Характеристики и свойства фреона R600a (изобутана), рабочее давление, особенности

Изобутан

(метилпропан, 2-метилпропан) (СН3)3СН — углеводород класса алканов, изомер нормального бутана (н-бутана).

Что такое фреон R600a или изобутан

Хладагент R600a (изобутан, хладон 600а) – природный газ. Имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя Земли и минимальное влияние на парниковый эффект. Является альтернативой вышедшему из употребления фреону R12.

Химическая формула фреона r-600a аналогичная бутану, природному газу. Бутан является хладагентом R600. Приставка в названии изо- обозначает что при одинаковом химическом составе, молекулы газа имеют разное строение. Это обозначается буквой «а» в классификации хладагента.

Слева — молекула изобутана, справа — бутана. Темные шарики соответствуют атомам углерода, светлые — водорода.

Номенклатура [ править ]

Традиционное название изобутан все еще сохранялось в рекомендациях IUPAC 1993 г. [21], но больше не рекомендуется в соответствии с рекомендациями 2013 г. [1] Поскольку самая длинная непрерывная цепь в изобутане содержит только три атома углерода, предпочтительным названием ИЮПАК является 2-метилпропан, но локант (2-) обычно опускается в общей номенклатуре как избыточный; С2 является единственным положением в цепи пропана, где может находиться метильный заместитель без изменения основной цепи и образования конституционального изомера н-

бутана.

История вопроса

Благодаря хорошим характеристикам хладагент R600a (HC 600a) использовался в холодильниках с начала 20 века. После появления хладагента R12, изобутан перестали использовать из-за того, что его требовалось много, 200-400 грамм в одном бытовом холодильнике.

В больших объемах хладон r600a был пожароопасным в таких количествах. В случае утечки он мог воспламениться от открытого огня, электрической искры и привести к пожару. На десятилетия изобутан был забыт.

В 20 веке холодильная техника постоянно совершенствовалась. К 1990 годам для работы системы бытового холодильника нужно было не более 150 грамм изобутана. К тому же, после подписания Монреальского протокола, хладагент R12 стали выводить из обращения. Фреон R600a стал основным хладагентом для бытовой холодильной и морозильной техники.

Гарантия качества

Мы тщательно отбираем не только производителя, но и каждую партию товара. Мы принципиально не работаем с товаром сомнительного качества по более низкой цене, которым завален рынок как Китая, так и России. Именно поэтому нам доверяют крупнейшие предприятия с мировыми именами.
› ‹

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Мы поставляем Фреон R-600a по всей России: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Пермь, Красноярск, Воронеж, Тверь, Киров, Ярославль, Новгород, Мурманск, Саратов, Краснодар, Тольятти, Иркутск, Набережные Челны, Барнаул, Нижневартовск, Томск, Калининград и в любой другой город Российской Федерации и Таможенного Союза.

Производство R600a, изобутана (n-бутана)

Хладагент R600a получают путем перестройки молекул бутана (R600). Этот процесс называется изомеризацией. В молекуле сохраняется количество атомов водорода и углерода, но меняется их геометрическая структура.

Изомеризация бутана происходит в бутамерной установке с помощью катализатора из платины или других редкоземельных металлов. В процессе только часть газа преобразуется в n-бутан. Полученная смесь пропускается через ректификационную колонну деизобутанизации, в которой R600a отделяется от R600.

Бутамерная установка Honeywell.

Гомологический ряд бутана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

Физические свойства фреона R600a, изобутана

R600-a – бесцветный газ без запаха. У него низкая температура кипения, что позволяет использовать его в климатической и охладительной технике. В его состав не входит хлор и фтор, в отличие от таких газов как R12 и R134a.

Газ хладагент R600a пожароопасен. При его хранении, транспортировке и использовании необходимо соблюдать технику безопасности. Под высоким давлением его температура воспламенения снижается. В обычный фреоновый баллон закачивают 5,45 кг изобутана, в 2,5 раза меньше чем r134a (тетрафторэтана) или r12.

Сырьем для производства изобутана служат природные газы, добываемые из недр Земли. Его можно получить из продуктов переработки нефти, крекинга, других процессов преобразования углеводородов.

Благодаря характеристикам хладон r600a используется в качестве компонента хладагентов R406a, R413A, R414A, R414B, R422A, R422B, R422C, R422D, R422E, R424A, R428A, R429A, R430A, R434A R439A, R436A, R436B, R441A, R443A, R461A, R510A.

Интересный факт

Изобутан часто используется как наполнитель в баллончиках с аэрозолями, зажигалках и баллончиках для их заправки.

Газообразный

Пропан относиться к органическим веществам класса алканов. Пропан содержится в природном газе и может быть образован при крекинге нефтепродуктов. Пропан считается одним из самых ядовитых газов.

Физические свойства

Пропан – это бесцветный газ, который слабо растворяется в воде. Точка кипения пропана — 42,1С. При контакте с воздухом пропан образует взрывоопасную смесь (при концентрации паров от 2 до 9,5%). При давлении 760 мм ртутного столба температура возгорания пропана может составить порядка 466 °С.

Химические свойства

Химические свойства пропана аналогичны большинству свойств ряда алканов. К таким свойствам относятся: хлорирование, дегидрирование и так далее.

Применение пропана

Пропан широко используется как топливо для различных нужд. Он является важным компонентом сжиженных углеводородных газов. Используется пропан для производства растворителей и в пищевой промышленности (в качестве пропеллента, добавки E944).

Хладагент

Смесь изобутана (R-600a) и чистого пропана (R-290a) не наносит вред озоновому слою и имеет низкий показатель парникового потенциала (GWP). Поэтому данную смесь широко применяют в качестве хладагента. Эта смесь заменила устаревшие хладагенты в холодильных установках и кондиционерах.

Бутан (C4H10) — как и пропан, относиться к классу алканов. Это органическое соединение, которое очень токсично и вызывает отравление организма человека при вдыхании. В химии обычно бутаном называют смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH3)3. Название бутан состоит из двух частей, корня «бут-», что с английского языка означает масляная кислота (butyric acid) и окончания «-ан», которое говорит о принадлежности этого вещества к алканам.

Изомерия

Бутан имеет два изомера:

температура плавления, °С

температура кипения, °С

Физические свойства

Бутан представляет собой бесцветный и легковоспламеняемый газ. При нормальном давлении и температуре ниже 0 °C легко сжижается. При повышении давления и обычной температуре — легколетучая жидкость. Растворимость в воде бутана составляет 6,1 мг на 100 миллилитров воды. Бутан при давлении 10 атмосфер и температуре 100 °C может образовывать азеотропное соединение с водой.

Нахождение и получение

Бутан находиться в нефтяном и газовом конденсате (его доля составляет примерно 12%). Получают бутан и методом гидрокаталитического или каталитического крекинга нефтяных фракций. В лабораторных условиях бутан получают по реакции Вюрца:

Применение и реакции

При свободнорадикальном хлорировании получается смесь 2-хлорбутана и 1-хлора. На воздухе при сгорании образуется вода и углекислый газ. Бутан широко используется в качестве смеси с пропаном в зажигалках и газовых баллонах. В них он находиться в сжиженном состоянии и имеет определенный запах из-за наличия в смеси одорантов. Различают «летние» и «зимние» смеси, которые имеют разные составы. Теплота сгорания одного килограмма бутана составляет примерно 45 МДж (12,72 кВт•ч).

При недостатке кислорода образуется сажа или угарный газ или того и другого вместе.

Компания Дюпон запатентовала метод получения малеинового ангидрида при каталитическом окислении из н-бутана

н-Бутан является хорошим сырьем для производства бутена, 1,3-бутадиена, которые являются важными компонентом бензина с высоким октановым числом. Чистый бутан используется как хладагент в холодильных установках и кондиционерах. Бутан лучше фреона за счет своей экологичности и безопасности для окружающей среды, но менее производителен, чем фреоновые хладагенты. Бутан зарегистрирован как пищевая добавка E943a в пищевой промышленности, а изобутан как добавка E943b, пропеллент. Эти вещества применяются в дезодорантах.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавкиE943a, а изобутан — E943b, как пропеллент, например, в дезодорантах.

Влияние бутана на организм человека

Вдыхание человеком бутана может вызвать сердечную недостаточность и смерть от удушья. Попадание жидкого бутана или струи газа-бутан вызывает охлаждение до минус двадцати градусов, что очень опасно для человека.

Плюсы хладагента R600a

1. Для заправки бытового холодильника требуется от 25 до 150 граммов газа. Это меньшее, чем в технике, работающей на других видах фреонов.
2. Изобутан дешевле других хладагентов.
3. Фреон R600a обеспечивает высокую холодопроизводительность. На нем работают самые экономные бытовые холодильники классов А+, А++, А+++.
4. Производство изобутана не сопряжено со сложными химическими процессами. О доступен и дешев.
5. Хладагент R600-a химически устойчив, не вступает в реакции с металлами, каучуками и пластиками.
6. В холодильной технике с изобутаном используется дешевое минеральное масло, а не дорогое синтетическое.
7. За счет меньшего количества газа в системе холодильника, снижается уровень шума.

Получение

Для лабораторного производства изобутана используют реакцию изомеризации углеводорода, имеющего неразветвленное строение. Для этого на соответствующий углеводород воздействуют активными металлами, выступающими в роли катализаторов. Таким способом в лаборатории получают и изобутан. Структурная формула данного соединения подтверждает разветвленность его строения.

Особенности изобутана

По равнению с другими хладагентами фреон R600a имеет более высокую хладопроизводительность. Для полноценной работы техники его требуется меньше. Поэтому стоимость узлов холодильного контура снижается. Это приводит к удешевлению бытовой техники.

При замене фреона r12 на r600 не требуется больших доработок оборудования. Необходимо лишь поменять фильтр-осушитель и нарастить капиллярную трубку. Стоимость такой доработки минимальна. Учитывая разницу в цене фреонов r12 и r600a, перевоз холодильника на изобутан вполне оправдан.

Для воспламенения изобутана достаточно небольшой искры. Газ загорается если его содержание в воздухе оставляет от 14 до 85 куб. см на литр, или от 31 до 205 грамм. При другой концентрации он не загорится. Но в холодильниках его немного, поэтому вероятность пожара минимальна, хоть и существует.

При небольшой утечке газ будет гореть в непосредственной близости от места протечки. Если он выйдет сразу весь и воспламенится, то моментально вспыхнет и сгорит. При этом огонь не сможет перекинуться на другие предметы.

Многие сайты воруют друг у друга данную цитату, не задумываясь о ее бессмысленности:

Современные конструкции бытового и торгового холодильного оборудования содержат допустимую концентрацию R600. Доза заправки изобутаном бытовых холодильников столь мала, что практически не может привести к пожару: при полной утечке хладагента из агрегата его концентрация в кухне объемом 20 куб.м будет ниже порога горючести в десятки раз.

Наверное, авторы статей совсем не учили физику за среднюю школу. Изобутан имеет свойство скапливаться внизу помещения. Его концентрация будет изменяться в зависимости от высоты. Если помещение не вентилируется и произошла утечка, на определенной высоте от пола соотношение изобутана и воздуха будет в пределах взрывоопасности.

Утверждение что хладагент r600a опасен, ложно. Изобутан не является токсичным или ядовитым. Отравление может произойти только при очень большой концентрации в воздухе. При утечке из бытового холодильника он абсолютно безопасен.

За счет безопасности и химической стабильности, фреон R600a не нуждается в утилизации. При ремонте системы или переводе ее на другой хладагент остатки старого газа просто стравливаются в атмосферу.

Интересный факт

К холодильной технике, рассчитанной на использование изобутана в качестве хладагента предъявляются особые требования. Она сконструирована так, что при утечке в месте скопления газа его воспламенение невозможно. Там нет электрических или электронных узлов, способных поджечь газ.

Ссылки [ править ]

1. ^ abНоменклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга)
   . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 652. DOI : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4 . Названия «изобутан», «изопентан» и «неопентан» больше не рекомендуются.
2. «Растворимость в воде» . PubChem
   . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 6 апреля 2022 года .
3. «CDC — Карманный справочник NIOSH по химической опасности — изобутан» . CDC — Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
   . CDC . Проверено 28 декабря 2022 .
4. ^ ab
   Запись в базе данных веществ GESTIS Института безопасности и гигиены труда
5. ^ abc
   Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0350» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
6. «Патентные часы, 31 июля 2006 г.» . Архивировано из оригинала на 11 марта 2007 года . Проверено 8 августа 2006 года .
7. Бипин В. Вора; Джозеф А. Кокал; Пол Т. Баргер; Роберт Дж. Шмидт; Джеймс А. Джонсон (2003). «Алкилирование». Кирк-Отмер Энциклопедия химической технологии
   . DOI : 10.1002 / 0471238961.0112112508011313.a01.pub2 . ISBN 0471238961 .
8. Кеннет С. Уайтли. «Полиэтилен». Энциклопедия промышленной химии Ульмана
   . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a21_487.pub2 .
9. Перейти
   ↑ Rietveld, Will (2005-02-08). «Часто задаваемые вопросы о легких канистровых печах и топливе» . Походный свет . Проверено 26 июля 2014 .
10. «Европейская комиссия по модернизации хладагентов для стационарных применений» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 05.08.2009 . Проверено 29 октября 2010 .
11. Страница — 15 марта 2010 г. (2010-03-15). «ГринФриз» . Гринпис . Проверено 2 января 2013 .
12. «Часто задаваемые вопросы об углеводородных хладагентах Агентства по охране окружающей среды США» . Epa.gov . Проверено 29 октября 2010 .
13. «Сборник заявлений о политике в отношении углеводородов и хладагентов, октябрь 2006 г.» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 08.08.2014 . Проверено 1 августа 2014 .
14. «Бюллетень MACS: использование углеводородного хладагента в транспортных средствах» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 05 января 2011 года . Проверено 29 октября 2010 .
15. «Бюллетень Общества автомобильных инженеров по углеводородным хладагентам» . Sae.org. 2005-04-27. Архивировано из оригинала на 2005-05-05 . Проверено 29 октября 2010 .
16. «Бюллетень труда Саскачевана по углеводородным хладагентам в транспортных средствах» . Labour.gov.sk.ca. 2010-06-29. Архивировано из оригинала на 2009-07-01 . Проверено 29 октября 2010 .
17. VASA на хладагенте законности и целесообразности архивации 13 января 2009, в Wayback Machine
18. «Предупреждение правительства штата Квинсленд (Австралия) об углеводородных хладагентах» (PDF) . Energy.qld.gov.au. Архивировано из оригинального (PDF) 17 декабря 2008 года . Проверено 29 октября 2010 .
19. «Парламентский протокол Нового Южного Уэльса (Австралия), 16 октября 1997 года» . Parliament.nsw.gov.au. 1997-10-16. Архивировано из оригинала на 1 июля 2009 года . Проверено 29 октября 2010 .
20. «Новый Южный Уэльс (Австралия) парламентский отчет, 29 июня 2000» . Parliament.nsw.gov.au. Архивировано из оригинального 22 мая 2005 года . Проверено 29 октября 2010 .
21. Панико, Р. и Пауэлл, WH, ред. (1994). Руководство по номенклатуре органических соединений ИЮПАК 1993
    . Оксфорд: Blackwell Science. ISBN 0-632-03488-2 . https://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/93/r93_679.htm

Хладагент r600a, технические характеристики

В изобутане в ничтожно малых количествах возможны следующие примеси: метан, этан, вода, пропан, пропилен, N-бутан, пентен, бутен-1, изобутилен, изопентан, N-пентан, углекислый газ, сера, азот, кислород.

Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH → R–H + Na2CO3

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии пентаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются бутан и карбонат натрия:

CH3–CH2–CH2– CH2 –COONa + NaOH → CH3–CH2– CH2 – CH3 + Na2CO3

Рабочее давление всасывания r600a в холодильнике

Требования к чистоте фреона хладагента R600a по AHRI 700

* ppm, parts per million (англ.) — частей на миллион.

Результаты исследования фреона R600a

Влияние на здоровье человека

При контакте с глазами при быстром испарении вещества возможно обморожение. Контакт с кожей при быстром испарении может привести к обморожению. Проявляется в изменении цвета кожи от белого до серого, образованием волдырей.

Изобутан тяжелее воздуха и может привести к удушью из-за уменьшения количества воздуха для дыхания. Это может привести к потере сознания и смерти. Предварительными эффектами могут быть:

• Головокружение;
• Дезориентация;
• Рвота или тошнота;
• Сонное состояние;
• Нарушение сердечно-сосудистой деятельности.

Тип вещества

Пищевая добавка E 943b включена в группу пропеллентов.
Изобутан представляет собой изомер нормального бутана (н-бутана Е 943a). Вещество относится к категории насыщенных углеводородных газов органической природы.

Продукт содержится в конденсате природного газа, входит в состав нефтяных газов. Получают его в процессе переработки исходного сырья или в результате изомеризации бутана. Катализатором реакции выступают сульфатированные оксиды металлов (чаще циркония).