких положительных температурах окружающего воздуха эффективнее использовать СУГ с пониженным содержанием пропана, иначе в резервуаре и трубопроводах будет создаваться значительное избыточное давление, что может отрицательно повлиять на герметичность газовой системы.

Кроме пропана и бутана, в состав СУГ входит незначительное количество метана, этана и других углеводородов, которые могут изменять свойства смеси. Так, этан обладает повышенным, по сравнению с пропаном, давлением насыщенных паров, что может оказать отрицательное влияние при положительных температурах.

Изменение объема жидкой фазы при нагревании
Пропан-бутановая смесь обладает большим коэффициентом объемного расширения жидкой фазы, который для пропана составляет 0,003, а для бутана — 0,002 на 1°С повышения температуры газа. Для сравнения: коэффициент объемного расширения пропана в 15 раз, а бутана — в 10 раз, больше, чем у воды.

Техническими нормативами и регламентами устанавливается, что cтепень заполнения резервуаров и баллонов зависит от марки газа и разности его температур во время заполнения и при последующем хранении.

Для резервуаров, разность температур которых не превышает 40° С, степень заполнения принимается равной 85%, при большей разности температур степень заполнения должна снижаться. Баллоны заполняются по массе в соответствии с указаниями «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

Максимальная допустимая температура нагрева баллона не должна превышать 45°С, при этом упругость паров бутана достигает 0,385 МПа, а пропана — 1,4–1,5 МПа. Баллоны должны предохраняться от нагрева солнечными лучами или другими источниками тепла.

Изменение объема газа при испарении
При испарении 1 л сжиженного газа образуется около 250 л газообразного. Таким образом, даже незначительная утечка СУГ может быть очень опасной, так как объем газа при испарении увеличивается в 250 раз.

Плотность газовой фазы в 1,5–2,0?раза больше плотности воздуха. Этим объясняется тот факт, что при утечках газ с трудом рассеивается в воздухе, особенно в закрытом помещении.

Пары его могут накапливаться в естественных и искусственных углублениях, образуя взрывоопасную смесь.

Таблица 2. Физико-химические свойства составляющих сжиженного газа пропана, бутана и бензина.

Показатель
Пропан
Бутан (нормальный)
Бензин

Молекулярная масса
44,10
58,12
114,20

Плотность жидкой фазы при нормальных условиях, кг/м3
510
580
720

Плотность газовой фазы, кг/м3:

при нормальных условиях
2,019
2,703
–

при температуре 15°С
1,900
2,550
–

Удельная теплота испарения, кДж/кг
484,5
395,0
397,5

Теплота сгорания низшая:

в жидком состоянии, МДж/л
65,6
26,4
62,7

в газообразном состоянии, МДж/кг
45,9
45,4
48,7

в газообразном состоянии, МДж/м3
85,6
111,6
213,2

Октановое число
120
93
72-98

Пределы воспламеняемости в смеси с воздухом при нормальных условиях, %
2,1–9,5
1,5–8,5
1,0–6,0

Температура самовоспламенения, °С
466
405
255–370

Теоретически необходимое для сгорания 1 м3 газа количество воздуха, м3
23,80
30,94
14,70

Коэффициент объемного расширения жидкой фракции, % на 1°С
0,003
0,002
–

Температура кипения при давлении 1 бар, °С
-42,1
-0,5
+98…104 (50%-я точка)

(3

Бутан

Случайный факт:

Чтобы извлечь подсолнечное масло из семян подсолнечника, его растворяют в бензине. Затем масло очищают и разливают в бутылки. Метод экстракции бензином очень эффективен.

— Обновить

• Разрешающие применение — 3
• Упоминаний о добавке— 4

• Россия — разрешена
• Украина — нет данных
• Беларусь — разрешена
• Евросоюз — разрешена
• США — разрешена
• Канада — разрешена

Бутан – газ, пищевая добавка, применяющаяся в качестве пропеллента (инертный газ для создания избыточного давления) для пищевых и ингаляционных аэрозольных упаковок. Зарегистрирована под кодом Е-943а.

Применение

Не смотря на возможное негативное воздействие, которое оказывает пищевая добавка на человека, пищевой антифламинг Е-943a Бутан все-таки разрешено использовать в пищевой промышленности правда в ограниченных количествах.

В пищевой индустрии бутан находит применение в качестве технологического и экстракционного растворителя ароматизаторов, пищевых масел. Также добавка Е-943а выступает как пропеллент ингаляционных и пищевых аэрозольных упаковок.

Совет

В этой сфере вещество не представляет для потребителя никакой опасности, потому что остаточное количество бутана в пищевых продуктах не превышает 1 мг на 1 кг. Зачастую смесь бутана и пропана используется для наполнения зажигалок, газовых баллонов.

Кроме того, добавка Е-943а применяется как хладагент в холодильных установках. В плане производительности такие системы несколько проигрывают фреоновым, но они гораздо экологичнее и безопасны для окружающей среды.

Влияние на организм человека

Употребление пищевых продуктов, в процессе изготовления которых был использован бутан, не представляет угрозы здоровью человека. Остаточная масса вещества в одном килограмме конечного продукта не превышает 1 мг.

В таком объеме добавка Е-943а не может навредить живому организму. Угрозу представляет концентрированный газ. Вдыхание бутана приводит к удушью, сердечной аритмии, к нарушениям в центральной нервной системе.

Контакт сжиженного газа с телом вызывает переохлаждение (температура в месте контакта равна -20С), при ингаляциях это может завершиться летально.

Физико-химические свойства

По своей структуре и характеристикам пищевой антифламинг Е-943a Бутан можно причислять к группе органических соединений, которые относятся к классу алканов. В свою очередь алканы представляют собой ациклические углеводы.

Свое оригинальное название пищевой антифламинг Е-943a Бутан получил благодаря английскому названию масляной кислоты или butanic acid. Стоит отметить, что пищевой антифламинг Е-943a Бутан находится в газообразном агрегатном состоянии.

Кроме того газ Бутан считается в больших концентрациях токсичным соединением, которое может привести к летальному исходу. При воздействии большой концентрации пищевого антифламинга Е-943a Бутан на человека, смерть может наступить в результате дисфункции дыхательного аппарата.

Как правило, газообразное соединение бутан образуется при обработке нефти и нефтепродуктов, а также природного газа. В свою очередь природный газ представляет собой смесь различных газообразных веществ, которые скапливаются в недрах Земли в результате анаэробного разложения различных органических веществ.

Стоит особенно подчеркнуть, что пищевой антифламинг Е-943a Бутан как представитель углеводородных соединений считается опасным взрывчатым веществом. Кроме того пищевой антифламинг Е-943a Бутан способен самовоспламенятся, причем в процессе горения соединений источает специфический характерный запах.

Бутан хотя и относят к веществам 4-го класса опасности для человеческого организма, это соединение может оказывать наркотическое воздействие, а в больших количествах приводить к токсическому отравлению и смерти. В результате исследований медики пришли к выводу о том, что Е-943a способен оказывать тяжелое и стойкое вредное воздействие на нервную систему.

Получение бутана

Из природного горючего газа и газов нефтепереработки.

Чем отличается пропан от бутана

Общая молекулярная формула алканов – C(n)H(2n+2). Ряд начинается метаном CH4 и продолжается этаном C2H6, пропаном C3H8, бутаном C4H10, пентаном C5H12 и так далее. Каждый последующий член отличается от предыдущего на группу CH2.

При отнятии от алкана одного атома водорода получается одновалентный углеводородный радикал алкил, имеющий общую формулу C(n)H(2n+1). Простейший из них – метил –CH3. Для пропана это будет пропил –C3H7, для бутана – бутил –C4H9.

Первый существует в виде двух структурных изомеров – нормального пропила (н-пропила) и изопропила (втор-пропила), свободная валентность у которого находится у вторичного атома углерода.

Бутил имеет 4 структурных изомера: н-бутил, изобутил, втор-бутил и трет-бутил.

Обратите внимание

Для алканов характерна только структурная изомерия. Пропан, как метан и этан, не имеет изомеров, а начиная с бутана становится возможным разветвление углеродной цепи. Чем длиннее углеродная цепь, тем больше возможно изомеров для одной молекулярной формулы.

По физическим свойствам первые четыре члена гомологического ряда алканов (метан, этан, пропан и бутан) – газы без запаха, от C5H12 до C15H32 – жидкости, имеющие запах, дальше – твердые вещества без запаха. Это бесцветные вещества, плохо растворимые в воде, легче воды.

По мере возрастания молекулярной массы нормальных алканов температуры кипения и плавления увеличиваются, то есть температура кипения бутана выше, чем пропана.

Все алканы, исторически называемые также «парафинами», химически малоактивны и проявляют низкую реакционную способность.

Это объясняется малой полярностью связей C–C и С–H в молекулах (атомы углерода и водорода имеют почти одинаковую электроотрицательность).

Наиболее характерны для алканов реакции замещения, осуществляемые по свободнорадикальному механизму: это, к примеру, реакции галогенирования, нитрования, сульфирования, в результате которых образуются галогеналканы, нитроалканы и сульфоалканы.

При высоких температурах алканы окисляются кислородом воздуха (горят) с получением воды и углекислого газа CO2, угарного газа CO или углерода C в зависимости от избытка или недостатка кислорода.

Каталитическое окисление алканов кислородом при невысоких температурах может давать альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты, причем как с разрывом, так и без разрыва углеродной цепи. К термическим реакциям алканов относят крекинг, дегидрирование, дегидроциклизацию, изомеризацию.

В промышленности гомологи метана добывают из природного сырья – нефти, газа, горного воска, а также синтезируют из смеси водорода и оксида углерода (II). В лаборатории пропан и бутан можно получить путем каталитического гидрирования непредельных углеводородов (пропена и пропина, бутена и бутина) и по реакции Вюрца.

Самые важные факты о свойствах СУГ

Утверждения об отличных характеристиках топливных смесей обычно слишком общие и малоинформативные. Мы восполняем недостаток информации – в этой статье приведены фактические данные о сжиженных углеводородных газах (СУГ). Они будут полезны всем, кто уже использует такое топливо или только планирует автономную газификацию своего дома (коммерческого объекта).

Что такое СУГ и в чем их главная особенность?

Под названием «сжиженные углеводородные газы» имеются в виду смеси низкомолекулярных углеводородов – пропана и бутана. Их основное отличие состоит в легком переходе из газообразной фазы в жидкую и наоборот:

• В условиях нормального атмосферного давления и при обычной температуре окружающей среды компоненты смеси являются газами.
• С незначительным увеличением давления (без снижения температуры) углеводороды СУГ превращаются в жидкости. При этом их объем резко уменьшается.

Такие свойства позволяют легко транспортировать и хранить СУГ. Ведь достаточно закачать смесь в закрытую емкость под давлением, чтобы она стала жидкой и получила небольшой объем.

А перед эксплуатацией СУГ испаряется, и дальше его можно использовать точно так же, как обычный природный газ. При этом смесь бутана и пропана имеет более высокий коэффициент полезного действия.

Удельная теплота сгорания сжиженного газа примерно на 25 % выше, чем природного.

Производят СУГ на газоперерабатывающих заводах из попутного нефтяного газа или конденсатной фракции природного газа.

Важно

Во время переработки сырье разделяют на легкие и тяжелые фракции – этан, метан, газовый бензин и т.д. Две из них – пропан и бутан – дальше перерабатываются в сжиженный газ.

Их очищают от примесей, смешивают в нужном соотношении, сжижают и транспортируют в хранилища или к потребителю.

Свойства составляющих СУГ – пропана и бутана

Оба газа являются низкомолекулярными предельными углеводородами:

• Пропан (С3Н8). В линейную молекулу входят три атома углерода и восемь – водорода. Газ идеально подходит для применения в российских климатических условиях – его температура кипения составляет -42,1 °С. При этом до -35 °С пропан сохраняет высокую упругость паров. То есть, он хорошо испаряется естественным путем и транспортируется по наружному трубопроводу даже в самую суровую зиму. Чистый сжиженный пропан можно использовать в надземных газгольдерах и баллонах – сбоев в поступлении газа во время морозов не будет.
• Бутан (С4Н10). Состоит из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Молекула может быть линейной или разветвленной. Бутан имеет более высокую теплотворную способность, чем пропан, и дешевле стоит. Но у него есть серьезный недостаток. Температура кипения бутана – всего -0,5 °С. Это значит, что при малейшем морозе он будет оставаться в жидком состоянии. Естественное испарение бутана при температуре ниже -0,5 °С прекращается, и для получения газа приходится использовать дополнительный подогрев.

Из приведенной информации получаем важный вывод: температура сжиженной пропан-бутановой смеси в газгольдере или баллоне всегда должна быть положительной. Иначе бутан не будет испаряться и появятся проблемы с газоснабжением.

Чтобы добиться нужной температуры, газгольдеры устанавливают подземно (здесь их подогревает геотермальное тепло). Другой вариант – оборудовать емкость электроподогревом (испарителем).

Заправленные баллоны всегда держат в помещениях.

От чего зависит качество СУГ?

Итак, сжиженный газ, поставляемый для систем автономной газификации, это всегда смесь. В официальных документах она проходит как СПБТ – смесь пропана и бутана технических.

Кроме этих двух газов, в СУГ всегда есть небольшой объем примесей – воды, щелочей, непредельных углеводородов и т.д.

Качество смеси зависит от соотношения в ней пропана и бутана, а также от количества и типа примесей:

Чем больше в СПБТ пропана, тем лучше она будет испаряться в холодное время года. Правда, сжиженные газы с повышенной концентрацией пропановой составляющей дороже стоят, поэтому их обычно используют лишь в качестве зимнего топлива. В любом случае, в условиях российского климата нельзя использовать смесь с содержанием бутана более 60 %. Она будет испаряться только при наличии испарителя.

Чем больше в СУГ примесей, тем хуже для газового оборудования. Непредельные углеводороды не сгорают полностью, а полимеризуются и коксуются. Их остатки загрязняют оборудование и резко сокращают срок его службы. Тяжелые фракции – вода и щелочи – также не идут на пользу технике. Многие вещества остаются в резервуаре и трубопроводах в виде неиспаряемого конденсата, который снижает эффективность системы. Кроме того, примеси не дают такого количества тепла, как пропан и бутан, поэтому их повышенная концентрация понижает КПД топлива.

Полезные факты о сжиженных газах

• Пропан-бутановая смесь отлично смешивается с воздухом, равномерно горит и полностью сгорает, не оставляя на элементах оборудования сажи и нагара.
• СУГ в газообразном состоянии тяжелее воздуха: пропан – в 1,5 раза, бутан – в 2 раза. При утечке смесь опускается вниз. Поэтому резервуары со сжиженным газом нельзя устанавливать над подвалами и колодцами. Зато подземный газгольдер абсолютно безопасен – даже при его повреждении газовая смесь уйдет в нижние слои грунта. Там она не сможет смешаться с воздухом и взорваться или загореться.
• Жидкая фаза СУГ имеет очень высокий коэффициент теплового расширения (0,003 для пропана и 0,002 для бутана на каждый градус повышения температуры). Это примерно в 16 раз выше, чем у воды. Поэтому газгольдеры нельзя заправлять более чем на 85 %. Иначе при повышении температуры жидкая смесь может сильно расшириться и в лучшем случае занять весь объем резервуара. Тогда места для испарения просто не останется и газ в систему поступать не будет. В худших случаях чрезмерное расширение жидкой смеси приводит к разрывам газгольдеров, большим утечкам и образованию взрыво- и пожароопасных смесей с воздухом.
• При испарении 1 л жидкой фазы СУГ образуется 250 л газа. Поэтому так опасны резервуары со сжиженной смесью, установленные внутри помещений. Даже при незначительной утечке жидкой фазы происходит ее моментальное испарение, и комната наполняется огромным количеством газа. Газо-воздушная смесь в этом случае быстро достигает взрывоопасного соотношения.
• Испарение жидкой фазы на воздухе происходит очень быстро. Пролитый на кожу человека сжиженный газ вызывает обморожение.
• Чистые пропан и бутан – газы без запаха. К ним специально добавляют сильно пахнущие вещества – одоранты. Как правило, это соединения серы, чаще всего – этилмеркаптан. Они имеют очень сильный и неприятный запах, который «сообщает» человеку об утечке газа.
• Смесь обладает высокими теплотворными способностями. Так, при сжигании 1 куб. м газообразного пропана используется 24 куб. м воздуха, бутана – 31 куб. м воздуха. В результате сгорания 1 кг смеси выделяется в среднем 11,5 кВт·ч энергии.