Содержание

Определение

Физические свойства

Химические свойства

Получение

Физиологическое действие

Применение

 Определение

Пропа́н, C3H8 — это органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов.

 Физические свойства

Бесцветный газ без запаха, очень мало растворим в воде. Точка кипения −42,10С. 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.

Молекулярная масса - 44,09;

Температура плавления -187,69 °С,

температура кипения - 42,07 °С; 

d204 - 0,5005 (в жидком состоянии под давлением); 

n-20D - 1,3378;

tкрит 96,84 °С,

pкрит 4,24 МПа,

dкрит 220,5 кг/M3;

h (жидкости, мПа·с) 1,02 (_140°С), 0,204 (-40°С),

g - 0,0072 Н/м (20 °С); давление пара (кПа); 0,027 (-140°С), 13,01 (-80°С), 472 (0°С), 3775 (90 °С); 1,654 кДж/(кг·К); 18,83 кДж/моль, — 2202,0 кДж/моль, -104,6 кДж/моль; - 24,267 кДж/моль; 6,133 кДж/(кг·К);

теплопроводность жидкости [Вт(м·К)] 0,1947 (-140°С), 0,01159 (_40°С), 0,02024 (48,9 °С);

Растворим в диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, растворимость в воде 6,5 мл газа в 100 мл воды (18 °C).

Брутто-формула (система Хилла): C3H8

Молекулярная масса (в а.е.м.): 44,09

Температура плавления (в °C): -187,69

Температура кипения (в °C): -42,07

Плотность: 0,5853 (-45°C, г/см3)

Показатель преломления (для D-линии натрия): 1,2898)

Давление паров (в мм.рт.ст.):

1 (-129°C)

10 (-108,5°C)

40 (-92,5°C)

100 (-79,6°C)

400 (-55,6°C)

Показатель диссоциации: pKa (1) = 44 (20 C, вода)

Дипольный момент молекулы (в дебаях): 0,084 (20°C)

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): -103,85 (г)

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K): 73,51 (г)

Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль): 3,53

Температура самовоспламенения на воздухе (°C): 465

Теплота сгорания (кДж/моль): 2202

Критическая температура (в °C): 96,8

Критическое давление (в МПа): 4,26

Дает бинарные азеотропы (температура кипения, % пропана по массе): с аммиаком (-44°С, 5-10%), ацетонитрилом (55 °С при 1,9 МПа, 2,2%) и др., с водой образует кристаллогидрат (предельная температура существования 5,5°С при 0,48 МПа).

Свойства пропана

- высокая теплотворная способность при сгорании;

- сгорает без остатка, при правильной эксплуатации практически безвреден;

- удобен в пользовании;

- возможны поставки в баллонах различной ёмкости на любое расстояние.

Эти свойства делают пропан универсальным газом; сегодня он широко используется и на производстве, и в быту.

Химические свойства

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

Пропан - типичный насыщенный алифатический углеводород; обладает большей реакционной способностью, чем метан и этан. При термическом крекинге (750-820 °С) разлагается с образованием метана, этана, этена и пропена; преобладает реакция образования этена:

С3Н8 : СН4 + С2Н4.

Каталитическое дегидрирование на Сr2О3 при 575 °С приводит к пропену 95%-ной чистоты. Пиролиз смеси пропана и этана с рециклом фракции С3 при 775-900 °С и давлении 0,1 МПа используют для получения низших олефинов. При окислении пропана (250-500 °С, 0,1-10,0 МПа) образуются низшие спирты и альдегиды, ацетон, муравьиная и пропионовая кислоты; при нитровании (390-480°С, 0,1 МПа) - смесь нитропарафинов: нитрометан-9%, нитроэтан-26%, 1-нитропропан-32%, 2-нитропропан-33%; последние используют как растворители и сырье в тонком органическом синтезе. Термическое хлорирование пропана (250-350 °С) приводит к трудноразделяемой смеси моно- и дихлорпропанов, при повышении температуры до 400-500 °С образуются хлорпропены; исчерпывающее хлорирование в избытке хлора при 550-600 °С - один из промышленных методов получения перхлорэтилена и СС14.

 Получение

Пропан содержится в природном газе (0,1-11,0% по массе); в попутных газах добычи нефти и переработки нефти, например в газах каталитического крекинга (16-20%), в газообразных продуктах гидрогенизации бурых, каменных углей и каменноугольной смолы (до 80%); образуется при синтезе углеводородов по методу Фишера - Тропша.

Из промышленных газов пропан выделяют ректификацией под давлением, адсорбцией на активированном угле или масляной адсорбцией; выход пропана достигает 98%.

Основной промышленный метод получения пропана (наряду с низшими олефинами) - пиролиз углеводородов в трубчатых печах с добавкой водяного пара.

Физиологическое действие

Пределы воспламенения в смеси с воздухом 2,3-9,5% по массе, с кислородом 2,3-4,5%; ПДК 300 мг/M3. Вредно влияет на центральную нервную систему, при попадании на кожу жидкий пропан может вызвать обморожение.

Применение

Пропан используется в качестве топлива и в производстве мономеров для производства полипропилена.

Является исходным сырьём для производства растворителей.

В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944, как пропеллент.

Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a) (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей) с изобутаном (R-600a) не разрушает озонового слоя и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22, R-134a) в традиционных стационарных холодильных установках и систем кондиционирования воздуха.

Он применяется как газообразное и сжиженное горючее (особенно в смеси с бутаном), в качестве низкотемпературного растворителя и как сырье для нефтехимических синтезов. Широкое применение находят продукты пиролиза, окисления, хлорирования и нитрования пропана.

Применяют пропан в качестве растворителя для депарафинизации при выделении твердых парафинов из черного золота, при производстве сажи из газообразных парафиновых углеводородов, в промышленных холодильниках как хладагент. Широко используется как бытовой и топливный газ и бездымное моторное топливо для автомобилей. Благодаря высокой температуре пламени (1980°С в воздухе) применяется для некоторых видов газопламенной обработки металлов.

Пропан-сырье в производстве этена и пропена, нитрометана и др.

Применение пропана на производстве:

- При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях: в заготовительном производстве; для резки металлолома; для сварки неответственных металлоконструкций.

- При кровельных работах и для обогрева производственных помещений в строительстве;

- Для обогрева производственных помещений (на фермах, птицефабриках, в теплицах);

- Для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности.

Использование пропана в быту.

Пропан - идеальный вид коммунально-бытового топлива:

- 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 с использованием газосварочных постов.

Пропан-горючее взрывоопасное вещество.

Хранится и транспортируется в специальных емкостях (баллоны, цистерны) без стабилизирующих добавок при температуре до 50 °С; в качестве стабилизаторов взрыва при аварийных ситуациях используют углекислый газ или азот с минимальной концентрацией их в закрытом объеме 32 и 45% соответственно. Коррозионной активностью пропан не обладает. Баллоны с пропаном окрашены в красный цвет и имеют надпись белыми буквами "пропан".

Источники

Азингер Ф., химия и технология парафиновых углеводородов, пер. с нем., М., 1959;

Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981;

Пэрэушану В., Коробя М., Муска Г., Производство и использование углеводородов, пер. с рум., М., 1987;

Старосельский В. И., этан, пропан, C4H10 в природных газах нефтегазоносных бассейнов, М., 1990;

Encyclopedic des gaz, Amst., 1976;

Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 12, N.Y., 1980. И. Е. Филич.

"Справочник химика" т.1, Л.-М.: химия, 1963 стр. 624

Гордон А., Форд Р. "Спутник химика" М.: Мир, 1976 стр. 77

Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: химия, 1977 стр. 174

Опубликовано на forexAW.com: Пятница, 15 Январь, 2010 года — 18:27.

Последнее редактирование: Воскресенье, 22 Май, 2011 года — 18:41.