Бутан

Газообразный углеводород бутан (C₄H₁₀) – представитель алканов, с характерным запахом, без цвета и вкуса входит в состав природного и нефтяного попутного газа. Его выделяют в процессе разделения на фракции нефтепродуктов, а в условиях лаборатории получают посредством ряда типичных химических реакций. По строению молекулы различают два изомера – н-бутан и изобутан, в практической химии название применяется в основном для н-бутана. Газовоздушная смесь с C₄H₁₀ взрывоопасна, для безопасного использования в производственных помещениях необходим газоанализатор бутана. 

Свойства и характерные реакции 

В нормальных условиях при 20°C, оба изомера находятся в газообразном состоянии, температура кипения у них разная, для н-бутана ее значение 0,5°C, а для изобутана – 11,7°C. Температура плавления также отличается и составляет -138,4°C и -159,6°C соответственно. Газ с плотностью 2,672 кг/м³ тяжелее воздуха, способен к самовоспламенению при нагреве до 372°C. Нижний предел концентрации (НКПР) 1,8% от общего объема или 43 г/м³, верхний предел определен в 9,1% или 216 г/м³, в этом диапазоне образуются взрывоопасные газовоздушные смеси, необходимо контролировать довзрывную концентрацию бутана. 

Вещество довольно инертно, в стандартных условиях не проявляет активности при контактах с концентрированными кислотами и щелочами, со щелочными расплавами и щелочными металлами. Не вступает в реакцию с галогенами, за исключением фтора и целым рядом других активных соединений. Химические свойства в полной мере соответствуют группе алканов, которой он принадлежит. 

Среди характерных для алканов реакций – дегидрирование в присутствии катализатора, галогенирование, нитрование и сульфоокисление при повышенной температуре и, конечно же, горение. При горении выделяется углекислый газ и вода, если кислорода не хватает, то вместо углекислого газа CO₂ образуется угарный газ CO и углерод в виде сажи. 

Применение

Востребован газ в качестве топлива, его смесь с пропаном используется для двигателей внутреннего сгорания, отопления и приготовления пищи в быту. С учетом того, что вещество относится к 4 классу опасности, его применяют в пищевой индустрии в качестве пищевых добавок – E943a(н-бутан) и E943b(изобутан). 

Большое значение соединение имеет для производства безопасных холодильных установок, изобутан в чистом виде или в смеси с пропаном используются в качестве хладагента в теплообменниках холодильников и кондиционеров. Углеводород не представляет опасности для озонового слоя и постепенно вытесняет традиционные фреоны и аммиак. Широта применения требует, из-за его взрывоопасности, постоянного контроля концентрации. Газосигнализатор бутана, установленный в рабочем помещении, решает проблему безопасности. 

Разработчик и производитель оборудования для газового анализа ИНКРАМ предлагает несколько технических решений для определения довзрывной концентрации НКПР в месте проведения работ. Среди предлагаемых решений можно выделить акусторезонансные датчики АРП,

приборы серий В300 и С300,

моноканальные и многоканальные системы постоянного контроля СКВА.