Пропан: способы получения и химические свойства

Содержание

Пропан бутан – основные особенности и свойства

Пропан бутан, это основа для создания СУГ – сжиженного углеводородного газа. При незначительном росте давления смесь меняет агрегатное состояние на жидкое, что является экономически выгодным с точки зрения транспортировки, хранения и использования, как в промышленных, так и в бытовых нуждах.

Сжиженный пропан бутан выделяют в процессе перегонки нефти (попутные нефтегазы) или получают из газоконденсатных месторождений. В процессе переработки их очищают от этана, а так же выделяют газовый бензин.

Бутан: способы получения и химические свойства | CHEMEGE.RU

Химическая формула бутана C4H10. Имеет два изомера н-бутан и изобутан. В химии название «бутан» используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана.

Строение молекулы н-бутана:

Строение молекулы изобутана:

Бутан – бесцветный газ, без вкуса, со специфическим характерным запахом.

Пожаро- и взрывоопасен.

Мало растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Строение бутанола-1

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4).

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp 3 -гибридизации.

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства спиртов

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому бутанол-1 – жидкость с относительно высокой температурой кипения.

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде.

Бутанол-1 смешивается с водой в любых соотношениях.

Закон Генри в химии: формула, таблица константы для газов, формулировка закона

На границе раздела газа и жидкости образуется «поверхностный слой». Закон Генри рассматривает то, как двигаются молекулы жидкости и газа. Он основан на растворимости газов.

Сжиженные углеводородные газы

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

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

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

Молекула пропана

Молекула пропана состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода

Пропан

Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.

Бутан

Молекула бутана

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

Бутан (C4H10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, поэтому применяется только при положительных температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении — минус 0,5°C.

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

Смесь пропана и бутана

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

Бутан получение – Бутан получение — Найдите 3 способа получение Бутана.. Эт по химии… — 22 ответа

– это предельный углеводород, содержащий четыре атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана Формула алкана
Метан CH4
Этан C2H6
Пропан C3H8
Бутан C4H10
Пентан C5H12
Гексан C6H14
Гептан C7H16
Октан C8H18
Нонан C9H20
Декан C10H22

Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp3:

При образовании связи С–С происходит перекрывание sp3-гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании связи С–H происходит перекрывание sp3-гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp3-гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109о 28′ друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению.

Например, в молекуле бутана C4H10 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода. При этом углеродный скелет имеет зигзагообразное строение.

Характеристики и свойства фреона R600a (изобутана), рабочее давление, особенности

производители пищевых добавок

( / б JU т eɪ п / ) или
п
-бутан
представляет собой алкан с формулой С 4 Н 10 . Бутан — это газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. Бутан — легковоспламеняющийся, бесцветный, легко сжижаемый газ, который быстро испаряется при комнатной температуре. Название бутан происходит от корней but- (от масляной кислоты , названной в честь греческого слова, обозначающего масло) и -ane . Он был открыт химиком Эдвардом Франкландом в 1849 году. Он был обнаружен растворенным в сырой нефти в 1864 году Эдмундом Рональдсом , который первым описал его свойства.

Характеристика газов входящих в смесь

Газы пропан и бутан несколько отличаются друг от друга по своим эксплуатационным параметрам.

Пропан (С3Н8)

Температура кипения сжиженной фракции газа при давлении 680-810 мм рт. ст. составляет – 42,1°С. Это позволяет отбирать газ из газгольдера даже при очень низких температурах окружающей среды путем естественного перехода из жидкой фазы в газообразную – испарением.

Бутан (С4Н10)

Этот газ имеет значительно более низкую упругость паров, чем пропан. Температура кипения при нормальном атмосферном давлении составляет -0,5°С. Поэтому в чистом виде он практически не используется. Для достижения необходимого температурного режима, который бы обеспечивал непрерывное испарение, газгольдеры СУГ монтируются под землей, где применяется эффект геотермального обогрева.

Парциальное давление

Общее давление равно 1 атм, или 760 мм.рт.ст., но в законе Генри используется парциальное давление. Например, в системе находится 10 молекул (5 молекул одного газа и 5 молекул другого газа). Чтобы найти парциальное давление, необходимо учитывать только 50 % от общего числа молекул. Т. о. парциальное давление равно 380 мм.рт.ст, т. к. учитывается только 50 % молекул.

Если в системе находится 8 молекул одного газа и 2 молекулы другого газа, то парциальное давление изменится. Для 8 молекул (80 % от общего числа молекул) парциальное давление составляет 680 мм.рт.ст. Т. о., если увеличивается число молекул, значит, увеличивается и парциальное давление.

Структурная изомерия

Для бутанола-1 характерна структурная изомерия – изомерия положения гидроксильной группы, изомерия углеродного скелета и межклассовая изомерия.

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — CnH2n+2О.

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой С4Н10О бутиловый спирт СН3–CH2–CH2–CH2–OH, метилпропиловый эфир CH3–O–CH2–CH2–CH3, метилизопропиловый эфир CH3–O–CH(CH3)2, диэтиловый эфир CH3–CH2–O–CH2–CH3
Бутиловый спирт Метилпропиловый эфир
СН3–CH2–CH2–CH2–OH CH3–O–CH2–CH2–CH3

Изомеры с различным положением группы ОН отличаются положением гидроксильной группы в молекуле. Такая изомерия характерна для спиртов, которые содержат три или больше атомов углерода.

Например. Бутанол-1 и бутанол-2
Бутанол-1 Бутанол-2
СН3–CH2–CH2–CH2–OH СН3–CH(OH) –CH 2 –CH 3

Изомеры углеродного скелета отличаются положением строением углеродного скелета. Такая изомерия характерна для спиртов, которые содержат 4 или больше атомов углерода.

Например. Бутанол-1 и изобутанол-2
Бутанол-1 Изобутанол
СН3–CH2–CH2–CH2–OH СН3–CH(CH3) –CH 2 –OH

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.

Основные эксплуатационные характеристики

Смесь пропан бутана может иметь различный состав в процентном отношении. Наиболее распространенными являются смеси со следующим соотношением газов:

  • Зимняя, пропан : бутан – 75% на 25%;
  • Летняя, пропан : бутан – 55% на 45% соответственно.

ВАЖНО! Если содержание бутана в смеси превысит 60%, то в условиях климата большей части европейской территории России работа резервуарных установок может быть затруднена. Для обеспечения бесперебойного функционирования газгольдер комплектуют дополнительным оборудованием – испарителем СУГ.

Газ пропан бутан характеризуется следующими эксплуатационными характеристиками и требованиями к оборудованию, в котором смеси транспортируются и хранятся:

Химические свойства бутанола-1

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

Химические реакции гидроксисоединений идут с разрывом одной из связей: либо С–ОН с отщеплением группы ОН, либо связи О–Н с отщеплением водорода. Это реакции замещения, либо реакции отщепления (элиминирования).

Свойства спиртов определяются строением связей С–О–Н. Связи С–О и О–Н — ковалентные полярные. При этом на атоме водорода образуется частичный положительный заряд δ+, на атоме углерода также частичный положительный заряд δ+, а на атоме кислорода — частичный отрицательный заряд δ–.

Такие связи разрываются по ионному механизму. Разрыв связи О–Н с отрывом иона Н + соответствует кислотным свойствам гидроксисоединения. Разрыв связи С–О соответствует основным свойствам и реакциям нуклеофильного замещения.

С разрывом связи О–Н идут реакции окисления, а с разрывом связи С–О — реакции восстановления.

  • слабые кислотные свойства, замещение водорода на металл;
  • замещение группы ОН
  • отрыв воды (элиминирование) – дегидратация
  • окисление
  • образование сложных эфиров — этерификация


1. Кислотные свойства бутанола-1

Спирты – неэлектролиты, в водном растворе не диссоциируют на ионы; кислотные свойства у них выражены слабее, чем у воды.

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии спиртов с растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующиеся алкоголяты почти полностью гидролизуются водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому бутанол-1 не взаимодействует с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Бутанол-1 взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными). При этом образуются алкоголяты. При взаимодействии с металлами спирты ведут себя, как кислоты.

Например, бутанол-1 взаимодействует с калием с образованием бутилата калия и водорода .

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

Например, бутилат калия разлагается водой:

СН3–CH2CH2CH2–OK + H2O СН3–CH2CH2CH2–OH + KOH

Коэффициент пропорциональности, или константа Генри

Молекулы газа постоянно движутся, поэтому могут попадать в жидкость. Молекула, которая переместилась в жидкость, может также вернуться в газовую фазу. Множество молекул стремится перейти в газовую среду, т. к. в жидкости становится тесно. Это явление называется коэффициентом пропорциональности КН.

Коэффициент пропорциональности учитывает три фактора:

Коэффициент пропорциональности – это табличное значение. Он зависит от природы газа, растворителя и температуры. Константы Генри для газов представлены в таблице.

Значения коэффициента Генри Е для водных растворов некоторых газов

Примечания

  1. В свою очередь, др.-греч. βούτῡρον «масло» происходит от βοῦς «корова, вол» и τυρός «сыр».
  2. [www.nge.ru/g_20448-90.htm ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления]
  3. [www.bestpravo.com/fed2003/data07/tex22892.htm Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н
    -бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)]
  4. Химическая энциклопедия Т1, М. 1988, стр. 331, Статья «Бутаны»
  5. [fas.su/index.php?page=319 Физико-химические свойства пропан-бутановой смеси]
  6. [www.chemport.ru/chemical_substance_644.html) Бутан: химически и физические свойства]

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

Например, бутанол-1 реагирует с бромоводородом.

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

Например, при взаимодействии бутанола-1 с аммиаком образуется бутиламин.

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Cпирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

Например, бутанол-1 реагирует с уксусной кислотой с образованием бутилацетата (бутилового эфира уксусной кислоты):

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

Например, при взаимодействии бутанола-1 с азотной кислотой образуется бутилнитрат.

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

Химические свойства пропана

Пропан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для пропана характерны реакции:

  • разложения,
  • замещения,
  • окисления.

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для пропана характерны радикальные реакции.

Пропан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

Применение и использование бутана:

– в качестве топлива в смеси с пропаном в быту для приготовления пищи, транспортных средствах, в отопительных приборах и т.п.;

– н-бутан используется как сырьё в химической и нефтехимической промышленности для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонентов бензинов с высоким октановым числом, для производства других химических веществ;

– в пищевой промышленности как пищевая добавка E943a и E943b (изобутан), последний используется в качестве пропеллента;

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

Бутан, формула, газ, характеристики:

Бутан – органическое вещество класса алканов, состоящий из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты – acide butyrique) и суффикса «-ан» (что означает принадлежность к алканам).

Химическая формула бутана C4H10. Имеет два изомера н-бутан и изобутан. В химии название «бутан» используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана.

Рациональная формула н-бутана CH3-CH2-CH2-CH3, изобутана CH(CH3)3.

Строение молекулы н-бутана:

Строение молекулы изобутана:

Изобутан

Бутан – бесцветный газ, без вкуса, со специфическим характерным запахом.

В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа.

Образуется также при крекинге нефтепродуктов., в т.ч. сланцевой нефти.

Также содержится в сланцевом газе и сжиженном газе (сжиженном природном газе).

Пожаро- и взрывоопасен.

Мало растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Малотоксичен, но оказывает вредное воздействие на человека – на нервную систему (отравление, рвота, возможен летальный исход), обладает наркотическими свойствами, может вызвать удушье и сердечную аритмию, вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата. Класс опасности четвертый.

Область применения пропан-бутана

Смесь пропана и бутана широко применяется в качестве альтернативного вида топлива для систем газоснабжения частных домов, небольших предприятий, промышленных помещений и крупных производственных комплексов. По сравнению с природным газом пропан-бутан имеет ряд преимуществ и особенностей эксплуатации, которые подробно рассматривались в статье «Химические и физические свойства СУГ».

Кроме применения в качестве топлива пропан и бутан могут встречаться:

  • На этапе резки металла
    Смешение ацетилена, пропана или пропан-бутана с кислородом создает горячую пламенную струю, которая дает возможность разогреть поверхность металла до температуры начала горения. При подаче кислорода происходит воспламенение в месте соприкосновения с металлом и выполняется резка нужной формы.
  • При выполнении сварочных работ
    Горелки для ручной газовой сварки низкоуглеродистых сталей, пайки и наплавки цветных металлов, а также для различного сортамента сталей работают на пропан-бутановой смеси.
  • В пищевой промышленности
    Пищевые добавки Е944 и Е943а применяются в качестве пропеллентов. Е944 (пропан) помогает уменьшить концентрацию ароматизаторов готового продукта и используется как растворитель жирных кислот, что дает возможность получить ряд низкокалорийных продуктов. Е943а (бутан) дает возможность выдавить из баллонов растительные сливки, муссы, пищевые красители т.д.
  • В системе охлаждения
    Пропан и изобутан могут выступать в роли хладагентов для кондиционеров и холодильных установок.
  • На витринах художественных магазинов
    Аэрозольные баллончики с краской заправляются смесью пропан-бутана вместо воздуха. Воздух создает высокое давление внутри баллона, а легко сжижающийся газ позволяет обеспечить равновесное состояние жидкости и газа. При нажатии на клапан краска распыляется под давлением.
  • В транспортной отрасли
    Вещество используется как топливо не только для систем газоснабжения домов, но и как чистое топливо для двигателей внутреннего сгорания.
  • В косметических средствах
    Производители косметики выпускают множество продуктов в виде спреев, муссов и аэрозолей — это дезодоранты, средства для укрепления волос, солнцезащитный крем, крем для загара и т.д. Пропан-бутан используется опять же в качестве пропеллента для распыления средства на кожу тонким равномерным слоем.

Хранение пропан-бутана осуществляется в специальных стальных газгольдерах под давлением 1,6 МПа. Конструктивно газгольдеры представляют собой стальные сосуды цилиндрической формы с эллиптическими или торосферическими днищами, которые могут устанавливаться наземно или подземно.

5. Дегидрирование спиртов

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования. При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды.

Например, при дегидрировании бутанола-1 образуется бутаналь.

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.

Использует

Нормальный бутан можно использовать для смешивания бензина , в качестве топливного газа, растворителя для экстракции ароматизаторов, отдельно или в смеси с пропаном , а также в качестве сырья для производства этилена и бутадиена , ключевого ингредиента синтетического каучука . Изобутан в основном используется нефтеперерабатывающими заводами для повышения (увеличения) октанового числа автомобильного бензина.

При смешивании с пропаном и другими углеводородами он может называться LPG для сжиженного нефтяного газа. Он используется в качестве компонента бензина, в качестве сырья для производства основных нефтехимических продуктов при паровом крекинге , в качестве топлива для зажигалок и в качестве пропеллента в аэрозольных распылителях, таких как дезодоранты .

Очень чистые формы бутана, особенно изобутана, могут использоваться в качестве хладагентов и в значительной степени заменили галометаны , разрушающие озоновый слой , например, в бытовых холодильниках и морозильниках. Рабочее давление системы для бутана ниже, чем для галометанов, таких как R-12 , поэтому системы R-12, такие как автомобильные системы кондиционирования воздуха, при преобразовании в чистый бутан не будут работать оптимально, и поэтому смесь изобутана и пропана используется для обеспечения производительности системы охлаждения, сопоставимой с R-12.

Бутан также используется в качестве более легкого топлива для обычной зажигалки или бутановой горелки и продается в бутылках в качестве топлива для приготовления пищи, барбекю и походных печей. На мировом рынке канистр с бутаном доминируют производители из Южной Кореи .

В качестве топлива его часто смешивают с небольшими количествами сероводорода и меркаптанов, которые придают несгоревшему газу неприятный запах, который легко уловить человеческим носом. Таким образом можно легко определить утечку бутана. Хотя сероводород и меркаптаны токсичны, они присутствуют в таких низких количествах, что опасность удушья и возгорания бутаном становится проблемой задолго до токсичности. Наиболее коммерчески доступный бутан также содержит определенное количество загрязняющего масла, которое можно удалить путем фильтрации, но которое в противном случае оставит отложение в точке воспламенения и может в конечном итоге заблокировать равномерный поток газа. Загрязняющие вещества не используются при экстракции ароматизаторов, а бутановые газы могут вызвать взрыв газа в плохо вентилируемых помещениях, если утечки остаются незамеченными и воспламеняются от искры или пламени.

Канистры бутанового топлива для использования в походных печах. Бутановая зажигалка с резервуаром для жидкого бутана Аэрозольный баллончик, в котором в качестве пропеллента может использоваться бутан. Баллон с бутаном, используемый для приготовления пищи

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

Например, при нагревании 1-хлорбутана с водным раствором гидроксида натрия образуется бутанол-1

Окисление бутана

– слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Бутан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пропана сопровождается выделением большого количества теплоты.

2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + Q

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O + Q

При горении бутана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

3.2. Каталитическое окисление

  • Каталитическое окисление бутана – промышленный способ получения уксусной кислоты:

1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

При проведении синтеза со смесью разных галогеналканов образуется смесь разных алканов.

2. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты.

Бутан, получение, свойства, химические реакции.

Бутан, C4H10 – органическое вещество класса алканов. В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Образуется также при крекинге нефтепродуктов.

Бутан, формула, газ, характеристики

Физические свойства бутана

Химические свойства бутана

Химические реакции – уравнения получения бутана

Применение и использование бутана

Ссылки

Алкены Этилен • Пропен • Бутены • Пентены • Гексены • Гептены • Октен
Алкины Ацетилен • Пропин • Бутин
Диены Пропадиен • Бутадиен • Изопрен • Циклобутадиен
Другие ненасыщенные Винилацетилен • Диацетилен • Каротин
Циклоалканы Циклопропан • Циклобутан • Циклопентан • Циклогексан • Циклооктан • Декалин • Индан • Инден
Ароматические Бензол • Толуол • Диметилбензолы • Этилбензол • Пропилбензол • Кумол • Стирол • Фенилацетилен • Индан • Дифенил • Дифенилметан • Трифенилметан • Тетрафенилметан • Инден
Полициклические Нафталин • Антрацен • Бензантрацен • Пентацен • Фенантрен • Пирен • Бензпирен • Азулен • Хризен

2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH R–H + Na2CO3

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии бутаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пропан и карбонат натрия:

CH3–CH2 – CH2 –COONa + NaOH CH3–CH2– CH3 + Na2CO3

Получение бутана. Химические реакции – уравнения получения бутана:

Так как бутан в достаточном количестве содержится в природном газе, попутном нефтяном газе и выделяется при крекинге нефтепродуктов, его не получают искусственно. Его выделяют при очистке и сепарации из природного газа, ПНГ и нефти при перегонке.

Бутан в лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:

  1. 1. гидрирования непредельных углеводородов, например, бутена:

CH3-CH2-CH=CH2 + H2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (kat = Ni, Pt или Pd, повышенная to).

  1. 2. восстановления галогеналканов:

C4H9I + HI → C4H10 + I2 (повышенная to);

C4H9Br + H2 → C4H10 + HBr.

  1. 3. взаимодействия галогеналканов с металлическим щелочным металлом, например, натрием (реакция Вюрца):

2C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr;

2C2H5Cl + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaCl.

Суть данной реакции в том, что две молекулы галогеналкана связываются в одну, реагируя с щелочным металлом.

  1. 4. щелочного плавления солей одноосновных органических кислот:

C4H9-COOH + NaOH → C4H10 + Na2CO3 (повышенная to);

C4H9-COONa + NaOH → C4H10 + NaHCO3.

4. Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

Это промышленный процесс получения алканов.

Из угарного газа и водорода можно получить пропан:

Похожие задачи

  • 1.Дегидрирование пропана. 2.Горение бутана. 3. Разложение гексана. ( Помогите пожалуйста,…
  • Составьте уравнения реакции горения: а) пропана; б) бутана
  • Запишите уравнения горения метана, пропана и бутана. Сделайте вывод о наиболее…
  • Смесь пропана бутана пропена массой 22,3. при полном окислении этой смеси получен…
  • Смесь пропана и бутана объемом 10 м ^ 3, с массовой долей пропана в ней 0.2 сожгли. Какой…
  • Напишите уравнения : 1) горение бутана ,2) горение пропана, 3) крекинг гексана. Очень…
  • Полное хлорирование пропана и бутана(формулы).
  • Составьте формулы возможных изомеров: пропана, бутана, гексана. Сделать вывод.
  • ПОМОГИТЕ, ПОЖАЛУЙСТА ♥ Смесь состоящую из 10 л пропана и 10 л бутана сожгли. Какой объем…
  • Смешали 3 моля пропана и 7 молей бутана. Какова плотность смеси?
  • Составьте уровнение реакции горения пропана и бутана
  • Смесь пропена, пропана и бутана химическим количеством 0,5 моль пропустили через бром…
  • Агрегатное состояние этана,пропана,бутана,пентана,гексана,гептана,октана,нонана,декана
  • Агрегатное состояние этана,пропана,бутана,пентана,гексана,гептана,октана,нонана,декана
  • Составьте уравнения реакций, возможных для: 1) пропана 2) бутана. Назовите полученный…
  • Формула пропана и бутана
  • Углекислый газ, полученный в результате полного сгорания 0,896 л смеси пропана и бутана,…
  • Молярная масса смеси пропана и бутана равна 51 г/моль. Определите объемную долю газов в…
  • Как определить плотность и относительную плотность по азоту пропана и бутана?
  • Напишите структурные формулы сероуглерода, трихлорметана, пропана и бутана
  • Смесь пропана и бутана объемом 0,15 дм3 (н.у.) смешали с O2 объемом 950 см3 (н.у.) и…
  • Бытовой газ представляет собой смесь двух газов – бутана С4Н10 и пропана С3Н8. При…
  • Для сжигания 20л (н.у.) смеси пропана и бутана израсходованно124л (н.у) кислорода….
  • Для сжигания 20л (н.у.) смеси пропана и бутана израсходованно124л (н.у) кислорода….
  • Для сжигания 20 л смеси пропана и бутана израсходовали 124 л кислорода. Определите…

Здравствуйте! На сайте Otvet-Master.ru собраны ответы и решения на все виды школьных задач и университетских заданий. Воспользуйтесь поиском решений на сайте или задайте свой вопрос онлайн и абсолютно бесплатно.

5. Получение пропана в промышленности

В промышленности пропан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Пропорции газов

Для топливной смеси бутан является более калорийным топливом, а пропан выступает в качестве сжиженного газа, который испаряется при низких температурах. Поэтому соотношение пропана и бутана в смеси зависит от климатических условий региона, в которых пропан-бутан используется, а также времени года.

Чем ниже температура, тем больше пропана должно быть в смеси (не менее 70—80%), тогда пропан обеспечит наилучшее испарение газа и, следовательно, топливо будет стабильно и надежно подаваться к потребителю.

А вот летом можно использовать смесь с содержанием пропана, не превышающим 40%. Если вы набираете топливо летом, а использовать его планируете зимой, то обратите свое внимание на газ с 60-70-процентным содержанием пропана.

Эффекты и проблемы со здоровьем [ править ]

Вдыхание бутана может вызвать эйфорию , сонливость , потерю сознания , асфиксию , сердечную аритмию , колебания артериального давления и временную потерю памяти при злоупотреблении непосредственно из контейнера под высоким давлением и может привести к смерти от удушья и фибрилляции желудочков . Он попадает в кровоток и в течение нескольких секунд вызывает интоксикацию. [17] Бутан является наиболее распространенным летучим веществом в Великобритании и был причиной 52% смертей, связанных с растворителями, в 2000 году. [18]Распыляя бутан прямо в горло, струя жидкости может быстро охладиться до -20 ° C (-4 ° F) за счет расширения, вызывая длительный ларингоспазм . [19] Синдром « внезапной смерти сниффера », впервые описанный Бассом в 1970 году, [20] является наиболее частой причиной смерти, связанной с растворителями, приводя к 55% известных смертельных случаев. [19]

Рабочее давление всасывания r600a в холодильнике

t, °С Абс., бар Отн., бар t, °С Абс., бар Отн., бар
-40 0,29 -0,71 +15 2,62 1,62
-35 0,38 -0,62 +20 3,02 2,02
-30 0,47 -0,53 +25 3,54 2,54
-25 0,62 -0,38 +30 4,05 3,05
-20 0,73 -0,27 +35 4,69 3,69
-15 0,82 -0,18 +40 5,32 4,32
-10 1,09 0,09 +45 6,09 5,09
-5 1,33 0,33 +50 6,86 5,86
0 1,57 0,57 +55 7,79 6,79
+5 1,89 0,89 +60 8,72 7,72
+10 2,21 1,21 +70 10,91 9,91

Введение

(C 4 H 10) — органическое соединение класса алканов. В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH 3) 3 . Название происходит от корня «бут-» (английское название масляной кислоты —
butyric acid
) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Ядовит, вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, имеет специфический характерный запах, обладает наркотическими свойствами. Вредно воздействует на нервную систему .

Основные производители

В России добавку Е 943a выпускают нефтехимические предприятия:

производители пищевых добавок

  • 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.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий