丙烷
| 丙烷 | |||
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| IUPAC名 Propane 丙烷 | |||
| 系統名 丙烷 | |||
| 英文名 | Propane | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 74-98-6 
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| PubChem | 6334 | ||
| ChemSpider | 6094 | ||
| SMILES |
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| Beilstein | 1730718 | ||
| Gmelin | 25044 | ||
| UN編號 | 1978 | ||
| EINECS | 200-827-9 | ||
| ChEBI | 32879 | ||
| RTECS | TX2275000 | ||
| KEGG | D05625 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | C3H8 | ||
| 摩爾質量 | 44.096 g·mol⁻¹ | ||
| 外觀 | 無色氣體 | ||
| 密度 | (g) 1.83 kg/m3 (l) 0.5077 | ||
| 熔點 | -187.6 °C (85.5 K) | ||
| 沸點 | -42.09 °C (231.1 K) | ||
| 溶解性（水） | 0.1 g/cm3 (37.8 °C) | ||
| 危險性 | |||
歐盟危險性符號 極易燃 F+ | |||
| 警示術語 | R：R12 | ||
| 安全術語 | S：S2-S9-S16 | ||
| NFPA 704 |
 4
1
0
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| 閃點 | −104 °C (−155 °F; 169 K) | ||
| 相關物質 | |||
| 相關烷烴 | 乙烷、丁烷 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
丙烷是一個三碳的烷烴，化學式為C
3H
8，通常為氣態，但一般經過壓縮成液態後運輸。原油或天然氣處理後，可以從成品油中得到丙烷。丙烷通常用來作為發動機、燒烤食品及家用取暖系統的燃料。
在銷售中，丙烷一般被稱為液化石油氣，其中也混有少量的丙烯、丁烷和丁烯。為了便於發現意外泄露，商用液化石油氣中一般也加入惡臭的乙硫醇。
歷史
[編輯]
1910年，在美國礦業局工作的Walter O. Snelling博士在汽油中發現了一種易揮發的物質，即丙烷。這些極為活潑的輕碳氫化合物有着很高的蒸汽壓，很容易從未精煉的汽油中揮發。同年3月31日，紐約時報報導了沃爾特博士關於液化氣的工作：「...一個鐵瓶中的『氣體』足夠一個普通家庭用上三個星期。」[1]
此後，沃爾特博士與其他人合作研究出了在精煉汽油的過程中液化丙烷的辦法。他們也一起建立了第一個商業銷售丙烷的美國石油氣公司。1911年，沃爾特博士已經能夠製備高純度的丙烷並在同年3月25日獲得專利，專利號碼為1056845。[2]另一個由弗蘭克·彼得斯發明的通過壓縮製備石油液化氣在1912年獲得專利。
在1920年代，液化石油氣的產量激增，現有的最早記錄顯示在1922年共生產了223000加侖。1927年，年銷量已經接近100萬加侖。而到了1935年，年銷量已經達到560萬加侖。1930年代工業上的主要發展包括使用軌道交通運輸、加入惡臭氣體以及增加丙烷填充終端。1945年，液化石油氣的年銷量達到了10億加侖。截至1947年，62%以上的美國家庭用上了天然氣或丙烷作為做飯的燃料。
1950年，芝加哥運輸管理局訂購了1000輛以丙烷作燃料的汽車。截止1958年，美國國內的年銷售量已經達到70億加侖，2004年，有報告稱整個丙烷產業價值80億美元至100億美元，年消耗量超過150億加侖。[3]
性質與反應
[編輯]同其他烷烴一樣，丙烷可以在充足氧氣下燃燒，生成水和二氧化碳。
- C
3H
8 + 5 O
2 ＝ 3 CO
2 + 4 H
2O + 熱量
當氧氣不充足時，生成水和一氧化碳。
- 2 C
3H
8 + 7 O
2 ＝ 6 CO + 8 H
2O + 熱量
和天然氣不同的是，丙烷比空氣重（大約是空氣的1.5倍）。在自然狀態下，丙烷會下落並積聚在地表附近。在常壓下，液態的丙烷會很快的變為蒸汽並且由於空氣中水的凝結而顯白色。
一立方英尺的丙烷若完全燃燒能夠放出2500BTU的熱量（91,600BTU每液體加侖）。國際單位制中，丙烷的高熱值是50.3MJ/kg（≈14.0 kWh）或101 MJ/m3。
丙烷無毒，但是若濫用做吸入劑，有一定因為缺乏氧氣而窒息的危險。同樣值得注意的是，商業產品中通常含有其他可能導致危險的碳氫化合物。在常壓下，丙烷及其混合物快速揮發能造成凍傷。在外界溫度是20攝氏度的情況下，丙烷液體仍然保持-42度的低溫。
液化石油氣的燃燒比汽油清潔，但略遜於天然氣。由於C-C單鍵以及丙烯和丁烯中雙鍵，液化石油氣在通常情況下燃燒會產生除了二氧化碳和水之外的有機廢氣。同樣是這些鍵的原因，液化石油氣燃燒存在可見的火焰。
用途
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丙烷常用作燒烤、便攜式爐灶和機動車的燃料。丙烷通常被用來驅動火車，公共汽車，叉車和出租車，也被用來充當休旅車和露營時取暖和做飯的燃料。在北美的一些農村，人們用丙烷來填充爐灶、熱水器和干手機等產熱的器具。截至2000年，690萬美國家庭以丙烷作為主要燃料。[4]
商用的「丙烷」燃料，或稱液化石油氣，是不純的。在美國和加拿大，其主要成分是90%的丙烷外加最多5%的丁烷和丙烯以及臭味劑。這是美國和加拿大的國內標準，通常寫作HD-5標準。需要注意的是，從甲烷（天然氣）製備的液化石油氣不包含丙烯，只有從原油精煉過程中得到的丙烷才含有。同樣，在一些其他國家，比如墨西哥，丁烷的標準含量會低一些。
丙烷的其他用途包括：
- 蒸汽裂化製備基礎石化產品的給料。丙烷是用於合成丙烯和丙烯酸的潛力原料[5][6][7][8][9][10]。
- 在某些火焰噴射器中充當燃料或加壓氣體。
- 生產丙醇的原料。
- 熱氣球的主要燃料。
- 半導體工業中用來沉澱金剛砂
- 混合有矽的丙烷被用作一種氣槍的推進劑（銷售時稱作氯氣），用於生存遊戲中。
- 在一些主題公園和電影拍攝里，液態的丙烷被用作一種便宜而又高能量的物質來產生爆炸或一些其他的效果。
- 冷媒代號R290。
來源
[編輯]丙烷是處理天然氣或精煉原油得到的副產物。在處理天然氣的過程中，必須將丁烷、丙烷和大量的乙烷從原氣中去除，否則這些揮發物會在天然氣管道中發生縮合。精煉原油的過程中，丙烷作為一個副產物出現在裂解石油製備汽油和燃料油的過程中。 由於是副產物，丙烷的產量不能夠輕易的根據需求而轉變。
參考文獻
[編輯]- ^ 紐約時報 1912年4月1日，第9頁. GAS PLANT IN STEEL BOTTLE.; Dr. Snelling's Process Gives Month's Supply in Liquid Form.. [2007-12-22]. （原始內容存檔於2011-12-28）.
- ^ 國家丙烷氣聯合會. 丙烷的历史. [2007-12-22]. （原始內容存檔於2011-01-11）.
- ^ 丙烷教育與研究委員會. 情况说明书-丙烷的历史. [2007-12-22]. （原始內容存檔於2004-02-16）.
- ^ 美國人口調查局，美國能源與運輸統計. General U.S. Industry Statistics and Characteristics of Propane. 2000 [2007-09-06]. （原始內容存檔於2007-09-27）.
- ^ Universidad de Antioquia; Salamanca Guzmán, Maurin; Licea Fonseca, Yordy Enrique; Instituto Nacional de Tecnología; Echavarría Isaza, Adriana; Universidad de Antioquia; Faro, Arnaldo; Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Palacio Santos, Luz Amparo. Oxidative dehydrogenation of propane with cobalt, tungsten and molybdenum based materials. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia. 2017-09-01, (84): 97–104 [2021-09-19]. doi:10.17533/udea.redin.n84a11. （原始內容存檔於2022-01-21）.
- ^ Wang, Shaobin; Murata, Kazuhisa; Hayakawa, Takashi; Hamakawa, Satoshi; Suzuki, Kunio. Propane Oxidative Dehydrogenation over Nickel Supported on Sulfated Zirconia. Chemistry Letters. 1999-01, 28 (1): 25–26 [2021-09-19]. ISSN 0366-7022. doi:10.1246/cl.1999.25. （原始內容存檔於2021-11-05） （英語）.
- ^ Naumann d』Alnoncourt, Raoul; Csepei, Lénárd-István; Hävecker, Michael; Girgsdies, Frank; Schuster, Manfred E.; Schlögl, Robert; Trunschke, Annette. The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts. Journal of Catalysis. 2014-03, 311: 369–385 [2021-09-19]. doi:10.1016/j.jcat.2013.12.008. （原始內容存檔於2022-01-21） （英語）.
- ^ Amakawa, Kazuhiko; Kolen』ko, Yury V.; Villa, Alberto; Schuster, Manfred E/; Csepei, Lénárd-István; Weinberg, Gisela; Wrabetz, Sabine; Naumann d』Alnoncourt, Raoul; Girgsdies, Frank. Multifunctionality of Crystalline MoV(TeNb) M1 Oxide Catalysts in Selective Oxidation of Propane and Benzyl Alcohol. ACS Catalysis. 2013-06-07, 3 (6): 1103–1113 [2021-09-19]. ISSN 2155-5435. doi:10.1021/cs400010q. （原始內容存檔於2022-02-17） （英語）.
- ^ Hävecker, Michael; Wrabetz, Sabine; Kröhnert, Jutta; Csepei, Lenard-Istvan; Naumann d』Alnoncourt, Raoul; Kolen』ko, Yury V.; Girgsdies, Frank; Schlögl, Robert; Trunschke, Annette. Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid. Journal of Catalysis. 2012-01, 285 (1): 48–60 [2021-09-19]. doi:10.1016/j.jcat.2011.09.012. （原始內容存檔於2022-03-08） （英語）.
- ^ Csepei, Lénárd-István; Schlögl, Robert. Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts. Universitätsbibliothek der Technischen Universität Berlin. 2011 [2021-09-19]. （原始內容存檔於2022-01-21） （英語）.
