Химические свойства бутана уравнения возможных реакций

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Сжиженный газ: современное отопление без магистрали

Классификация

Пламя классифицируют по:

• агрегатному состоянию горючих веществ: пламя газообразных, жидких, твердых и аэродисперсных реагентов;
• излучению: светящиеся, окрашенные, бесцветные;
• состоянию среды горючее-окислитель: диффузионные, предварительно перемешанных сред;
• характеру перемещения реакционной среды: ламинарные, турбулентные, пульсирующие;
• температуре: холодные, низкотемпературные, высокотемпературные;
• скорости распространения: медленные, быстрые;
• высоте: короткие, длинные;
• визуальному восприятию: коптящие, прозрачные, цветные.

В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки).

Внутри конуса пламени имеются:

• темная зона (300-350 °С), где горение не происходит из-за недостатка окислителя;
• светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500-800 °С);
• едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и максимальной температурой (900-1500 °С).

Свойства СУГ

Чтобы понять, зачем смешивают пропан с бутаном, необходимо знать особенности каждого компонента, в том числе их взаимодействие с внешней средой. С точки зрения молекулярного строения они относятся к углеводородным соединениям, которые можно хранить в жидком состоянии, что значительно упрощает транспортировку и эксплуатацию.

Одним из условий образования жидкого газа является высокое давление, поэтому его хранят в специальных резервуарах под давлением 16 бар. Второе условие для перехода углеводородных газов из одного состояния в другое – внешняя температура воздуха. Пропан закипает при -43°С, тогда как преобразование из жидкого в газообразное состояние у бутана происходит при -0,5°С, что является основным отличием данных углеводородов.

Таблица с некоторыми другими свойствами данных газов

Дополнительную информацию о свойствах сжиженного углеводородного газа можно прочитать в статье: пропан-бутан для газгольдера – свойства и особенности применения.

Температура

Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:

• Температура воспламенения для большинства твёрдых материалов – 300 °С.
• Температура пламени в горящей сигарете – 250-300 °С.
• Температура пламени спички 750-1400 °С; при этом 300 °С – температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800–1000 °С.
• Температура горения пропан-бутана – 800-1970 °С.
• Температура пламени керосина – 800 °С, в среде чистого кислорода – 2000 °С.
• Температура горения бензина – 1300-1400 °С.
• Температура пламени спирта не превышает 900 °С.
• Температура горения магния – 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.

Наиболее высокие известные температуры горения:

• дицианоацетилен C4N2 5260 К (4990 °C) в кислороде и до 6000 К (5730 °C) в озоне;
• дициан (CN)2 4525 °C в кислороде.

Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.

Что такое бутан?

Бутан – это так называемый сжиженный природный (нефтяной) газ, который получается при перегонке нефти.
Как и пропан, бутан по своей природе является газом, но это относится не ко всем горючим газам. Бутан становится жидким при -0,5 градусах Цельсия или ниже, в то время как пропан становится жидким только при -40 градусах Цельсия.

Другим большим отличием между бутаном и пропаном является давление: при температуре 20 градусов Цельсия бутан имеет давление около 1,2 бар, тогда как пропан не менее 7,0 бар.

Оба изомера бутана являются газами при комнатной температуре, потому что (n-) бутан имеет температуру плавления -138 C и температуру кипения -0,5 C, а метилпропан (изобутан) имеет температуру плавления -160 C и температуру кипения −12 °С.

Бутан практически не растворим в воде (90 мг / л).

Оба изомера ведут себя схожим образом: они легко воспламеняются, не обесцвечивают бромную воду и раствор перманганата калия, подвергаются воздействию только галогенов хлора и брома под воздействием света.

Скорость распространения

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (далее – НСРП) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей – от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т.д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин при:

• дефлаграционном горении – до 100 м/с;
• взрывном горении – от 300 до 1000 м/с;
• детонационном горении – свыше 1000 м/с.

Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением) различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц, образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха, а также в результате термической диссоциации. В частности, при горении углеродного горючего в воздухе, синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN ±n , красно-оранжевая — излучением частиц С2 ±n и микрочастиц сажи. Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CHx ±n , H2O ±n , HO ±n , CO2 ±n , CO ±n ) и основных газов (N2, O2, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра. Кроме того, на окраску пламени сильно влияет присутствие в самом топливе, деталях конструкции горелок, сопел и так далее соединений различных металлов, в первую очередь натрия. В видимой части спектра излучение натрия крайне интенсивно и ответственно за оранжево-желтый цвет пламени, при этом излучение чуть менее распространенного калия оказывается на его фоне практически не различимым (поскольку большинство организмов имеют в составе клеток K+/Na+ каналы, то в углеродном горючем растительного или животного происхождения на 3 атома натрия приходится в среднем 2 атома калия).

Источник: Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.

Взрыв пропан-бутана

Наличие газа в помещении (в воздухе) в количестве от 1,8 до 9,5 процента является взрывоопасной концентрацией, способной при открытом огне или искре стать причиной взрыва большой разрушительной силы

Взрыв баллона пропан бутана происходит при соприкосновении газа с огнем либо при превышении показателей пожаровзрывоопасности. Пропан: С3Н8, горючий газ, температура вспышки 96 °С, температура самовоспламенения 470 °С, концентрационные пределы распространения пламени 2,3-9,4 % (об.). Бутан: C4H10, горючий газ, плотность по воздуху 2,0665, температура вспышки 69 °С, температура самовоспламенения 405 °С, концентрационные пределы распространения пламени 1,8-9,1 % (об.).

Взрыв пропан-бутана сопровождается высокотемпературным выбросом газов (пламени), при этом летят осколки и детали разорвавшихся баллонов, выделяется тепловое излучение. При взрыве пропан-бутана помимо основных факторов пожара (открытый огонь, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и т. д.), как правило, проявляются вторичные факторы: волна сжатия, образующаяся при взрыве баллона и влекущая за собой разрушение зданий или отдельных их частей, разрушение (или повреждение) наружного и внутреннего водопроводов, пожарной техники, стационарных средств тушения, технологического оборудования, возникновение новых очагов пожаров и взрывов. При взрыве баллона пропан-бутана в очаге пожара возможно образование «огненного шара» диаметром 10 м.

Пропан технический: свойства

Среди основных параметров вещества стоит отметить следующие:

• сумма пропилена и пропана составляет не менее 75 % от всего объема (количество последнего не нормируется);
• сумма бутанов и непредельных углеводородов – не нормируется;
• количество жидкого остатка не должна превышать 0,7 % об.;
• давление насыщенных паров при температуре – 20 ◦С должно быть не менее 0,16 МПа;
• количество сероводорода и меркаптановой серы не должна превышать 0,013 % от всего объема;
• интенсивность запаха пропана должна превышать 3 балла.

Минимальная температур горения пропана составляет – 35 °C. Благодаря этому работать с газом можно в любых условиях. Самовоспламеняется пропан, при нормальном атмосферном давлении, при температуре в 466 °C. При 97 °C возникает критическая температура пропана. Температура горения пропан-бутана колеблется от 800 до 1970 °С, пламя сгорания чистого пропана имеет температуру около 2526 °C, а жаропроизводительность, в среднем, составляет 2110 °C. В газовых резаках, при смеси с кислородом от 1:4 до 1:5 (пропан:кислород), возникает температура пламени до 2830 °C.

Химические и физические свойства

Пропан-бутан обладает уникальнейшими химическими, физическим свойствами, что буквально и сделало его столь популярным среди потребителей всего мира.

Во-первых, этот представитель сжиженных углеродных газов остается в жидкой форме исключительно при большом давлении, которое равно 16-ти атмосферам. Поэтому при транспортировке вещество перевозят только в газовых баллонах с соответствующим давлением.

Температура горения пропана не равна какому-то определенному числу и колеблется в пределах между 800-1970 градусов по Цельсию. Столь высокие показатели полностью оправдывают ту пользу, которую он приносит в быту человека, ведь горение этой смеси имеет большой КПД при исполнении любых задач, связанных с использованием данного газа.

Температура кипения пропана составляет -42 градуса по Цельсию, что свидетельствует о гарантии безопасности эксплуатации в нормальных условиях.

Но так как мы рассматриваем смесь пропана с бутаном, то эта цифра может подняться до отметки -25 градусов и даже выше, в зависимости от процентного соотношения составляющих в веществе. Стоит учесть, что пропан замерзает при температуре -188 градусов.

При перевозке вещества не стоит забывать о температуре пропана в баллоне, которая не должна превышать отметку выше 15 градусов по Цельсию.

Такой подход считается наиболее безопасным, поскольку при транспортировке с высшей температурой газовых баллонов, существенно возрастает риск возгорания.

Кстати, что касается температуры воспламенения пропана-бутана, то и здесь они отличаются – у первого она составляет 504 градуса по Цельсию, а у второго – 430. Но, не смотря на столь большое количество отличий между своими составляющими, этот представитель сжиженных углеродных газов вполне конкурентный с бензиновыми горючими смесями.

Использование технического пропана

Технический пропан может быть использован в следующих сферах:

• в качестве топлива для грузовиков, при выполнении работ разного характера в промышленности;
• в строительстве: для резки металлолома, сварки, во время кровельных работ, для разогрева асфальта, для обогрева помещений;
• в быту для приготовления пищи, отопления дома, подогрева воды;
• в пищевой и химической промышленности для растворителей или в качестве пищевой добавки, известной как Е944.

Применение и реакции[ | ]

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности связей С—Н в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль).

При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии. Температура кипения бутана −0,5 °C, значительно выше, чем у пропана (−42 °C), поэтому в чистом виде его можно использовать только в теплом климате. Иногда используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом (в летних бутана до 50%, в зимних — не больше 15%). Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 C O 2 + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+13O_<2>\rightarrow 8CO_<2>+10H_<2>O>>>

При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь:

2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+5O_<2>\rightarrow 8C+10H_<2>O>>> 2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 C O + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+9O_<2>\rightarrow 8CO+10H_<2>O>>>

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

2 C 4 H 10 + 7 O 2 → 2 C 4 H 2 O 3 + 8 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+7O_<2>\rightarrow 2C_<4>H_<2>O_<3>+8H_<2>O>>>

-Бутан — сырьё для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых, но бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a

, а изобутан —
E943b
, как пропеллент.

Отличие пропана от метана

Среди отличительных особенностей пропана стоит отметить:

• более высокая эффективность при сгорании, благодаря чему он намного эффективнее метана во время проведения сварочных работ;
• высокая инертность газа, что позволяет ему более активно вступать в разнообразные химические реакции;
• пропан безопаснее метана и отличается наличием наркотического действия;
• при транспортировке пропана не нужно использовать какое-то специальное оборудование, достаточно обычных стальных баллонов.

Кроме этого, пропан является более дешевым и легче заправляется.

Горение метана

Метан представляет собой газообразное химическое соединение с химической формулой CH4. Это самый простой представитель алканов. Другие названия этой группы органических соединений: предельные, насыщенные или парафиновые углеводороды. Они характеризуются наличием простой связи между атомами углерода в молекуле, а все остальные валентности каждого углеродного атома насыщены атомами водорода. Для алканов наиболее важной реакцией является горение. Они горят с образованием газообразной двуокиси углерода и паров воды. В результате выделяется огромное количество химической энергии, которая превращается в тепловую или электрическую. Метан является горючим веществом и основным компонентом природного газа, что и делает его привлекательным топливом. В основе широкого использования природного ископаемого лежит реакция горения метана. Поскольку он в нормальных условиях является газом, то его трудно транспортировать на далекие расстояния от источника, поэтому часто его предварительно сжижают.

Процесс горения заключается в реакции между метаном и кислородом, то есть в окислении простейшего алкана. В результате образуется двуокись углерода, вода и много энергии. Горение метана может быть описано уравнением: CH4 [газ] + 2O2 [газ] → CO2 [газ] + 2H2O [пар] + 891 кДж. То есть одна молекула метана при взаимодействии с двумя молекулами кислорода образует молекулу двуокиси углерода и две молекулы воды. При этом выделяется тепловая энергия, равная 891 кДж. Природный газ является самым чистым для сжигания ископаемым, так как уголь, нефть и другие виды топлива более сложные по составу. Поэтому при сгорании они выделяют в воздух различные вредные химические вещества. Поскольку природный газ в основном состоит из метана (примерно на 95%), то при его сжигании практически не образуются побочные продукты или их получается намного меньше, чем в случае с другими видами ископаемого топлива.

Теплотворная способность метана (55,7 кДж/г) выше, чем его гомологов, например, этана (51,9 кДж/г), пропана (50,35 кДж/г), бутана (49,50 кДж/г) или других видов топлива (древесина, уголь, керосин). Горение метана дает больше энергии. Для обеспечения в течение года работы лампочки накаливания мощностью 100 Вт необходимо сжечь 260 кг древесины, или 120 кг угля, или 73,3 кг керосина, или всего 58 кг метана, что соответствует 78,8 м³ природного газа.

Простейший алкан является важным ресурсом для получения электроэнергии. Происходит это за счет сжигания его в качестве топлива котла, вырабатывающего пар, который приводит в движение паровую турбину. Также горение метана используется для получения горячих дымовых газов, энергия которых обеспечивает работу газовой турбины (сжигание осуществляется до турбины или в самой турбине). Во многих городах метан подается по трубам в дома для внутреннего отопления и приготовления пищи. По сравнению с другими видами углеводородного топлива сжигание природного газа характеризуется меньшим выделением углекислого газа и большим количеством полученного тепла.

Горение метана используется для достижения высоких температур в печах различных химических производств, например, крупнотоннажных этиленовых установок. Природный газ в смеси с воздухом подается в горелки печей пиролиза. В процессе сгорания образуются дымовые газы с высокой температурой (700—900 °С). Они нагревают трубы (находятся внутри печи), в которые подается смесь сырья с водяным паром (для снижения образования кокса в трубах печей). Под действием высоких температур происходит множество химических реакций, в результате которых получают целевые компоненты (этилен и пропилен) и побочные продукты (смола пиролизная тяжелая, водородная и метановая фракции, этан, пропан, углеводороды С4, С5, пироконденсат; каждый из них имеет свое применение, например, пироконденсат используют для получения бензола или компонентов автомобильного бензина).

Горение метана является сложным физико-химическим явлением на основе экзотермической окислительно-восстановительной реакции, характеризующейся высокой скоростью течения и выделением огромного количества тепла, а также теплообменными и массообмеными процессами. Поэтому расчетное определение температуры горения смеси представляет собой сложную задачу, так как кроме состава горючей смеси сильно влияют ее давление и начальная температура. С их увеличением наблюдается рост температуры горения, а теплообменные и массообменые процессы способствуют ее снижению. Температура горения метана при проектировании процессов и аппаратов химических производств определяется расчетным методом, а на действующих установках (например, в печах пиролиза) ее измеряют с помощью термопар.

Принцип работы и особенности

Пользователь получает ровный факел, мощность которого контролируется специальным клапаном. За счет чего изменяется температура, на которую он прогревает в зависимости от толщины материала и преследуемых задач.

Устройство экономически более выгодно для проведения сварки и резки, чем массивное дорогостоящее оборудование.

Спектр использования настолько велик, что изделие даже применяется для дезинфекции деревянных ульев, обработки клеток животных, кровле и так далее.

Розжиг горелки производится спичками, зажигалкой или открытым источником огня. Такой вариант дешевле, чем модели с установленным пьезоподжигом. Этот элемент приводит к возгоранию после нажатия кнопки, что провоцирует появление искры, от которой газовая струя поджигается.

Горелка – востребованный инструмент, поэтому разработчики стремятся к усовершенствованию конструкции и увеличению функциональности. Рынок предлагает несколько разновидностей подобного оборудования:

• Газовый паяльник.
• Резак.
• Горелка для туризма.
• Паяльная лампа.

Паяльная лампа – одна из разновидностей горелок. Показывает высокую температуру и применяется для обработки металла, пластика и других прочных материалов.

Физические свойства пропана:

* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

От чего зависит?

Температура горелки определяется химическим составом газа и мощностью изделия. В процессе исследований удалось установить, что температурные показатели факела зависимы от теплотворных свойств газовой смеси.

После соединения топлива с воздухом газ расходуется критически, поэтому интенсивность горения увеличивается. За счет дополнительного источника воздуха повысить какую температуру у горелки вы будите получать. Без обдува значение достигает 1500 градусов, доступ вспомогательного воздушного потока выдает рост до 2200 градусов. В разных частях факела температура отличается:

1. Внутренняя. Это короткая зона с незначительным нагревом.
2. Средняя. На этом участке температура пламени от газовой горелки достигает предела, но огонь не раскрывается полностью, что связано с нехваткой кислорода и выделением продуктов распада.
3. Окаймляющая. Визуально характеризуется ярким огнем с высоким КПД.

Дешевые модели горелок конструктивно одинаковые. Дорогие оснащаются дополнительными элементами, которые увеличивают технические характеристики и удобство использования.

Для выполнения сварки и резки предъявляются особые требования к составу газовой смеси, поскольку от неё зависит температурный режим изделия.

Применение и реакции

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности связей С—Н в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль).

При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии. Температура кипения бутана −0,5 °C, значительно выше, чем у пропана (−42 °C), поэтому в чистом виде его можно использовать только в теплом климате. Иногда используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом (в летних бутана до 50%, в зимних — не больше 15%). Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 C O 2 + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+13O_<2>\rightarrow 8CO_<2>+10H_<2>O>>>

При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь:

2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+5O_<2>\rightarrow 8C+10H_<2>O>>> 2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 C O + 10 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+9O_<2>\rightarrow 8CO+10H_<2>O>>>

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

2 C 4 H 10 + 7 O 2 → 2 C 4 H 2 O 3 + 8 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2C_<4>H_<10>+7O_<2>\rightarrow 2C_<4>H_<2>O_<3>+8H_<2>O>>>

-Бутан — сырьё для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых, но бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a

, а изобутан —
E943b
, как пропеллент.

Температурный режим разных видов горелок на баллон

Приобрести горелку можно через Интернет либо в строительном магазине. Лучше отдать предпочтение второму варианту, поскольку покупатель может проконсультироваться с опытным продавцом, он подберет целесообразный вариант в зависимости от задач, которые поставил пользователь. В ассортимент продукции входят модели, отличающиеся по температурному режиму:

• Перезаправляемые. Характеризуются небольшими габаритами и продуманной формой, а также удобством использования и пьезоэлектрическим элементом. К баллонной разновидности горелок на газу этот вид не относится.
• На цанговом баллончике. Являются источником мощного пламени со средней температурой на выходе 1500 градусов.
• Резьбовые. В составе топлива львиную долю занимает пропан, благодаря чему в зоне горения температура составляет 1800 градусов. Продвинутые модели оборудованы системами смешивания воздуха с пропановой смесью.

Некоторые горелки оснащаются автономным подогревом горючей смеси, что увеличивает угол использования.

СПБТ (смесь пропан-бутан техническая)

Газы углеводородные сжиженные Пропан-бутан, в дальнейшем СУГ (Газы углеводородные сжиженные) — смеси углеводородов, которые при нормальных условиях (атмосферное давление и Т воздуха = 0°С) находятся в газообразном состоянии, а при небольшом повышении давления (при постоянной температуре) или незначительном понижении температуры (при атмосферном давлении) переходят из газообразного состояния в жидкое.

Основными компонентами СУГ являются пропан и бутан. Пропан-бутан (сжиженный нефтяной газ, СНГ, по-английски — liquified petroleum gas, LPG) — это смесь двух газов. В состав сжиженного газа входят в небольших количествах также: пропилен, бутилен, этан, этилен, метан и жидкий неиспаряющийся остаток (пентан, гексан). Сырьем для получения СУГ являются в основном нефтяные попутные газы, газоконденсатных месторождений и газы, получаемые в процессе переработки нефти.

В сосудах (цистернах, резервуарах, баллонах) для хранения и транспортировки СУГ одновременно находится в 2-х фазах: жидкой и парообразной. СУГ хранят, транспортируют в жидком виде под давлением, которое создаётся собственными парами газа. Это свойство делает СУГ удобными источниками снабжения топливом коммунально-бытовых и промышленных потребителей, т.к. сжиженный газ при хранении и транспортировке в виде жидкости занимает в сотни раз меньший объем, чем газ в естественном (газообразном или парообразном) состоянии, а распределяется по газопроводам и используется (сжигается) в газообразном виде.

Сжиженные углеводородные газы, подаваемые в населенные пункты, должны соответствовать требованиям ГОСТ 20448-90. Для коммунально-бытового потребления и промышленных целей стандартом предусматривается выпуск и реализация СУГ трех марок: ПТ — пропан технический; СПБТ — смесь пропана и бутана техническая; БТ — бутан технический.

Применение СУГ по маркам связано с наружными температурами, от которых зависит упругость(давление) паров сжиженных газов, находящихся в баллонах на открытом воздухе или в подземных резервуарах. В зимних условиях при низких температурах, для создания и поддержания необходимого давления в системах газоснабжения, в составе сжиженного газа должен преобладать более легко испаряющийся компонент СУГ- пропан. Летом основной компонент в СУГ — бутан.

Основные физико-химические свойства компонентов сжиженных углеводородных газов и продуктов их сгорания: — температура кипения (испарения) при атмосферном давлении для пропана — 420С, для бутана — 0,50 С; Это означает, что при температуре газа выше указанных величин происходит испарение газа, а при температуре ниже указанных величин происходит конденсация паров газа, т.е. из паров образуется жидкость (конденсат сжиженного газа). Т.к. пропан и бутан в чистом виде поставляются редко, то приведенные температуры не всегда соответствуют температуре кипения и конденсации применяемого газа. Применяемый в зимнее время газ обычно нормально испаряется при температуре окружающего воздуха до минус 200 С. Если же заводы-изготовители поставят газ с повышенным содержанием бутана, то конденсация паров газа может быть и в летнее время при небольших заморозках. — низкая температура воспламенения при атмосферном давлении: для пропана — 504-5880 С, для бутана — 430-5690 С; Это означает, что воспламенение(вспышка) может произойти от нагретых, но еще не светящихся предметов, т.е. без наличия открытого огня. — низкая температура самовоспламенения при давлении 0,1 МПа (1 кгс/см2) для пропана — 4660 , для бутана — 4050 С; — высокая теплота сгорания (количество тепла, которое выделяется при сжигании 1 м3 паров газа): для пропана 91-99 МДж/м3 или 22-24 тыс.ккал, для бутана 118-128 МДж/м3или 28-31 тыс.ккал. — низкие пределы взрываемости (воспламеняемости): пропана в смеси с воздухом 2,1-9,5 об.%, бутана в смеси с воздухом 1,5-8,5 об.%, смеси пропана и бутана с воздухом 1,5-9,5 об.%. Это означает, что газовоздушные смеси могут воспламеняться (взрываться) только в том случае, если содержание газа в воздухе или кислороде находится в определенных пределах, вне которых эти смеси без постоянного притока (наличия) тепла или огня не горят. Существование этих пределов объясняются тем, что по мере увеличения содержания в газовоздушной смеси воздуха или чистого газа уменьшается скорость распространения пламени, увеличиваются тепловые потери и горение прекращается. С увеличением температуры газовоздушной смеси пределы взрываемости (воспламеняемости) расширяются. — плотность паров газа (смеси пропана и бутана) — 1,9-2,58 кг/м3; Пары СУГ значительно тяжелее воздуха (плотность воздуха 1,29 кг/м3) и собираются в нижней части помещения, где может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь при очень малых утечках газа. При затекании паров СУГ (в виде стелющегося тумана или прозрачного мерцающего облака) в не проветриваемые подвалы, устройства канализации, заглубленные помещения они могут оставаться там очень долго. Часто это происходит при утечках газа из подземных резервуаров и газопроводов. Особенно опасно то, что внешним осмотром такую утечку обнаружить нельзя, т.к. газ не всегда выходит на поверхность земли, а распространяясь под землей может попадать в канализацию или подвалы на большом удалении от места утечки. — плотность газа в жидком состоянии — О,5-0,6 кг/л. — коэффициент объемного расширения жидкой фазы СУГ- в 16 раз больше, чем у воды. При повышении температуры газа его объём значительно увеличивается, что может привести к разрушению (разрыву) стенок сосуда с газом. — для полного сгорания паров СУГ необходимо на 1м3 паров пропана — 24м3 воздуха или 5,0 м3 кислорода на 1м3 паров бутана — 31м3 воздуха или 6,5 м3 кислорода. — объем паров газа с 1 кг пропана — 0,51 м3 , с 1 л пропана — 0,269м3, с 1 кг бутана — 0,386м3, с 1 л бутана — 0,235м3 . — максимальная скорость распространения пламени горящего пропана- 0,821м/с, бутана — 0,826 м/с. СУГ бесцветны (невидимы) и большей частью не имеют сильного собственного запаха, следовательно, в случае их утечки в помещении может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь. Для того, чтобы своевременно обнаружить утечки газа, горючие газы подвергают одоризации, т. е. придают им резкий специфический запах. В качестве одоранта используют технический этилмеркаптан.

Этилмеркаптан — легкоиспаряющаяся жидкость с резким неприятным запахом.

Регулировка

От правильной настройки пламени зависит чистота резки. Кислородная обработка проводится при несколько окисленном или нормальном факеле. Тщательно откорректированное пламя у резаков с расположением мундштуков концентрического типа окружено режущим потоком кислорода. Ядро факела на каждом участке должно быть симметричным и не отличаться яркостью.

Резку горелкой со сдвинутым мундштуком проводить нельзя, поскольку это приведет к нагреву кромки, что негативно отразится на качестве разреза. Использование самоцентрирующихся мундштуков повышает удобство использования подобного оборудования, ведь устройство делает пламя симметричным.

Иногда движение газовой смеси затрудняется из-за засорения канала, что разделяет факел на струйки и приводит к потере стабильности. Такое изделие не только уменьшает качество обработки, но и снижает производительность. Корректировка пламени основана на создании симметричного пламени нужной мощности по отношению к кислородной режущей струе.

Нормальное пламя обеспечивается на приоткрытых вентилях, что дает возможность проводить регулировку в процессе работы. При полностью открытом ацетилене и кислороде наблюдается чрезмерное количество первого. Плавное перекрытие ацетиленового клапана приводит к стабилизации процесса.

Состав: зачем смешивают пропан и бутан

Чистый пропан для отопления дома слишком дорогой, поэтому его используют в паре с бутаном.

• литр технического пропана стоит в среднем 27.5 рублей (при заправке более 3 000 литров);
• литр самой дорогой «зимней смеси» (пропана не менее 75%) стоит 22-24 рубля (минимальная заправка — 2 000 литров).

Вещества отличаются температурой конденсации (превращения в жидкость):

При смешивании общая температура меняется:

• В «летнем» составе допускается содержание бутана до 40-50%, оптимальная температура использования — выше +5°С.
• В «зимней» — не более 25%, такое топливо может работать даже при -40°С.

Мы используем процентное соотношение 80/20 независимо от сезона. Составу не грозит разделение на фракции: при пониженной температуре основной объем газообразного вещества состоит из пропана, при нагреве начинает активно испаряться бутан. «Зимнее» соотношение рассчитано на полноценную работу топлива в мороз.

Рекомендации в работе

Газовые горелки функционируют в качестве автономного источника большой тепловой энергии. Посредством регуляции мощности и настройки температурного режима существенно расширяется область применения устройства, она включает:

• обработка легкоплавких металлов (выжигание, прокаливание, прогревание) – использование факела направленного типа с температурой не менее 1500 градусов;
• работа с древесиной – создание узоров, обжиг готовой продукции;
• туристические цели – можно отдать предпочтение компактным моделям с незначительными температурными параметрами.

Отходы горения: углеводороды не оставляют сажи

В процессе горения топливо распадается на пары воды и углекислоту. Нет гари, выделения сажи, постороннего запаха.

Котлы и дымоходы на солярке, дровах, угле и отработанном масле приходится постоянно очищать. Копоть остается на всех доступных поверхностях, выпадает в виде серого налета на снег и растения. Использование СУГ исключает такие проблемы.

Газовая горелка на баллончик температура пламени

17 Декабря 2015

Газовые горелки являются незаменимым помощником в хозяйстве, мастерских и производственных цехах, на пикнике и в турпоходах. Легкость и удобство применения давно передали ветвь первенства газовым приборам в сравнении с другими видами. При выборе горелки стоит учитывать сферу применения, необходимую мощность, а также максимальную температуру пламени. Последний фактор особенно важен при выполнении более тонких видов работ. Поэтому необходимо знать основные параметры, напрямую связанные с распределением температурного режима пламени газовой горелки.

От чего зависит температура пламени газовой горелки

Газовая горелка на баллончик и температура пламени в ней напрямую зависит от состава газового топлива, окружающих условий горения и от мощности применяемого оборудования. Наблюдается при этом прямое соотношение теплотворной способности газа с температурой пламенного факела – повышение первого показателя ведет к увеличению второго.

Когда происходит процесс смешивания используемого топлива с воздухом, газ полностью расходуется, что в свою очередь увеличивает скорость горения и повышает температуру пламени. Этот показатель может улучшаться посредством дополнительного использования дутья воздуха. Например, без применения обдувания максимальный температурный режим составляет 1500 °С, то при его использовании возможен результат до 2200 °С.

На температуру также влияет факел пламени. Он не является однородным и делится на три зоны: