Пропан
Общие сведения
Пропан представляет собой органическое вещество, относящееся к классу алканов (насыщенных углеводородов). Химическая формула соединения — C3H8, его молекула содержит три атома углерода. В химически чистом виде пропан представляет собой газ, не имеющий цвета и запаха. Однако в связи с тем, что данный газ является взрывоопасным и широко применяется в быту и на производстве, в него в обязательном порядке добавляют специальные сильно пахнущие вещества (одоранты). Это делается для того, чтобы человек мог своевременно обнаружить утечку по характерному запаху. Пропан характеризуется относительно низкой токсичностью, но при значительных концентрациях способен оказывать негативное влияние на центральную нервную систему, проявляя наркотические свойства. Вдыхание больших объемов этого газа может вызывать галлюцинации, а в критических случаях способно привести к летальному исходу в результате тяжелого поражения нервной системы или удушья.
Классификация
В системе химической номенклатуры пропан классифицируется как ациклический предельный углеводород гомологического ряда алканов. В промышленной практике и государственных стандартах (ГОСТ) пропан классифицируется в зависимости от степени чистоты и состава газовой смеси. Выделяют марку «пропан товарный», представляющую собой сжиженную жидкость, которая содержит не менее 93 процентов пропана либо пропилена. Также классифицируется «пропан-бутановая смесь товарная» — сжиженный газ, в состав которого, помимо основных компонентов, могут входить этан и этилен в концентрации до 4 процентов, пентан до 3 процентов, а также нормированное умеренное количество сероводорода.
Способы получения
В природных условиях пропан является одним из составляющих компонентов природного газа. В промышленных масштабах данное органическое соединение получают в процессе глубокой переработки ископаемого углеводородного сырья. Основными источниками получения пропана служат процессы термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, а также технологические стадии фракционного разделения попутного нефтяного газа, который выделяется на месторождениях при добыче сырой нефти.
Свойства
Физические свойства пропана характеризуют его как малорастворимый в воде газ, температура кипения которого относительно близка к нормальным температурным условиям. Фундаментальным физическим свойством пропана, определяющим его логистические преимущества, является способность легко переходить в жидкое агрегатное состояние при умеренном повышении давления. Процесс сжижения пропана происходит при давлении от 8 до 12 атмосфер. В этом заключается его существенное отличие от метана, который требует для перехода в жидкость сверхвысоких давлений (порядка 200 атмосфер) или экстремально низких температур.
Химические свойства пропана типичны для представителей класса алканов. Соединение вступает в реакцию окисления (горения), при которой взаимодействует с кислородом с выделением энергии и образованием углекислого газа и воды. Также пропан участвует в реакциях галогенирования по радикальному механизму. При хлорировании пропана образуется смесь продуктов — 1-хлорпропан и 2-хлорпропан. Реакция бромирования протекает значительно медленнее, чем хлорирование, и приводит преимущественно к образованию 2-бромпропана.
Применение
Способность пропана легко сжижаться при небольшом давлении делает его транспортировку и хранение высокорентабельными. В сжиженном виде он занимает значительно меньший объем: стандартный баллон объемом 50 литров вмещает 22 килограмма сжиженного пропана по сравнению с 9 килограммами метана в аналогичном газовом баллоне. Кроме того, резервуары для хранения пропана обходятся в производстве в несколько раз дешевле. Ввиду взрывоопасности баллоны с пропаном маркируются ярко-красным цветом.
Пропан и его смеси с бутаном имеют колоссальное значение как универсальный и мобильный источник энергии. Газ применяется для газификации отдаленных населенных пунктов, где отсутствует возможность прокладки магистральных газопроводов. В сельском хозяйстве пропан используется для обогрева теплиц и птицефабрик, а в частном секторе — для отопления жилых домов, подогрева воды и приготовления пищи (в том числе в походных условиях). В строительной и производственной сфере пропан необходим для работы переносных газовых горелок, обогрева строительных площадок и производственных помещений, питания переносных электрогенераторов, проведения кровельных и сварочных работ, а также при дорожном строительстве для разогрева асфальтового покрытия.
Пропан является эффективным, дешевым и экологичным автомобильным топливом, активно заменяющим бензин в условиях истощения запасов углеводородного сырья. В химической промышленности газ используется как базовое сырье для получения пропилена, который в дальнейшем подвергается полимеризации для производства полипропилена и различных видов пластиковых масс. Кроме того, пропан в смеси с изобутаном применяется в качестве безопасного хладагента в стационарных холодильных установках и системах кондиционирования. Такая смесь обладает низкой стоимостью и не оказывает разрушающего воздействия на озоновый слой планеты, выступая полноценной заменой экологически вредным устаревшим хладагентам.