Какой бутан используется в зажигалках? Тайна соотношения н-бутана к изобутану

Какой бутан используется в зажигалках? Это чистый н-бутан?

Зажигалки заправлены газовым топливом бутаном, но это не один компонент. Согласно определениям национальных стандартов GB 25722-2010/ISO 9994:2005, топливо для зажигалок представляет собой сжиженный углеводородный материал, включающий смесь углеводородных соединений, таких как н-бутан, изобутан и пропан. Обычный коммерческий «легкий газ» состоит из н-бутана и изобутана в определенном соотношении, а также содержит небольшие количества углеводородов C₃ и C₅. Среди них н-бутан имеет температуру кипения -0,5 градуса и является основным топливом; изобутан имеет температуру кипения -11,7 градусов и более низкую температуру воспламенения, что помогает улучшить характеристики воспламенения. Цель их смешивания — обеспечить стабильное горение, а также обеспечить адаптацию к летнему и зимнему сезону и высокую вероятность успешного зажигания. Обычные одноразовые зажигалки в основном наполнены бутаном.

Глава 1: «Стандартный ответ» для более легкого топлива

1.1 Топливная революция после Второй мировой войны

В истории развития легких видов топлива прошли интересный эволюционный путь. До Второй мировой войны в большинстве зажигалок в качестве топлива использовался бензин, но из-за его неприятного запаха и высокой летучести удобство использования не было идеальным. После Второй мировой войны газовые-зажигалки постепенно вытеснили бензиновые фитильные, и основным топливом стал бутан.

В соответствии с положениями национального стандарта QB 1141-1991 «Газовые зажигалки» в качестве топлива для газовых зажигалок должен использоваться газ бутан, предназначенный для зажигалок. Итак, что же это за «бутан»?

1.2 Два «лика» бутана

Бутан (C₄H₁₀) имеет два изомера: н-бутан и изобутан.

Хотя они имеют одинаковую молекулярную формулу, их физические свойства различаются, что определяет их разную роль в более легком топливе.

Глава 2: Истинная формула легкого топлива - смешанный бутан

2.1 Состав коммерческого «легкого газа»

Согласно описанию в учебнике «Зарегистрированный инженер по технике безопасности», состав коммерческого бутана (широко известного как более легкий газ):

Состоит из н-бутана и изобутана, а также содержит небольшое количество углеводородов C₃, C₅ и сульфидов. Это бесцветный газ при комнатной температуре со слегка специфическим запахом.

Здесь появляется ключевое слово -смесь.

Почему топливо для зажигалок представляет собой смесь н-бутана и изобутана, а не чистый н-бутан? Есть две причины.

Во-первых, для достижения хороших характеристик зажигания.
Изобутан имеет более низкую температуру кипения (-11,7 градуса по сравнению с -0,5 градуса н-бутана), что означает, что он испаряется и легче воспламеняется в холодных условиях. Добавление соответствующего количества изобутана гарантирует, что зажигалка загорится от одного удара даже зимой.

Во-вторых, для контроля давления пара и обеспечения безопасности.
Согласно определению газовых зажигалок в национальном стандарте GB 25722-2010/ISO 9994:2005, топливо внутри зажигалки представляет собой сжиженный углеводород (например, н-бутан, изобутан или пропан) со стандартным давлением, превышающим 104 кПа при 24 градусах. Это давление не должно быть ни слишком низким (иначе не будет достаточного испарения для воспламенения), ни слишком высоким (иначе существует опасность взрыва). Регулируя соотношение н-бутана и изобутана, можно точно контролировать давление пара внутри зажигалки.

2.2 Что находится внутри одноразовой зажигалки?

В наиболее распространенных на рынке одноразовых пластиковых зажигалках в качестве топлива используется жидкий бутан, хранящийся в герметичном отсеке внизу.

Китай является крупным производителем зажигалок. Годовой объем производства только в районе Шаодун провинции Хунань достигает 15 миллиардов единиц, что составляет примерно 70% от общемирового объема. Все эти десятки миллиардов зажигалок заполнены бутановыми топливными смесями.

Глава 3: Почему бутан? - Преимущества бутана как легкого топлива

3.1 Умеренная точка кипения

Температура кипения чистого н-бутана составляет -0,5 градуса. Это значение очень «умное»:

При комнатной температуре (около 20 градусов) н-бутан находится в жидком состоянии и его можно эффективно хранить - в небольшой зажигалке можно хранить достаточно топлива, чтобы его хватило на долгое время.

Когда пользователь нажимает кнопку зажигалки, давление сбрасывается, и жидкий бутан мгновенно испаряется, образуя горючий газ.

Испарившийся бутан смешивается с воздухом и устойчиво горит при контакте с искрой.

3.2 Чистое сгорание

Основными продуктами сгорания бутана являются углекислый газ и вода. Он не выделяет токсичных и вредных веществ, что делает его безопасным в использовании и относительно экологически чистым.

3.3 Низкая стоимость

Бутан – это побочный-продукт крекинга нефти. Он имеет богатые источники, низкую цену и подходит для массового производства одноразовых потребительских товаров.

Глава 4: «Разделение труда и сотрудничество» н-бутана и изобутана

4.1 Пропорционирование по потребностям

Хотя в отрасли не существует общедоступного единого стандарта для конкретного соотношения (часто это «коммерческая тайна» для отдельных производителей зажигалок), несомненно следующее:

4.2 Основной принцип работы

Независимо от соотношения принцип работы зажигалки одинаков:

4.3 Преимущества бутана высокой-чистоты

Для более дорогих-зажигалок (таких как Zippos, имитация многоразовых зажигалок Zippo и т. д.) пользователи могут приобрести отдельные баллоны с бутаном для заправки. Бутан высокой-чистоты (с более высоким содержанием н-бутана) сгорает более полно, создает более стабильное пламя, вызывает меньшее осаждение примесей на сопле зажигалки и может эффективно продлить срок службы зажигалки.

Национальные стандарты более легкого качества также способствуют повышению чистоты топлива. Как отмечают профессионалы отрасли, многие неквалифицированные продукты на рынке имеют проблемы, поскольку в баллонах находится не указанный сжиженный бутан, а обычный сжиженный нефтяной газ, что представляет угрозу безопасности. Поэтому выбор стандартного газа бутана, производимого квалифицированными производителями, имеет решающее значение.

Глава 5: Краткое изложение и меры предосторожности

5.1 Основные выводы

«Бутан» в зажигалках — это не чистый н-бутан и не чистый изобутан, а смесь н-бутана и изобутана, иногда также содержащая небольшое количество пропана.

Согласно QB 1141-1991, топливо определяется как «газ бутан, предназначенный для зажигалок».

5.2 Меры предосторожности при использовании

Бутан — чрезвычайно легковоспламеняющийся газ. Хоть зажигалки и небольшие, не стоит пренебрегать безопасностью: