¿Qué butano se utiliza en los encendedores? El misterio de la proporción de n-butano a isobutano

¿Qué butano se utiliza en los encendedores? ¿Es n-butano puro?

Los encendedores se llenan con gas butano, pero no es un solo componente. Según las definiciones de las normas nacionales GB 25722-2010/ISO 9994:2005, el combustible para encendedores es un material de hidrocarburo licuado, que incluye una mezcla de compuestos de hidrocarburos como n-butano, isobutano y propano. El "gas más ligero" comercial común está compuesto de n-butano e isobutano en una determinada proporción, y también contiene pequeñas cantidades de hidrocarburos C₃ y C₅. Entre ellos, el n-butano tiene un punto de ebullición de -0,5 grados y es el principal combustible; El isobutano tiene un punto de ebullición de -11,7 grados y un punto de ignición más bajo, lo que ayuda a mejorar el rendimiento de ignición. El propósito de mezclar los dos es garantizar una combustión estable y al mismo tiempo lograr adaptabilidad para las temporadas de verano e invierno y una alta tasa de éxito de ignición. Los encendedores desechables habituales se rellenan principalmente con butano.

Capítulo 1: La "respuesta estándar" para el combustible más ligero

1.1 La revolución del combustible después de la Segunda Guerra Mundial

En la historia del desarrollo de los combustibles más ligeros, los combustibles han seguido un camino evolutivo interesante. Antes de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los encendedores utilizaban gasolina como combustible, pero debido a su olor desagradable y su alta volatilidad, la experiencia del usuario no era la ideal. Después de la Segunda Guerra Mundial, los encendedores de gas-reemplazaron gradualmente a los encendedores de mecha de bencina y el butano se convirtió en el combustible principal.

De acuerdo a lo establecido en la norma nacional QB 1141-1991 “Encendedores de Gas”, los encendedores de gas deben utilizar como combustible el gas butano designado para encendedores. Entonces, ¿qué es exactamente este "gas butano"?

1.2 Las dos "caras" del butano

El butano (C₄H₁₀) tiene dos isómeros: n-butano e isobutano.

Aunque tienen la misma fórmula molecular, sus propiedades físicas difieren, lo que determina sus diferentes funciones en el combustible más ligero.

Capítulo 2: La verdadera fórmula del combustible más ligero - butano mixto

2.1 La composición del "gas más ligero" comercial

Según la descripción del libro de texto "Ingeniero de seguridad registrado", la composición del butano comercial (comúnmente conocido como gas para encendedores) es:

Compuesto por n-butano e isobutano, y también contiene pequeñas cantidades de hidrocarburos C₃, C₅ y sulfuros. Es un gas incoloro a temperatura ambiente con un olor ligeramente especial.

Aquí aparece una palabra clave -mezcla.

¿Por qué el combustible para los encendedores es una mezcla de n-butano e isobutano en lugar de n-butano puro? Hay dos razones.

Primero, lograr un buen rendimiento de encendido.
El isobutano tiene un punto de ebullición más bajo (-11,7 grados frente al -0,5 grados del n-butano), lo que significa que se vaporiza y enciende más fácilmente en ambientes fríos. Agregar una cantidad adecuada de isobutano garantiza que un encendedor se encenderá de un solo golpe, incluso en invierno.

En segundo lugar, controlar la presión de vapor y garantizar la seguridad.
Según la definición de encendedores de gas en la norma nacional GB 25722-2010/ISO 9994:2005, el combustible dentro de un encendedor es un hidrocarburo licuado (como n-butano, isobutano o propano), con una presión estándar superior a 104 kPa a 24 grados. Esta presión no debe ser demasiado baja (de lo contrario, la vaporización será insuficiente para la ignición), ni demasiado alta (de lo contrario, existe riesgo de explosión). Al ajustar la proporción de n-butano a isobutano, se puede controlar con precisión la presión de vapor dentro del encendedor.

2.2 ¿Qué hay dentro de un encendedor desechable?

Los encendedores de plástico desechables más comunes en el mercado utilizan butano líquido como combustible, almacenado en un compartimento sellado en la parte inferior.

China es un importante productor de encendedores. Sólo la producción anual en el área de Shaodong de la provincia de Hunan alcanza los 15 mil millones de unidades, lo que representa aproximadamente el 70% del total mundial. Todas estas decenas de miles de millones de encendedores están llenos de mezclas de combustible de butano.

Capítulo 3: ¿Por qué butano? - Las ventajas del butano como combustible más ligero

3.1 Punto de ebullición moderado

El punto de ebullición del n-butano puro es -0,5 grados. Este valor es muy "inteligente":

A temperatura ambiente (alrededor de 20 grados), el n-butano está en estado líquido y se puede almacenar de manera eficiente. - un encendedor pequeño puede contener suficiente combustible para durar mucho tiempo.

Cuando el usuario presiona el botón del encendedor, la presión se libera y el butano líquido se vaporiza instantáneamente, formando un gas combustible.

El butano vaporizado se mezcla con el aire y arde de manera constante al entrar en contacto con una chispa.

3.2 Combustión limpia

Los principales productos de la combustión del butano son el dióxido de carbono y el agua. No produce sustancias tóxicas ni nocivas, lo que lo hace seguro de usar y relativamente respetuoso con el medio ambiente.

3.3 Bajo Costo

El butano es un sub-producto del craqueo del petróleo. Tiene fuentes abundantes, un precio bajo y es adecuado para la producción en masa de bienes de consumo desechables.

Capítulo 4: La "división del trabajo y la cooperación" del n-butano y el isobutano

4.1 Proporcionar según la necesidad

Aunque no existe un estándar unificado divulgado públicamente para la proporción específica en la industria (esto suele ser un "secreto comercial" para los fabricantes individuales de encendedores), lo que sí es seguro es:

4.2 Principio de funcionamiento básico

Independientemente de la proporción, el principio de funcionamiento de un encendedor es el mismo:

4.3 Ventajas del butano de alta-pureza

Para los encendedores-de gama alta (como Zippos, encendedores Zippo recargables de imitación, etc.), los usuarios pueden optar por comprar botes de gas butano por separado para recargarlos. El butano de alta-pureza (con un mayor contenido de n-butano) se quema más completamente, produce una llama más estable, causa menos deposición de impurezas en la boquilla del encendedor y puede extender efectivamente la vida útil del encendedor.

Los estándares nacionales para la calidad de los encendedores también están impulsando mejoras en la pureza del combustible. Como han señalado los profesionales de la industria, muchos productos no calificados en el mercado tienen problemas porque el gas en los botes no es el butano licuado especificado sino más bien GLP común, lo que presenta riesgos para la seguridad. Por lo tanto, es fundamental elegir gas butano estándar producido por fabricantes cualificados.

Capítulo 5: Resumen y precauciones de seguridad

5.1 Conclusiones principales

El "butano" de los encendedores no es n-butano puro ni isobutano puro, sino una mezcla de n-butano e isobutano, que a veces también contiene una pequeña cantidad de propano.

Según QB 1141-1991, el combustible se define como "gas butano destinado a encendedores".

5.2 Precauciones de seguridad de uso

El butano es un gas extremadamente inflamable. Aunque los encendedores son pequeños, no se debe ignorar la seguridad: