Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Пропан

Пропан
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Изображение молекулярной модели
Общие
Хим. формула C3H8
Рац. формула CH3CH2CH3
Физические свойства
Молярная масса 44,1 г/моль
Плотность

газ: (0 °C, нормальные условия) 1,96 кг/м³[1]

1,8641 кг/м³ в стандартных условиях по ГОСТ 2939—63; жидкость: (+20°C, 8,4 атм.) 0,5005 г/см³
Энергия ионизации 11,07 ± 0,01 эВ[2] и 10,95 эВ[4]
Термические свойства
Температура
 • плавления −187,6 °C
 • кипения −44 ± 1 ℉[2], 231,1 К[3] и −42,1 °C[4]
 • самовоспламенения 472 °C
Пределы взрываемости 2,1 ± 0,1 об.%[2]
Энтальпия
 • образования −104 680 Дж/моль[3]
 • сгорания

93,4 МДж/м³

48,4 МДж/кг[1]

2147,2 кДж/моль
Давление пара 8,4 ± 0,1 атм[2]
Структура
Дипольный момент 2,8E−31 Кл·м[4]
Классификация
Рег. номер CAS 74-98-6
PubChem
Рег. номер EINECS 200-827-9
SMILES
 
InChI
Кодекс Алиментариус E944
RTECS TX2275000
ChEBI 32879
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 4: Быстро или полностью испаряется при нормальном атмосферном давлении и температуре или легко рассеивается в воздухе и легко возгорается (например, пропан). Температура вспышки ниже 23 °C (73 °F)Опасность для здоровья 1: Воздействие может вызвать лишь раздражение с минимальными остаточными повреждениями (например, ацетон)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствует
4
1
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Пропа́н (лат. propanum), C3H8 — органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе[5], образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного»[уточнить] природного газа как побочная продукция при различных химических реакциях. Чистый пропан не имеет запаха, однако в технический газ могут добавляться компоненты, обладающие сигнальным запахом. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен. Малотоксичен, но оказывает вредное воздействие на центральную нервную систему (отравление, рвота, возможен летальный исход)[6][7].

Физические свойства

Бесцветный газ без запаха[8]. Очень мало растворим в воде. Точка кипения −42,1 °C. Точка замерзания −188 °C. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 1,7 до 10,9 %. Критическая температура пропана Tкр = 370 К, критическое давление Pкр = 4,27 МПа, критический удельный объём Vкр = 0,00444 м3/кг[9] Плотность сжиженного пропана при 298 K — 0,493 т/м3. Газ легко сжижается при повышении давления.
Плотность газовой и жидкой фаз пропана при различных температурах

Плотности жидкой и паровой фаз пропана существенно зависят от температуры[10].

  • Плотность газовой фазы при нормальных условиях = 2,019 кг/м3.
  • Плотность газовой фазы при температуре 15°С = 1,900 кг/м3.
  • Плотность жидкой фазы при температуре 0°С = 529,7 кг/м3.
  • Плотность жидкой фазы при температуре 15 °С = 508,6 кг/м3.
  • Удельная теплота сгорания = 48 МДж/кг.

Химические свойства

Аналогичны свойствам других представителей ряда алканов (дегидрирование, хлорирование и т. д.)

  • Окисление
  • Галогенирование
    • Хлорирование.

При термическом хлорировании пропана массовый выход 1-хлорпропан составляет — 75 %, 2-хлорпропан — 25 %

При фотохимическом хлорировании пропана массовый выход 1-хлорпропан составляет 43 %, 2-хлорпропан 57 %

    • Бромирование протекает медленнее, чем хлорирование, а значит селективно, то есть с образованием преимущественно одного продукта. Так, при фотохимическом бромировании пропана образуется преимущественно 2-бромпропан (92 %)

Применение

Топливо

Несмотря на более высокую цену, пропан во многом удобнее природного газа (метана), так как в отличие от метана сжижается при комнатной температуре и сравнительно невысоком давлении (8-12 атм)[11], а метан при комнатной температуре не сжижается, и его приходится хранить сжатым под высоким давлением (200—250 атм), либо транспортировать в жидком виде при криогенных температурах. Поэтому баллоны для пропана значительно легче и дешевле метановых, и содержат гораздо больше газа (например, 50-литровый метановый баллон весит 55 кг и вмещает 9 кг газа, а пропановый такого же объёма весит 19 кг и вмещает 22 кг газа, кроме того, баллон для метана в 3—4 раза дороже. Композитные баллоны в 2—3 раза легче, но ещё в несколько раз дороже). Это делает пропан гораздо более удобным для хранения и транспортировки, поэтому пропан (или его смесь с бутаном) широко применяется для подключения переносного газового оборудования (переносные газовые плитки, газовые горелки для кровельных работ и т. д.), в качестве автомобильного топлива, а также для газификации небольших отдаленных населенных пунктов или отдельных зданий, для которых строительство газопровода природного газа экономически нецелесообразно.

Пропан товарный — жидкость, содержащая не менее 93 % пропана или пропилена, упругость паров которой при 45 °С не превышает 1,6 МПа. Содержание бутанов-бутилен допускается до 3 %, этана-этилена (до 4 %) ограничивается максимальным давлением паров. Коррозионная активность, содержание серы, влаги и плотность товарного пропана регламентируются техническими условиями на его доставку. Если пропан используется в качестве моторного топлива, то ограничивается допустимое содержание пропилена. Жидкостный остаток при −20 °С ограничивается 2 %, содержание сероводорода — 50 мг/м3 газа[12].

Пропан-бутановая смесь товарная — жидкость, содержащая этан-этилена до 4 %, пентана до 3 %, сероводорода до 50 мг м3 газа. Упругость паров при 45 °С не должна превышать упругость паров пропана (см. Пропан товарный). Температура испарения (объемная доля 95 %) должна быть равной температуре испарения бутана. Состав смеси (сжиженного газа), которая используется в качестве топлива для коммунально-бытового потребления, ограничивается упругостью пара 1,6 МПа при температуре 45 °С. При этом обеспечивается достаточная летучестью газового топлива[12].

Пропан применяется:

Баллон пропана на лёгком грузовике
Классический стальной газовый баллон на 50 литров, получивший широкое распространение в частных жилых домах
  • При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях:
    • в заготовительном производстве;
    • для резки металлолома;
    • для сварки неответственных металлоконструкций.
  • При кровельных работах.
  • При дорожных работах для разогрева битума и асфальта.
  • В качестве топлива для переносных электрогенераторов.
  • 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 бензина.

Хранится и перевозится в металлических баллонах ярко-красного цвета и полимерно-композитных баллонах (не путать с коричневыми баллонами для гелия)

Химия и пищевая промышленность

В химической промышленности используется для получения пропилена, сырья для производства полипропилена.

Является исходным сырьём для производства растворителей.

Используется как пропеллент.

В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944.

Хладагент

Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей)) с изобутаном (R-600a) не разрушает озоновый слой и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22) в традиционных стационарных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха (с обязательной сменой типа компрессорного масла).

Примечания

  1. 1 2 Теплота сгорания метана, бутана и пропана. Авторский блог Алексея Зайцева. Дата обращения: 7 октября 2022. Архивировано 7 октября 2022 года.
  2. 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0524.html
  3. 1 2 Smith J. M., H.C. Van Ness, M.M. Abbott Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (англ.) // Journal of Chemical EducationACS, 1950. — Vol. 27, Iss. 10. — P. 789. — ISSN 0021-9584; 1938-1328doi:10.1021/ED027P584.3
  4. 1 2 3 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbookCRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
  5. Газ природный - Что такое Газ природный? - Техническая Библиотека Neftegaz.RU. Дата обращения: 14 октября 2020. Архивировано 15 октября 2020 года.
  6. ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Дата обращения: 26 июня 2011. Архивировано 7 января 2012 года.
  7. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, нбутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (Утв. главным государственным санитарным врачом РФ 30.03.2003) (недоступная ссылка)
  8. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3699.html XuMuK.ru — ПРОПАН — Химическая энциклопедия]
  9. Библиографическая проработка по теме: Критическая температура. Дата обращения: 30 декабря 2010. Архивировано 2 июня 2014 года.
  10. Oleksiy Zivenko. LPG ACCOUNTING SPECIFICITY DURING ITS STORAGE AND TRANSPORTATION (англ.) // Measuring Equipment and Metrology. — 2019. — Vol. 80, iss. 3. — P. 21–27. — ISSN 2617-846X 0368-6418, 2617-846X. — doi:10.23939/istcmtm2019.03.021.
  11. Измерение и регулирование расхода пропан-бутановой смеси | Сигм Плюс Инжиниринг. www.massflow.ru. Дата обращения: 21 октября 2022. Архивировано 21 октября 2022 года.
  12. 1 2 Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
Kembali kehalaman sebelumnya