Химийн үүднээс авч үзвэл пропан нь алкануудын ердийн шинж чанартай ханасан нүүрсустөрөгч юм. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн зарим салбарт пропаныг пропан ба бутан гэсэн хоёр бодисын холимог гэж ойлгодог. Дараа нь бид пропан гэж юу болох, яагаад бутантай холилддогийг олж мэдэхийг хичээх болно.
Молекулын бүтэц
Пропан молекул бүр нь энгийн дан холбоогоор холбогдсон нүүрстөрөгчийн гурван атом, устөрөгчийн найман атомаас бүрдэнэ. Энэ нь C3H8 молекулын томьёотой. Пропан дахь С-С бонд нь ковалент туйлшралгүй, харин C-H хосын хувьд нүүрстөрөгч нь бага зэрэг электрон сөрөг бөгөөд энгийн электрон хосыг өөртөө бага зэрэг татдаг бөгөөд энэ нь холбоо нь ковалент туйлтай гэсэн үг юм. Нүүрстөрөгчийн атомууд sp3-эрлийзжих төлөвт байгаа тул молекул зигзаг бүтэцтэй. Гэхдээ дүрэм ёсоор молекулыг шугаман гэж хэлдэг.
Бутан молекулд дөрвөн нүүрстөрөгчийн атом байдаг С4Н10 бөгөөд энэ нь хоёр изомертэй: n-бутан (байна шугаман бүтэц) ба изобутан (байнасалаалсан бүтэц). Ихэнхдээ тэдгээр нь хүлээн авсны дараа салдаггүй, харин холимог хэлбэрээр байдаг.
Физик шинж чанар
Пропан нь өнгө, үнэргүй хий юм. Энэ нь усанд маш муу уусдаг боловч хлороформ, диэтил эфирт сайн уусдаг. tpl=-188 °С-т хайлж, tkip=-42°С-т буцалгана. Агаар дахь агууламж нь 2%-иас хэтрэх үед тэсрэх аюултай болно.
Пропан ба бутан хоёрын физик шинж чанар маш ойрхон. Хоёр бутан нь ердийн нөхцөлд хий хэлбэртэй бөгөөд үнэргүй байдаг. Усанд бараг уусдаггүй, гэхдээ органик уусгагчидтай сайн харьцдаг.
Эдгээр нүүрсустөрөгчийн дараах шинж чанарууд нь үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой:
- Нягт (биеийн массын эзэлхүүний харьцаа). Шингэн пропан-бутан хольцын нягтыг ихэвчлэн нүүрсустөрөгчийн найрлага, температураар тодорхойлдог. Температур нэмэгдэхийн хэрээр эзэлхүүний тэлэлт үүсч, шингэний нягт багасна. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр шингэн пропан болон бутаны эзэлхүүн шахагдана.
- Наалдамхай чанар (хий болон шингэн төлөвт байгаа бодисын зүсэлтийн хүчийг эсэргүүцэх чадвар). Энэ нь бодис дахь молекулуудын наалдацын хүчээр тодорхойлогддог. Пропан ба бутантай шингэн хольцын зуурамтгай чанар нь температураас хамаардаг (өсөх тусам зуурамтгай чанар буурдаг), гэхдээ даралтын өөрчлөлт нь энэ шинж чанарт бага нөлөө үзүүлдэг. Харин хий нь температур нэмэгдэх тусам зуурамтгай чанар нь нэмэгддэг.
Байгалиас олох, олж авах арга
Пропаны байгалийн гол эх үүсвэр нь тос болонхийн талбайнууд. Энэ нь байгалийн хий (0.1-11.0%) болон холбогдох нефтийн хийд агуулагддаг. Газрын тосыг нэрэх явцад маш их бутан гаргаж авдаг - түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн буцалгах цэг дээр үндэслэн фракц болгон хуваах. Газрын тос боловсруулах химийн аргуудаас катализаторын хагарал нь хамгийн чухал бөгөөд энэ үед өндөр молекулт алкануудын гинжин хэлхээ тасардаг. Энэ тохиолдолд пропан нь энэ процессын бүх хийн бүтээгдэхүүний 16-20% -ийг бүрдүүлдэг:
СΗ3-СΗ2-СΗ2-СΗ 2-СΗ2-СΗ2-СΗ2-СΗ 3 ―> СΗ3-СΗ2-СΗ3 + СН 2=CΗ-CΗ2-CΗ2-CΗ3
Төрөл бүрийн нүүрс, давирхайг устөрөгчжүүлэх явцад их хэмжээний пропан үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь үйлдвэрлэсэн бүх хийн эзлэхүүний 80%-д хүрдэг.
Мөн өндөр температурт янз бүрийн катализаторын оролцоотойгоор CO ба H2 харилцан үйлчлэлд суурилдаг Фишер-Тропшийн аргаар пропан авах нь өргөн тархсан. даралт:
nCO + (2n + 1)Η2 ―> C Η2n+2 + nΗ2O
3CO + 7Η2 ―> C3Η8 + 3Η 2O
Бутаны үйлдвэрлэлийн хэмжээг мөн газрын тос, байгалийн хийн боловсруулалтын явцад физик, химийн аргаар ялгаж авдаг.
Химийн шинж чанар
Молекулын бүтцийн онцлогооспропан, бутаны физик, химийн шинж чанараас хамаарна. Эдгээр нь ханасан нэгдлүүд тул нэмэлт урвалууд нь тэдний онцлог шинж биш юм.
1. орлуулах урвалууд. Хэт ягаан туяаны нөлөөн дор устөрөгч нь хлорын атомуудаар амархан солигддог:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Азотын хүчлийн уусмалаар халаахад H атомыг NO бүлгээр солино2:
СΗ3-СΗ2-СΗ3 + ΗNO 3 ―> СΗ3-СΗ (NO2)-СΗ3 + H2O
2. Хагарлын урвалууд. Никель эсвэл палладий байлцуулан халаахад хоёр устөрөгчийн атом хуваагдан молекул дахь олон тооны холбоо үүсдэг:
CΗ3-CΗ2-CΗ3 ―> CΗ 3-СΗ=СΗ2 + Η2
3. задралын урвал. Бодисыг 1000 ° C-ийн температурт халаахад пиролизийн процесс явагддаг бөгөөд энэ нь молекулд агуулагдах бүх химийн холбоо тасрах дагалддаг:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. шаталтын урвалууд. Эдгээр нүүрсустөрөгч нь утаагүй дөлөөр шатаж, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Хийн зуух хэрэглэдэг олон гэрийн эзэгтэй нар ямар пропаныг мэддэг. Энэ урвал нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба усны уур үүсгэдэг:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4Ц2O
Хүчилтөрөгчийн дутагдалтай нөхцөлд пропаныг шатаах нь тортог гарч, нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн молекул үүсэхэд хүргэдэг:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Програм
Пропаныг түлш болгон идэвхтэй ашигладаг, шатаах явцад 2202 кЖ/моль дулаан ялгардаг тул энэ нь маш өндөр үзүүлэлт юм. Исэлдэлтийн явцад химийн нийлэгжилтэд шаардлагатай олон бодисыг пропанаас гаргаж авдаг, жишээлбэл, спирт, ацетон, карбоксилын хүчил. Уусгагч болгон ашигладаг нитропропануудыг авах шаардлагатай.
Хүнсний үйлдвэрт ашигладаг түлшний хувьд E944 кодтой. Изобутантай холилдсон, орчин үеийн, байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг.
Пропан-бутан хольц
Байгалийн хий зэрэг бусад түлшээс олон давуу талтай:
- өндөр үр ашиг;
- хийн төлөвт амархан буцах;
- орчны температурт сайн ууршилт ба шаталт.
Пропан нь эдгээр чанарыг бүрэн хангадаг боловч температур -40°C хүртэл буурахад бутан нь арай муу ууршдаг. Нэмэлтүүд нь энэ дутагдлыг арилгахад тусалдаг бөгөөд хамгийн сайн нь пропан юм.
Пропан-бутан хольцыг халаах, хоол хийх, металлыг хийн гагнуур, зүсэх, тээврийн хэрэгслийн түлш, химийн бодис болгон ашигладаг.синтез.
