گاز اتان (Ethane Gas)
گاز اتان (C₂H₆) یکی از هیدروکربنهای اشباع از خانواده آلکانهاست که در شرایط استاندارد به صورت گازی بیرنگ، بیبو، غیرسمی و بسیار قابل اشتعال وجود دارد. این ترکیب، دومین عضو سادهترین آلکانها پس از متان است و با کاهش دما یا افزایش فشار، قابلیت مایعشدن را دارد. گاز اتان به طور طبیعی در گاز طبیعی خام یافت میشود و یکی از ترکیبات اصلی در گازهای خروجی میادین نفت و گاز به شمار میآید. از نظر ساختار شیمیایی، مولکول اتان شامل دو اتم کربن است که به یکدیگر متصلاند و هر کربن با سه اتم هیدروژن پیوند دارد. یکی از ویژگیهای مهم اتان، اشتعالپذیری بالای آن است که باعث میشود در تماس با هوا و منبع جرقه، بهسرعت بسوزد و در این فرایند دیاکسید کربن و بخار آب تولید کند. بههمین دلیل، اتان به عنوان یک سوخت نیز مورد توجه قرار گرفته است.
تاریخچه گاز اتان
گاز اتان (C₂H₆) در ابتدا بهعنوان یک ترکیب شیمیایی ناشناخته باقی مانده بود. با اینکه این گاز در طبیعت بهطور گستردهای یافت میشود، کشف آن در علم شیمی تاریخ پیچیدهای داشت. نخستین بار در سال ۱۸۳۴، مایکل فارادی، شیمیدان مشهور انگلیسی، با استفاده از الکترولیز محلول استات پتاسیم موفق به تولید این ترکیب شد. با این حال، او به اشتباه این گاز را با متان اشتباه گرفت و بنابراین به بررسیهای بیشتر نپرداخت. فرآیند مورد استفاده او که بهطور امروزی به نام “الکترولیز کولبه” شناخته میشود، به تولید رادیکالهای متیل و در نهایت به تشکیل مولکول اتان منجر میگردد. این کشف، اگرچه آغازگر تحقیقات بیشتر در این زمینه بود، اما تا مدتها توجه زیادی جلب نکرد.
در سالهای ۱۸۴۷ تا ۱۸۴۹، هرمان کولبه و ادوارد فرانکلند نیز بهطور مستقل از فارادی به تولید اتان دست یافتند. آنها این گاز را از طریق واکنشهای کاهش پروپیونیتریل و اتیل یدید با فلز پتاسیم، و همچنین از طریق الکترولیز استاتها تولید کردند. مشابه فارادی، این شیمیدانها نیز گاز تولید شده را به اشتباه با رادیکال متیل اشتباه گرفتند و در نتیجه تحلیل دقیقتری انجام ندادند.
این خطا در سال ۱۸۶۴ توسط کارل شورلمر اصلاح شد، زمانی که او نشان داد که محصول نهایی این واکنشها، گاز اتان است. در همان سال، ادموند رونالدز نیز اتان را بهعنوان محلولی در نفت خام سبک پنسیلوانیا شناسایی کرد. این کشف نه تنها منجر به درک بهتر گاز اتان و ویژگیهای آن شد، بلکه به توسعه روشهای جدید برای استخراج و استفاده از آن در صنایع مختلف شیمیایی و انرژی نیز کمک کرد.
از آن زمان، گاز اتان بهعنوان یکی از هیدروکربنهای مهم و پایه در صنعت پتروشیمی و تولید انرژی شناخته شد. امروزه، اتان بهعنوان ماده اولیه در تولید اتیلن، پلاستیکها، پروپیلن و دیگر ترکیبات شیمیایی ارزشمند استفاده میشود. همچنین در فرآیندهای مختلف صنعتی و انرژی، مانند تولید گاز طبیعی مایع (LNG) و بهعنوان سوخت، نقش کلیدی ایفا میکند.
در نهایت، تاریخچه گاز اتان نشاندهنده پیشرفتهای علمی مستمر در کشف و استفاده از این گاز است، که همچنان به عنوان یکی از مواد اولیه کلیدی در صنایع مختلف شیمیایی و انرژی باقی مانده است.
خواص فیزیکی و شیمیایی گاز اتان
گاز اتان (C₂H₆) یک هیدروکربن اشباع است که بهصورت گاز در دمای ۲۰℃ قرار دارد و ساختار مولکولی آن از دو اتم کربن و شش اتم هیدروژن تشکیل شده است. این گاز بیرنگ و بیبو است و بهدلیل ویژگیهای خاص خود در صنایع مختلف بهویژه در صنعت انرژی و تولید گازهای طبیعی کاربرد دارد. جرم مولکولی اتان برابر با ۳۰.۰۸ g/mol است و چگالی آن معادل ۱.۲۶۵۴ kg/m³ میباشد.
از انواع خواص فیزیکی و شیمیایی این گاز در جدول زیر ذکر شده است :
|
نام علمی |
Argon |
|---|---|
|
فرمول شیمیایی |
Ar |
|
عدد اتمی |
۱۸ |
|
جرم اتمی |
g/mol 948/39 |
|
نقطه ذوب |
° ۱۸۹- |
|
نقطه جوش |
° ۱۸۵.۹- |
|
وزن مولکولی |
Gr40 |
|
چگالی |
۸۷۴/1gr/lit |
|
حالت فیزیکی |
گاز |
|
مشخصات فیزیکی |
بی رنگ و بی بو |
|
حلالیت در آب |
کم |
|
خواص شیمیایی |
گاز نجیب، واکنشناپذیر |
|
طبقهبندی ماده |
گاز نجیب، غیرقابل احتراق، غیرواکنشپذیر |
|
کلاس خطر (طبق GHS) |
کلاس ۲.۲ – گاز غیرقابل اشتعال و غیرسمی |
موارد ایمنی و خطرات گاز اتان
نکات ایمنی و مخاطرات گاز اتان و پیشگیری از خطرات احتمالی
|
طبقه بندی ماده |
گاز قابل اشتعال-گازهای تحت فشار |
|---|---|
|
نماد خطر |
|
|
کلاس خطر(لوزی خطر) |
|
|
علائم |
پیشگیری |
کمک های اولیه |
|
|---|---|---|---|
|
استنشاق |
کاهش اکسیژن خون |
انتقال فرد به هوای تازه، در صورت نیاز تنفس مصنوعی انجام شود و به پزشک مراجعه شود |
انتقال به هوای تازه، انجام تنفس مصنوعی یا اکسیژن در صورت ایست تنفسی و مراجعه به پزشک در صورت شدت علائم. |
|
پوست |
استفاده از دستکش و لباس محافظ |
شستشوی پوست با صابون و آب، خارج کردن لباسهای آلوده با احتیاط و مراجعه به پزشک در صورت نیاز |
|
|
چشم ها |
تحریک چشمها |
استفاده از عینک ایمنی و محافظ صورت |
شستوشوی فوری چشمها با آب به مدت ۱۵ دقیقه و مراجعه به پزشک در صورت تحریک زیاد |
فرآیند تولید گاز اتان
گاز اتان عمدتاً از منابع مختلفی مانند گاز طبیعی، پالایش نفت خام، کربونیزاسیون زغالسنگ، پیرولیز زیستتوده و بیوگاز تولید میشود. در گاز طبیعی، اتان بهعنوان یکی از ترکیبات عمده در کنار متان و دیگر گازها استخراج میشود. این گاز معمولاً از طریق فرآیندهای جداسازی در تأسیسات مایعات گاز طبیعی (NGL) استخراج میشود. در پالایش نفت خام، اتان بهعنوان محصول جانبی از فرآیند تقطیر و کراکنینگ تولید میشود. فرآیند کربونیزاسیون زغالسنگ نیز مقادیر کمتری اتان تولید میکند، ولی هزینههای استخراج آن بالا است. همچنین، در پیرولیز زیستتوده و تولید بیوگاز از منابع زیستی، مقادیر کمی اتان تولید میشود که اغلب نیاز به تصفیه دارد. علاوه بر این، در مقیاس آزمایشگاهی، اتان میتواند از واکنشهای شیمیایی خاص سنتز شود، اما این روشها بیشتر در تحقیقات کاربرد دارند تا در مقیاس صنعتی.
انواع گاز اتان
| گرید خلوص | ناخالصیها (ppm) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| H2 | COS | CnHm | N2 | H2O | O2 | |
| ۹۹.۵% (گرید ۲.۵) | - | - | ≤ ۵۰۰۰ | - | ≤ ۵۰ | ≤ ۲۵۰ |
| ۹۹.۹% (گرید ۳.۰) | - | - | - | ≤ ۱۰۰ | ≤ ۲۰۰ | - |
| ۹۹.۹۵% (گرید ۳.۵) | - | - | ≤ ۴۵۰ | - | ≤ ۵۰ | ≤ ۱۰۰ |
کاربرد گاز اتان در صنایع مختلف چیست؟
گاز اتان (C₂H₆) در صنایع مختلف کاربردهای گستردهای دارد. یکی از مهمترین کاربردهای آن در صنعت پتروشیمی است، جایی که بهعنوان خوراک برای تولید اتیلن و دیگر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین در فرآیندهای تولید انرژی، اتان بهعنوان سوخت در نیروگاهها و موتورهای احتراقی استفاده میشود. این گاز همچنین در تولید گاز طبیعی مایع (LNG) و بهعنوان یکی از اجزای اصلی گاز طبیعی در میادین نفتی استخراج شده و بهصورت مایع به بازارهای جهانی صادر میشود. علاوه بر این، اتان در تولید هیدروژن و گاز سنتز نیز بهکار میرود و نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی ایفا میکند. در کل، اتان یکی از هیدروکربنهای کلیدی است که در صنایع مختلف انرژی، شیمیایی و تولیدی کاربردهای متنوعی دارد.
بزرگترین کاربردهای گاز اتان، تولید اتیلن از طریق فرآیند کراکینگ بخار است. اتیلن پایه اصلی تولید پلاستیکهایی مانند پلیاتیلن، ضدیخها، شویندهها و بسیاری مواد شیمیایی دیگر است. اتان بهعنوان خوراک خالصتر نسبت به نفتا مزیت دارد اما فرآیند کراکینگ آن نیازمند دمای بالا و مصرف انرژی زیاد است.
اتان در نیروگاهها و برخی صنایع برای تولید برق و گرمایش به کار میرود. احتراق آن نسبت به سوختهای مایع پاکتر است. با این حال، استفاده گسترده از اتان بهعنوان سوخت محدود به دلیل ارزش بالای آن در صنعت پتروشیمی و نیاز به شرایط خاص حملونقل است.
اتان مایع در آزمایشگاهها برای سرمایش سریع نمونهها به کار میرود. برای مثال در میکروسکوپ الکترونی کرایو (Cryo-EM)، نمونهها در اتان مایع غوطهور شده و به سرعت سرد میشوند تا ساختارهای زیستی بدون آسیب دیدن حفظ شوند. این کاربرد یکی از پیشرفتهترین روشهای تحقیقاتی در زیستشناسی مولکولی و داروسازی است.
اهمیت صنعتی اتان به توانایی بالای آن در تبدیل به اتیلن (C₂H₄) و هیدروژن از طریق فرایند پیرولیز (تجزیه حرارتی) بازمیگردد؛ در این روش، اتان از میان لولههای داغ عبور داده میشود و در نتیجه شکسته میشود. مانند پروپان و تا حدودی بوتان، اتان یکی از مواد اولیه اصلی در صنعت عظیم پتروشیمی اتیلن است که محصولاتی حیاتی مانند پلاستیک پلیاتیلن، اتیلن گلایکول، و الکل اتیلیک را تولید میکند.
- اتیلن گلیکول: این ترکیب مایعی بیرنگ و محلول در آب است که بهطور گسترده در تولید ضدیخها، محصولات شوینده، و به عنوان حامل حرارتی در سیستمهای تهویه مطبوع استفاده میشود. از مزایای استفاده از اتیلن گلیکول میتوان به کارایی بالا در جلوگیری از یخزدگی و پایداری شیمیایی خوب آن اشاره کرد، اما نقطه ضعف آن کریستاله شدن در دماهای بسیار پایین است که میتواند مشکلاتی در برخی کاربردها ایجاد کند.
- الکل اتیلیک (اتانول صنعتی): اتانول یکی از مهمترین حلالها در صنایع دارویی، آرایشی و غذایی است. این ماده در تولید ضدعفونیکنندهها، طعمدهندهها و شربتهای دارویی کاربرد فراوان دارد. اتانول همچنین به عنوان یک ماده اولیه در سنتز ترکیبات شیمیایی مختلف بهکار میرود. مزیت اصلی اتانول، حلالیت بالا و بیخطر بودن نسبی آن است، اما فرآیند تولید عمدتاً از تخمیر مواد زیستی صورت میگیرد که میتواند هزینهبر باشد.
- اسید استیک: این ترکیب بهعنوان ماده اولیه در تولید رنگها، چسبها، پلاستیکها و حلالها کاربرد دارد و از طریق اکسیداسیون اتیلن یا تخمیر مواد زیستی تولید میشود.
علاوه بر کاربردهای صنعتی، اتان در حوزههای پژوهشی و تخصصی نیز اهمیت ویژهای دارد:
- گاز کالیبراسیون: اتان به دلیل خلوص بالا و خواص فیزیکی پایدار، در تهیه مخلوطهای گازی کالیبراسیون برای تجهیزات اندازهگیری و تحلیل گازها استفاده میشود. این مخلوطها در آزمایشگاههای تحقیقاتی و صنایع مختلف برای اطمینان از دقت و صحت دستگاههای آنالیز گازها کاربرد دارند.
- نیروی محرکه در اسپریها: در مقیاس کوچک، اتان به عنوان نیروی محرکه در محصولات اسپری مانند دئودورانتها، اسپری مو و حشرهکشها به کار میرود. این کاربرد به دلیل فشار گاز و قابلیت فشردهسازی اتان است که میتواند مواد فعال را به صورت یکنواخت و مؤثر پخش کند.
انواع سیلندر گاز اتان
سیلندرهای گاز اتان به علت آتش زا بودن کاملا قرمز بوده و از شیرهای چپگرد رزوه داخلی (توپیچ)BS4 یا شیرهای رزوه بیرونی (رو پیچ) DIN1 استفاده میشود.
|
نوع گاز |
رنگ سیلندر (INSO 712) |
جنس شیر (ISO 11114) |
جنس سیلندر (ISO 11114) |
|---|---|---|---|
|
گرید آزمایشگاهی |
قرمز (۳۰۰۰) |
برنج (B) |
فولادهای کربنی قرار گرفته تحت عملیات حرارتی نرمالایزینگ (NS) |
|
گرید صنعتی |
|
جنس سیلندر |
ظرفیت سیلندر(لیتر) |
ارتفاع سیلندر(سانتی متر) |
قطر سیلندر(سانتی متر) |
وزن سیلندر(کیلوگرم) |
ضخامت سیلندر(میلی متر) |
|---|---|---|---|---|---|
|
آلومینیوم |
۲ ۵ ۱۰ ۴۰ |
۴۴ ۵۸.۵ ۸۲.۵ ۱۵۶ |
۱۱ ۱۴ ۱۶ ۲۵ |
۲.۱۸ ۴.۸۶ ۹.۰۴ ۴۵.۰۶ |
۶.۵ ۷.۱ ۸.۱ ۱۵.۳ |
|
فولادی |
۵ ۱۰ ۴۰ ۵۰ |
۵۵ ۹۳ ۱۴۲ ۱۵۶ |
۱۴ ۱۵ ۲۴ ۲۵ |
۸.۷ ۱۴ ۴۸.۹ ۶۰.۸ |
۳.۶ ۳.۶ ۵.۷ ۵.۸ |
قیمت گاز اتان
قیمت گاز اتان بر اساس خلوص و حجم کپسول متفاوت خواهد بود. جهت ثبت سفارش و آگاهی از قیمت گاز اتان از طریق شماره های موجود در سایت شرکت گاز اردستان با ما تماس بگیرید.
|
قیمت گاز اتان |
میزان خلوص گاز اتان |
|---|---|
|
تماس بگیرید |
Grade 2.5 Ethane |
|
Grade 3.0 Ethane |
|
|
Grade 3.5 Ethane |
استعلام قیمت گاز اتان
قیمت لحظهای گاز اتان را استعلام کنید و بهترین پیشنهاد خرید را دریافت نمایید!
سوالات متداول گاز اتان
تهویه مناسب
استفاده از تجهیزات ضد انفجار
عدم استعمال دخانیات یا روشن بودن شعله
استفاده از تجهیزات حفاظت فردی
سیستمهای نشتیاب و پایش
آموزش کارکنان
برگه اطلاعات ایمنی (SDS)
اتان یک گاز بسیار قابل اشتعال است و بهراحتی میتواند شعلهور شده یا باعث انفجار شود. نشت یا تخلیه اتان ممکن است منجر به تشکیل ابر گازی قابل اشتعال شود که در صورت رسیدن به منبع جرقه یا شعله، منجر به حادثه جدی میگردد.
اتان سمی نیست. این ماده بهعنوان غیرسمی شناخته میشود، اما به دلیل چگالی بیشتر نسبت به هوا، میتواند باعث خفگی شود.
گاز اتان یک هیدروکربن است؛ یعنی فقط از اتمهای هیدروژن و کربن تشکیل شده است. در ساختار اتان، دو اتم کربن و شش اتم هیدروژن وجود دارد.
تأمین اتان برای صنایع مختلف به منبع استخراج آن و زیرساختهای حملونقل و توزیع بستگی دارد. روشهای مختلفی برای تأمین اتان وجود دارد که بسته به مقیاس عملیات و موقعیت جغرافیایی انتخاب میشوند:
۱. تأمین از طریق خط لوله
در مناطقی که تمرکز بالایی از تأسیسات فرآورش گاز طبیعی و مجتمعهای پتروشیمی وجود دارد، اتان از طریق خطوط لوله اختصاصی منتقل میشود.
۲. حملونقل اتان مایعشده
در مناطقی که به خطوط لوله دسترسی ندارند، اتان بهصورت مایعشده از طریق کشتی، قطار یا کامیون حمل میشود.
پادکست صوتی تولید شده با هوش مصنوعی