ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПАНА С ДОБАВКАМИ ВОДОРОДА В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
PROSPECTS PROPANE-HYDROGEN MIXTURE AS A FUEL FOR IC ENGINES
Maksim Beresnev
p.h.d, assistant professor of Electrotechnics and Mechatronics department Southern Federal University,
Russia, Taganrog
Vladimir Kriva
student of Electrotechnics and Mechatronics department Southern Federal University,
Russia, Taganrog
АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрены вопросы применения топлива из смеси сжиженного углеводородного газа и водорода для двигателей внутреннего сгорания. Предложено активизировать научные изыскания для смеси пропана и водорода. Проведенный анализ моторных свойств показал ожидаемую перспективность ее использования. Намечены последующие этапы работ по созданию метода управления ДВС и системе получения водорода на борту транспортного средства.
ABSTRACT
Paper is devoted to alternative fuel – a mixture of propane and hydrogen for the IC engines. Authors propose to actively research this topic. Provided analysis of motor properties revealed good prospects of the fuel. Next steps of work are stated: development of IC engine control method and system for onboard hydrogen generation.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания; пропан; водород.
Keywords: internal combustion engine; propane; hydrogen.
Введение
До недавнего времени высокие цены на нефть были одним из ключевых факторов при формировании интереса к альтернативным топливам для двигателей внутреннего сгорания. Однако в связи с падением цен и на нефтепродукты (не учитывая аномального роста цен на бензин в России, обусловленного желанием нефтеперерабатывающих компаний сохранить свою прибыль) сейчас актуальным является вопрос перспективности использования сложных альтернативных топлив, в частности бинарных (состоящих из нескольких компонентов). Интересным, но еще не распространенным вариантом бинарного топлива является смесь пропана и водорода, анализу которого посвящена данная статья.
Бинарное топливо из пропана и водорода
На первый взгляд смесь сжиженного углеводородного газа «пропана» и водорода – это интересная комбинация, которая могла улучшить некоторые параметры по сравнению с чистым пропаном. Выгоды здесь предполагаются как для потребителей, так и для государства. С одной стороны добавка водорода способна увеличить мощность за счет быстрого распространения фронта пламени водорода, а с другой стороны возможность расширения пределов горения позволит снизить затраты на топливо. Учитывая, что пропан является одним из самых популярных альтернативных топлив в ряде стран включая Россию, необходимость исследований данного вида топлива вполне очевидна.
Однако работ по использованию смеси пропана и водорода довольно мало. Отчасти это может объясняться гипертрофированным интересом к смеси метана и водорода, а пропан, как газ, получаемый при переработке нефти был отодвинут на задний план. Но в свете последних тенденций на рынке ситуация вскоре должна измениться.
В работе [1] были проведены натурные и вычислительные эксперименты (в программе AVL BOOST) на 4-цилиндровом ДВС объемом 1.4 л в режиме полной нагрузки на средних оборотах. В качестве добавки к пропану использовался водородосодержащий газ (ВСГ) состава 21 % h3, 24 % CO and 55 % N2. На двигателе со степенью сжатия 9 добавка ВСГ в 5, 10 и 20 л/мин не обеспечила увеличения мощности до бензинового эквивалента. При моделировании, когда СЖ двигателя была увеличена до 11, при добавке 5 % ВСГ была получена мощность немного превышающая бензиновую.
На сходном двигателе в статье [2] были проведены эксперименты при низких и средних нагрузках с коэффициентом избытка воздуха от 1 до 1,3. Не при каких условиях не была получена мощность, сравнимая с бензиновой. Приведенные результаты по эмиссии вредных веществ в ОГ вызывают сомнения, поскольку количество CO2 при работе на чистом газе больше, чем при работе на бензине, что не согласуется с мировой практикой.
В работе [3] проведено исследование одноцилиндрового ДВС со степенью сжатия 8, на полной нагрузке при 1400 об/мин, причем добавлялся именно водород, а не ВСГ. При стехиометрии, мощность с добавкой водорода падала тем больше, чем больше подавалось водорода. При обеднении смеси разница была нивелирована. При любом коэффициенте избытка воздуха было зафиксировано снижение расхода топлива.
Обзор работ с одной стороны подтверждает предполагаемые преимущества смеси пропана с водородом, а с другой стороны выявляет множество «белых пятен» которые еще необходимо исследовать. Сначала нужно рассмотреть моторные свойства нового бинарного топлива с учетом из изменения в зависимости от состава. Затем разработать метод управления ДВС при работе на таком топливе. Метод должен обеспечивать преимущества как для владельцев транспортных средств, так и для экологии нашей планеты. Чрезвычайно важно решить вопрос хранения водорода на борту транспортного средства, особенно остро стоящий в виду минимального количества или полного отсутствия водородных заправок.
Моторные свойства бинарного топлива из пропана и водорода
Очевидно, что моторные свойства бинарного топлива зависят, во-первых, от моторных свойств каждого из топлив-компонентов, и, во-вторых, от доли компонентов в бинарном топливе. Основные свойства пропана и водорода приведены в таблице 1. Для равнения добавлены и свойства бензина.
Таблица 1.
Моторные свойства топлив-компонентов в сравнении с бензином
| Бензин (изооктан) | Пропан | Водород |
|---|---|---|---|
Химическая формула | С8H18 | C3H8 | H2 |
Молярная масса, кг/кмоль | ~107 (114) | 44.1 | 2.02 |
Минимальная энергия зажигания, мДж | 0,24 | 0,26 | 0,02 |
Скорость распространения пламени, см/с | 41,5 | 46 | 237 |
Коэффициент диффузии, см2/с | 0,05 | 0,12 | 0,61 |
Стехиометрическое отношение воздух-топливо | 14,7 | 15,6 | 34,3 |
Плотность в газообразном состоянии (при 20°C, 1 атм), кг/м3 | 0,275 | 2,019 | 0,08376 |
Плотность в жидком состоянии (при 1 атм и точке кипения), кг/м3 | 700 | – | 70,8 |
Низшая теплотворная способность, МДж/кг | 44 | 48 | 120 |
Пределы воспламенения | 0,7–1,1 | 0,4–1,7 | 0,12–10,12 |
Температура самовоспламенения, °C | 240–480 | 490 | 585 |
Октановое число (иссл.) | 95 | 105 | 130+ (бедные смеси) |
Исходя из данных в табл. 1. можно сделать вывод о том, что одной из лимитирующих фаз горения жидкого топлива является период смешивания и диффузии компонентов в зоне реакции. При использовании газообразного топлива, такого как C3H8, стехиометрическое отношение незначительно изменяется по сравнению с парой «бензин-воздух» и полученная гомогенная область ТВС имеет возможность провести более полную реакцию.
Принимая во внимание меньшее количество воздуха, необходимое для полного сгорания водорода и его высокую химическую активность можно предположить, что первыми вступать в химическую реакцию и служить первичными центрами образования цепей будут молекулы водорода.
Даже незначительное добавление водорода приводит к значительному увеличению центров химических реакций, равномерно распределенных по объему камеры сгорания Каждый из получившихся радикалов послужит для участия в цепных реакциях по уравнению: OH+h3=h3 О+H, с образованием новой активной частицы, атома водорода. Таким образом, наряду с существующими активными центрами и цепными реакциями в бинарном топливе могут образовываться дополнительные, служащие для изменения рабочих характеристик. Учитывая турбулентность горения и меньшую температуру, необходимую для воспламенения такого бинарного топлива по сравнению с пропаном, можно предположить уменьшение времени горения ТВС и более полное сгорание топлива, и следовательно увеличение мощности, снижение эмиссии HC, CO2. Недостатком будет увеличение температуры реакции, которое приведет к увеличению NOx при стехиометрических смесях.
Необходимо отметить, уже на данном этапе ясно, что использовать все преимущества смеси пропана с водородом невозможно без разработки метода управления, позволяющего адаптироваться к внешним возмущениям изменением управляющих воздействий: состава топлива, угла опережения зажигания, уровня рециркуляции ОГ и т. п.
Заключение
Возможности добавки водорода как к традиционным, так и к альтернативным топливам активно исследуются в настоящее время. Актуальным является исследование бинарного топлива из пропана и водорода. Анализ моторных свойств показал, что данный вариант может улучшить как эффективные, так и экологические показатели транспортных средств. Однако, для достижения ожидаемых эффектов необходима разработка соответствующих методов и алгоритмов управления ДВС на таком топливе, которые позволят в полной мере использовать его преимущества и обойти недостатки.
Благодарности
Работа поддержана Министерством образования и науки РФ, НИР по государственному заданию ВУЗам и научным организациям в сфере научной деятельности (№ 114041540005).
Список литературы:
- Niculae G., and R. Chiriac. On the Possibility to Recover the Decrease of the Spark Ignition Engines Output at Liquified Petroleum Gas Fueling. // UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering. – 2013. – Т. 75. – № 3. – С. 97–110.
- Niculae G., Chiriac R., Apostolescu N. Effects of HRG Gas Addition on Performance and Emissions of a SI Engine Fuelled with Liquefied Petroleum Gas // REVISTA DE CHIMIE. – 2013. – Т. 64. – № 6. – С. 574–579.
- Choi G.H., Chung Y.J., Han S.B. Performance and emissions characteristics of a hydrogen enriched LPG internal combustion engine at 1400 rpm // International Journal of Hydrogen Energy. – 2005. – Т. 30. – № 1. – С. 77–82.
sibac.info
Чем отличаеться водород от сжиженного природного газа как топливо для авто
СПГ – один из самых популярных видов альтернативного топлива. Среди его особенностей – то, что этот газ хранится на транспортном средстве в резервуарах высокого давления от 20 до 25 МПа (от 200 до 250 бар, или от 3000 до 3600 фунтов на квадратный дюйм). Это топливо состоит в основном из метана и вытягивается из газовых скважин или во время добычи сырой нефти. В процессе поставок по трубопроводной системе он также содержит углеводороды, такие как этан и пропан и другие газы, такие как гелий, азот, диоксид углерода, соединения серы и водяной пар. Ароматизатор на основе серы обычно добавляют к сжатому газу для облегчения обнаружения утечек. Природный газ легче воздуха и, таким образом, как правило, он рассеивается в случае утечки, что дает ему значительное преимущество в отношении безопасности, по сравнению с бензином или сжиженным газом.
СПГ является природным газом, который хранится в виде охлажденной жидкости. Температура, необходимая для конденсации природного газа зависит от его точного состава, но это число, как правило, между -120 и -170 С (-184 и -274 F). Преимуществом СПГ является то, что он предлагает плотность, сравнимую с бензином и дизельным топливом, снижая частоту дозаправки.
Недостатком, однако, является высокая стоимость криогенного хранения на транспортных средствах, что является главным требованием инфраструктуры раздаточных станций СПГ, заводов и транспортных средств. СПГ уже находит свое место даже в тяжелых условиях эксплуатации в таких странах, как США, Япония, Великобритании и некоторых странах Европы. Сжиженный газ, или сжиженный нефтяной газ (его еще называют автогазом, поскольку он широко используется на транспорте), состоит преимущественно из пропана, пропилена, бутана и бутилена в различных соотношениях. Его получают в качестве побочного продукта переработки природного газа и переработки нефти. Составляющие этого топлива также представляют собой разные виды газов при нормальных температурах и давлении. Однако существуют и некоторые сложности. Так, состав СНГ может изменяться, что становится причиной скачков в производительности двигателя.
Поскольку при обычных давлении и температуре СНГ будет испаряться, его хранят в герметичных баллонах из стали. Он тяжелее воздуха, поэтому если происходит утечка, газ будет оседать внизу и может скапливаться в подвалах, что повышает опасность взрыва. Вот почему, LPG-автомобили запрещают ставить в крытых и многоуровневых паркингах.
Водород, или Н2, газ, который воспламеняется и горит в таких низких концентрациях, как 4% h3 в воздухе. Для автомобильных применений водород, как правило, используется в двух формах: внутреннего сгорания или конверсии топливного элемента. При горении он, по существу, горит, как обычные газообразные виды топлива, в то время как топливный элемент использует водород для выработки электроэнергии, что, в свою очередь, используется для питания электродвигателей на транспортном средстве. Газообразный водород должен производиться специально и, следовательно, он представляет собой носитель для хранения энергии, а не является источником энергии. Энергия, используемая для его производства, как правило, содержится в более простых источниках. Водород характеризуется очень низким уровнем выбросов и возможностью удобного хранения энергии. Тем не менее, многие считают, что технические проблемы, решение которых необходимо для реализации этих выгод, может задержать широкое внедрение водород в течение следующих нескольких десятилетий.
Водород могут получать с использованием различных термохимических методов, использующих метан (природный газ), сжиженный нефтяной газ, уголь или биомассу (газификации биомассы), электролиза воды или с помощью процесса, называемого термолизом. Каждый из этих методов создает свои собственные проблемы.
lpgtech.ua
Горючие газы заменители ацетилена. Водород, пары бензина и керосина, пропан-бутановая смесь, природный газ.
Горючие газы заменители ацетилена. Водород, пары бензина и керосина, пропан-бутановая смесь, природный газ. 4.75/5 (95.00%) проголосовало 4
Сравнительная характеристика различных горючих.
Помимо ацетилена, получившего при кислородной резке наибольшее распространение, в качестве горючих применяются другие различный газы — водород, пары бензина и керосина, пропан-бутановая смесь, природный газ и др. Эффективность применения заменителей ацетилена для кислородной резки определяется следующими основными их свойствами:а) теплотворной способностью газа, т. е. количеством тепла, выделяемого при сгорании;
б) температурой пламени при сгорании в смеси с кислородом;
в) количеством кислорода, подаваемого в резак для образования подогревательного пламени;
г) удельным весом;
д) удобством и стоимостью при получении и транспортировании;
е) удобством и безопасностью и обращении и др.
В табл. 1 приведены основные физические свойства ацетилена и некоторых его заменителей.
Применение местных дешевых горючих газов вместо ацетилена значительно удешевляет стоимость газорезательных работ.
Таблица 1. Свойства ацетилена, водорода, бензина, керосина, пропан-бутана, природного газа.
| Наименование газа | Удельный вес при 20°С и 760 мм рт. ст., кг/м3 | Наименьшая теплотворность при 20°С й 760 мм рт. ст., ккал/м3 | Температура пламени в смеси с кислородом, °С | Количество кислорода, подаваемого в резак для создания пламени, м3 на 1 м3 горючего | Пределы взрываемости, % (объемные) | |
| с воздухом | с кислородом | |||||
| Ацетилен | 1,09 | 12 600 | 3150 | 1,1—1,2 | 2,3—81 | 2,3—93 |
| Водород | 0,084 | 2400 | 2100 | 0,3—0,4 | 3,3—81,5 | 4,6—94 |
| Бензин | 0,70—0,76 кг/л (жидкость) | 10 200—10 600 ккал/кг | 2500—2600 | 1,1 —1,4 м3 на 1 кг бензина | 0,7—6,0 | 2,1—28,4 |
| Керосин | 0,80—0.84 кг/л (жидкость) | 10 000—10 200 ккал/кг | 2450—2500 | 1,7—2,4 м3 на 1 кг керосина | 1,4—5,5 | — |
| Пропан-бута новая смесь | 1,8—2,5 | 21 200 | 2100 | 3—3,5 | 1,5—9,5 | — |
| Природный газ | 0,7—0,9 | 7500—7900 | 2000 | 1—1,5 | 4,8—14 | — |
.
Водород. Водородные баллоны. Резка водородом.
При обычных температуре и давлении водород является газом, не имеющим цвета, запаха и вкуса.
Водород в промышленности может быть получен несколькими способами:
а) электролизом воды, т. е. разложением воды электрическим током на водород и кислород;
б) разложением водяного пара в присутствии железа при высокой температуре;
в) разделением коксового газа методом глубокого охлаждения и др.
Применяемый для резки водород хранится и перевозится в баллонах такого же типа, как и кислородные, под давлением 150 кг/см2. Водородные баллоны окрашиваются в темно-зеленый цвет, поперек баллона делается красная надпись «ВОДОРОД». —
При сгорании в смеси с кислородом водород образует несветящееся пламя со светло-желтой окраской. Отдельные зоны его не имеют резких очертаний, что затрудняет регулировку пламени по внешнему виду.
Температура водородно-кислородного пламени 2100° С.
Водород образует с воздухом и кислородом взрывоопасные смеси. Наиболее взрывоопасным является так называемый «гремучий газ» — смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода.
Кислородно-водородная резка имеет ограниченное применение.
В основном водород применяют для специальных работ при кислородной резке, например, при резке под водой. Кроме того, водород является хорошим заменителем ацетилена при резке листов большой толщины, так как он дает длинное пламя, хорошо подогревающее металл на всю толщину.
Горючие газы заменители ацетилена. Водород, пары бензина и керосина, пропан-бутановая смесь, природный газ.
Пары бензина и керосина.
Бензин и керосин являются продуктами перегонки нефти и при нормальных температуре и давлении находятся в жидком состоянии. Они относятся к легковоспламеняющимся жидкостям.
Для кислородной резки бензин и керосин используют в виде паров. С этой целью резаки имеют специальные испарители, подогреваемые вспомогательным пламенем, или форсунки.
При сгорании смеси паров бензина или керосина с кислородом получается светящееся подогревательное пламя, которое имеет такое же строение, как и ацетилено-кислородное.
Бензин и керосин требуют применения специальной аппаратуры для резки.
Пары бензина вредны для организма человека и взрывоопасны в смеси с воздухом или кислородом, поэтому при работе с бензином следует соблюдать меры предосторожности.
В большинстве случаев применяют пары керосина, так как керосин дешевле бензина и безопаснее в работе.
Ввиду сравнительно невысокой стоимости и удобства транспортирования, а также хорошего качества получаемого разреза бензин и керосин нашли широкое применение при кислородной резке и во многих случаях с успехом заменяют ацетилен.
Пропан-бутановая смесь.
Пропан-бутановая смесь состоит из двух газов — пропана и бутана и получается при добыче и переработке природных нефтяных газов, а также при крекинге нефти.
Весьма ценным свойством пропан-бутановой смеси является способность при обычных температурах и относительно небольших давлениях переходить из газообразного состояния в жидкое, значительно уменьшаясь при этом в объеме; иногда эту смесь называют также сжиженным газом.
Сжиженный пропан-бутан, помещенный в баллонах или цистернах, очень удобен для транспортирования.
Наиболее распространены стальные сварные баллоны емкостью 33 кг. В одном таком баллоне, заполненном на 2/3 его объема, содержится примерно 20 кг сжиженного газа. Учитывая, что из 1 кг пропан-бутановой смеси при испарении образуется около 0,5 м3 газа, количество содержащегося в баллоне газа составит около 10 м3.
Для производства газорезательных работ пропан-бутановой смесью используется с небольшими изменениями аппаратура, применяемая для ацетилено-кислородной резки.
Пропан-бутановая смесь менее опасна в отношении образования взрывчатой смеси с воздухом и кислородом, чем ацетилен.
Пропан-бутановая смесь имеет резкий запах (чтобы быстро и легко обнаружить утечку сжиженных газов, к ним прибавляют сильно пахнущие вещества — так называемые одоранты).
Теплотворная способность пропан-бутановой смеси почти вдвое больше теплотворной способности ацетилена.
Единственным недостатком этой смеси является более низкая температура пламени (2100°С), что требует увеличения времени на предварительный подогрев начала реза.
Природный газ. Метан.
Природный газ состоит в основном из метана (до 99%) с небольшой примесью некоторых других газов. При нормальных температуре и давлении метан представляет собой газ без запаха и цвета. При сгорании в смеси с кислородом он развивает температуру 2000°С.
Метан хранят и перевозят в стальных баллонах под давлением 150 кг/см2. Баллоны окрашивают в красный цвет и на них делают надпись белыми буквами «МЕТАН».
Применяемая аппаратура при резке — та же, что и для ацетилена, только выходные отверстия мундштука, смесительной камеры и инжектора резака должны быть несколько увеличены по сравнению с отверстиями ацетилено-кислородных резаков.
Природный газ в последние годы, в связи с большим увеличением разработок его месторождений, дешевизной и получением реза более высокого качества, чем при ацетилене, становится одним из наиболее распространенных видов горючего для кислородной резки в тех районах, где осуществлена его подача по трубопроводам к местам потребления.
Статья оказалась полезной?! Поделись с друзьями!!!
mechanicinfo.ru
Пропен водорода — Справочник химика 21
Относительные скорости замещения различных типов водородных атомов, найденные главным образом на примерах хлорирования пропана, н-бутанов и изобутана, позволяют рассчитать содержание в смеси каждого из изомеров. При хлорировании н-пентана получаются три, прп хлорировании изопентана — четыре изомера. Изопентан (2-метилбутан) имеет всего 12 атомов водорода, из которых 9 связано с первичным углеродом, 2 со вторичным и 1 с третичным. [c.548]Увеличение объемов при п проливе газообразных парафиновых углеводородов. Если пропан в процессе пиролиза па 100% превращается в метан и этилен или в пропен и водород, то объем газа при этом увеличивается вдвое. Из 100 л пропана образуется 200 л продуктов реакции. Отсюда следует, что независимо от того, каково удельное значение реакций крекинга и дегидрирования, всегда образуется двойной объем продуктов реакции сравнительно с исходным. Прн 50%-ном превращении пропана из 100 л пропана образуется 150 л продуктов реакции. [c.51]
Химические свойства окиси пропи.лена подобны свойствам окиси этилена. Она тоже реагирует с соединениями, имеющими активные атомы водорода, например с водой дает пропиленгликоль. Гидратация окиси пропилена легко идет при обычной температуре в присутствии щавелевой кислоты в качестве катализатора, которую впоследствии легко можно выделить в виде оксалата кальция. Реакция про- [c.84]
Анализ газов пиролиза пропана и н-бутаиа в целях установления влияния температуры прн постоянном времени нагрева на протекание реакций крекинга й дегидрирования выполнен П. К. Фролихом с сотрудниками [20]. На рис. 21 показан состав продуктов нпролиза пропана, а именно про-пена, водорода и этилена (метан не обнаружен), в зависимости от температуры. Можно видеть, что при 880° в газе содержится наибольшее количество олефипов. Максимальное содержание пропепа в газе наблюдается нри температуре реакции 810°. До этой температуры содержание водорода в газе эквивалентно содернчанию нропена. Отсюда следует, что здесь происходит чистая реакция дегидрирования. Выше 810° содержание пропепа падает, в то время как содержание водорода сильно возрастает, показывая этим, что пропеп претерпевает вторичную реакцию, сопровождающуюся освобождением водорода. Максимальная концентрация этилена достигается при 890°, когда содержание его составляет около 30%. [c.51]
Этот способ имеет еще то достоинство, что благодаря непрерывному кипящему движению взвешенного контакта достигается быстрее внутреннее смешение газов и более действительный и полный теплообмен между поступающим свежим газом и реакционным. Способ полностью оправдал себя, особенно для хлорирования этана, пропана и др. Дальнейшая переработка продуктов хлорирования после освобождения от хлористого водорода промывкой водой и щелочью производится перегонкой под давлением. [c.115]
Под действием высокочастотного искрового разряда высокого напряжения р ] при прочих равных условиях пропан крекируется легче этана. Разбавление пропана водородом облегчает конверсию, которая повышается с 58.2 до 79.7 объемн. %. Основными продуктами реакции являются ацетилен, этилен и водород. Выход первого достигает 87.3 /о теории. Предельная часть газов оказалась состоящей исключительно из пропана. [c.74]
Процесс Вульфа для получения ацетилена состоит в пиролизе природного газа или пропана нри температуре 1200—1400° и низком парциальном давлении в печах, работающих по регенеративному циклу с периодами пиролиза и нагрева. Процесс Вульфа наиболее применим там, где имеется много дешевого углеводородного сырья, а смесь окиси углерода и водорода, получающаяся нри пиролизе по методу Захсе, не нашла бы применения. [c.96]
Следов ательно, из парафиновых углеводородов с 12—18 углеродными атомами, важных с точки зрения пронзводства поверхностно-активных веществ, в среднем образуется не более — 20% первичного, т. е. замещенного при концевом атоме хлорида. Таким образом, обнаруживается- весьма важное для последующего рассмотрения вопроса обстоятельство, что при хлорировании высокомолекулярных парафиновых углеводородов образуются в преобладающей степени вторичные хлориды. В то время как- при газофазном хлорировании пропана при 300° еще образуется около 50% хлорида, содержащего хлор при концевом атоме углерода, для триаконтана (СзоНб2) при хлорировании в жидкой фазе, и отношении скоростей замещения первичного и вторичного водородов, равном 1 3,25, образование хлорированного при концевом атоме производного составляет лишь 3% (см. главу Закономерности реакций замещения парафиновых углеводородов , табл. 143, стр. 555). [c.200]
Удельное значение протекающих одновременно реакций крекинга а дегидрирования зависит в первую очередь от числа атомов С в исходном материале. В то время как этан при высоком нагреве превращается практик чески только в этилен и водород и, следовательно, здесь в основном идет реакция термического дегидрирования, при нагреве пропана уже большее значение имеет реакция крекинга с образованием этилена и метана. При нагреве бутана до высокой температуры образуется совсем немного бутена. Бутан расщепляется главным образом на этилен и этан или, соответственно на пронен и метан. Изобутан, напротив, примерно на 50% превращается в изобутен. [c.47]
Есть еще одна возможность приблизить отношение скоростей замещения первичного и вторичного атомов водорода к единице. Она заключается в проведении газофазного хлорирования под давлением, так как повышение последнего благоприятствует замещению водорода метильных групп. В то время как при 300° и нормальном давлении скорости замещения хлором первичного и вторичного атомов водорода пропана относятся как 1 3,25, повышение давления до 70 ат увеличивает это отношение до 1 2,6 [41]. При 240° и нормальном давлении указанные скорости замещения относятся как 1 3,6 если давление повысить до 240 ат, отношение скоростей увеличивается до 1 2,65. Такое повышение давления увеличивает содержание первичного хлорида в продуктах реакции от 45 до 54%. Аналогичный результат получается, если при нормальном давлении температуру повысить от 240 до 475°. [c.547]
Продукты реакции охлаждают и в ректификационной колонне нри температуре верха колонны —40° отделяют хлористый водород п пропен от хлористого аллила и других хлорпроизводных углеводородов. Из смеси пропена с хлористым водородом последний отмывают водой, получая в результате 32%-ную соляную кислоту. После длительной промывки для удаления следов хлористого водорода нронен возвращается в процесс. [c.170]
На фиг. 6 представлены температуры зажигания стехиомет-рических пропано-водородо-воздушных смесей. Влияние водорода на зажигание пропана здесь также вполне очевидно. К сожалению, нельзя получить данных для смесей, богатых водородом, так как в этом случае происходит мощный взрыв. Смеси окись углерода — пропан — воздух заслуживают особого внимания. В то время как температуры зажигания смесей технически чистой окиси углерода и пропана обнаруживают слабое отклонение от линейности, в случае смеси химически чистой окиси углерода с пропаном температура зажигания проходит через минимум. Вероятно, можно ожидать, что эти две кривые будут совпадать друг с другом, за исключением области, близкой [c.61]
Они нашли, что парафиновые углеводороды с третичным атомом углерода, например изобутан, уже прн 160 гладко окисляются в присутствии бромистого водорода, давая трег-бутилгидроперекись с выходом 75%. Для окисления вторичных атомов углерода требуется 190°, а для первичных — 220°. При этом из пропана получают с 75%-ным выходом ацетон, а из этана получают с тем же выходом уксусную кислоту. [c.440]
Из приведенных выше результатов опытов по хлорированию пропана и бутанов можно подсчитать, что в газовой фазе при 300° замещение атомов водорода всегда происходит в следующих отношениях первичный вторичный третичный как 1 3,25 4,43. [c.545]
Линии I — летучие кислородсодержащие продукты окисления пропана или бутана II — чистый ацетальдегид ///—летучие соединения из установки очистки формальдегида VV — водород V — па установку для очистки формальдегида У/— гептан У//— дренаж VIII — чистый метиловый спирт IX — этиловый, изопропиловый и н-пропиловый спирты. [c.156]
Результаты исследований показали, что максимальный выход этилена при разбавлении пропана водяным паром от О до 3,83 молей на моль пропана увеличивается на 4% вес. Эффект от разбавления метаном до 2 молей на моль пропана такой же, как и для водяного пара, а при добавке 2—4 молей на моль пропана — более значителен. В то же время, увеличение выхода этилена при мольном разбавлении пропана водородом от О до 4 составляет до 14% вес. [c.189]
Очистка этана, пропана, водорода [c.412]
При пропускании над катализатором смеси из пропена, водорода и окиси углерода (6—7%) процесс образования жидких углеводородов протекает весьма эффективно. [c.28]
В табл. 71 нриведен состав продуктов окисления пропана и бутана в присутствии бромистого водорода. [c.161]
Можно наращивать цепь и дальше. Три атома углерода, соединенные между собой и окруженные атомами водорода, образуют молекулу пропана, а четыре с соответствующим количеством водорода — молекулу бутана. [c.21]
При окислении пропана в первую очередь реагирует вторичный атом водорода. В этом случае оптимальное соотношение равно 2 объемным частям пропана, 2 объемным частям кислорода и 1 объемной части бромистого водорода время пребывания в зоне реакции составляет около 3 мин. [c.440]
В табл. 119 в качестве примера приведены результаты окисления пропана и н-бутана в присутствии бромистого водорода. [c.441]
Продукты реакции после охлаждения поступают в дистилляционную колонну непрерывного действия, где отгоняются пропан, хлористый водород и хлористый пропил, а дихлориды образуют остаток пере- [c.176]
V. ОКИСЛЕНИЕ ПРОПАНА И ЭТАНА С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА [c.442]
Определенный объем вещества, характеризующийся рядом физических и химических свойств называется телом. Тело может быть физически однородным или неоднородным в зависимости от того, одинаковы ли во всех его частях характеризующие его физические свойства. Точно так же тело будем считать химически однородным или неоднородным в зависимости от того, состоит ли оно из молекул одного лишь вида или составлено из разнородных молекул. Например, естественный нефтяной газ является химически неоднородным телом, так как представляет смесь метана, этана, пропана и других индивидуальных газов, а этиловый спирт—химически однороден, так как здесь углерод, водород и кислород химически соединены друг с другом. Однако и естественный газ и спирт являются физически однородными телами, так как во всех своих частях характеризуются одними и теми же значениями физических свойств. [c.5]
Поскольку производство перекиси водорода совместно с органическими кислородными соединениями и пропиленом по-прежнему продолжает представлять интересе промышленной точки зрения, реакция окисления пропана в определенных условиях снова была подробно изучена Саттерфилдом, Уилсоном и др. [25]. [c.442]
Продукты, получаемые при окислении пропана и к-бутана в присутствии бромистого водорода (20] [c.441]
В первую очередь к ним принадлежит окислительный пиролиз углеводородов, который протекает в присутствии кислорода, при этом часть углеводорода с1жигается и теплота горения исп0льзует1ся для процесса пиролиза. Окислительный пиролиз применяют для получения этилена из 1тана нли пропана И для производства ацетилена по методу Саксе. Сюда же следует отнести окисление метана за счет его частичного сожжения для производства смесей окиси углерода и водорода. Эти процессы еще будут подробно обсуждаться как в первом, так и во втором томах, и здесь нужно лишь кратко упомянуть о важном процессе Саксе. [c.442]
Аналогичное положение отмечается также в случае газофазногс нитрования пропана и н-бутана при 400°, когда изомеры еще можно разделить ректификацией. При этом количества образующихся изомеров таковы, что отношение скорости замещения первичного атома водорода ко вторичному, как и для хлорирования, равны 1 3,25. [c.573]
Побочными продуктами гидроочистки являются газ, отгон и сероводород. Газ состоит из метана, этана, незначительных количеств пропана, бутана и водорода и используется как топливо. [c.222]
V. Окисление пропана и этана с целью получения перекиси водорода. . . 442 [c.620]
Расход топливного газа и пара на 1 г этилена при пиролизе пропана значительно меньше, чем при пиролизе бензина в связи с меньшим удельным расходом сырья при пиролизе газообразных углевадородоБ. Затраты на электроэнергию при пиролизе пропана, наоборот, выше. В результате себестоимость этилена и пропилена при пиролизе пропана на 12—15% выше, чем при пиролизе бензина, хотя столь существенное преимущество бензина в значительной мере объясняется тем, что в приведенных расчетах пиролиза бензина, в отличие от пиролиза пропана, водород выделяется в самостоятельную продукцию и оценивается по 200 руб/т. [c.231]
Дипропилбарбиту- ровая кислота Пропил Пропил Водород [c.16]
При изучении продуктов пиролитического разложения 16 аминокислот [122] обнаружено сравнительно больжое количество метана, двуокиси углерода, окиси углерода, пропана, водорода. При пиролизе аминокислот, содержащих серу (метионин, цистин, цистеин, таурин), найдены сероводород и сероуглерод. Состав легких продуктов пиролиза с числом углеродных атомов от одного до шести зависит от структуры исследовавшейся аминокислоты. Хроматограммы продуктов пиролиза близких по строению аминокислот отличаются друг от друга количественным соотношением компонентов. [c.43]
Изучение термического газофазного хлорирования лри различных температурах привело к результатам, показывающим, что в этом случае отношение скоростей замещения первичного и вторичного атомов водорода гораздо больше зависит от температуры, чем при газофазном хлорировании пропана или н-бутана. Процентное отношение, при котором образовались оба типичных продукта хлорирования (первичный хлорид и смесь изомерных вторичных хлоридов), устанавливали следующим образом. Продукты реакции разделяли ректификацией на низко- и высококипящую фракции. Высококипящую фракцию считали за первичный хлорид, ниэкокипящую—эа смесь вторичных хлоридов их константы соответствовали описанным в литературе. [c.556]
Рассолы верхнепротерозойских и подсолевых девонских отложений имеют минерализацию до 380 г/л, высокое содержание (мг/л) иода (11—98), брома (до 3200—3830), бора (до 80) и аммония (70—325) (табл. 21). В растворенных газах фиксируются УВ (вплоть до пропана), водород, углекислый газ, гелий, аргон и другие компоненты (табл. 22). Температура рассолов 50—70°С. [c.193]
chem21.info
в ЧЕМ МЕРИТЬСЯ ВЗРЫВООПАСНОСТЬ ГАЗА? ИНТЕРЕСЕНО ВОДОРОД И ПРОПАН СРАВНИТЬ?
Есть понятие КПВ — концентрационный предел взрываемости. Именно в нем оценивается взрывоопасность газов и летучих веществ. Чем он ниже, тем вещество взрывоопасней.
Был раньше ГОСТ 12.1.011-78 <a rel=»nofollow» href=»http://almih.narod.ru/lib-en/pue/_a-h-c-c.html» target=»_blank»>http://almih.narod.ru/lib-en/pue/_a-h-c-c.html</a> Пропан категория IIA, водород — IIС
Вроде еще есть какая то скорость горения…. тоже из этой оперы. Помню что для аммиака она всего несколько см/с а для ацетилена около 500м/с.
Смеси водорода с кислородом или воздухом взрывоопасны и называются гремучим газом (название происходит от knallgas, нем. knall — громкий хлопок, резкий звук выстрела или взрыва). При зажигании искрой или другим источником смесь водорода с воздухом небольшого объёма сгорает чрезвычайно быстро, с громким хлопком, что субъективно воспринимается как взрыв. В физике горения такой процесс считается медленным горением, или дефлаграцией, однако гремучий газ способен и к детонации, при этом действие взрыва оказывается существенно более сильным. ИСТОЧНИК: <a rel=»nofollow» href=»https://ru.wikipedia.org/wiki/Горение_водорода» target=»_blank» >Википедия</a> Водород Н2 — бесцветный горючий газ без вкуса и запаха, значительно легче воздуха. Водород — физиологически инертный газ, но при высоких концентрациях вызывает удушье вследствие уменьшения содержания кислорода. При соприкосновении кислотосодержащих реагентов с металлическими стенками ёмкостей, не имеющих антикоррозийного покрытия, образуется водород. При содержании в воздухе водорода 4-75% по объему образуется взрывоопасная смесь. ИСТОЧНИК: <a rel=»nofollow» href=»https://technolibrary.ru/harakteristika-vzrvoopasnh-i-vrednh-gazov/» target=»_blank» >Технология</a> Пропан бесцветный газ без запаха. 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 %. Температура самовоспламенения пропана в воздухе при давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) составляет 466 °С. Критическая температура пропана Tкр = 370 К, критическое давление Pкр = 4,27 МПа, критический удельный объем Vкр = 0,00444 м3/кг Плотность сжиженного пропана при 298 K — 0,493 т/м3. ИСТОЧНИК: <a rel=»nofollow» href=»https://ru.wikipedia.org/wiki/Пропан» target=»_blank» >Википедия</a> Прибор для определения опасной концентрации газа в воздухе называется газоанализатором.
touch.otvet.mail.ru
Пропан образования из СО и водорода
Фотометрия пламени — вид эмиссионного спектрального анализа, в котором источниками возбулпламена различных видов ацетилен — воздух, ацетилен — кислород, пропан — воздух, пропан — кислород, водород — воздух и др. Вследствие невысокой температуры в пламенах излучают легко и среднеионизующиеся элементы щелочные и щелочноземельные металлы, галлий, индий, магний, марганец, кобальт, медь, серебро и ряд других, причем их число растет с увеличением температуры пламени. В наиболее холодных пламенах, таких как, например, пропан — воздух, светильный газ — воздух излучают только атомы щелочных и щелочноземельных металлов. Вследствие невысокой температуры спектры, излучае-МЕле пламенами, состоят из небольшого числа спектральных линий, главным образом резонансных, что позволяет выделять характеристическое излучение элементов при помощи светофильтров и использовать простые и имеющие невысокую стоимость спектральные приборы — пламенные фотометры. Кроме атомных спектральных линий в спектрах пламен присутствуют полосы ряда в основном двухатомных молекул и радикалов С2, СиС1, СаОН и др. Некоторые из них используют в аналитических целях. Так, в случае элементов, образующих термически устойчивые оксиды, которые практически не диссоциируют в пламенах с образованием свободных атомов, молекулярные спектры являются единственным источником аналитического сигнала. Практически не атомизируются в низкотемпературных пламенах оксиды скандия, титана, лантана и других элементов, ирлеющих относительно невысокие потенциалы ионизации. Наиболее часто фотометрию пламени применяют для определения щелочных и щелочноземельных металлов. [c.35]Термическая устойчивость простейших газообразных парафиновых углеводородов очень велика. Так, метан при температуре ниже 700—800° С практически не разлагается. При умеренной глубине разложения основными продуктами крекинга являются этан и водород. Этан и пропан склонны к реакциям дегидрогенизации с образованием соответствующих олефинов. По мере увеличения молекулярного веса исходного углеводорода термическая устойчивость его падает и преобладающими становятся реакции расщепления молекул по связи С—С (менее прочной, чем связь С — Н). Так, н-бутан [c.23]
Индуцированное хлорирование с замещением атомов водорода. При хлорировании олефина одновременно с реакцией присоединения происходит замещение водорода хлором в продукте присоединения хлора. Поскольку в отсутствии олефина дихлориды не хлорируются с замещением атома водорода хлором, то реакция замещения рассматривается как индуцированная реакция. Индуцированная реакция хлорирования ин-гибитируется кислородом, а следовательно, очевидно, развивается как цепная реакция. При хлорировании смеси парафина и олефина хлор, присоединяется к олефину и одновременно водород замещается хлором у парафина. Реакция изучалась для пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой смесей. Газообразные олефины в темноте при температуре ниже 150° реагируют с хлором лишь медленно или совсем не реагируют, но они взаимодействуют энергично в присутствии какой-либо жидкой фазы. Смеси олефинов и парафинов при этих условиях реагируют быстро с образованием как продуктов присоединения, так и замещения [9]. Энергия, необходимая для реакции замещения, возможно получается за счет сильно экзотермичпой реакции присоединения. [c.63]
Паровая конверсия метана без катализатора протекает с приемлемой скоростью и глубиной превращения на шамотной насадке только-при температурах 1250—1350 °С [19]. Опыты, выполненные в пустотелом кварцевом реакторе [20], показали, что при объемной скорости 200 ч , отношении пар газ, равном 2 1, и атмосферном давлении даже при 1000 °С степень конверсии метана не превышает 8—9%, а при 900 °С она равна всего 1,1%. При температурах 760—800 °С паровая конверсия метана вообще не протекает [21]. В случае нагревания гомологов метана в смеси с водяным паром без катализатора выше 500—600 °С протекают с большой скоростью процессы пиролиза с образованием непредельных углеводородов (этилена, пропилена и др.). В процессе пиролиза образуются также метан, этан, пропан п в относительно небольших количествах — водород. [c.79]
В растворителе — хорошем доноре водорода, таком, как этанол, квантовый выход убыли бензофенона близок к единице, хотя в растворителях с высокой энергией активации отрыва Н квантовый выход может быть гораздо меньше. Для субстратов с низким потенциалом ионизации, таких, как амины или ненасыщенные углеводороды, основным процессом может быть передача заряда или отрыв электрона с образованием кетильного анион-радикала. В подходящих условиях наблюдаемый квантовый выход убыли бензофенона в растворах пропан-2-ола равен приблизительно двум. Образующиеся из растворителя радикалы способны сами по себе восстанавливать молекулу бен- [c.167]
На эффективность деасфальтизации влияет соотношение между количествами пропана и гудрона. При добавлении небольших порций пропана к гудрону происходит их полное смешивание. Дальнейшее добавление пропана приводит к образованию двухфазной системы раствора углеводородов в пропане и раствора пропана в смолисто-асфальтеновых веществах. С увеличением доли пропана в системе разбавляется пропано-вый раствор, в результате концентрация растворенных в нем компонентов уменьшается, силы взаимного притяжения угле водородов ослабевают и из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные углеводороды. Действие этого фактора проявляется до тех пор, пока оно не перекрывается другим — обычным увеличением количества растворенного вещества при увеличении количества растворителя. Таким образом, существует оптимальное соотношение между пропаном и гудроном при котором получается и оптимальное качество деасфальтизата. Выход асфальта при этом наибольший, а температура размягчения наименьшая. С Повышением температуры деасфальтизации упомянутый оптимум наблюдается при меньших содержаниях пропана. [c.40]
Заслуживает внимания одно из новых сообщений о том, что снижение отношения О2 СН4 в исходной смеси до 0,2—0,5 значительно увеличивает выход ацетилена. Процесс можно проводить в присутствии кремниевого катализатора или без него [78]. Для предотвращения образования сажи предлагается добавлять в исходную смесь водород. В качестве сырья вместо метана можно использовать также этан, пропан и, бутан. Процесс проводится под остаточным давлением 6—60 мм рт. от. [c.63]
Катализ бромистым водородом при окислении углеводородов в газовой фазе. В присутствии бромистого водорода пропан окисляется только в ацетон. Реакция протекает в две макроскопические стадии в первой НВг превращается в продукт —инициатор, а во второй стадии этот продукт распадается на радикалы, которые инициируют цепную реакцию окисления пропана. Образование продукта-инициатора тормозится ацетоном, поэтому первая стадия заканчивается, когда начинается вторая [c.185]
Из смолы получался малосернистый кокс как на стенках реактора, так и на поверхности сернистого кокса. Наибольший привес сернистого кокса наблюдался также при работе с пропан-пропи-леновой фракцией, из которой, как известно из практики пиролиза газов, при 750—950° образуется наибольшее количество полимерных смол. Выделившийся с газом сероводород составил 20—40% всей выделившейся из кокса серы. Вероятно, в опытах происходило частичное обессеривание за счет воздействия высокоактивного атомарного водорода в момент его выделения при пиролизе. Но в большей степени снижение количества серы, несомненно, было за счет образования малосернистого кокса из смол пиролиза и сажи. Подсчитано, что для снижения серы в 1 пг сернистого кокса с 3,9 до 3,1% необходимо затратить 1 тыс. м пропан-пропи-леновой фракции. [c.80]
Пр-и высоких температурах в газовой фазе иод отрывает атомы водорода от углеводородов с образованием непредельных соединений. Например, при 685° С этан, реагируя с иодом, образует 72% этилена и 10% ацетилена. Такие же результаты получены с пропаном, бутаном и пентаном [18]. [c.183]
Преимущества фтористоводородного алкилирования возрастают при использовании сырья, содержащего значительное количество пропилена. Это происходит из-за того, что кроме основной реакции изобутана с пропиленом и получением продукта Су в НР происходит побочная реакция переноса водорода с образованием алкилата С , имеющего более высокое октановое число. При этом часть изобутана вместо алкилата превращается в пропан [c.844]
После трех часов ведения эксперимента при температуре 550 С замена пропана на пропан-пропиленовую фракцию, которая не подвергалась предварительной сероочистке, приводит к резкому (более чем в пять раз) снижению скорости образования углеродных отложений. При температуре 550 С присутствие в пропан-пропиленовой фракции сернистых соединений вызывает снижение углеродообразования и, соответственно, резкое снижение образования водорода. Процесс переходит от образования углеродных отложений и водорода к каталитическому пиролизу. [c.62]
Те же исследователи расширили свою работу на метан, пропан, бутан и этилен. Результаты оказались аналогичными данным, полученным для этана. А именно, действие тихого разряда приводит к образованию водорода, высших гомологов парафинового ряда и жидкого ко нденсата, отвечающего формуле nHgn- Сравнение этих данных с теми, которые получены в случае действия а-лучей, привело к заключению, что для всех изученных углеводородов конденсация при действие а-лучей и электрических разрядов имеет много общих черт это заставляет предполагать, что в обоих случаях конденсация вызывается одним и тем же действием . Сравнение произведений величин M/N (отношение числа реагирующих молекул к числу пар ионов) и молекулярной ионизации также указышет на сходство между конденсацией, вызываемой а-лучами, и конденсацией, вызываемой электрическим разрядом [c.295]
Данные [20, 14] показывают, что молекулярный водород получается и в процессах, приводящих к образованию ионов С,Нб, С Н и С2Н3, и в результате взаимодействия с пропаном атомарного водорода, образующегося в первичных процессах [c.203]
Однако квантовые выходы были во всех случаях меньше единицы. Лучше всего эта реакция протекает с высшими парафиновыми углеводородами. Третичные атомы водорода реагируют наиболее легко, первичные наиболее трудно. При реакции двуокиси серы с пропаном и н-бутаном установлено образование двух изомерных сульфиновых кислот, причем в случае бутана преимущественно получается сульфи-новая кислота с группой — ЗОаН у вторичного атома углерода. Олефины вступают в эту реакцию гораздо труднее и тормозят превращение насыщенных углеводородов. [c.505]
Если подвергаемое окислению соединение содержит только вторичные и первичные углерод-водородпые связи, то основным продуктом реакции является кетон. Так, пропан может быть превращен в ацетон с выходом последнего 75% при употреблении смеси пропана, кислорода и бромистого водорода в отношении 2 2 1. Конверсии подвергаются примерно 75% от первых двух компонентов, причем регенерируется около 83% катализатора. Температура процесса несколько выше температуры, необходимой для окисления изобутана (190° вместо 160° С в последнем случае), и максимальный расход катализатора также больше. В таких условиях около 8% пропана превращается в пронионовую кислоту. Между механизмом образования кетона и приведенным выше механизмом окисления углеводородов с разветвленной цепью можно провести четкую параллель [c.275]
Лесли и Занетти, подвергая пирогенизации в присутствии никеля фракцию этан-пропан из природного газа, констатировали заметное усиление распада на углерод и водород. В тех же условиях, но в отсутствии катализаторов, они отметили образование, наряду с непредельными углеводородами, бензола и нафталина. [c.333]
Принципиальное действие добавки прямоцепочечного парафинового углеводорода к исходному парафину заключается в снижении количества олефина, участвующего в инициировании цепи. Это, в свою очередь, уменьшает выход алкилата, образующегося при обрыве цепи и содержащего преимущественно триметилпентаны. В конкретном примере при разбавлении исходного изобутана пропаном протекает преимущественно присоединение пропилена к грег-бутилкарбоний-иону с образованием карбоний-иона + (промежуточное соединение в синтезе изогептанов), а не реакция переноса водорода. [c.47]
Дальнейшее совершенствование промышленных систем гидрокрекинга тяжелого жидкого сырья пошло по двум технологическим путям. Первый путь заключался в применении высокоактивных и селективно действующих гранулированных катализаторов, способствующих образованию газов деструкции, в которых преобладают пропан и бутаны. Это позволяет уменьшить расход водорода на образование газа и процесс гидрокрекинга в целом. Первый путь привел к модернизации блока реакторов со стационарным катализатором — от многореакторных систем перешли к одному или двум реакторам значительно большего диаметра. Предусматривалась также возможность периодической регенерации катализаторов в реакторах установки. Указанные [c.273]
Крекингом газообразных парафиновых углеводородов, иначе парофазным крекингом, называют пиролитическое расщепление газообразных парафиновых и олефииовых углеводородов (нропана, бутана, нропена и бутена), приводящее к образованию более низкомолекулярных олефинов. Этим способом пользуются преимущественпо при получении этилена из пропана и этилена и нропена пз бутана. Пропан при быстром нагреве до 700— 800° в основном раснадается па этилен и метай (переработка углеводородов при температуре выше 600 обычно называется пиролизом). Одновременно происходит дегидрирование пропана с образованием пропепа, так что конечный продукт реакции состоит главным образом из этилена, пронена, метана и водорода. [c.10]
При алкилировании к-бутана этиленом оба ожидаемых изоиера образуются приблизительно в равных количествах. Еслп этиленом алкилируют пропан, то фракция С5 состоит на V3 из к-пентана (реагирует первичный атом водорода) и на V3 из изопентана (реагирует вторичный атом водорода). Следует указать, что каталитическому алкилированию могут подвергаться только изоиарафины. Термическое алкилироваиио в присутствии гомогенных катализаторов, например, галоидных алкилов, протекает при более низкой температуре, что объясняется распадом катализатора ужо в этих условиях с образованием свободных радикалов (см. выше). [c.337]
Имеется несколько патентов о крекинге жидкьх нефтяных продуктов, смешанных с углеводородными газами. В этих патентах указывается, что углеводородные газы, богатые водородом, могут реагировать в условиях крекинга с жидким нефтяным сырьем или продуктами разложения, обедненными водородом, и могут дать более высокие выходы бензинов и уменьшение образования кокса. Температурные условия процессов в данном случае не отличаются существенно от условий обыкновенного термического крекинга. Рекомендуемые давления те же самые или немного выше, чем при крекинге. На самом деле взаимодействие между такими газами, как метан, этан, пропан, и высокомолекулярными олефинами или циклическими углеводородами маловероятно при условиях обыкновенного крекинга с точки зрения термодинамики. Значительно более высокие температуры или более высокие давления следует применять, чтобы обеспечить их взаимодействие. Термическая конверсия низкомолекулярных парафинов также маловероятна в условиях обыкновенного крекинга. Таким образом, вряд ли эти патенты имеют практическое значение. [c.165]
Так как в изученных условиях окнсленпя нропана этилен, пропилен И метиловый снирт дальнейшему превращению не подвергаются, то их аналитически определенные количества совпадают с истинно образо нанвыми. Иначе обстоит дело с формальдегидом, который подвергается дальнейшему окислению. Из балансовых данных и схемы имеется, однако, возможность рассчитать количество истинно образо-вааного формальдегида. Способ такого подсчета описан ниже нри подтверждении схемы вычислением но ней конечных продуктов реакции. Итак, пользуясь полученными экспериментальными данными и схемой, можно определить значения для a и 2 при разных- температурах. Через а обозначено отношение количеств н.СдН, к изо-СдН и, следовательно, зависимость от обратной температуры дает возможность определить разность энергий активации процессов отрыва атома водорода из СНз- н СНд-групп в пропане, т. е. разность энергий активаций процессов, приводящих к образованию пропильных радикалов. Из литературных данных известно, что разность в энергиях связи С—Н для первичного и вторичного атомов углерода в пропане составляет [c.245]
Общая формула С Н . В циклоалканах цепочка углеродных атомов замкнута в цикл (кольцо). Названия циклоалканоа производятся от названий соответствующих алканов прибавлением приставки цикла-. Например, если цикл образован тремя атомами углерода С,Н (трехчленный цикл), то соответствующий алкан будет пропаном, а циклоалкан — циклопропаном. Пятичленный цик-лоалкан называется циклопентаном. При изображении циклоал-канов часто не указываются атомы углерода и водорода. Углероды находятся в вершинах многоугольников, а число атомов водорода определяется исходя из того, что углерод четырехвалентен. Таким же образом часто изображают молекулы всех органических соединений. Каждая вершина ломаной линии и многоугольника обозначает атом углерода. Черточками обозначают С-С связи, а число атомов водорода при каждом углероде определяется исходя из че-тырехвалентности углерода. [c.183]
Как предсказать соотношение изомеров Углеродный атом, который впоследствии образует связь С-На1, определяется на стгадии (2) образования алкил-радикала. Образование алкил-радикала происходит при гомолитическом разрыве связи С-Н, Значит, чем легче разрывается связь С-Н (чем меньше ее прочность, т. е. энергия) при данном атоме С, тем больше доля продукта замещения по этому углероду Легкость разрыва С-Н связи зависит от типа углеродного атома. В молекуле эгана оба углерода одинаковы, каждый образует по одной С-С связи. Такие атомы называют первичными. пропане два концевых атома первнчн.ы, а центральный атом углерода образует две связи С-С. Он является вторичным. В 2-метилбутане один из углерсдов — третичный (три С-С связи), один вторичный и три первичных. Соответственно называются и атомы водорода. Если Н связан с первичным атомом углерода, то он называется первичным и т. д. Та же классификация принята и для алкильных радикалов, т. е. при отрыве от молекулы алкана вторичного атома водорода образуется вторичный радикал. [c.212]
Алкилирование пропиленом. Алкилирование изобутана пропиленом при комнатной температуре с применением хлористого алюминия, промотированного хлористым водородом, в качестве катализатора сопровождается весьма интенсивно протекающими побочными реакциями, в частности деструктивным алкилированием. Эту реакцию можно подавить, проводя алкилирование при низкой температуре или изменив активность катализатора. Нанример, проведение реакции при —30° дает жидкий продукт, содержащий 42% гептанов (главным образом 2,3-диметилиентан с небольшим количеством 2,4-диметилпен-тана) и 20% деканов [27]. Реакция при 63° в присутствии монометанолата хлористого алюминия, промотированного хлористым водородом, ведет к образованию гептанов (состоявших из приблизительно равных количеств 2,3-и 2,4-диметиппентанов) с выходом 40% пропан и триметилпентаны (продукты побочной реакции перераспределения водорода) образовались с выходами всего соответственно 4 и 5% [28в]. Аналогично раствор хлористого алюминия в нитрометане нри 75° давал выход 44% гептанов (главным образом 2,3- и [c.191]
Эта реакция нромотируется обеими функциями катализаторов риформинга, т. е. гидрирующей и кислотной. Это означает, что в данном случае применим ионный механизм, предложенный для реакций крекинга [17, 36] но здесь крекинг сопровождается мгновенным насыщением осколков, ведущим к образованию парафиновых углеводородов. Следовательно, при реакциях гидрокрекинга может и фактически протекает скелетная перегруппировка. Например, было показано [24], что в качестве основных продуктов гидрокрекинга к-гептана образуются пропан и изобутан наряду с меньшими количествами других продуктов и, разумеется, сравнительно глубокой изомеризацией исходного к-гептана. Работы по изучению изомеризации различных парафиновых углеводородов на никель-алюмосиликатном катализаторе [И ] обнаружили высокую степень превращения в ппзкокипящие парафиновые углеводороды наряду с изомеризацией в изомеры разветвленного строения. Например, к-октап при 380°, давлении 25 ат, объемной скорости (по жидкому сырью) 1 час и молярном отношении водород углеводород 4 1 почти полностью превращается в продукт, состоящий главным образом из пропана, изо- и к-пентана и смешанных бутанов. При более низкой температуре наблюдается ослабление реакции крекинга и более глубокая изомеризация в изомерные октаны. Следует отметить, что состав и метод приготовления катализатора оказывают, сильное влияние на протекание реакции гидрокрекинга этим путем можно достигнуть образования более крупных осколков. Если гидрирующая активность катализатора значительно преобладает над его кислотной активностью, то протекает реакция деметилирования, которая представляет особый случай гидрокре- [c.210]
Для ускорения количественного превращения эфиров в производные с целью их последующего ГХ-анализа широко используют переэтерификацию, особенно метанолиз. Весь процесс требует немного времени и позволяет отказаться от использования концентрированной щелочи, которая может вызывать частичную изомеризацию полиненасыщенных кислот. Для проведения метанолиза на эфир действуют метанолом, содержащим кислоту или основание в результате образуется метиловый эфир соответствующей кислоты. Для определения метиловых эфиров жирных кислот, полученных из липидов [47] и эфиров воска [48], использовали метанольный раствор хлористого водорода. При анализе эфиров, полученных из воска, спирты и метиловые эфиры разделяли с помощью колоночной хроматографии, а затем уже анализировали методом ГХ, причем спирты определяли в форме трифторацета-тов. Для определения метиловых эфиров жирных кислот от Си до Сго, выделенных из липидов сыворотки человека [49], использовали метанол и серную кислоту еще одним реагентом для анализа липидов является ВСЬ в метаноле [50]. В работе [51] описан удобный метод получения производных при комнатной температуре и без выпаривания. В этом методе раствор жира в бензоле переносят в закрытую колбу, добавляют в колбу 2,2-диметокси-пропан (ДМП), метанольный раствор хлористого водорода и оставляют на ночь. После нейтрализации порцию полученного раствора вводят в газовый хроматограф. Кроме пиков метиловых эфиров на получаемой хроматограмме присутствуют и пики изо-пропилиденгликоля, образованного из ДМП и глицерина. Эти пики являются удобными стандартами для определения времен удерживания. ДМП связывает воду и способствует тем самым полному прохождению реакции. [c.141]
Под действием ультрафиолетовых лучей окись этилена разла-гается . Продуктами фотосенсибилизированного распада окиси этилена в присутствии ртути при комнатной температуре являются окись углерода, водород, альдегиды (в основном уксусный и высшие), метан, этан, пропан и небольшое количество радикалов СН. —СО. Добавки этилена и бутилена-1 сильно ингибируют выход альдегидов. Этилен увеличивает выход пропана и радикала СНл—СО. Бутилен-1, напротив, почти полностью ингибирует образование пропана, но индуцирует образование этилена и высших парафинов (до октана). При разложении сдмесей дейтерирс-ванной и недейтерированной окиси этилена наряду с Из и Оз образуется НО. В продуктах ингибированного этиленом распада такой смеси НО практически отсутствует, а количество Ог и Н-2 уменьшается до некоторого предела. Основным первичным актом, по-видимому, является распад возбужденной молекулы окиси этилена на -СНз и -СНО, причем далее из -СНОобразуются Н- и СО. Добавки олефинов связывают атомы Н, а алкильные радикалы частично связывают радикалы -СНО, образуя высшие альдегиды и парафины. Кроме того, возможен менее значительный распад окиси этилена на молекулу водорода и кетен, а также на циклический бирадикал и атомарный водород. [c.61]
Для снижения энергии возбуждения ионизируемых молекул применяют методы мягкой ионизации. Одним из важнейших методов низкоэнергетической ионизации является химическая ионизация [38]. ХИ обычно осуществляется путем ионно-молекулярной реакции между нейтральными молекулами анализируемьгх веществ и ионами газа-реагента (реактанта), в качестве которого используют водород, метан, пропан, изобутан, аммиак и другие газы (табл. 7.5). Ионы газа-реагента получают бомбардировкой молекул газа электронами с энергией 100-500 эВ при давлении в источнике ионов 10-10 Па. Образовавшиеся ио-ны-реагенты взаимодействуют с нейтральными молекулами этого же газа, что приводит к образованию ионов типа СН5ИС2Н5 из метана, С Н, —из изобутана, МН —из аммиака. Эти ионы затем вступают в реакции с молекулами анализируемых веществ (М), протонируют их или образуют с ними ионы-аддукты, например СН + М -> СН4 + + (М + Н) СНз (М + СНз) . Количество М, как примесь в газе-реагенте, должно быть малым и составлять не более 0,1%. В этом случае можно пренебречь их ионизацией бомбардирующими электронами и считать, что ионы исследуемого газа (и протонированные, и аддукты) образуются только за счет ХИ. Результаты, полученные методами ХИ, показывают, что квазимолеку-лярные ионы не обладают большой избыточной внутренней энергией. Поэтому осколочных ионов в спектре очень мало или они вообще отсутствуют. Это является заметным преимуществом, особенно при анализе биологически важных соединений, таких, как терпены, стероиды, сахара и т.п., которые образуют ионы (М+Н)». В зависимости от газа-реагента можно изменять картину масс-спектра и наблюдать тонкие различия [14, 38]. [c.847]
По температуре вспьпики нефтепродукта судят о возможности образования взрывоопасных смесей его паров с воздухом. Различают нижний и верхний концентрационные пределы взрьшаемости смеси паров нефтепродукта с воздухом. Если концентрация паров нефтепродукта меньше нижнего предела взрываемости, взрьша не происходит, так как имеющийся избьггок воздуха поглощает выделяющееся тепло и препятствует возгоранию остальных частей горючего. При концентрации паров горючего и воздуха выше верхнего предела взрыва также не происходит, но из-за недостатка кислорода в смеси. Ацетилен, оксид углерода и водород характеризуются самыми широкими интервалами взрываемости водород 4-74 % (об.), пропан 2,1-8 % (об.), бензин 0,8-5,0 % /об.). [c.9]
chem21.info
Пропан взаимодействует с кислородом в реакции горения при сварочных работах
Физико-технические особенности сварочных газов
Нефтеуглеводороды, в частности, пропан, бутан и их смеси, ацетилен, а также водород нашли широкое применение в различных сферах производства в качестве основных и вспомогательных соединений. Различные газы успешно используются как в качестве источников тепловой энергии, так и хладагентов. Одним из направлений их применения является сварочное дело и резка металла. Выбор газа в основном зависит от требуемой температуры сгорания.
Пропан и пропан-бутановые смеси
Углеводородные газы из группы алканов используются в тех случаях, когда нет необходимости в слишком высокой температуре газопламенной обработки: сварка тонкой стали и легкоплавких металлов, кислородная резка, пайка припоями и др. Пропан и бутан – это неядовитые и достаточно инертные газы, получаемые в качестве побочных продуктов при переработке нефти. При определенных условиях они взаимодействуют с кислородом, азотной кислотой и диоксидом азота, галогенами. При низкой температуре (-42 °С для пропана, -0,5 °С для бутана) и высоком давлении переходят в жидкое состояние.
Чаще всего используются пропан-бутановые смеси в соотношении 3:7 соответственно. Они обладают повышенной теплотворной способностью, а тепловая мощь сгорания в кислороде эффективнее, чем у ацетилена, но из-за небольшой скорости, с которой распространяется пламя, температура пламени меньше. В случае утечки газы скапливаются внизу помещения и могут, что может привести к образованию взрывоопасных концентраций.
Ацетилен
Ацетилен относится к ненасыщенным углеводородам, чем обусловлена его химическая активность. Соединение вступает в многочисленные реакции присоединения, цикломеризации, димеризации, окисления. Отличается резким запахом. Температура сжижения около -82 °С. При его сгорании требуется больше кислорода, чем для пропана и бутана. Для ацетилена свойственна высокая интенсивность горения, которая снижается при наличии в нем побочных веществ.
Водород
В промышленности газ получают различными способами: железопаровым, электролизом, конверсией. В зависимости концентрация чистого вещества находится в пределах 95 – 99,8 об. %. Температура сжижения -252 °С. Используется при кислородной разделительной резке в присутствии воды, сварке свинца, безокислительной пайке стали.
Технические характеристики газов: сравнительная таблица
|
Параметр |
Пропан-бутановая смесь |
Ацетилен |
Водород |
|
Плотность при температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа, кг/м3 |
2,21 |
1,091 |
0,084 |
|
Температура воспламенения в кислороде, °С |
500 |
240-630 |
510 |
|
Низшая теплотворная способность, кДж/м3 |
88800 |
52800 |
10800 |
|
Скорость распространения пламени в смеси с кислородом, м/с |
4,5 |
13,5 |
— |
Каталог технических газов
Меры безопасности
В связи с большой взрывоопасностью сварочных газов предъявляются особые требования к условиям и помещениям проведения работ, хранению газовых баллонов. Особое внимание уделяется отсутствию источников возникновения пламени, искры, легковоспламеняющихся веществ. Помещения оборудуются специальными осветительными приборами, системами вентиляции и кондиционирования. Сварочные работы проводятся в присутствии более двух человек при обязательном оформлении наряда-допуска.
nvph.ru