METAN - ETAN - PROPAN - BUTAN

1. METAN - ETAN - PROPAN - BUTAN Presentasjonen er identisk med en artikkel som er trykket i Tidsskriftet Brannmannen Artikkelforfatter: Einar K. Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen

2. Artikkelen om metan. etan, propan og butan er den 15. artikkelen i serien om industrigasser. Propan har vært behandlet tidligere i en egen artikkel (“Brannmannen” 6/05) og metan har vært beskrevet som hovedkomponent i biogass (“Brannmannen” 1/07) og naturgass (“Brannmannen” 4/06), men det kan være interessant å sammenlikne disse 4 gassene da de har mye til felles, men har også sine forskjeller.

3. GENERELTDisse gassene er en del av det som i dag kalles alkanene. (Cap.Lex.:Mettede alifatiske hydrokarboner, finnes særlig i naturgass og jordolje, den enkleste er metan, CH4, den neste etan, C2H6, osv.) Disse ble tidligere kalt metan-rekken eller parafiner. Alifatisk betyr organiske stoffer med karbonatomene ordnet i åpne, rette eller forgrenede kjeder. Det vi skal se på her er hydrokarboner med karbonatomene i en kjedeformet strukturformel: H H H H H| | | | |H - C - C - C - C - C - etc| | | | |H H H H H

4. Den enkleste er som nevnt metan, CH4, siden følger etan, C2H6, propan, C3H8, butan, C4H10, pentan, C5H12, hexan, C6H14, heptan, C7H16, oktan, C8H18, nonan, C9H20, dekan, C10H22, endekan, C11H24, dodekan, C12H26, osv. Den generelle formelen for alkaner med mere enn 2 karbonatomer i molekylet er CnH2n+2. De fire første er gassformige ved normalt trykk og temperatur (1 bar og + 200 C) og det er dem vi skal beskjeftige oss med. De lengre oppe i linjen er væskeformige ved normalt trykk og temperatur, går vi lengre opp på linjen blir de faste (voksformige). Det er naturlig å spisse ører når man hører ordet “oktan”, men det får være til en annen gang.

5. PRODUKSJON OG BRUK Som nevnt i de ovenfor nevnte artiklene fremkommer metan og propan hovedsakelig ved utvinning av naturgass og ved raffinering av råolje.Det samme gjelder etan og butan. Tidligere ble etan som oftest brukt sammen med metan, men skilles nå ut som et verdifullt råstoff i produksjon av andre kjemikalier. Vanlig handelspropan inneholder oftest noe butan. Metan brukes, som hovedkomponent i biogass og naturgass, til oppvarming i mange forskjellige former og til drift av motorer. Ren metan brukes også til produksjon av hydrogen, metanol, eddiksyre m.v. Etan brukes som nevnt delvis sammen med metan, ren etan brukes bl.a. til produksjon av etylen, vinyl-klorid og eddiksyre og kan også brukes som kjølemedium.

6. Propan brukes som kjent i utstrakt grad til koking, oppvarming av mange slag, drift av kjøretøyer, trucker m.v. Butan finnes som nevnt brukt sammen med propan. Butan brukes på samme måte som propan i tempererte strøk. Grunnen til dette er at ved lave temperaturer blir butanens gasstrykk svært lavt (Se gassenes egenskaper) og den egner seg derfor dårlig i kalde strøk, et problem man ikke har lengre syd. Butan brukes også til en viss grad i kjemisk industri, som brennstoff i lightere etc. Metan og etan leveres som komprimerte på høytrykksflasker, metan og butan som kondenserte på lavtrykksflasker

7. GASSENES EGENSKAPER

8. 1) Gassen leveres komprimert ved 200 bar.2) Tilsettes luktestoff.3) Karbondioksid: 1 Vær oppmerksom på det lave gasstrykket butan har ved normal temperatur. Butanen befinner seg da i overgangen mellom væske og gass, kjøles den ned forsvinner gasstrykket nesten helt. (Se trykk/temperaturkurven) Mange har fått seg en ubehagelig overraskelse på grunn av dette!

9. NOEN DEFINISJONER - Kritisk temperatur vil si at over denne temperaturen kan ikke gassen kondenseres, uansett hvilket trykk man anvender. - Kritisk trykk er det trykk gassen kan kondenseres ved ved den kritiske temperaturen. - Isomerer Som nevnt har alkanene en kjedeformet molekylstruktur. Men en kjede behøver ikke være rett, den kan ha mange kroker og sidegrener. En alkane som har alle karbonatomene arrangert i en enkel rekke kalles - n-isomer. (n for normal, selv om den ikke nødvendigvis er den hyppigst forekommende isomeren) Eks.: n-butan.

10. Isomerer er betegnelsen på forskjellige måter å arrangere molekylstrukturen på, som kan være forskjellig selv om molekylene har det samme antall karbon- og hydrogenatomer. Metan, etan og propan har bare en isomer, butan (C4H10) har 2, nemlig n-butan og isobutan. Dodekan (C12H26) har 355 og C60H122 har 22.158.734.535.770.411.074.184 sies det. Ganske heftig! - BetegnelserDisse har endret seg over tid. De som er brukt i denne artikkelen har vært systematisert og er nå i vanlig bruk. For dem som er god i gresk: fra og med pentan angir forstavelsen på gresk antall karbonatomer i molekylet i vedkommende alkane, så litt system er der!

11. GASSFLASKER, BEHOLDERE OG MERKING. Metan leveres komprimert på gassflasker med 10 og 50 liters innhold, samt i pakker på 12 x 50 lites innhold. Gassflaskene er av samme type som oksygenflasker, er hvite og har rød skulderfarge - felles for brennbare gasser Etan på flasker er ikke vanlig handelsvare. men det forekommer. Også her er gassflaskene hvite og har rød skulderfarge, som for metan. Propanflasker, tanker og beholdere er utførlig beskrevet i “Brannmannen”6/05. Vær oppmerksom på at godstykkelsen i stålflaskene er 3 mm, da de er lavtrykksflasker. De tåler derfor vesentlig mindre mekanisk “juling” enn høytrykksflasker, som har betydelig større godstykkelse.

12. Butan leveres ikke på våre breddegrader separat på egne flasker. På sydligere breddegrader leveres butan stort sett på samme måte som beskrevet for propan her hos oss. Butan leveres dog på mindre beholdere som refills for lightere etc. FAREMOMENTER 1 GassflammenDen har høy temperatur - en propan/oksygenflamme er på + ca. 1.9000 C. 2 EksplosjonsfareMerk at metan- og etangass er lettere enn luft, propan- og butangass er tyngre enn luft.

13. FAREMOMENTER 3 Gassflasker i brannsoneMetanflasker oppfører seg som oksygenflasker og har ikke sikkerhetsventil. Propanflasker er som nevnt i mykt karbonstål. Som eneste type gassflasker har de sikkerhetsventil (Karbondioksidflasker har sikkerhetsmembran). Se artikkelen om propan. 4 KvelningUtlekket gass er ikke giftig og har ikke samme innvirkning på åndedrettet som karbondioksid, men fortrenges oksygeninnholdet i luften er kvelningsfaren der. Men husk at eksplosjonsfaren opptrer ved lavere gassinnhold enn kvelningsfaren! 5 ForfrysningsfareUtlekket propanvæske holder meget lav temperatur, men brannfaren en større! Atter takk til Helge Boge, Yara Industrial AS, Bergen, for god hjelp ved utarbeidelsen av denne artikkelen. Neste artikkel blir om helium.

14. KORREKSJONER TIL TIDLIGERE ARTIKLER Takket være våkne lesere er det kommet inn følgende korreksjoner. KJØLEGASSER (BRANNMANNEN 3/07)Under “Gassenes egenskaper” står det:“Overdreven bruk av air-conditioning-anlegget i bil kan føre til at gassen svetter ut og kan føre til ubehag som hodepine”.Det er feil. Det skal stå:“Brukes air-conditioning- anlegget (klimaanlegget) i bil sjelden kan pakningen i pakkboksen ved kompressoren tørke ut og det kan oppstå lekkasje av gass ut i ventilasjonsanlegget. Det kan føre til ubehag som hodepine.”

15. KORREKSJONER TIL TIDLIGERE ARTIKLER LYSTGASS BRANNMANNEN (4/07)Under “Produksjon og bruk” står det:“Når lystgassen, N2O, går over i væskeform faller temperaturen slik at større mengder drivstoff føres inn i sylinderen....”Det er feil. Det skal stå:“Når lystgassen, N2O, går over fra væskeform til gassform faller temperaturen og da kald gass tar mindre plass enn varm gass føres større mengder drivstoff inn i sylinderen...”Eventuelle andre kommentarer mottas med takk!