البيوتان من مشتقات البترول .. تعرف على أهم 6 استخدامات له

يُعد البيوتان أو البوتان أحد أبرز المشتقات البترولية التي تؤدي دورًا حيويًا في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والتجارية والحياتية، تتجاوز 6 استخدامات متنوعة.

ويُستخلص هذا المركب الهيدروكربوني أثناء عملية تكرير النفط الخام، ويتميّز بخواص فيزيائية وكيميائية تجعله مثاليًا للعديد من الاستخدامات التي تجمع بين الكفاءة والمرونة.

في هذا المقال، نأخذك في جولة شاملة حول هذا المركب الهيدروكربوني، بداية من تعريفه، مرورًا بخصائصه، وانتهاءً باستخداماته في الحياة اليومية.

ما هو البيوتان؟

البيوتان (Butane) هو أحد مشتقات البترول الهامة، ويُعد من المركبات الهيدروكربونية المشبعة التي تنتمي إلى سلسلة الألكانات، يتكوّن من أربع ذرات كربون وعشر ذرات هيدروجين، وتُكتب صيغته الكيميائية على النحو التالي: C₄H₁₀، ويتميز بأنه غاز عديم اللون وسهل التسييل تحت الضغط، ويُستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات مثل: وقود الطهي، أجهزة التدفئة، صناعة المواد الكيميائية، كمادة دافعة في البخاخات، وفي إنتاج البنزين المحسَّن.

أنواع البوتان المتصاوغة

يتوفر البيوتان في الطبيعة على شكل نوعين متصاوغين (Isomers)، أي أنهما يشتركان في الصيغة الكيميائية نفسها (C₄H₁₀) ولكن يختلفان في ترتيب الذرات، مما يمنحهما خصائص فيزيائية وسلوكية مختلفة، هذان النوعان هما:

1. البيوتان العادي (n-Butane):

يُعرف أيضًا باسم النورمال بيوتان.
يتكوّن من سلسلة مستقيمة من أربع ذرات كربون مرتبطة معًا.
له درجة غليان أعلى نسبيًا من الآيزو بيوتان.
يُستخدم بكثرة كوقود للطهي والتدفئة وفي صناعة البتروكيماويات.
يمتاز بأنه أكثر استقرارًا عند درجات الحرارة العادية والضغط الجوي.

2. الآيزو بيوتان (Isobutane):

يُعرف أيضًا باسم الميثيل بروبان.
يحتوي على ثلاث ذرات كربون في سلسلة رئيسية وذرة كربون متفرعة (فرع جانبي).
يتمتع بدرجة غليان أقل من البيوتان العادي، مما يجعله أكثر تطايرًا.
يُستخدم غالبًا كغاز دافع في العبوات المضغوطة مثل مزيلات العرق، وأيضًا كمادة خام لإنتاج الإيزوأوكتان الذي يُضاف إلى البنزين لتحسين رقم الأوكتان.

ورغم أن النوعين يحملان الصيغة الكيميائية نفسها، فإن الفرق في البنية يُؤثر على خصائصهما الفيزيائية والكيميائية، وبالتالي على استخداماتهما. فالنورمال بيوتان مناسب أكثر للاحتراق المنتظم وتوليد الحرارة، في حين أن الآيزو بيوتان أكثر ملاءمة في تطبيقات تتطلب تطايرًا أسرع أو تفاعلًا كيميائيًا معينًا.

كيف يُستخرج البيوتان من البترول؟

يتم فصل البيوتان ضمن عملية تعرف بـ “تجزئة الغازات البترولية السائلة (LPG)” في وحدات التكرير، خلال هذه العملية، يتم فصل مكونات الغاز الطبيعي المختلفة باستخدام التقطير التجزيئي، حيث يُفصل البيوتان عن البروبان والإيثان ومركبات أخرى، ثم يُعالج ويُخزن في حاويات خاصة تحت ضغط عالي للحفاظ عليه في الحالة السائلة.

استخدامات البوتان في الحياة والصناعة

يتمتع البيوتان بأهمية كبيرة كونه من المشتقات البترولية متعددة الاستخدامات، حيث يمتد نطاق تطبيقاته من الاستعمالات المنزلية البسيطة إلى الصناعات الثقيلة والبتروكيماوية، وتنبع أهميته من خصائصه الفيزيائية الملائمة وسهولة نقله وتخزينه، مما يجعله خيارًا مفضلًا في العديد من المجالات، وإليك أبرز استخداماته:

1. وقود للطهي والتدفئة: يُستخدم البيوتان في أسطوانات الغاز المنزلية والمحمولة، سواء داخل المنازل أو في رحلات التخييم والمناطق النائية، بفضل قدرته على الاشتعال النظيف وسهولة التحكم به.

2. الغاز الدافع في البخاخات: يُعد البيوتان مكونًا أساسيًا في العديد من العبوات المضغوطة مثل مزيلات العرق والعطور ومبيدات الحشرات، حيث يعمل كغاز دافع يساهم في إخراج المحتوى بسلاسة، ويتميز بسرعة التبخر وعدم ترك بقايا ضارة.

3. صناعة البتروكيماويات: يدخل البوتان كمادة خام في تصنيع مركبات مهمة مثل البيوتاديين (المستخدم في إنتاج المطاط الصناعي) والإيزوبيوتان (الذي يُستخدم في تصنيع الإيزوأوكتان لتحسين جودة الوقود).

4. توليد الطاقة: يُستخدم البيوتان كوقود بديل لتشغيل مولدات الكهرباء الصغيرة، خاصة في الأماكن التي لا تصلها شبكات الكهرباء أو الغاز، نظرًا لقدرته على توفير طاقة نظيفة نسبياً وسهولة تخزينه تحت الضغط.

5. صناعة البلاستيك والبوليمرات: يُوظف البوتان في بعض عمليات تصنيع البوليمرات المستخدمة في إنتاج البلاستيك، ما يجعله مكونًا مهمًا في الصناعات التحويلية.

6. استخدامات في الصناعات الطبية والتجميلية: يُستخدم البوتان في بعض المستحضرات الطبية والتجميلية، سواء كمذيب أو غاز دافع في المستحضرات الجلدية والبخاخات العلاجية.

تُبرز تعددية استخدامات البيوتان مدى أهميته في الحياة اليومية والصناعة على حد سواء. وبينما يستمر الاعتماد عليه في العديد من المجالات، فإن التعامل معه يتطلب وعيًا بمخاطره واتباع إجراءات السلامة، ورغم الاتجاه العالمي نحو الطاقة المتجددة، يظل البيوتان في طليعة مصادر الطاقة المؤقتة الضرورية في مرحلة الانتقال نحو مستقبل أكثر استدامة.

خصائص البوتان الفيزيائية والكيميائية

الحالة: غاز في الظروف العادية، وسائل تحت الضغط.
قابلية الاشتعال: شديدة، لذلك يتطلب التعامل معه عناية فائقة.
الرائحة: عديم الرائحة في حالته النقية، ويُضاف له مركب ذو رائحة قوية (كالتيول) لاكتشاف التسرب.
درجة الغليان: حوالي 0.5 درجة مئوية.
الكثافة: أخف من الماء ولكنه أثقل من الهواء.

مخاطر البيوتان وطرق الأمان

رغم أهمية البيوتان، إلا أن له بعض المخاطر عند سوء الاستخدام، منها:

الاشتعال والانفجار: نتيجة تسرب الغاز في أماكن مغلقة.
الاختناق: عند تنفس كميات كبيرة منه في أماكن سيئة التهوية.
التجمّد البارد: عند إطلاقه السائل يسبب حروقًا باردة على الجلد.

لذا، يجب اتباع إجراءات السلامة عند تخزينه أو استخدامه، وتشمل:

استخدامه في أماكن جيدة التهوية.
فحص أنابيب وأسلاك الغاز بانتظام.
عدم تعريض الأسطوانات للحرارة المباشرة أو أشعة الشمس.

فيديو .. خطورة استنشاق غاز البوتان

الفرق بين البيوتان والبروبان

يخلط الكثيرون بين البيوتان والبروبان، وكلاهما من مكونات الغاز المسال (LPG)، لكن هناك اختلافات واضحة بينهما:

مستقبله كمصدر للطاقة

مع تزايد الاهتمام بالتحول إلى الطاقة النظيفة، يتجه العالم إلى تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، لكن لا يزال البيوتان يمثل خيارًا جيدًا كوقود انتقالي، خاصة في الدول النامية، لسهولة نقله وتخزينه، وكفاءته مقارنة بالحطب أو الفحم.

ختامًا؛ البوتان هو أحد أعمدة المشتقات البترولية التي لا غنى عنها في حياتنا اليومية، من الطهي إلى الصناعة، ومن النقل إلى التجميل، تتعدد استخداماته وتبرز أهميته في عالم الطاقة والبتروكيماويات، وبالرغم من التحديات البيئية المرتبطة بالمشتقات البترولية، يبقى البيوتان لاعبًا رئيسيًا في تلبية احتياجات الطاقة والتحول التدريجي نحو مصادر أنظف وأكثر استدامة.

مراجع:

اقرأ أيضاً: