Quale butano viene utilizzato negli accendini? Il mistero del rapporto tra n-butano e isobutano

Quale butano viene utilizzato negli accendini? È n-butano puro?

Gli accendini sono riempiti con gas butano, ma non è un singolo componente. Secondo le definizioni degli standard nazionali GB 25722-2010/ISO 9994:2005, il carburante per accendini è un materiale idrocarburico liquefatto, comprendente una miscela di composti di idrocarburi come n-butano, isobutano e propano. Il comune "gas per accendini" commerciale è composto da n-butano e isobutano in un certo rapporto e contiene anche piccole quantità di idrocarburi C₃ e C₅. Tra questi, l'n-butano ha un punto di ebollizione di -0,5 gradi ed è il combustibile principale; L'isobutano ha un punto di ebollizione di -11,7 gradi e un punto di accensione inferiore, che aiuta a migliorare le prestazioni di accensione. Lo scopo di miscelare i due è garantire una combustione stabile ottenendo allo stesso tempo l'adattabilità per le stagioni estive e invernali e un alto tasso di successo dell'accensione. I normali accendini usa e getta sono riempiti principalmente con butano.

Capitolo 1: La "risposta standard" per il carburante più leggero

1.1 La rivoluzione del carburante dopo la seconda guerra mondiale

Nella storia dello sviluppo degli accendini, i combustibili hanno seguito un percorso evolutivo interessante. Prima della seconda guerra mondiale, la maggior parte degli accendini utilizzava la benzina come combustibile, ma a causa del suo odore sgradevole e dell'elevata volatilità, l'esperienza dell'utente non era ideale. Dopo la seconda guerra mondiale, gli accendini a gas- sostituirono gradualmente gli accendini a benzina e il butano divenne il combustibile principale.

Secondo le disposizioni della norma nazionale QB 1141-1991 "Accendini a gas", gli accendini a gas devono utilizzare come combustibile il gas butano previsto per gli accendini. Allora, cos'è esattamente questo "gas butano"?

1.2 Le due "facce" del butano

Il butano (C₄H₁₀) ha due isomeri: n-butano e isobutano.

Sebbene abbiano la stessa formula molecolare, le loro proprietà fisiche differiscono, il che determina i loro diversi ruoli nel combustibile più leggero.

Capitolo 2: La vera formula del carburante più leggero - Butano misto

2.1 La composizione del "gas per accendini" commerciale

Secondo la descrizione nel libro di testo "Registered Safety Engineer", la composizione del butano commerciale (comunemente noto come gas per accendini) è:

Composto da n-butano e isobutano, contenente anche piccole quantità di idrocarburi e solfuri C₃, C₅. È un gas incolore a temperatura ambiente con un odore leggermente particolare.

Qui appare una parola chiave -miscela.

Perché il carburante per gli accendini è una miscela di n-butano e isobutano anziché di n-butano puro? Ci sono due ragioni.

Innanzitutto, per ottenere buone prestazioni di accensione.
L'isobutano ha un punto di ebollizione più basso (-11,7 gradi rispetto ai -0,5 gradi dell'n-butano), il che significa che vaporizza e si accende più facilmente in ambienti freddi. L'aggiunta di una quantità adeguata di isobutano garantisce che un accendino si accenda con un solo colpo anche in inverno.

In secondo luogo, controllare la pressione del vapore e garantire la sicurezza.
Secondo la definizione di accendini a gas nella norma nazionale GB 25722-2010/ISO 9994:2005, il carburante all'interno di un accendino è un idrocarburo liquefatto (come n-butano, isobutano o propano), con una pressione standard superiore a 104 kPa a 24 gradi. Questa pressione non deve essere troppo bassa (altrimenti non ci sarà sufficiente vaporizzazione per l'accensione), né troppo alta (altrimenti rischio di esplosione). Regolando il rapporto tra n-butano e isobutano, la pressione del vapore all'interno dell'accendino può essere controllata con precisione.

2.2 Cosa c'è dentro un accendino usa e getta?

Gli accendini in plastica usa e getta più comuni sul mercato utilizzano come combustibile il butano liquido, conservato in uno scomparto sigillato sul fondo.

La Cina è un importante produttore di accendini. La produzione annua nella sola area di Shaodong, nella provincia di Hunan, raggiunge i 15 miliardi di unità, pari a circa il 70% del totale mondiale. Tutte queste decine di miliardi di accendini sono riempiti con miscele di carburante butano.

Capitolo 3: Perché il butano? - I vantaggi del butano come combustibile più leggero

3.1 Punto di ebollizione moderato

Il punto di ebollizione del n-butano puro è -0,5 gradi. Questo valore è molto "intelligente":

A temperatura ambiente (circa 20 gradi), il n-butano è allo stato liquido e può essere conservato in modo efficiente - un piccolo accendino può contenere abbastanza carburante per durare a lungo.

Quando l'utente preme il pulsante dell'accendino, la pressione viene rilasciata e il butano liquido vaporizza istantaneamente, formando un gas combustibile.

Il butano vaporizzato si mescola con l'aria e brucia costantemente a contatto con una scintilla.

3.2 Combustione pulita

I principali prodotti della combustione del butano sono l'anidride carbonica e l'acqua. Non produce sostanze tossiche o nocive, il che lo rende sicuro da usare e relativamente rispettoso dell'ambiente.

3.3 Basso costo

Il butano è un sottoprodotto-del cracking del petrolio. Ha fonti abbondanti, un prezzo basso ed è adatto alla produzione di massa di beni di consumo usa e getta.

Capitolo 4: La "Divisione del lavoro e della cooperazione" di n-Butano e Isobutano

4.1 Proporzionamento in base alle necessità

Sebbene non esista uno standard unificato e divulgato pubblicamente per il rapporto specifico nel settore (questo è spesso un "segreto commerciale" per i singoli produttori di accendini), ciò che è certo è:

4.2 Principio di funzionamento fondamentale

Indipendentemente dal rapporto, il principio di funzionamento di un accendino è coerente:

4.3 Vantaggi del butano ad alta-purezza

Per gli accendini-di fascia alta (come Zippo, imitazioni di accendini ricaricabili Zippo e così via), gli utenti possono scegliere di acquistare bombole di gas butano separate per la ricarica. Il butano ad alta-purezza (con un contenuto di n-butano più elevato) brucia in modo più completo, produce una fiamma più stabile, provoca meno depositi di impurità sull'ugello dell'accendino e può prolungare efficacemente la durata dell'accendino.

Anche gli standard nazionali per la qualità degli accendini stanno portando a miglioramenti nella purezza del carburante. Come hanno notato i professionisti del settore, molti prodotti non qualificati sul mercato hanno problemi perché il gas nelle bombole non è il butano liquefatto specificato ma piuttosto il normale GPL, il che comporta rischi per la sicurezza. Pertanto, la scelta del gas butano standard prodotto da produttori qualificati è fondamentale.

Capitolo 5: Riepilogo e precauzioni di sicurezza

5.1 Conclusioni fondamentali

Il "butano" negli accendini non è né n-butano puro né isobutano puro, ma una miscela di n-butano e isobutano, a volte contenente anche una piccola quantità di propano.

Secondo QB 1141-1991, il carburante è definito come "gas butano destinato agli accendini".

5.2 Precauzioni di sicurezza per l'uso

Il butano è un gas estremamente infiammabile. Sebbene gli accendini siano piccoli, la sicurezza non dovrebbe essere ignorata: