Welches Butan wird in Feuerzeugen verwendet? Das Geheimnis des Verhältnisses von n-Butan zu Isobutan

Welches Butan wird in Feuerzeugen verwendet? Ist es reines n-Butan?

Feuerzeuge sind mit Butangas als Brennstoff gefüllt, es handelt sich jedoch nicht um eine einzelne Komponente. Gemäß den Definitionen in den nationalen Normen GB 25722-2010/ISO 9994:2005 ist der Treibstoff für Feuerzeuge ein verflüssigtes Kohlenwasserstoffmaterial, einschließlich einer Mischung aus Kohlenwasserstoffverbindungen wie n-Butan, Isobutan und Propan. Das handelsübliche „Feuerzeuggas“ besteht aus n-Butan und Isobutan in einem bestimmten Verhältnis und enthält außerdem geringe Mengen an C₃- und C₅-Kohlenwasserstoffen. Unter diesen hat n-Butan einen Siedepunkt von -0,5 Grad und ist der Hauptbrennstoff; Isobutan hat einen Siedepunkt von -11,7 Grad und einen niedrigeren Zündpunkt, was zur Verbesserung der Zündleistung beiträgt. Der Zweck der Mischung beider besteht darin, eine stabile Verbrennung zu gewährleisten und gleichzeitig eine Anpassungsfähigkeit an die Sommer- und Wintersaison sowie eine hohe Erfolgsquote bei der Zündung zu erreichen. Gewöhnliche Einwegfeuerzeuge sind überwiegend mit Butan gefüllt.

Kapitel 1: Die „Standardantwort“ für leichteren Kraftstoff

1.1 Die Kraftstoffrevolution nach dem Zweiten Weltkrieg

In der Geschichte der Leichtbauentwicklung haben Kraftstoffe einen interessanten Entwicklungspfad durchlaufen. Vor dem Zweiten Weltkrieg verwendeten die meisten Feuerzeuge Benzin als Treibstoff, doch aufgrund des unangenehmen Geruchs und der hohen Flüchtigkeit war das Benutzererlebnis nicht ideal. Nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzten gasbetriebene Feuerzeuge nach und nach die Feuerzeuge mit Benzindocht, und Butan wurde zum gängigen Brennstoff.

Gemäß den Bestimmungen der nationalen Norm QB 1141-1991 „Gasfeuerzeuge“ müssen Gasfeuerzeuge als Brennstoff Butangas verwenden, das für Feuerzeuge vorgesehen ist. Was genau ist dieses „Butangas“?

1.2 Die zwei „Gesichter“ von Butan

Butan (C₄H₁₀) hat zwei Isomere: n-Butan und Isobutan.

Obwohl sie die gleiche Molekülformel haben, unterscheiden sich ihre physikalischen Eigenschaften, was ihre unterschiedliche Rolle in leichteren Kraftstoffen bestimmt.

Kapitel 2: Die wahre Formel des leichteren Kraftstoffs - Gemischtes Butan

2.1 Die Zusammensetzung von kommerziellem „Feuerzeuggas“

Gemäß der Beschreibung im Lehrbuch „Registered Safety Engineer“ ist die Zusammensetzung von handelsüblichem Butan (allgemein als Feuerzeuggas bekannt) wie folgt:

Besteht aus n-Butan und Isobutan und enthält außerdem geringe Mengen an C₃-, C₅-Kohlenwasserstoffen und Sulfiden. Es ist bei Raumtemperatur ein farbloses Gas mit einem leicht besonderen Geruch.

Hier erscheint ein Schlüsselwort -Mischung.

Warum ist der Treibstoff für Feuerzeuge eine Mischung aus n-Butan und Isobutan und nicht reines n-Butan? Es gibt zwei Gründe.

Erstens, um eine gute Zündleistung zu erreichen.
Isobutan hat einen niedrigeren Siedepunkt (-11,7 Grad gegenüber -0,5 Grad bei n-Butan), was bedeutet, dass es in kalten Umgebungen leichter verdampft und sich entzündet. Durch die Zugabe einer angemessenen Menge Isobutan wird sichergestellt, dass ein Feuerzeug auch im Winter mit einem einzigen Schlag zündet.

Zweitens, um den Dampfdruck zu kontrollieren und die Sicherheit zu gewährleisten.
Gemäß der Definition von Gasfeuerzeugen in der nationalen Norm GB 25722-2010/ISO 9994:2005 ist der Brennstoff in einem Feuerzeug ein verflüssigter Kohlenwasserstoff (wie n-Butan, Isobutan oder Propan) mit einem Standarddruck von mehr als 104 kPa bei 24 Grad. Dieser Druck darf weder zu niedrig sein (sonst reicht die Verdampfung nicht zur Zündung aus), noch zu hoch (sonst besteht Explosionsgefahr). Durch die Anpassung des Verhältnisses von n-Butan zu Isobutan kann der Dampfdruck im Inneren des Feuerzeugs präzise gesteuert werden.

2.2 Was ist in einem Einwegfeuerzeug enthalten?

Die gängigsten Einwegfeuerzeuge aus Kunststoff auf dem Markt verwenden flüssiges Butan als Brennstoff, das in einem versiegelten Fach am Boden aufbewahrt wird.

China ist ein bedeutender Hersteller von Feuerzeugen. Allein in der Region Shaodong in der Provinz Hunan werden jährlich 15 Milliarden Einheiten produziert, was etwa 70 % der weltweiten Gesamtproduktion ausmacht. Alle diese zig Milliarden Feuerzeuge sind mit Butan-Kraftstoffgemischen gefüllt.

Kapitel 3: Warum Butan? - Die Vorteile von Butan als leichterer Kraftstoff

3.1 Mäßiger Siedepunkt

Der Siedepunkt von reinem n-Butan liegt bei -0,5 Grad. Dieser Wert ist sehr „clever“:

Bei Raumtemperatur (etwa 20 Grad) liegt n-Butan in flüssigem Zustand vor und kann effizient gelagert werden - ein kleines Feuerzeug kann genug Treibstoff aufnehmen, um lange zu halten.

Wenn der Benutzer den Feuerzeugknopf drückt, wird der Druck abgelassen und das flüssige Butan verdampft sofort und bildet ein brennbares Gas.

Das verdampfte Butan vermischt sich mit Luft und verbrennt bei Kontakt mit einem Funken gleichmäßig.

3.2 Saubere Verbrennung

Die Hauptprodukte der Butanverbrennung sind Kohlendioxid und Wasser. Es produziert keine giftigen oder schädlichen Substanzen, wodurch es sicher in der Anwendung und relativ umweltfreundlich ist.

3.3 Niedrige Kosten

Butan ist ein Nebenprodukt der Erdölspaltung. Es hat reichlich Vorkommen, einen niedrigen Preis und eignet sich für die Massenproduktion von Einweg-Konsumgütern.

Kapitel 4: Die „Arbeitsteilung und Zusammenarbeit“ von n-Butan und Isobutan

4.1 Proportionierung nach Bedarf

Obwohl es keinen öffentlich bekannt gegebenen, einheitlichen Standard für das spezifische Verhältnis in der Branche gibt (dies ist oft ein „Geschäftsgeheimnis“ für einzelne Feuerzeughersteller), ist Folgendes sicher:

4.2 Kernarbeitsprinzip

Unabhängig vom Verhältnis ist das Funktionsprinzip eines Feuerzeugs einheitlich:

4.3 Vorteile von hochreinem Butan

Für hochwertige Feuerzeuge (wie Zippos, Nachahmungen von nachfüllbaren Zippo-Feuerzeugen usw.) können Benutzer separate Butangaskanister zum Nachfüllen erwerben. Hochreines Butan (mit einem höheren n{4}}-Butangehalt) brennt vollständiger, erzeugt eine stabilere Flamme, verursacht weniger Verunreinigungsablagerungen an der Feuerzeugdüse und kann die Lebensdauer des Feuerzeugs effektiv verlängern.

Die nationalen Standards für Feuerzeugqualität führen auch zu Verbesserungen bei der Kraftstoffreinheit. Wie Branchenexperten festgestellt haben, gibt es bei vielen nicht qualifizierten Produkten auf dem Markt Probleme, weil es sich bei dem Gas in den Kanistern nicht um das angegebene verflüssigte Butan, sondern um gewöhnliches Flüssiggas handelt, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. Daher ist die Wahl von Standard-Butangas von qualifizierten Herstellern von entscheidender Bedeutung.

Kapitel 5: Zusammenfassung und Sicherheitsvorkehrungen

5.1 Kernschlussfolgerungen

Das „Butan“ in Feuerzeugen ist weder reines n-Butan noch reines Isobutan, sondern eine Mischung aus n-Butan und Isobutan, die manchmal auch eine kleine Menge Propan enthält.

Gemäß QB 1141-1991 ist der Kraftstoff als „Butangas für Feuerzeuge“ definiert.

5.2 Sicherheitsvorkehrungen für den Gebrauch

Butan ist ein extrem entzündliches Gas. Obwohl Feuerzeuge klein sind, sollte die Sicherheit nicht außer Acht gelassen werden: