بوتان

بوتان یک ترکیب آلی از خانواده آلکان ها بوده که در دمای اتاق و فشار اتمسفر به حالت گاز بی رنگ است. فرمول شیمیایی این هیدروکربن C4H10  است و از لحاظ ساختاری دارای دو ایزومر به نام های نرمال بوتان و ایزو بوتان می باشد. نرمال بوتان ساختار زنجیره ای خطی دارد که معمولا با همان نام بوتان شناخته می شود. ایزو بوتان یا 2-متیل پروپان، ساختاری شاخه ای داشته و اتم کربن میانی آن با یک گروه متیل پیوند دارد.

جدول خواص فیزیکی ایزومرهای بوتان

خواص فیزیکی

نرمال بوتان

ایزوبوتان

جرم مولکولی

123/58 گرم بر مول

123/58 گرم بر مول

چگالی

48/2 گرم بر لیتر

51/2 گرم بر لیتر

نقطه ذوب

4/138- سانتی گراد

6/159- سانتی گراد

نقطه جوش

5/0- سانتی گراد

7/11- سانتی گراد

انحلال پذیری در آب

1/6 میلی گرم بر 100 میلی لیتر

غیر قابل حل

 

بوتان چگونه تولید می شود؟

بوتان از تفکیک گاز طبیعی به اجزای آن به دست می آید. گاز طبیعی عمدتا شامل (70 تا 90 درصد) متان است. سایر اجزا شامل اتان (حدود 9 درصد)، پروپان (حدود 3 درصد) و بوتان (حدود 1 درصد) هستند. 1 تا 2 درصد باقی مانده از گاز طبیعی، ناخالصی هایی شامل نیتروژن، دی اکسید کربن، ترکیبات گوگرد و آب است. فرایند تفکیک گاز طبیعی به اجزای آن با حذف آب شروع می شود. گاز طبیعی از طریق برخی عامل های خشک کننده مانند دی اتیلن گلایکول رطوبت خود را از دست می دهد. سپس گاز خشک توسط یک عامل با هدف حذف دی اکسید کربن، ترکیبات گوگرد و سایر ناخالصی ها تصفیه می شود. دی اتانول آمین  یکی از مؤثرترین تصفیه کننده های این قبیل ناخالصی ها است.

پس ازحذف آب و ناخالصی ها، گاز باقی مانده تقریبا به طور کامل  متشکل از هیدروکربن های متان، اتان، پروپان و بوتان است. این هیدروکربن ها را می توان از طریق سرمایش تا زمان رسیدن به نقطه میعان آن ها جداسازی نمود. مایع شدن هر کدام از این هیدروکربن ها به معنی جداسازی آن از گاز و ساده تر شدن مخلوط گاز است.  بوتان نسبت به سایر سه هیدروکربن دیگر در دمای بالاتری به مایع تبدیل می شود. به همین دلیل زودتر از سایر آن ها مایع شده و جدا می شود.

در واقع با توجه به اینکه بوتان و پروپان خواص نزدیک به همدیگر دارند معمولا آن ها را با هم جداسازی می کنند. مگر اینکه به هر کدام از آن ها به طور جداگانه نیاز باشد. مخلوط بوتان مایع و پروپان به عنوان گاز مایع (LPG) شناخته شده است. LPG به طور معمول در بالا یا زیر زمین در محفظه های بزرگ و عایق بندی شده نگه داری و توسط کامیون های عایق بندی شده یا واگن های قطار حمل می شود.

تبدیل نرمال بوتان به ایزوبوتان

از سال 1970 با توجه به روند فزاینده تولید خودروها و مسائل مربوط به آلایندگی هوا، توجه به بهبود کیفیت بنزین افزایش یافت. صنایع نفتی راهکارهای مختلفی را در این زمینه ارائه دادند. از جمله مهمترین آن ها افزودن ترکیباتی به بنزین بود که موجب افزایش عدد اکتان و کاهش آلایندگی آن می شد. متیل ترشری بوتیل اتر (MTBE)  یکی از رایج ترین این افزودنی ها بود که از تبدیل ایزوبوتان و متانول بر روی کاتالیست اسیدی ایجاد می شد. از این رو تولیدMTBE ، به میزان تولید ایزوبوتان وابستگی داشت.

تبدیل نرمال بوتان به ایزوبوتان معمولا به دو طریق صورت می گیرد:

1- فرایند ایزومریزاسیون نرمال بوتان با استفاده از کاتالیست های اسیدی مانند زئولیت های اسیدی

2- تبدیل نرمال بوتان به ایزوبوتان شامل مراحل هیدروژن زدایی و ایزومریزاسیون بر روی کاتالیست های دو عاملی

مهم ترین کاربردهای بوتان

برای تنظیم فشار بخار رید (RVP) بنزین، که فشار ذرات تبخیر شده در محفظه بسته است از بوتان استفاده می کنند. فشار بخار رید در فصول سرد را بیشتر از میزان آن در فصول گرم در نظر می گیرند. پالایشگاه های نفتی با افزودن بوتان به بنزین علاوه بر تنظیم این عامل، از لحاظ اقتصادی نیز سود می برند. زیرا قیمت بوتان از بنزین کمتر است.

در صنعت عطرسازی برای استخراج عطر از گل ها، در مواردی که تقطیر به علت دمای زیاد باعث تغییر ماهیت ترکیبات شود، از حلال ها برای استخراج عطر استفاده می کنند. بوتان و هگزان از جمله موادی هستند که به عنوان حلال در صنایع عطرسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

از  بوتان به عنوان یک ماده اولیه جهت تولید اتیلن استفاده می شود. تولیدکنندگان با توجه به قیمت مناسب بوتان از آن برای تولید اتیلن استفاده می کنند زیرا این روش علاوه بر مزایای اقتصادی با تولید جانبی پروپیلن که ماده باارزشی بوده همراه است.

بوتادین که یک ماده اصلی جهت تولید لاستیک است، از روش های مختلفی می تواند تولید شود. یکی از اقتصادی ترین روش ها، استفاده از بوتیلن و بوتان به عنوان دو مواد اولیه اصلی جهت تولید آن است.

مقادیر خالص بوتان، به خصوص ایزوبوتان، می تواند به عنوان مبرد مورد استفاده قرار گیرد و به طورعمده جایگزین هالومتان هایی شوند که باعث آسیب به لایه اوزون می شوند. این جایگزینی می تواند در یخچال ها و فریزرهای خانگی انجام شود. فشار عملیاتی سیستم برای بوتان کمتر از هالومتان هایی مثل R-12 است. بنابراین سیستم های R-12 مانند سیستم های تهویه هوای خودرو اگر قرار باشد که با بوتان خالص جایگزین شوند، عملکرد بهینه نخواهند داشت. ولی ترکیب ایزوبوتان و پروپان در مقایسه با R-12 عملکرد سیستم خنک کننده را بهبود می بخشد.

بوتان به عنوان سوخت مشعل های سبک و گاز مصرفی فندک ها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در محفظه هایی قرار داده می شود تا با آن سوخت گاز آشپزخانه، کباب پزها و منقل های گازی را تامین کند. زمانی که بوتان در محفظه های سیلندری ذخیره می شود، به آن مقادیر کمی هیدروژن سولفید و مرکاپتان اضافه می کنند. این دو، گازهایی سمی هستند ولی به این دلیل به محفظه ها اضافه می شوند که دارای بوی نامطبوعی هستند و در صورت نشت، توسط بینی انسان قابل شناسایی باشند. در این مورد خطر خفگی و آتش سوزی توسط بوتان نسبت به مسمومیت با هیدروژن سولفید و مرکاپتان اولویت بیشتری دارد.

تجاری ترین نوع بوتان در دسترس معمولا مقدار معینی روغن آلاینده دارند که می شود از طریق فیلتر کردن آن را حذف کرد اما هدف از قرار دادن آن در محفظه بوتان، مسدود کردن جریان یکنواخت در حین نشت گاز بوده تا خطر انفجار را کاهش دهد.

بر خلاف گازهایی مانند دی اکسید کربن، متان و اکسید نیتروژن، بوتان اثر گلخانه ای ندارد و بر لایه اوزون تاثیر نمی گذارد. بنابراين بوتان به ماده جانشيني براي کلروفلوئوروكربن ها (CFCs) تبديل شده است كه به عنوان پیشران در اسپری های خوشبو کننده عمل مي كنند. به همین دلیل میزان استفاده ازحلال هايی که اثر منفي بر محيط زيست می گذارند كمتر مي شود.

نکات ایمنی کار با بوتان

با وجودی که خطرات سلامتی بوتان در هنگام استفاده درست بسیار کم است، با این حال این هیدروکربن، گازی قابل اشتعال و سمی است که می تواند در هنگام استفاده نادرست باعث مشکلات جدی شود. استنشاق، تماس پوستی، انفجار و نشت گاز بوتان می تواند باعث آسیب های جدی شود.

برای کاهش صدمات ناشی از کار با بوتان، ضروری است که مصرف کنندگان و کاربران آن نکات ایمنی رعایت کنند:

  • هنگام استفاده از آن جهت آشپزی، گرمایش و روشنایی، احتیاط شود تا از استنشاق آن جلوگیری گردد.
  • نگه دارنده های بوتان از حرارت، جرقه ها، شعله آزاد و سطوح داغ دور نگه داشته شوند.
  • از روشن کردن سیگار و کشیدن آن در نزدیکی بوتان اجتناب شود.
  • در صورت نیاز برای ذخیره سازی، آن را باید در محیطی با تهویه مناسب و دور از تابش مستقیم خورشید و مواد غذایی قرار داد.
  • از محفظه های تایید شده و استاندارد برای نگه داری بوتان استفاده شود.

تماس با ما

آدرس : تهران اتوبان شهید همت غرب، میدان دریاچه، خیابان شهید جوزانی غربی،جنب شهرک شهید صیاد شیرازی، فاز 2،مجتمع تجاری خلیج فارس،طبقه اول،واحد 75

شماره ثابت : 46084205-021

شماره همراه : 09128186370

 ایمیل : این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید


تمام مطالب و تصاویر این وب سایت برای شرکت وایت شیمی محفوظ است

استفاده از تصاویر و مطالب این وب سایت با ذکر منبع بلامانع است