سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778

گازهای هیدروکربنی مایع‌شده (LPG) شامل ترکیباتی چون پروپان و بوتان هستند که هر دو از فرآورده‌های مهم صنعت نفت و گاز به شمار می‌روند. این دو گاز از نظر شیمیایی شباهت زیادی به هم دارند، زیرا هر دو از دسته آلکان‌ها محسوب می‌شوند؛ با این حال، در ویژگی‌های فیزیکی، شرایط ذخیره‌سازی، میزان انرژی آزادشده هنگام سوختن، و کاربردهای صنعتی و خانگی تفاوت‌های مهمی میان آنها وجود دارد. در بسیاری از کشورها، LPG به صورت مخلوطی از پروپان و بوتان عرضه می‌شود، اما نسبت این دو بسته به شرایط آب‌وهوایی، نوع مصرف و سیاست‌های انرژی متفاوت است. در این مقاله، به بررسی دقیق و تخصصی تفاوت‌های این دو گاز می‌پردازیم و جنبه‌های علمی، صنعتی و اقتصادی آن‌ها را تحلیل خواهیم کرد.

ساختار شیمیایی بوتان و پروپان

پروپان (C3H8) و بوتان (C4H10) هر دو هیدروکربن‌های اشباع هستند و در خانواده آلکان‌ها قرار دارند. پروپان دارای سه اتم کربن و هشت اتم هیدروژن است، در حالی که بوتان از چهار اتم کربن و ده اتم هیدروژن تشکیل شده است. این اختلاف کوچک در ساختار مولکولی باعث تفاوت‌های قابل توجهی در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها می‌شود. C3H8 مولکولی کوچکتر با جرم مولی کمتر (۴۴ گرم بر مول) در مقایسه با بوتان (۵۸ گرم بر مول) دارد و همین موضوع باعث تغییر در فشار بخار و نقطه جوش این دو سوخت می‌شود.

نقطه جوش و فشار بخار

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های پروپان و بوتان در نقطه جوش آن‌هاست. پروپان در دمای حدود ۴۲- درجه سانتی‌گراد به جوش می‌آید، در حالی که بوتان نقطه جوش بالاتری معادل ۰٫۵- درجه سانتی‌گراد دارد. این ویژگی سبب می‌شود که پروپان در شرایط سرمای شدید همچنان قابلیت تبخیر و استفاده داشته باشد، اما بوتان در دماهای نزدیک به صفر و کمتر از آن دچار مشکل در تبخیر و تولید فشار مناسب می‌شود. فشار بخار پروپان در دمای اتاق بسیار بیشتر از بوتان است و همین امر باعث می‌شود پروپان گزینه‌ای بهتر برای مصارف در فضای باز و مناطق سردسیر باشد. بوتان در مقابل برای مناطق گرمسیر یا مصارف داخلی، انتخاب بهتری است.

چگالی و انرژی حرارتی

از نظر انرژی، هر دو گاز دارای ارزش حرارتی بالا هستند. ارزش حرارتی بوتان حدود ۴۹٫۱ مگاژول بر کیلوگرم است، در حالی که پروپان کمی کمتر و حدود ۴۶٫۳ مگاژول بر کیلوگرم انرژی آزاد می‌کند. بنابراین بوتان از نظر انرژی ذخیره‌شده در هر کیلوگرم قوی‌تر است. با این حال، از آنجا که پروپان سبک‌تر بوده و فشار بیشتری دارد، در حجم برابر معمولاً انرژی بیشتری تأمین می‌کند.

شرایط ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل

پروپان به دلیل فشار بالاتر نیاز به سیلندرها و مخازن مقاوم‌تری دارد، در حالی که بوتان با فشار پایین‌تر به راحتی در کپسول‌های کوچک و فندک‌ها ذخیره می‌شود. همین موضوع سبب شده که بوتان کاربرد بیشتری در وسایل قابل حمل مانند اجاق‌های سفری، فندک‌ها و هیترهای کوچک داشته باشد. در مقابل، پروپان بیشتر در سیلندرهای بزرگ، مخازن صنعتی و تأمین انرژی خانه‌ها و صنایع کاربرد دارد.

کاربردهای گاز پروپان

پروپان به دلیل فشار بخار بالا و توانایی عملکرد در دماهای پایین، در مصارف گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای مهم آن عبارتند از:

سوخت‌گیری خودروهای LPG سوز

گرمایش خانگی در مناطق سردسیر

سوخت در صنایع شیمیایی و پالایشگاهی

تولید گرما در کوره‌ها و مشعل‌های صنعتی

استفاده به عنوان خوراک در پتروشیمی برای تولید پروپیلن

کاربردهای گاز بوتان

بوتان بیشتر در مواردی استفاده می‌شود که نیاز به فشار پایین‌تر و شرایط کنترل‌شده وجود دارد. از جمله:

سوخت فندک‌ها و اجاق‌های کوچک سفری

ترکیب در مخلوط‌های LPG برای مصارف خانگی

خوراک صنایع پتروشیمی جهت تولید بوتادین و پلاستیک‌ها

استفاده در اسپری‌های آئروسل به عنوان پیشران

کاربرد در گرمایش‌های محدود و موقت

تفاوت عملکرد در شرایط آب‌وهوایی

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های این دو گاز در قابلیت استفاده در آب‌وهوای مختلف است. C3H8 در مناطق سرد عملکرد بهتری دارد زیرا در دماهای پایین همچنان به راحتی تبخیر می‌شود. به همین دلیل در کشورهای سردسیر، ترکیب LPG معمولاً حاوی درصد بالاتری پروپان است. در مقابل، بوتان در هوای معتدل یا گرم بسیار مناسب است و به دلیل انرژی بالاتر در هر کیلوگرم، کارایی خوبی دارد.

تفاوت در ایمنی و خطرات

هر دو گاز قابل اشتعال بوده و نیاز به رعایت نکات ایمنی دارند. با این حال، به دلیل فشار بالاتر C3H8 ، احتمال خطر در صورت نشت یا انفجار بیشتر است و باید در ظروف مقاوم‌تری ذخیره شود. بوتان اگرچه فشار کمتری دارد، اما در محیط بسته به سرعت تجمع کرده و می‌تواند باعث خفگی یا انفجار شود. به همین دلیل سیستم‌های ایمنی و تهویه مناسب برای هر دو گاز ضروری است.

تفاوت اقتصادی و تجاری

از نظر قیمت، تفاوت بوتان و پروپان بسته به منطقه و منابع تولید متفاوت است. در برخی کشورها پروپان ارزان‌تر و در برخی دیگر بوتان مقرون‌به‌صرفه‌تر است. اما به طور کلی، C3H8 به دلیل قابلیت حمل‌ونقل و استفاده در دماهای پایین تقاضای بیشتری در سطح جهانی دارد. بوتان بیشتر در صنایع پتروشیمی و تولید مواد شیمیایی کاربرد دارد و این می‌تواند بر قیمت آن تأثیر بگذارد.

LPG و ترکیب پروپان و بوتان

اغلب LPG به صورت ترکیبی از C3H8 و بوتان عرضه می‌شود. نسبت این دو بسته به کشور و شرایط متفاوت است؛ برای مثال در اروپا در زمستان درصد پروپان در LPG بالاتر است، در حالی که در تابستان یا در مناطق گرمسیری بوتان سهم بیشتری دارد. این ترکیب به مصرف‌کنندگان امکان می‌دهد تا در شرایط مختلف بهترین عملکرد را داشته باشند.

آینده استفاده از پروپان و بوتان

با توجه به تلاش‌های جهانی برای کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و حرکت به سمت انرژی‌های پاک، C3H8 و بوتان نیز در معرض تغییرات بازار انرژی قرار دارند. با این حال، به دلیل سهولت ذخیره‌سازی، ارزش حرارتی بالا و دسترس‌پذیری، این دو گاز همچنان نقش مهمی در سبد انرژی جهان خواهند داشت. استفاده ترکیبی از آن‌ها در LPG و همچنین توسعه کاربردهای جدید در صنایع شیمیایی و انرژی می‌تواند جایگاه آنها را تثبیت کند.

به طور خلاصه، پروپان و بوتان اگرچه هر دو از خانواده آلکان‌ها و اجزای اصلی LPG هستند، اما تفاوت‌های مهمی در خواص فیزیکی، کاربردها، ایمنی و شرایط ذخیره‌سازی دارند. C3H8 با فشار بالاتر و قابلیت عملکرد در دماهای پایین برای مصارف در فضای باز و مناطق سردسیر ایده‌آل است، در حالی که بوتان با ارزش حرارتی بالاتر و فشار کمتر بیشتر در وسایل کوچک و شرایط معتدل استفاده می‌شود. انتخاب میان این دو گاز به شرایط محیطی، نوع کاربرد و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. شناخت این تفاوت‌ها به مصرف‌کنندگان و صنایع کمک می‌کند تا انتخابی آگاهانه‌تر داشته باشند و از این منابع انرژی بهینه استفاده کنند.