Kwa mtazamo wa kemia, propani ni hidrokaboni iliyoshiba na sifa za kawaida za alkanes. Walakini, katika maeneo mengine ya uzalishaji, propane inaeleweka kama mchanganyiko wa vitu viwili - propane na butane. Ifuatayo, tutajaribu kufahamu propane ni nini na kwa nini imechanganywa na butane.
Muundo wa molekuli
Kila molekuli ya propani ina atomi tatu za kaboni zilizounganishwa kwa bondi moja rahisi, na atomi nane za hidrojeni. Ina fomula ya molekuli C3H8. Vifungo vya C-C katika propane ni covalent zisizo za polar, lakini katika jozi ya C-H, kaboni ni umeme zaidi na huvuta kidogo jozi ya elektroni kuelekea yenyewe, ambayo ina maana kwamba dhamana ni polar covalent. Molekuli ina muundo wa zigzag kutokana na ukweli kwamba atomi za kaboni ziko katika hali ya sp3-mseto. Lakini, kama sheria, molekuli inasemekana kuwa ya mstari.
Kuna atomi nne za kaboni kwenye molekuli ya butane С4Н10, na ina isoma mbili: n-butane (inayo muundo wa mstari) na isobutane (inamuundo wa matawi). Mara nyingi, hazitengani baada ya kupokelewa, lakini huwa kama mchanganyiko.
Tabia za kimwili
Propane ni gesi isiyo na rangi na isiyo na harufu. Inayeyuka vibaya sana katika maji, lakini inayeyuka vizuri katika klorofomu na diethyl ether. Inayeyuka tpl=-188 °С, na inachemka saa tkip=-42 °С. Hulipuka wakati ukolezi wake hewani unazidi 2%.
Sifa halisi za propane na butane ziko karibu sana. Butane zote mbili pia zina hali ya gesi chini ya hali ya kawaida na hazina harufu. Kwa kweli, haiyeyuki katika maji, lakini inaingiliana vyema na vimumunyisho vya kikaboni.
Sifa zifuatazo za hidrokaboni hizi pia ni muhimu katika tasnia:
- Msongamano (uwiano wa wingi na ujazo wa mwili). Uzito wa mchanganyiko wa kioevu wa propane-butane kwa kiasi kikubwa imedhamiriwa na muundo wa hidrokaboni na joto. Wakati joto linapoongezeka, upanuzi wa volumetric hutokea, na wiani wa kioevu hupungua. Kwa shinikizo linaloongezeka, kiasi cha propani kioevu na butane hubanwa.
- Mnato (uwezo wa dutu katika hali ya gesi au kioevu kustahimili nguvu za kukata manyoya). Imedhamiriwa na nguvu za kujitoa kwa molekuli katika vitu. Viscosity ya mchanganyiko wa kioevu wa propane na butane inategemea joto (pamoja na ongezeko lake, viscosity hupungua), lakini mabadiliko ya shinikizo yana athari kidogo juu ya tabia hii. Gesi, kwa upande mwingine, huongeza mnato wao kwa halijoto inayoongezeka.
Kutafuta asili na kupata mbinu
Vyanzo vikuu vya asili vya propane ni mafuta namashamba ya gesi. Imo katika gesi asilia (kutoka 0.1 hadi 11.0%) na katika gesi za petroli zinazohusiana. Butane nyingi hupatikana katika mchakato wa kunereka kwa mafuta - kuitenganisha katika sehemu, kwa kuzingatia pointi za kuchemsha za vipengele vyake. Ya njia za kemikali za kusafisha mafuta, kupasuka kwa kichocheo ni muhimu zaidi, wakati ambapo mlolongo wa alkanes ya juu ya Masi huvunjwa. Katika kesi hii, propane huunda takriban 16-20% ya bidhaa zote za gesi za mchakato huu:
СΗ3-СΗ2-СΗ2-СΗ 2-СΗ2-СΗ2-СΗ2-СΗ 3 ―> СΗ3-СΗ2-СΗ3 + СН 2=CΗ-CΗ2-CΗ2-CΗ3
Kiasi kikubwa cha propani huundwa wakati wa utiaji hidrojeni wa aina mbalimbali za lami ya makaa ya mawe na makaa ya mawe, hufikia 80% ya ujazo wa gesi zote zinazozalishwa.
Pia imeenea sana kupata propane kwa mbinu ya Fischer-Tropsch, ambayo inategemea mwingiliano wa CO na H2 kukiwa na vichochezi mbalimbali kwenye joto la juu na shinikizo:
nCO + (2n + 1)Η2 ―> C Η2n+2 + nΗ2O
3CO + 7Η2 ―> C3Η8 + 3Η 2O
Kiwango cha viwanda cha butane pia hutengwa wakati wa usindikaji wa mafuta na gesi kwa mbinu halisi na kemikali.
Sifa za kemikali
Kutoka kwa vipengele vya muundo wa molekulihutegemea mali ya kimwili na kemikali ya propane na butane. Kwa kuwa ni misombo iliyojaa, miitikio ya nyongeza si tabia yake.
1. athari za uingizwaji. Chini ya utendakazi wa mwanga wa urujuanimno, hidrojeni hubadilishwa kwa urahisi na atomi za klorini:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Inapopashwa kwa mmumunyo wa asidi ya nitriki, atomi ya H inabadilishwa na kundi NO2:
СΗ3-СΗ2-СΗ3 + ΗNO 3 ―> СΗ3-СΗ (NO2)-СΗ3 + H2O
2. Matendo ya kukatika. Inapokanzwa mbele ya nikeli au paladiamu, atomi mbili za hidrojeni hugawanyika na kuundwa kwa dhamana nyingi katika molekuli:
CΗ3-CΗ2-CΗ3 ―> CΗ 3-СΗ=СΗ2 + Η2
3. athari za mtengano. Wakati dutu inapokanzwa kwa joto la karibu 1000 ° C, mchakato wa pyrolysis hutokea, ambao unaambatana na kuvunjika kwa vifungo vyote vya kemikali vilivyo kwenye molekuli:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. athari za mwako. Hidrokaboni hizi huwaka na moto usio na moshi, ikitoa kiasi kikubwa cha joto. Nini propane inajulikana kwa mama wengi wa nyumbani wanaotumia jiko la gesi. Mmenyuko huo hutoa kaboni dioksidi na mvuke wa maji:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4H2O
Mwako wa propani katika hali ya ukosefu wa oksijeni husababisha kuonekana kwa masizi na kutengeneza molekuli za monoksidi kaboni:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Maombi
Propane hutumiwa kikamilifu kama mafuta, kwani 2202 kJ / mol ya joto hutolewa wakati wa mwako wake, hii ni takwimu ya juu sana. Katika mchakato wa oxidation, vitu vingi muhimu kwa ajili ya awali ya kemikali hupatikana kutoka kwa propane, kwa mfano, alkoholi, asetoni, asidi ya carboxylic. Ni muhimu kupata nitropropanes zinazotumika kama vimumunyisho.
Kama kichochezi kinachotumika katika tasnia ya chakula, kina msimbo E944. Ikichanganywa na isobutane, inatumika kama jokofu la kisasa, ambalo ni rafiki kwa mazingira.
Mchanganyiko wa Propane-butane
Ina faida nyingi kuliko nishati nyinginezo, ikiwa ni pamoja na gesi asilia:
- ufanisi wa hali ya juu;
- kurejea kwa urahisi katika hali ya gesi;
- uvukizi mzuri na mwako katika halijoto iliyoko.
Propane inakidhi sifa hizi kikamilifu, lakini butanes huyeyuka vibaya zaidi halijoto inaposhuka hadi -40°C. Viungio husaidia kurekebisha upungufu huu, bora zaidi ni propane.
Mchanganyiko wa propane-butane hutumika kupasha joto na kupikia, kulehemu kwa gesi ya metali na kukata, kama mafuta ya magari na kemikali.usanisi.
