Пропатан — газообразный алкан¶

Пропан — органическое соединение класса предельных углеводородов (алканов) с химической формулой C₃H₈. При нормальных условиях представляет собой бесцветный газ без запаха, малорастворимый в воде, входящий в состав природного газа и попутных нефтяных газов. Широко используется как топливо и сырьё для нефтехимии. Относится к гомологическому ряду метана и является третьим по счёту членом этого ряда после метана и этана.

¶Физические и химические свойства

Пропан — бесцветный газ, примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, что важно учитывать при хранении и эксплуатации: при утечке он скапливается в низких местах — подвалах, ямах, траншеях. Температура кипения составляет около −42 °C, температура плавления — около −188 °C. Благодаря сравнительно низкой температуре кипения пропан легко переводится в жидкое состояние при умеренном давлении, что позволяет хранить и транспортировать его в баллонах и цистернах в сжиженном виде.

Газ не имеет цвета и запаха; для обнаружения утечек в бытовой и промышленной продукции к нему добавляют одоранты — обычно этилмеркаптан, придающий характерный резкий запах.

Химически пропан — типичный насыщенный углеводород. Он малоактивен при обычных условиях, но вступает в реакции:

• горение — полное окисление с выделением углекислого газа, воды и большого количества тепла;
• галогенирование — замещение атомов водорода на галогены (например, хлором) под действием света или нагрева;
• крекинг и дегидрирование — при высокой температуре превращается в пропилен и другие непредельные углеводороды;
• нитрование и сульфоокисление — в жёстких условиях.

Теплота сгорания пропана высока: около 46 МДж/кг, что делает его эффективным энергоносителем.

¶Происхождение и получение

Пропан присутствует в природном газе, попутном нефтяном газе и газовом конденсате. В чистом виде в природе встречается редко — обычно в смеси с другими алканами (метаном, этаном, бутаном).

Промышленные способы получения:

1. Разделение природных и попутных газов — фракционная перегонка и низкотемпературная ректификация.
2. Газы нефтепереработки — образуются при крекинге и риформинге нефтяного сырья.
3. Газы коксования угля.

Смесь пропана и бутана, известная как СПБТ (сжиженный углеводородный газ), — массовый продукт газоперерабатывающей отрасли.

¶Применение

¶Топливо

Основное потребление пропана связано с энергетикой. Его используют для:

• отопления и приготовления пищи в негазифицированных районах;
• заправки автомобилей (пропан-бутановая смесь как моторное топливо);
• газовых горелок, паяльных и сварочных аппаратов;
• сельскохозяйственной техники и теплиц.

¶Нефтехимия

Пропан — ценное сырьё для производства:

• пропилена (дегидрированием), из которого получают полипропилен;
• этилена и пропилена пиролизом;
• растворителей и компонентов моторных топлив.

¶Хладагент и пропеллент

В последние десятилетия пропан применяется как хладагент (марка R290) в холодильных установках и кондиционерах, поскольку не разрушает озоновый слой и обладает низким потенциалом глобального потепления. Также используется как пропеллент в аэрозольных баллонах.

¶Безопасность и обращение

Пропан горюч и образует с воздухом взрывоопасные смеси в диапазоне концентраций примерно от 2,1 до 9,5 % по объёму. При неполном сгорании выделяется токсичный угарный газ. Жидкий пропан при попадании на кожу вызывает обморожение из-за быстрого испарения.

Меры безопасности включают герметичность оборудования, вентиляцию помещений, контроль утечек одорированного газа, применение взрывозащищённого электрооборудования. Баллоны и резервуары для сжиженного газа должны соответствовать нормам давления и периодически проходить освидетельствование.

¶Пропан в составе сжиженного газа

Технический пропан обычно поставляется в смеси с бутаном. Соотношение компонентов зависит от сезона и климата: зимние смеси содержат больше пропана, поскольку он сохраняет испаряемость при низких температурах, летние — больше бутана. Такая смесь маркируется как СПБТ и нормируется по ГОСТ.

¶Значение и перспективы

Пропан занимает заметное место в мировой энергетике и химической промышленности. Рост добычи сланцевых углеводородов в США и ряде других стран увеличил предложение пропана на мировом рынке. Как относительно «чистое» ископаемое топливо пропан рассматривается в качестве переходного энергоносителя, хотя при сгорании он, как и другие углеводороды, выделяет углекислый газ. Развитие направлений использования связано с нефтехимией (полипропилен), автономной газификацией и холодильной техникой.