丙烷（propane）又名二甲基甲烷（dimethylmethane）和丙基氫化物（propyl hydride）。結構式為ch3.ch2.ch3。丙烷為無色，易燃氣體。丙烯主要來源有石油和天然氣。美國丙烷供應與分配情況詳見下表：
美國丙烷供應及分配，桶①/日[22]
|
供應量 |
1977年 |
1980年(估計) |
供應量 |
1977年 |
1980(估計) |
|
煉油廠 |
277000 |
321000 |
工業用 |
75000 |
105.000 |
|
天然氣加工廠 |
502000 |
446000 |
工程用 |
35000 |
50.000 |
|
輸入 |
129000 |
323000 |
化工用 |
150000 |
20.0000 |
|
合計 |
908000 |
1090000 |
合成天然氣 |
170000 |
70000 |
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分配量 |
|
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其他 |
60000 |
75000 |
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家用/商業用 |
453000 |
486000 |
合計 |
916000 |
1066000 |
|
馬達燃料 |
73000 |
80.000 |
|
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注：桶=0.15894m3
丙烷單獨或與丁烷一起，大量用做家用、工業和交通工具用燃料。丙烷也用作制冷劑，固體推進劑，煉油工業潤滑油餾分脫瀝青、脫蠟溶劑和石油化工基礎原料。在石油化工用途中，丙烷大量用作裂解制乙烯及丙烯的原料。
丙烷物理性質[1，10，11]
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項目 |
數據 |
項 |
數據 |
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分子量 |
44．09 |
在293k下 |
73.63 |
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溶點，k |
85．46 |
在373k下 |
84.65 |
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沸點，k |
231．08 |
密度,kg/m3 |
|
|
爆炸界限（在293.15k空氣中），%（重量） |
2．12---9．35 |
在293k下 |
1.984 |
|
自然溫度，k |
743．15 |
在373k下 |
1.455 |
|
閃點，k |
169 |
臨界點 |
|
|
燃燒熱，kj/mol |
2202 |
壓力,mpa |
4.25 |
|
生成熱，kj/mol |
127．2 |
溫度,k |
369.8 |
|
氣化熱，kj/mol |
18．83 |
密度, kg/m3 |
217 |
|
熔融熱（85.47k）, kj/mol |
3．52 |
三相點 |
|
|
蒸氣壓（273.15k）, kj/mol |
0．475 |
壓力,mpa |
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|
生成焓（298.15k）, kj/mol |
-103。916 |
溫度,k |
85.5 |
|
自由生成焓（298.15k）△g0,kj/mol |
-23。505 |
液體密度, kg/m3 |
731.9 |
|
熵s0(298.15k),j/(mol·k) |
270．090 |
氣相密度, kg/m3 |
1.85×10-8 |
|
比熱容，j/mol·k |
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規格和分析測試方法
美國astm工業丙烷產品規格及測試方法如表：
astm工業丙烷規格及試驗方法[72]
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工業丙烷 |
astm
測試方法 |
|
工業丙烷 |
astm
測試方法 |
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蒸發壓，kpa |
<1430 |
d1267或d2598 |
ml油污檢查 |
合格 |
d2158 |
|
蒸發溫度 |
|
|
相對密度(15.6/15.6℃) |
一 |
d2158 |
|
95%蒸發溫度，℃ <- |
<-38.3 |
d1837 |
銅板腐蝕 |
<no1 |
d1838 |
|
或丁烷以上重組分,%(體積) |
<2.5 |
d2163 |
含硫量(15.6℃和101kpa)，mg/m3 |
343 |
d2784 |
|
殘留物 |
<0.05 |
d2158 |
水分 |
合格 |
d2713 |
|
00ml殘留物 |
|
|
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|
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安全、衛生、貯存及運輸
丙烷多與丁烷一起用做液化石油氣。丙烷比空氣重，容易滯留在低處，爆炸界限低、危險性大，應注意因泄漏面帶來的危險。吸入多量丙烷有麻醉性。美國政府規定丙烷在空氣中的允許暴露好 為1000ppm（1.800mg/ m3）。對生命或健康有危險的允許暴露好 （在空氣中）為20.000ppm。丙烷在水中的允許濃度沒有標準。美國環境保護機構建議允許環境限制量為120.000ug/1（以對健康影響為基礎）。
丙烷進入體內途徑有吸入，液體與皮膚和眼睛接觸。其危害和癥狀為頭暈眼花，缺乏定向力，激動興奮。破壞點在中樞神經系統。丙烷安全衛生方面的急救、保護、處理辦法等詳見文獻[73]。
丙烷一般使用鋼瓶做為貯存容器。目前液化石油氣用壓力罐、冷凍罐和地下貯存。采用容器、油罐汽車、槽車、油輪和管送輸送。
1、貯存方法
（1）壓力罐一般小容量貯存采用圓管型（水平式），規模多為10-30t，規模再大時，采用球型罐，技術限制規模約為5000t。地面上壓力罐通常采用設計壓力為1720kpa。
（2）冷凍罐在液化石油氣貯存方法中，與冷凍輸送結合采用冷凍貯存法，即可油輪冷凍輸送液化石油氣，從船用泵將其移至陸上罐內，在3.92-7.85kpa下貯存。丙烷保持在約-42 ℃。
（3）地下貯存法美國和歐洲各國廣泛研究發使用地下貯存方法。較廣泛采用的是利用巖鹽層良好的不浸透性，將其一部分人工溶解，在內部貯存。另外，還有人工挖掘的洞穴貯存法、凍結土壤地下貯存法等。
2、運輸方法
（1）容器:輸送量為10-50kg；
（2）油罐汽車：較初為1.5-5t，現在幾乎在7t以上，也有11t的；
（3）鐵路槽車：向內地遠距離地區的基地輸送時采用這種方法，比油罐汽車輸送經濟。幾乎都是15-25t的車；
（4）海上運輸:海上運輸可以大量，而且可經濟地輸送液化丙烷。加壓式油輪裝載高壓罐，其裝載能力多為300-600t，較近有1000t級的。冷凍式的船內配置有幾個能貯存1-15kt的大型罐；
（5）管線輸送: 在美國、液化石油氣生產量，消耗量大的地方，管線輸送是重要的方法
用途
丙烷是有用的燃料，制冷劑和化工原料。丙烷比甲烷和乙烷更具有反應性活性。
（1）丙烷較大
用途是與丁烷一起做液化石油氣。
（2）丙烷是乙烯的重要原料。
（3）丙完催化脫氫制丙烯的技術正在開發。墨西哥報道了擬建設350萬噸/年丙烷脫氫法生產丙烷工業裝置的消息[75]。
（4）丙烷氣相硝化制造混合硝基化合物：1-和2-硝基丙烷，硝基乙烷和硝基甲烷。硝基丙烷是良好的溶劑。硝基甲烷被用做賽車燃料填加劑[19]。
（5）丙烷可氧化生產環氧丙烷，副產甲醇、甲醛、乙醛和醋酸，但分離非常麻煩，未得推廣[176。
（6）在煉油、化工和天然氣加工操作中廣泛用做致冷劑。
（7）用作潤滑油餾分脫瀝青溶劑：瀝青難溶于液體丙烷中，用丙烷抽提時，瀝青做為抽提殘留物被除去，然后，從除去瀝青的餾分中將丙烷蒸發出去而留下潤滑油。
（8）脫蠟溶劑：幾乎不溶解于液化丙烷。液體丙烷蒸發時，可取得約418680kj/kg的蒸發熱。利用這兩個特性，由潤滑油丙烷溶液將丙烷一部分蒸發，產生的低溫將原料油中的蠟析出，用自冷卻方法脫蠟。
（9）丙烷氯化可得到過氯乙烯和四氯化碳。
二、丁烷
正丁烷（n-butane），又名甲基乙基甲烷（methyl ethylmethane）,結構式為ch3.ch2.ch2.ch3，分子量58.13。異丁烷（isobutane），又名為早基丙烷（methyl propane）,結構式為（ch3）2chch3。
丁烷存在于原油、天然氣和煉廠加工產品中。美國來自煉廠加工的丁烷餾分占有較大比重。美國國內1977年供應的正丁烷36.95%來自天然氣加工廠，63.05%來自煉廠，而異丁烷19.82%來自天然氣加工廠，80.18%來自煉廠。在煉廠操作中催化重整和催化裂化是丁烷的兩個主要來源，約占煉廠加工過程生產丁烷的63%。丁烷餾分在美國大部分用于汽油摻合組分。約84%的正丁烷摻合于汽油中控制其蒸氣壓。異丁烷則用于合成燃料用烷基化物其用量占美國異丁烷消耗量的90%[77]。1984年報道，美國丁烷需要量為166887m3/c.d.,其中84.3%用于煉廠，10.5%用于化工，其余占5.2%[69]。
物理性質
丁烷物理性質[1。10]
|
項目 |
正丁烷 |
異丁烷 |
|
分子量 |
58.124 |
58.124 |
|
正常熔點（在空氣中和101.3kpa）,k |
|
113.55 |
|
正常沸點（101。3kpa）,k |
113.55 |
261.43 |
|
可燃范圍（293.15k,101.3kpa）,%(vol) |
261.43 |
1.8 |
|
在空氣中，下限 |
1.8 |
8.4 |
|
上限 |
8.4 |
1.8 |
|
在氧氣中，下限 |
1.8 |
約40 |
|
上限 |
約40 |
約40 |
|
自然溫度（101.3kpa）,k |
|
|
|
在空氣中 |
|
|
|
在氧氣中 |
558 |
190 |
|
閃點，k |
199 |
|
|
凈燃燒熱，kl/mol |
|
|
|
真實氣體在101.3kpa和288.7k下 |
2653 |
2645 |
|
液體在飽和壓力和298.15k下 |
2634 |
2627 |
|
△hof,kj/mol |
|
|
|
理想氣體在298.15k下 |
-126.15 |
-134.51 |
|
項目 |
正丁烷 |
異丁烷 |
|
液體在298.15k下 |
-147.7 |
-158.4 |
|
△gof(101.3kpa和298.15k)，kj/mol |
-17.5 |
-20.88 |
|
log10kf(298.15k) |
3.0035 |
3.6 |
|
熔融熱，kj/mol |
4.660 |
4.540 |
|
蒸發熱（正常沸點），kj/mol |
22.39 |
21.30 |
|
密度，kg/m3(氣體，101.3kpa) |
2.5379 |
2.5285 |
|
在298.15k下 |
2.4553 |
551.0 |
|
液體，在飽和壓和298.15k下 |
572.87 |
3.618 |
|
臨界點 |
|
|
|
溫度，k |
3.797 |
3.618 |
|
密度，kg/ m3 |
425.16 |
408.13 |
|
體積，cm2/mol |
228.0 |
221.0 |
|
壓縮因子 |
225 |
263 |
|
so(理想氣體，298.15k)，j/mol.k |
0.274 |
0.283 |
|
cdo(理想氣體)，j/mol.k |
309.9 |
295.4 |
|
在298.15k下 |
95.04 |
94.16 |
|
cdo/ cdo(理想氣體,288.7k) |
1.096 |
1.097 |
|
cdo(理想氣體，288.7k) |
86.72 |
86.85 |
|
cdo(液體，288.7k和101.3kpa)，j（mol.k） |
137.1 |
138.5 |
|
dt/dp（101.3kpa），k/kpa |
0.260 |
0.253 |
|
偶極距，cm |
0.0 |
3.34×10-31 |
|
表面張力（飽和壓力），mn/m（=dyn/cm） |
|
|
|
在223.15k下 |
20.88 |
18.7 |
|
在273.15k下 |
14.84 |
130 |
|
折射率，no21 |
|
|
|
液體在飽和壓力下 |
1.32692 |
1.3508 |
|
氣體在101.3kpa下 |
1.00128 |
|
規格及分析測試方法
美國材料試驗協會的丁烷規格和試驗方法如表4.2.7-2所示。
丁烷產品規格[72]
|
項目 |
規格 |
astm測試方法 |
|
|
工業丁烷 |
工業丙烷—丁烷混合物 |
||
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組分 |
主要為丁烷和/或丁烯 |
主要是丁烷和/或丁烯與丙烷和/或丙烯混合物 |
d2163-70 |
|
較大蒸氣壓（37-8℃），kpa |
485 |
|
d1267或 |
|
蒸發溫度95%蒸發 |
|
|
d2598 |
|
溫度，℃或烷以上 |
﹤2.2 |
﹤2.2 |
d1837 |
|
重組分，%（體積） |
﹤2.0 |
﹤2.0 |
d2163 |
|
殘留物100ml蒸發殘留物，ml油污 |
﹤0.05 |
﹤0.05 |
d2158 |
|
檢查 |
合格 |
合格 |
|
|
相對密度（15.6/15.6oc） |
|
|
d1657或d2598 |
|
銅板腐蝕 |
no 1 以下 |
no 1 以下 |
d1888 |
|
含硫量（15.6 oc和kpa）,mg/m3 |
|
343 |
d2784 |
|
水分 |
343 |
|
d2713 |
|
游離水 |
無 |
無 |
測密度時用肉眼觀察 |
(1)此產品蒸汽壓，不能超過1380kpa。另外根據相對密度（15.6/15.6℃）按照下式求出的值不應超過蒸汽壓測定值；蒸汽壓≥1167——1880 kpa［相對密度（15.6/15.6℃）］
(2)在0.3ml溶劑殘混合物加到濾紙后，再加0.1ml在日光下2分鐘后，不產生永久性油圈
安全、衛生、儲存和運輸
丁烷可在世界范圍內用管道、鐵路槽車，海上油輪、駁船、槽車和金屬容器輸送。其儲存運輸方法參見4.2.6.3。
正丁烷和異丁烷是無色、易燃和無毒氣體。高濃度丁烷有窒息性，刺激和麻醉作用。吸入含1%（體積）異丁烷的空氣短時間能引起昏昏欲睡。正丁烷和異丁烷在大5%濃度下暴露2小時均未引起明顯的損傷。正丁烷的聞限值建議為600ppm。美國政府工業衛生家會議（acgih）1980年提出的時間重量平均值為800 ppm（1.900mg/）。在水中允許濃度沒有標準規定，但美國環保機構建議環境限制量為19000ug/1(以對健康影響為基礎)。丁烷非常易燃，對其處理儲存必須謹慎。建議儲存在通風良好的區域，運離熱及火源。皮膚接觸液體丁烷可引起凍傷。丁烷和異丁烷在低溫下與水形成固體水合物。異丁烷比正丁烷更易形成水合物。這種水合物在管路和某些處理設備中可引起堵塞而帶來與安全有關的問題。
用途
1、丁烷與丙烷一起，做為液化石油氣用于家庭取暖，炊事和工業加熱。此用途仍在迅速增長，成為丁烷的較大用戶。
2、正丁烷做為華工原料的較大用途是裂解制已稀。
3、脫氫制丁烷、異丁稀和丁二稀也是丁烷的重要用途。
4、丁烷液相氧氣化制醋酸。
5、正丁烷氣相氧化制醋酐。
6、制氣油參合組份：異丁烷與各種c3—c4稀徑加工成反應生成高支鏈c7——c8徑。生成的大量甲基戊烷研究法辛烷值為100-109。6。
7、正丁烷也可異構化制異丁烷。
8、做溶劑用：丁烷與丙烷混合可用做潤油餾分的脫瀝青，脫蠟溶劑，也可用做ziegler催化劑聚合烯溶劑和精制動物油脂用溶劑。
9、異丁烷與丙烯共氧化可制環氧丙烷和叔丁醇。