Пропан

Пропа́н, C3H8 — органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа, как побочная продукция при различных химических реакциях. Сжиженный под давлением горючий углеводородный газ, находящийся в баллоне, именуемый в просторечии «Пропан» в соответствии с надписью на баллоне – на самом деле является смесью пропана и бутана. Верное наименование этого газа – СПБТ – смесь пропано-бутановая техническая.

Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен. Малотоксичен, но оказывает вредное воздействие на центральную нервную систему (обладает слабыми наркотическими свойствами). Бесцветный газ без запаха. Очень мало растворим в воде. Точка кипения −42,1 °C. Точка замерзания −188 °C. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 2,1 до 9,5 %. Температура самовоспламенения пропана в воздухе при давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) составляет 466 °С. Критическая температура пропана Tкр = 370 К, критическое давление Pкр = 4,27 МПа, критический удельный объем Vкр = 0,0444 м3/кг. Плотность сжатого и сжиженного пропана при 298 K — 0,493 кг/л. Плотность жидкой фазы = 510 кг/м3. 

Бута́н (C4H10) — 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(CH3)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. 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.

Природные и сжиженные углеводородные газы, используемые для коммунально-бытовых нужд, не обладают запахом. Поэтому для обеспечения безопасности при работе с бытовым газом приходится в их содержание добавлять специальные вещества – одоранты. Введение одарантов позволяет обнаруживать утечки в газовых коммуникациях и аппаратах, а также присутствие газов в производственных и жилых помещениях задолго до момента образования их взрывоопасных или токсических концентраций и тем самым повышает безопасность применения газов.Для одоризации газов обычно используют этилмеркаптан; нормы: 16 мг на 1м3 прир. газа; 60 г на 1 т жидкого продукта (при содержании в сжиженном газе пропана до 60%, бутана и др. более 40%), 90 г на 1 т (пропана св. 60%, бутана и др. до 40%). Степень одоризации контролируют химическими, физ.-хим. и органолептич. методами.

Важность газа СПБТ как в быту, так и в промышленности трудно переоценить. СПБТ применяется:

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, так как дешевле и экологически безопаснее бензина.

Хранится и перевозится СПБТ в жидком состоянии под давлением в цистернах или металлических баллонах ярко-красного цвета (иногда полимерно-композитных баллонах) емкостью 5,12, 27 и 50литров. Согласно ГОСТ 20448-90 в баллоне составляющая пропана не должна быть меньше 40%. Более точная удельная доля пропана-бутана подбирается поставщиком в зависимости от предполагаемой температуры окружающей среды. Очень часто недобросовестные поставщики, пользуясь достаточно широкими рамками ГОСТа, вынуждают потребителя покупать газ с высоким для зимы содержанием бутана, который в связи с низкой температурой не испаряется полностью из баллона. Заправка такого баллона обходится гораздо дешевле, а значит – прибыль больше. Для контроля качества газовой пропорции потребителю необходимо (при обязательном соблюдении мер безопасности) пробовать выливать небольшое количество газа из баллона на газету на улице при той температуре, при которой предполагается работа баллона. Газ с газеты должен испариться в течении 5-10 минут, не оставляя на ней масляных пятен. В противном случае – газовая смесь не сможет полностью испариться из баллона и баллон не будет израсходован должным образом. Такому потребителю необходимо или договариваться с поставщиком об изменении пропорции пропана-бутана в баллоне, или переходить на газ марки ПТ (пропан технический), что гораздо дороже. Не рекомендуется использовать для промышленных работ газ, приобретенный на автозаправочных станциях виду того, что организации, занимающиеся реализацией сжиженных углеводородных газов, для заправки автомобилей используют более дешевый газ БТ (бутан технический), который во время движения автомобиля активно размешивается в баллоне и подогревается в газовом редукторе, находящемся непосредственно на двигателе автомобиля. Для работы с металлом БТ при температуре воздуха, начиная с +10 градусов Цельсия и ниже, без дополнительного подогревающего оборудования использовать не предоставляется возможным.

В стандартный 50-ти литровый баллон закачивается 40 литров газа СПБТ, это примерно 21 кг. Газ в баллоне находится в состоянии “точка росы”, то есть под таким давлением (16 атмосфер), при котором происходит его конденсация при данной температуре. В этом состоянии газа давление в баллоне до его полного испарения остается постоянным (поэтому у промышленного пропанового редуктора только один манометр), так что наполненность баллона можно проверить только, поставив его на весы. В процессе эксплуатации зеркало испарения газа в баллоне желательно искусственно увеличить (особенно при минусовых температурах), немного наклонив его при постановке набок, так как процесс испарения является эндотермическим, то есть идет с поглощением тепла и, следовательно, снижением температуры. Еще более глубокое усугубление процесса обмерзания баллона вызывают попытки использовать его без редуктора – для производства работ, где требуется больший расход газа. В этом случае имеет место прцесс адиабатического расширения – дросселяция. Для исключения этих проблем баллоны с газом, оснащенные редукторами, необходимо объединять в блоки баллонов, подключенных параллельно. Категорически запрещается отогревать баллоны с газом СПБТ открытым огнем. В случае подмерзания вентиля баллона и прекращения подачи газа – рекомендуется на некоторое время занести баллон в помещение с плюсовой температурой и после – отрегулировать подачу газа редуктором до характеристик, исключающих обмерзание. Точные данные о газовых баллонах приведены в таблице.