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Butan, n-Butan, iso-Butan

Der gesättigte Kohlenwasserstoff n-Butan stammt aus der Reihe der Alkane. n-Butan kommt in geringen Mengen im Ergas vor und fällt bei der Erdöldestillation an. Das brennbare farblose Gas ist die geradlinige Form der beiden Isomere. Das zweite Isomer ist Isobutan (2-Methylpropan).

Folgende Namen sind bekannt für n-Butan:

Butan, R 600, n-Butan

Charakterisierung

Aggregatzustände
gasförmig
Farbe
farblos
Geruch
fast geruchlos

 

Extrem entzündbares Gas das mit Luft ein explosives Gemisch bildet. Butan ist nahezu unlöslich in Wasser. Das Gas ist bei Normzustand 2,094-mal schwerer als Luft (ebenfalls Normzustand). Bei Normaldruck und einer Temperatur unterhalb von -0,51°C ist Butan flüssig. Unter Druck ist Butan ebenfalls flüssig.

Beispielsweise:
0°C, Dampfdruck ca. 1,033 bar abs.
20°C, Dampfdruck ca. 2,08 bar abs.
50°C, Dampfdruck ca. 4,96 bar abs.
(unter Dampfdruck n-Butan kann das komplette Diagramm aufgerufen werden).

Ein Teilbereich des Dampfdruckes wird im Diagramm 1 dargestellt (0°C bis 152°C)

Diagramm1

n-Buatn, Ausschnitt Dampfdruckverlauf

ZVG-Nummer:10030

EG-Nummer:203-448-7
CAS-Nummer:106-97-8

INDEX-Nummer:601-004-00-0

 

Name n-Butan
Chemische Zeichen C4H10
Strukturformel Siehe Animation
Molare Masse 58,123 kg/kmol
Kritische Temperatur 425,16 K
Kritischer Druck 37,96 bar
Siedepunkt bei 1,013 bar 272,64 K
Verdampfungswärme am Siedepunkt 385,8 kJ/kg
Dichte bei 0°C, 1,01325 bar 2,708 kg/m3
Spez. Wärmekapazität bei 25°C (1bar) 1,734 kJ/kgK

n-Butan

Iso-Butan

Vorkommen

n-Butan ist ein Flüssiggas. n-Butan fällt bei der Erdöldestillation an. Neben Erdöl kommt es noch in geringen Mengen im Erdgas vor.

Die Tabelle zeigt eine typische Zusammensetzung von Erdgas-L und Erdgas-H

Bezeichnung Einheit Nord Erdgas-H GUS Erdgas-H Erdgas-L
Vol % 90 97,3 81,8
Vol % 5 1,3 2,8
Vol % 0,7 0,5 0,4
Vol % 0,2 0,1 0,2
Vol % 1 0 0,8
Vol % 3,1 0,8 14
kWh/m3 11,21 11,18 10,3
kWh/m3 10,12 10,08 9,3
  0,61 0,57 0,64
Bezeichnung Einheit

[1]

H

[2]

H

[3]

L

Vol % 90 97,3 81,8
Vol % 5 1,3 2,8
Vol % 0,7 0,5 0,4
Vol % 0,2 0,1 0,2
Vol % 1 0 0,8
Vol % 3,1 0,8 14
kWh/m3 11,21 11,18 10,3
kWh/m3 10,12 10,08 9,3
  0,61 0,57 0,64

[1] Nord Erdgas H ; [2] GUS Erdgas ; [3] Erdgas L

 

Butan dient als Grundprodukt bei der Herstellung von 1,3-Butadien und Maleinsäure. Weiterhin dient Butan als Treibgas in Spraydosen. In Verbindung mit Propan wird Butan oft als Brenngas (Flüssiggas) verwendet. Das Flüssiggasgemisch findet sich dann oft in Gaskartuschen oder Druckgaszylindern zum Heizen, Kochen sowie in Feuerzeugen. Ebenfalls im Gemisch mit Propan dient Butan als Fahrzeugtreibstoff (Autogas, Flüssiggas). Butan als Kältemittel R600 oder sein Isomer R600a auch im Gemisch mit Propan kommen in Haushaltskühlgeräten zum Einsatz.

Butan wird als Rauschmittel missbraucht (Preiswert, leicht zu beschaffen). Die Wirkung ist vergleichbar mit der anderer Schnüffelstoffe.
Schnüffelstoffe wirken dämpfend auf das Zentralnervensystem. Nach beginn einer milden Euphorie und Erregung verändert sich die Sinneswahrnehmung rasch. Mit zunehmender Dosis treten Halluzinationen auf. Typische Risiken sind Atemstörungen, die Gefahr der Bewusstlosigkeit, Krampfanfälle und Herzrhythmusstörungen sowie psychische Abhängigkeit. Organschädigungen sowie Todesfolgen bei hohen Dosierungen sind ebenfalls nicht ausgeschlossen.


Allgemeines


Das Treibhauspotential von Butan ist 3-fach größer als bei Kohlendioxid (Methan 21-fach).
Da Ethan aber nur als Spurengas (Konzentration 0,5 ppbv auf Meereshöhe) vorkommt, kann der Effekt vernachlässigt werden. Butan wird nicht als offizielles Treibhausgas gemäß Kyoto-Protokoll gelistet.

Butan verbrennt stöchiometrisch mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.

 2 C4H10 + 13 O2 ⟹  8 CO2 +10 H2O

 

Bezeichnung Chemisches Zeichen Stoffmengen-anteil Brennstoff
(reales Gas)

mol%
Volumenanteil Brennstoff
(reales Gas)

Vol%
Volumenanteil Brennstoff
(ideales Gas)
21% Sauerstoffgehalt
Vol%
UEG
[Vol%]
OEG
[Vol%]
H2 29,52% 29,55% 29,58% 4 77
CH4 9,48% 9,46% 9,50% 4,4 17,0
C2H4 6,53% 6,48% 6,54% 2,4 32,6
CO 29,52% 29,52% 29,58% 11,3* 75,6*
C2H6 5,65% 5,60% 5,66% 2,4 14,3
C3H8 4,02% 3,94% 4,03% 1,7 10,8
C4H10 3,12% 2,99% 3,13% 1,4 9,4

*rel. Luftfeuchte<10%

 

Bezeichnung [1]
mol%
[2]
Vol%
[3]
Vol%
UEG
Vol%
OEG
Vol%
29,52% 29,55% 29,58% 4 77
9,48% 9,46% 9,50% 4,4 17,0
6,53% 6,48% 6,54% 2,4 32,6
29,52% 29,52% 29,58% 11,3* 75,6*
5,65% 5,60% 5,66% 2,4 14,3
4,02% 3,94% 4,03% 1,7 10,8
3,12% 2,99% 3,13% 1,4 9,4

*rel. Luftfeuchte<10%

[1]= Stoffmengen-anteil Brennstoff (reales Gas) in mol%

[2]=Volumenanteil Brennstoff (reales Gas) in Vol%

[3]= Volumenanteil Brennstoff (ideales Gas) 21% Sauerstoffgehalt

 

Brennstoff Heizwert HU
MJ / Kmol MJ / Kg MJ / m3
802,35 50,013 35,883
1255,61 48,222 56,493
1322,63 47,146 59,497
1427,87 47,486 64,345
2044,02 46,354 93,215
2657,08 45,715 123,810
282,99 10,103 12,633
241,84 119,972 10,783

Brennstoff Brennwert HO
MJ / Kmol MJ / Kg MJ / m3
890,35 55,498 39,819
1299,91 49,12 58,473
1410,64 50,283 63,414
1559,88 51,877 70,293
2220,03 50,345 101,242
2877,08 49,5 134,061
282,99 10,103 12,633
285,84 141,8 12,745

Was sollte noch beachtet werden (Liste ist nicht vollständig)

TA-Luft (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft)
TRGS 200 (Einstufung und Kennzeichnung von Stoffen, Zubereitungen und Erzeugnissen)
TRGS 201 (Einstufung und Kennzeichnung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen)
TRGS 400 (Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen)
TRGS 402 (Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition)
TRGS 500 (Schutzmaßnahmen)
TRGS 510 (Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern)
TRGS 555 (Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten)
TRGS 600 (Substitution)
TRGS 800 (Brandschutzmaßnahmen)
TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte)
BG-Vorschrift D 34 [VBG 21] (Verwendung von Flüssiggas)
TRB (Technische Regeln Druckbehälter)
TRG (Technische Regeln Druckgase)

Eine Übersicht über Online Tools rund um Gase finden Sie unter Online Tools

 

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