Психические расстройства
Физические и химические свойства бутана. Сжиженные углеводородные газы (СУГ)

Физические и химические свойства бутана. Сжиженные углеводородные газы (СУГ)

Он является бесцветным горючим газом, который хорошо растворяется в органических растворителях, но нерастворим в воде. Он содержится в нефтепродуктах и природном газе. У а имеются изомеры: изобутан и н-бутан . Этот газ применяют в промышленности и . При сгорании он разлагается до углекислого газа и воды. Бутан малотоксичен, но негативно воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы. Поэтому при работе с бутан ом нельзя его пары и следует избегать его попадания на кожу и слизистые оболочки.

Бутан получают тремя способами. Первый из них, самый распространенный - использование реакции Вюрца. Второй способ - гидрирование алкинов до алканов. Третий заключается в дегидратации в присутствии катализатора до , который затем подвергают гидрированию. Первая из этих реакций позволяет получить бутан напрямую, остальные же являются многоступенчатыми.

Для проведения реакции Вюрца требуется взять металлический и добавить его к йодистому этилу. Продуктом реакции сразу станет бутан :CH3-CH2-I+2Na+I-CH2-CH3 -2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3

Второй способ получения бутан а - гидрирование бутина. Первоначально 1-бутин гидрируют до 1-бутена, а затем 1-бутен вторично гидрируют до бутан а:CH3-CH2-C CH → CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Гидрирование по H2)
1-бутин 1-бутен бутан

Третий процесс получения бутан а также является многоступенчатым. Первый его этап включает в себя дегидратацию в присутствии Al2O3 при температуре 300-400оC:CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH=CH2 (Al2O3; 300 - 400оC)Дегидратация бутан ола заключается в его осушении. Она возможна при высокой температуре и только в присутствии катализаторов (Al2O3; H2SO4).Получив из предыдущей реакции 1-бутен, его гидрируют по водородному радикалу до бутан а:CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Гидрирование по H2)Все вышеуказанные способы позволяют получить бутан в чистом виде. Чаще всего для получения этого газа используется первый из них, однако, в ряде случаев находят и остальные.

Обратите внимание

Не вдыхайте газы. Соблюдайте меры пожарной безопасности.

Бутан - органическое вещество, относящееся к классу предельных углеводородов. Его химическая формула С4H10. Он главным образом используется как компонент высокооктановых бензинов и как сырье для производства бутена . Бутен - непредельный углеводород, газ, имеет формулу С4Н8. От бутана отличается наличием одной двойной связи в молекуле. Широко используется при синтезе бутадиена, бутилового спирта, изооктана и полиизобутилена. Кроме того, бутилен применяется как один из компонентов смеси для резки и сварке металлов.

Инструкция

Посмотрите на формулы следующих химических соединений: С4H10 и С4Н8. Чем они отличаются? Только тем, что в молекуле на два атома (точнее, иона) водорода больше. Отсюда вытекает естественный вывод: чтобы превратить в , надо удалить из его молекулы два лишних атома водорода. Эта реакция называется . Она происходит по следующей схеме: С4Н10 = С4Н8 + Н2.

Каковы условия протекания вышеуказанной реакции? Просто так при нормальных условиях она не пойдет. Вам понадобится, прежде всего, высокая температура (порядка 500 градусов). Но одной лишь температуры для того, чтобы реакция прошла по нужной вам схеме, недостаточно. Экспериментальными данными установлено, что тогда большая часть бутана будет превращаться либо в этан и этен (этилен), либо в метан и пропен, то есть проходить по следующим : С4Н10 = С2Н6 + С2Н4 и С4Н10 = СН4 + С3Н6. И лишь совсем небольшая часть бутана превратится в бутен и водород.

−138,4 °C Т. кип. −0,5 °C Классификация Рег. номер CAS 106-97-8 SMILES Безопасность ПДК 300 мг/м³ Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

Бута́н (C 4 H 10) - органическое соединение, углеводород класса алканов . В химии название используется в основном для обозначения н -бутана. Такое же название имеет смесь н -бутана и его изомера изобутана CH(CH 3) 3 . Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты - acide butyrique , от др.-греч. βούτῡρον , масло ) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата. Содержится в природном газе , образуется при крекинге нефтепродуктов , при разделении попутного нефтяного газа , «жирного» природного газа . Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, имеет специфический характерный запах, обладает наркотическими свойствами. По степени воздействия на организм газ относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76 . Вредно воздействует на нервную систему .

Изомерия

Физические свойства

Бутан - бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, при нормальном давлении легко сжижаем от −0,5 °C, замерзает при −138 °C; при повышенном давлении и обычной температуре - легколетучая жидкость. Критическая температура +152 °C, критическое давление 3,797 МПа.

Нахождение и получение

Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца :

$\mathsf{2C_2H_5Br + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaBr}$

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции

Прямогонную бутановую фракцию необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены метил- и этил- меркаптанами . Метод очистки бутановой фракции от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла.

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, где он имеет запах, так как содержит специально добавленные одоранты . При этом используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом. Теплота сгорания 1 кг - 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

$\mathsf{2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O}$

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

$\mathsf{2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 8C + 10H_2O}$ $\mathsf{2C_4H_{10} + 9O_2 \rightarrow 8CO + 10H_2O}$

Биологические эффекты

Безопасность

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9-8,4 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны - 300 мг/м³.

См. также

Напишите отзыв о статье "Бутан (вещество)"

Примечания

Литература

Львов М. Д. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.

Ссылки



Алканы

Алкены

Алкины

Диены

Другие ненасыщенные

Циклоалканы

Ароматические

Полициклические

Отрывок, характеризующий Бутан (вещество)

– Весь взбуровился, Яков Алпатыч: другую бочку привезли.
– Так ты слушай. Я к исправнику поеду, а ты народу повести, и чтоб они это бросили, и чтоб подводы были.
– Слушаю, – отвечал Дрон.
Больше Яков Алпатыч не настаивал. Он долго управлял народом и знал, что главное средство для того, чтобы люди повиновались, состоит в том, чтобы не показывать им сомнения в том, что они могут не повиноваться. Добившись от Дрона покорного «слушаю с», Яков Алпатыч удовлетворился этим, хотя он не только сомневался, но почти был уверен в том, что подводы без помощи воинской команды не будут доставлены.
И действительно, к вечеру подводы не были собраны. На деревне у кабака была опять сходка, и на сходке положено было угнать лошадей в лес и не выдавать подвод. Ничего не говоря об этом княжне, Алпатыч велел сложить с пришедших из Лысых Гор свою собственную кладь и приготовить этих лошадей под кареты княжны, а сам поехал к начальству.

Х
После похорон отца княжна Марья заперлась в своей комнате и никого не впускала к себе. К двери подошла девушка сказать, что Алпатыч пришел спросить приказания об отъезде. (Это было еще до разговора Алпатыча с Дроном.) Княжна Марья приподнялась с дивана, на котором она лежала, и сквозь затворенную дверь проговорила, что она никуда и никогда не поедет и просит, чтобы ее оставили в покое.
Окна комнаты, в которой лежала княжна Марья, были на запад. Она лежала на диване лицом к стене и, перебирая пальцами пуговицы на кожаной подушке, видела только эту подушку, и неясные мысли ее были сосредоточены на одном: она думала о невозвратимости смерти и о той своей душевной мерзости, которой она не знала до сих пор и которая выказалась во время болезни ее отца. Она хотела, но не смела молиться, не смела в том душевном состоянии, в котором она находилась, обращаться к богу. Она долго лежала в этом положении.
Солнце зашло на другую сторону дома и косыми вечерними лучами в открытые окна осветило комнату и часть сафьянной подушки, на которую смотрела княжна Марья. Ход мыслей ее вдруг приостановился. Она бессознательно приподнялась, оправила волоса, встала и подошла к окну, невольно вдыхая в себя прохладу ясного, но ветреного вечера.
«Да, теперь тебе удобно любоваться вечером! Его уж нет, и никто тебе не помешает», – сказала она себе, и, опустившись на стул, она упала головой на подоконник.
Кто то нежным и тихим голосом назвал ее со стороны сада и поцеловал в голову. Она оглянулась. Это была m lle Bourienne, в черном платье и плерезах. Она тихо подошла к княжне Марье, со вздохом поцеловала ее и тотчас же заплакала. Княжна Марья оглянулась на нее. Все прежние столкновения с нею, ревность к ней, вспомнились княжне Марье; вспомнилось и то, как он последнее время изменился к m lle Bourienne, не мог ее видеть, и, стало быть, как несправедливы были те упреки, которые княжна Марья в душе своей делала ей. «Да и мне ли, мне ли, желавшей его смерти, осуждать кого нибудь! – подумала она.
Княжне Марье живо представилось положение m lle Bourienne, в последнее время отдаленной от ее общества, но вместе с тем зависящей от нее и живущей в чужом доме. И ей стало жалко ее. Она кротко вопросительно посмотрела на нее и протянула ей руку. M lle Bourienne тотчас заплакала, стала целовать ее руку и говорить о горе, постигшем княжну, делая себя участницей этого горя. Она говорила о том, что единственное утешение в ее горе есть то, что княжна позволила ей разделить его с нею. Она говорила, что все бывшие недоразумения должны уничтожиться перед великим горем, что она чувствует себя чистой перед всеми и что он оттуда видит ее любовь и благодарность. Княжна слушала ее, не понимая ее слов, но изредка взглядывая на нее и вслушиваясь в звуки ее голоса.
– Ваше положение вдвойне ужасно, милая княжна, – помолчав немного, сказала m lle Bourienne. – Я понимаю, что вы не могли и не можете думать о себе; но я моей любовью к вам обязана это сделать… Алпатыч был у вас? Говорил он с вами об отъезде? – спросила она.
Княжна Марья не отвечала. Она не понимала, куда и кто должен был ехать. «Разве можно было что нибудь предпринимать теперь, думать о чем нибудь? Разве не все равно? Она не отвечала.
– Вы знаете ли, chere Marie, – сказала m lle Bourienne, – знаете ли, что мы в опасности, что мы окружены французами; ехать теперь опасно. Ежели мы поедем, мы почти наверное попадем в плен, и бог знает…
Княжна Марья смотрела на свою подругу, не понимая того, что она говорила.
– Ах, ежели бы кто нибудь знал, как мне все все равно теперь, – сказала она. – Разумеется, я ни за что не желала бы уехать от него… Алпатыч мне говорил что то об отъезде… Поговорите с ним, я ничего, ничего не могу и не хочу…
– Я говорила с ним. Он надеется, что мы успеем уехать завтра; но я думаю, что теперь лучше бы было остаться здесь, – сказала m lle Bourienne. – Потому что, согласитесь, chere Marie, попасть в руки солдат или бунтующих мужиков на дороге – было бы ужасно. – M lle Bourienne достала из ридикюля объявление на нерусской необыкновенной бумаге французского генерала Рамо о том, чтобы жители не покидали своих домов, что им оказано будет должное покровительство французскими властями, и подала ее княжне.
– Я думаю, что лучше обратиться к этому генералу, – сказала m lle Bourienne, – и я уверена, что вам будет оказано должное уважение.
Княжна Марья читала бумагу, и сухие рыдания задергали ее лицо.
– Через кого вы получили это? – сказала она.
– Вероятно, узнали, что я француженка по имени, – краснея, сказала m lle Bourienne.
Княжна Марья с бумагой в руке встала от окна и с бледным лицом вышла из комнаты и пошла в бывший кабинет князя Андрея.

За что же углероду такой почет? Все дело в том, что каждый атом углерода имеет возможность образовывать связи с 4 другими атомами. На языке химиков это называется «валентностью». Углерод легко соединяется как с более активными, так и с менее активными атомами других элементов. Но самое главное, атомы углерода могут соединяться между собой, образуя длинные цепочки, у которых после такого соединения остается еще достаточно валентных связей для того, чтобы продолжать соединяться с атомами других элементов. Поэтому соединения углерода многочисленны и разнообразны по своим физическим и химическим свойствам. Настолько, что для их изучения выделен отдельный раздел химии. А поскольку соединения углерода, белки, составляют основу всех живых организмов, то этот раздел называется химией органической. Сложное начинается с простого. Самые простые органические соединения – углеводороды. Здесь углерод соединяется либо с атомами водорода, либо с другими атомами углерода. Рассмотрим более подробно, какие комбинации здесь возможны.

Самый простой углеводород – газ метан. Его формула СН4. Все валентные связи атома углерода заняты атомами водорода. А теперь давайте уберем один из атомов водорода и поставим на его место еще один атом углерода. Такая простейшая цепочка сможет присоединить к себе, кроме имеющихся, еще три атома водорода, образуя новое вещество, газ этан, С2Н6. Продолжим комбинировать атомы углерода и водорода далее. Заменив в этане один атом водорода на атом углерода и «насытив» оставшиеся валентные связи атомами водорода, получаем следующий из насыщенных углеводородов. Это – газ пропан, химическая формула которого C3H8. Произведя такую комбинацию еще раз, получаем формулу газа бутана, С4Н10. Бутан – газ без цвета, но с резким запахом. Бутан, так же как и уже упоминавшиеся метан, этан и пропан, горюч. Бытовой газ, поступающий на наши кухни, является смесью пропана и бутана. Эти газы легко сжимаются и при нормальной температуре превращаются в жидкость. В жидком виде их часто транспортируют в цистернах, на которых написано «пропан-бутан». Взрывается не сам бутан, а его смесь с воздухом в концентрации от 2 до 9 процентов. Поэтому, если погасла горелка газовой плитки и чувствуется резкий запах бутана, следует ни в коем случае не включать свет и не зажигать огня, а тщательно проветрить помещение. Как все насыщенные углеводороды, газ бутан является основой для производства большого количества пластмасс и других полезных материалов. Применяется он и в пищевой промышленности. Фрукты, хранимые в атмосфере бутана, не портятся. Также газ бутан используется в аэрозольных упаковках в качестве распылителя. Дезодоранты и духи попадают на наше тело в струе бутана. Как видите, органическая химия – одна из интереснейших наук, изучаемых в школе. Тех, кто считает, что это не так, направляю к интереснейшей книге А.Азимова (он более известен, как фантаст) «Мир углерода». Поверьте, преувлекательное чтение!

Изомерия

Физические свойства

Растворимость в воде - 6,1 мг в 100 мл (для н -бутана, при 20 °C), значительно лучше растворяется в органических растворителях ). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.
Плотность жидкой фазы - 580 кг/м³
Плотность газовой фазы при нормальных условиях - 2,703 кг/м³, при 15 °C - 2,550 кг/м³[[К:Википедия:Статьи без источников (страна: Ошибка Lua: callParserFunction: function "#property" was not found. Ошибка Lua: callParserFunction: function "#property" was not found. )]][[К:Википедия:Статьи без источников (страна: Ошибка Lua: callParserFunction: function "#property" was not found. )]] [ ]
Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 МДж/моль (см. ).

Нахождение и получение

texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2C_2H_5Br + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaBr}

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции

Применение и реакции

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O}

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

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 8C + 10H_2O} Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2C_4H_{10} + 9O_2 \rightarrow 8CO + 10H_2O}

Биологические эффекты

Безопасность

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9-8,4 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны - 300 мг/м³.

СУГ - сжиженные углеводородные газы, как и любое ископаемое топливо, является не возобновляемым источником энергии. СИБУР производит СУГи в результате газопереработки попутного нефтяного газа (ПНГ), добываемого вместе с сырой нефтью и природным газом. Основой СУГ являются предельные углеводороды, содержащие три или четыре атома углерода: пропан (C3H8) и бутан (C4H10). Также могут присутствовать малые концентрации других углеводородов.

Основные области применения СУГ – сырье для нефтехимических производств, и в качестве автомобильного топлива.

Как правило, газ хранится в жидком виде под давлением или в охлажденном виде в стальных контейнерах, баллонах или резервуарах. Давление внутри резервуара будет зависеть от типа СУГ (бутан, пропан, смесь) и окружающей температуры.

Срок годности

3 месяца с даты производства

Транспортировка

Применение

Газо-моторное топливо
Пиролиз
Коммунально-бытовое потребление
Газофракционирование

Производители

Тобольск-Нефтехим
Уралоргсинтез

Документы

Пропан (C3Н8)

Пропан - органическое вещество класса алканов, с тремя атомами углерода (молекулярная формула C3H8). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Пропан марка А. Технические условия 0272-023-00151638-99):

Срок годности

Транспортировка

Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

Газо-моторное топливо
Коммунально-бытовое потребление
Пиролиз
В качестве хладагента

Производители

Тобольск-Нефтехим
Уралоргсинтез

Документы

Бутан нормальный (C4Н10)

Нормальный Бутан – органическое соединение класса алканов с четырьмя атомами углерода (формула C4H10). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Бутан Марка А. Технические условия 0272-026-00151638-99):

Срок годности

6 месяцев с даты производства

Транспортировка

Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

Пиролиз
В качестве сырья для получения бутиленов, 1,3-бутадиена, который является мономером для синтеза синтетических каучуков

Производители

Тобольск-Нефтехим
Уралоргсинтез

Документы

Изобутан (i-C4Н10)

Изобутан - углеводород класса алканов, изомер нормального бутана (формула i-C4H10). Компонент попутного нефтяного газа, производится СИБУРом в результате газопереработки ПНГ и последующего газофракционирования ШФЛУ. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, не имеет запаха.

Спецификация (Изобутан Марка A. Технические условия 0272-025-00151638-99):

Срок годности

6 месяцев с даты производства

Транспортировка

Ж/д, авто- и водным транспортом

Применение

Сырье для производства изобутилена, изопрена, который является мономером для синтеза синтетических каучуков
Алкилирование
В качестве хладагента