Чем отличается изобутан от бутана: Различие между н-бутаном и изобутаном – знание

Чем отличается пропан от бутана? Сравниваем 2 газа

04.10.2021

Время чтения:  минут

Оглавление статьи:
• Чем алканы отличаются от других химических соединений
• Что такое пропан и бутан и как их получают
• Как используют пропан и бутан
• В чем разница между бутаном и пропаном
• Что лучше использовать в качестве топлива: пропан или бутан

Бутан и пропан – это химические углеводородные соединения, которые имеют как сходства, так и различия. Основным сходством является их гомологическое родство и их принадлежность к классу алканов, которые также известны как «парафины». В данной статье мы расскажем о том, что такое пропан и бутан; к какому классу химических соединений они относятся; в чем их основные сходства и различия; а также расскажем, какое топливо лучше всего выбрать для заправки газгольдеров. 

Чем алканы отличаются от других химических соединений

«Парафины» – это химические соединения, которые имеют низкую реакционную способность.

Алканы не растворяются в воде и не имеют какого-либо цвета. При горении алканы выделяют очень много тепла, а пламя их – бесцветное или светло-голубое. Этот класс соединений активно применяют в промышленности, в частности – при синтезировании топлива и нефти. 

В таблице вы можете увидеть список веществ, которые относятся к классу алканов.

Что такое пропан и бутан и как их получают

Пропан и бутан, как и все алканы, – это горючие вещества, которые используются в качестве топлива. Однако из-за разных физических свойств они имеют разную специализацию. Пропан и бутан – это гомологи метана. 

Их можно получить из природного сырья – например, газа, горного воска или нефти. Кроме того, пропан и бутан можно синтезировать из смеси оксида углерода и водорода. 

Лабораторным путем бутан и пропан получают с помощью каталитического гидрирования пропена, пропина, бутена и бутина, а также по реакции Вюрца. 

Как используют пропан и бутан 

Пропан и бутан часто используют как пропеллент. Это вещества, которые создают в аэрозольных баллонах избыточное давление и позволяет вытеснить из баллона летучее(основное) вещество. Так как пропан и бутан, как и все алканы, не имеют запаха, его можно использовать в освежителях воздуха и дезодорантах. Пропан и бутан также используют в пищевой промышленности при создании холодильных установок в качества хладогентов. 

Пропан и бутан используются в качестве пропеллентов в аэрозолях(освежителях воздуха, дезодорантах и средствах от насекомых).

Пропан применяют в качестве заправок не только для автомобилей, но и зажигалок, а также как топливо в портативных электрогенераторах. 

Бутан имеет менее разноплановую специализацию, так как его трудно эксплуатировать в период холодов. 

Но чаще всего пропан и бутан используют в качестве автомобильного топлива, а также источника питания для газовых плит и систем отопления. 

В чем разница между бутаном и пропаном

• Пропан имеет химическую формулу С3Н8, а бутан – С4Н10. Эти газы имеют похожий молекулярный вес и теплопроводность. Основным отличием этих алканов друг от друга является их температура кипения. 

• Температура кипения бутана составляет около -1 градуса по Цельсию, тогда как у пропана этот показатель равен -43 градусам по Цельсию. При достижении этих значений бутан и пропан переходят из газообразного состояние в состояние жидкости, т.е. сжижаются. 

• Из этого складывается и разная специфика использования этих газов. 

• Бутан менее устойчив к воздействию низких температур, поэтому его сложно эксплуатировать в холодное время года. 

• У пропана же другой значимый недостаток – его опасно использовать как топливо при воздействии высоких температур. При нагреве пропан расширяется и давит на стенки газгольдера или баллона. Это может привести к появлению трещины стенок сосуда и к его взрывы.  

Пропан более взрывоопасен, так как не выдерживает длительное воздействие высоких температур.

Что лучше использовать в качестве топлива: пропан или бутан

Какой же газ лучше всего использовать при заправке газгольдера? В соответствии с ГОСТ для заправки газгольдеров допустимо использование технического пропана(ПТ), технического бутана (БТ), а также их смеси (СПБТ). 

Следует помнить о том, что недопустимо использование бутан-бутиленовой фракции (ББФ), которая представляет собой дешевое низкокачественное сырье. Используя ББФ вы ускоряете процесс износа оборудования.

Какое сырье лучше использовать для заправки газгольдера зависит от климатических условий и типа газгольдера. 

«Летняя» смесь от «зимней» отличается соотношением бутана и пропана.  В «летней» топливе пропан составляет порядка 50 % , в том время как в «зимнем» топливе пропан составляет около 80%. Вследствие этого, «зимнее» топливо традиционно стоит дороже, чем «летнее», так как пропан – более дорогой вид газа, в отличии от бутана.  

В случае с заправкой газгольдеров желание сэкономить может привести к сбою в работе оборудования. Если вы заправили газгольдер смесью, которая преимущественно состоит из бутана, вы рискуете остаться без источника тепла в периоды понижения температур. 

Оптимальным решением будет заправки 50/50. В холодное время года вы можете положиться на тепло от сжигания пропана, а при потеплении –  бутана. 

Наши специалисты оказывают комплексные услуги по газификации объектов и помогут вам выбрать оптимальный состав топлива для газгольдера.

ПОДЕЛИТЬСЯ:

Понятие «СУГ». Марки сжиженных газов, их преимущества и недостатки

Сжиженные газы — альтернативный вид топлива. Это недорогой, экологичный и эффективный источник энергии. Он представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии.

К такому типу относят продукты с углеводородной основой и их смеси, которые в зависимости от давления окружающей среды и температуры находятся в газообразном или жидком состоянии. Наибольшую ценность в бытовых сферах представляет смесь бутана с пропаном. Она широко используется в промышленном и жилищном секторе, в качестве топлива различного вида транспорта, для коммунально-бытового потребления.

Понятие СУГ

Газовое топливо подразделяется на углеводородное (нефтяное) или сжатое природное. В составе смеси присутствуют несколько видов газов: этилен, пропан, пропилен, изобутан, бутан и другие. Они получаются в процессе добычи нефти и газа, на разных стадиях переработки топлива на нефтеперерабатывающих заводах за счет выделения попутных нефтяных газов. Использование сжиженных углеводородных газов продиктовано их свойствами: пропан кипит при температуре –42°C, а бутан — при –1°C. Следовательно, пропан испаряется полностью, даже не смешиваясь с воздухом, а бутан при низких температурах переходит в жидкое состояние.

К сжатому газу относят метан, который сохраняет газообразное состояние до –160°C. Он требует более громоздкого оборудования и обеспечивает меньший пробег транспортного средства.

Стоимость СУГ зависит от процентного содержания пропана и бутана. Так как пропан — более дорогое топливо, то чем больше его содержание в сжиженном газе, тем дороже горючее.

Марки

Есть две марки сжиженного газа: пропан и пропан-бутан (ПБА). Они отличаются массовой долей пропана. В первом случае — 90±10%, а во втором — 50±10%.

СУГ из смеси пропана-бутана используют при температуре до –20°C. Пропан применяют в зимний период и в климатических зонах с температурой до -42°C. В летний период пропановое топливо допускается использовать до +10°C. При более высоких температурах повышается давление в системах автомобиля, из-за чего может произойти разгерметизация оборудования.

Особенности

Сжиженные топливные газы в сравнении с бензином отличаются:

✔      Экологичностью. В процессе сжигания газа не происходит выброса сажи, серы и золы.

✔      Экологичностью. Состоянием. Сжиженный нефтяной газ используют в газообразном состоянии, а транспортируют, хранят и перерабатывают — в жидком.

✔      Экологичностью. Энергоэффективностью. Высокий расход сжиженного топлива на 10–20% по сравнению с бензином компенсируется низкой ценой.

✔      Экологичностью. Особенностями транспортировки. Производится в резервуарах с помощью автомобильного, морского и железнодорожного транспорта. Прокладка магистралей не нужна.

✔      Экологичностью. Сферой использования. Аналогична применению магистрального газа: газификация объектов, производство электроэнергии и продуктов в химической промышленности, топливо для автомобильного транспорта.

✔      Экологичностью. Выделением большого количества тепла. Для теплового оборудования выгоднее использовать СУГ за счет высокой теплотворной способности. Бутан выделяет 10,8 Мкал/кг, метан — 11,9 Мкал/кг, пропан — 10,9 Мкал/кг.

✔      Экологичностью. Простотой использования. Безопасное применение сжиженного углеводородного газа обеспечивает комплекс оборудования для регулировки и эксплуатации сырья.

Состав топлива определяет физические и химические свойства, плотность, температуру кипения, октановое число, степень воспламенения и т. д.

Достоинства сжиженных газов

Широкое применение этих газов обусловлено большим количеством преимуществ. Среди них:

✔      Октановое число. Варьируется в пределах от 90 до 120, что обеспечивает более высокую детонационную стойкость сжиженного газа по сравнению с бензином. Поэтому он показывает большую экономичность, снижает нагрузки на стенки цилиндров, поршней и коленчатого вала. Это обеспечивает тихую и ровную работу двигателя, увеличивает межремонтный период и уменьшает расход масла.

✔      Диффузия. Легкое смешивание газа с воздухом создает однородную топливную смесь, которая полностью сгорает. Это исключает образование нагара на клапанах, свечах, поршнях. Сохранение масляной пленки на цилиндрах улучшает смазочные свойства и уменьшает износ.

✔      Экологичность. Даже если автомобиль не прогрет, СУГ сгорает без выделения вредных веществ, пепла и дыма. Данное топливо отличается меньшим выбросом твердых веществ в атмосферу — до 90%, снижением содержания оксида углерода — до 90%, меньшим количеством углекислого газа — до 60%, не растворяется в воде.

✔      Примеси. В газовом топливе не содержится свинец, сера и щелочи, которые повышают корродирующие свойства и разрушают элементы камеры сгорания.

СУГ сохраняет свои свойства длительное время и не выветривается.

Недостатки СУГ

Для полноты информации необходимо рассмотреть отрицательные стороны использования этих газов:

✔      Взрывоопасность. Повышенная летучесть газов обеспечивает их быстрое накопление при малейшей утечке, ведь 1 литр топлива — это 250 литров газа. По этой причине необходимо раз в два года проходить освидетельствование на герметичность. В чистом виде у СУГ нет запаха, поэтому при производстве к нему добавляют одоранты для своевременного обнаружения утечек.

✔      Заправка. Повышение температуры ведет к увеличению давления газа и увеличению его объема. Поэтому заправка газового резервуара производится на 80%. Нежелательно использовать оборудование в жарком климате. Также не рекомендуется ставить на стоянку только что заправленный автомобиль.

✔      Мощность. При сгорании газовой смеси наблюдается более низкая теплота сгорания по сравнению с жидким топливом приблизительно на 10%. Существенное влияние такие характеристики на динамические показатели не оказывают.

Кроме того, быстрее засоряется воздушный фильтр.

Обратите внимание! Важно избегать попадания этого топлива на кожу: оно вызывает обморожение.

Разница между бутаном и изобутаном

3 сентября 2017 г.

от Madhusha

Чтение через 5 минут

Главное отличие — бутан против изобутана

Бутан — органическое соединение. Эта молекула может быть найдена в нескольких формах, известных как изомеры. Изобутан является структурным изомером бутана. И бутан, и изобутан являются газообразными углеводородными соединениями. Они являются углеводородами, потому что эти соединения состоят только из атомов C и H. И бутан, и изобутан имеют одинаковую химическую формулу: C ₄ Н ₁₀ . Следовательно, они имеют одинаковые значения молярной массы. Эти соединения легко воспламеняются и поэтому могут использоваться в качестве топлива для сжигания. Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть либо линейной, либо разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.

Ключевые области применения

1. Что такое бутан
      – Определение, свойства и применение
2. Что такое изобутан
      – Определение, свойства и применение
3. В чем сходство между бутаном и изобутаном
      – Общие характеристики
     – Сравнение Ключевые отличия

Ключевые термины: бутан, топливо, изобутан, изомеры, углеводород

Что такое бутан

Бутан — это углеводород, который может встречаться в нескольких формах, известных как изомеры. Химическая формула бутана C ₄ Н ₁₀ . Это алкан, так как между атомами углерода нет двойных связей. Молярная масса бутана составляет около 58 г/моль. При комнатной температуре и атмосферном давлении бутан представляет собой бесцветный газ с запахом бензина.

Основным источником бутана является сырая нефть. Сырая нефть содержит бутан в качестве второстепенного компонента. Бутан также является побочным продуктом нефтепереработки. Он может встречаться в нескольких изомерных формах. Эти изомеры называются структурными изомерами. Есть два изомера бутана: н-бутан и изобутан. н-бутан представляет собой линейную форму бутана с прямой цепью. Изобутан представляет собой разветвленную структуру бутана. Термин бутан может использоваться для описания одного из этих изомеров или их смеси.

Рисунок 1: Два изомера бутана; Изобутан (вверху) и н-бутан (внизу)

Бутан можно сжигать в присутствии кислорода. Это связано с тем, что бутан легко воспламеняется. Если кислорода достаточно, бутан подвергается полному сгоранию. Если кислорода недостаточно, бутан будет подвергаться неполному сгоранию. В обоих случаях при сгорании выделяется тепловая энергия.

Бутан можно использовать в качестве усилителя испарения бензина. Поэтому бутан иногда является добавкой к бензину. Бутан также можно использовать непосредственно в качестве топлива. Например, его можно легко сжижать и продавать для бытовых целей, таких как приготовление пищи. Так как температура кипения бутана 1 ^o °C или ниже, жидкий бутан немедленно испарится при комнатной температуре.

Что такое изобутан

Изобутан представляет собой структурный изомер н-бутана. Химическая формула изобутана C ₄ H ₁₀ . Молярная масса изобутана составляет около 58 г/моль. Это алкан с разветвленной структурой. Здесь три метильные группы и атом Н связаны с центральным атомом углерода. Геометрия вокруг центрального атома углерода изобутана тетраэдрическая. Изобутан также представляет собой бесцветный газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. В отличие от н-бутана, это газ без запаха.

Рисунок 02: Модель изобутана в форме шара и стержня

Изобутан имеет очень низкую температуру кипения, чем нормальный бутан. Температура кипения изобутана составляет около -11 ^o С. Причиной такого различия является разветвленная структура изобутана. У линейной молекулы может быть больше сил Ван-дер-Ваальса, чем у разветвленной молекулы. (Площадь поверхности линейной структуры больше, чем площадь поверхности разветвленной молекулы, что позволяет ей иметь больше сил Ван-дер-Ваальса между молекулами). Наличие слабых или меньшего количества сил Ван-дер-Ваальса облегчает отделение молекул друг от друга. Следовательно, температура кипения снижается.

Из-за разницы в пространственном расположении атомов изобутана химические и физические свойства отличаются от свойств бутана. Изобутан можно получить при изомеризации н-бутана. Это каталитическая реакция, и она обратима. Эта изомеризация осуществляется через промежуточное соединение, называемое олефинами. Эффективность процесса зависит от температуры системы.

Изобутан используется в качестве хладагента. Поскольку он оказывает незначительное влияние на озоновый слой, изобутан является хорошим заменителем таких соединений, как хлорфторуглерод, используемых в холодильниках.

Сходства между бутаном и изобутаном

• Бутан и изобутан являются углеводородными соединениями.
• Оба имеют одинаковую химическую формулу.
• Оба имеют одинаковую молярную массу.
• Оба соединения состоят из sp ³ гибридизованных атомов углерода.
• Оба являются бесцветными газами при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Разница между бутаном и изобутаном

Определение

Бутан: Бутан представляет собой углеводород, который может встречаться в нескольких формах в виде изомеров.

Изобутан: Изобутан представляет собой структурный изомер н-бутана.

Химическая структура

Бутан: Бутан представляет собой смесь линейных и разветвленных структур.

Изобутан: Изобутан имеет разветвленную структуру.

Температура кипения

Бутан: Температура кипения бутана составляет около 1 ^o C.

Изобутан: Температура кипения изобутана составляет около -11 ^o C.

Запах

Бутан: Бутан имеет запах бензина.

Изобутан: Изобутан не имеет запаха.

Заключение

Бутан и изобутан представляют собой углеводородные соединения, которые можно найти в сырой нефти в качестве второстепенных компонентов. Это малые алкановые соединения, называемые парафиновой фракцией нефтепереработки. Хотя они имеют одинаковую химическую формулу и одинаковую молярную массу, они различаются по нескольким параметрам. Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть либо линейной, либо разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.

Ссылки:

1. «Бутан: определение, свойства и формула». Study.com, Study.com, доступно здесь. По состоянию на 23 августа 2017 г.
2. «Интернет-книга по химии NIST, SRD 69». Изобутан, Национальный институт стандартов и технологий, доступно здесь. По состоянию на 23 августа 2017 г.

Изображение предоставлено

1. «Изобутан-3D-шарики» Бена Миллса и Джинто — производное от файла: Neopentane-3D-balls.png и файла: Methane-3D-balls.png. (Общественное достояние) через Commons Wikimedia

2. «Изобутан-н-бутан» (общественное достояние) через Commons Wikimedia

.

Об авторе: Мадхуша

Мадхуша имеет степень бакалавра (с отличием) в области биологических наук и в настоящее время получает степень магистра в области промышленной и экологической химии. Области ее интересов для написания и исследований включают биохимию и химию окружающей среды.

Просмотреть все сообщения

Вам также могут понравиться эти

Разница между бутаном и изобутаном

15 апреля 2012 г. Автор: Dunee

Бутан против изобутана
 

Органические молекулы состоят из углерода. Углеводороды представляют собой органические молекулы, состоящие только из атомов углерода и водорода. Углеводороды могут быть ароматическими или алифатическими. Они в основном делятся на несколько типов: алканы, алкены, алкины, циклоалканы и ароматические углеводороды. Гексан и н-гексан представляют собой алканы или иначе известные как насыщенные углеводороды. Они имеют наибольшее количество атомов водорода, которое может вместить молекула. Все связи между атомами углерода и атомами водорода являются одинарными. Поэтому вращение связи разрешено между любыми атомами. Это простейший тип углеводородов. Насыщенные углеводороды имеют общую формулу C

n H _2n+2 . Эти условия немного отличаются для циклоалканов, поскольку они имеют циклическую структуру.

Бутан

Как указано выше, бутановый углеводород представляет собой насыщенный алкан. Он имеет четыре атома углерода; поэтому имеет молекулярную формулу C ₄ H ₁₀ . Молярная масса бутана составляет 58,12 г моль ^-1 . Температура плавления бутана 133-139 К, а температура кипения 272-274 К. Бутан – это общее название, используемое для обозначения всех молекул с этой формулой. Есть два структурных изомера, которые мы можем нарисовать, чтобы соответствовать этой формуле, но в номенклатуре IUPAC мы используем бутан специально для обозначения неразветвленной молекулы, которая также известна как н-бутан. Он имеет следующую структуру.

 

Другой структурный изомер похож на метилированную молекулу пропана. Он известен как изобутан. Бутан — бесцветный газ. Его можно легко разжижать. Газ бутан легко воспламеняется. Бутан является компонентом природного газа и образуется при очистке бензина. При полном сгорании бутан образует углекислый газ и воду. Однако, если для сгорания недостаточно газообразного кислорода, в результате частичного сгорания образуется окись углерода и вода. Бутан используется в качестве топлива. При производстве сжиженного нефтяного газа бутан смешивают с пропаном и другими углеводородами. Они используются для приготовления пищи в домашнем хозяйстве. Он также используется в зажигалках.

Изобутан

Изобутан является структурным изомером бутана. Он имеет ту же молекулярную формулу, что и бутан, но структурная формула отличается. Он также известен как метилпропан. Он имеет следующую структуру.

 

Изобутан имеет третичный углерод, и это простейшая молекула с третичным углеродом. Изобутан — бесцветный прозрачный газ без запаха. Температура плавления изобутана 40-240 К, температура кипения 260-264 К. В основном используется в качестве хладагента. Чистая форма изобутана используется в холодильниках. Кроме того, он используется в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках.

В чем разница между бутаном и изобутаном? • Изобутан является структурным изомером бутана. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт