ทำไมโพรเพนจึงถูกเก็บไว้ในถังที่ใช้ในครัวเรือน แต่ก๊าซธรรมชาติไม่ได้ถูกเก็บไว้ในถัง

เพื่อให้ได้เชื้อเพลิงก๊าซในปริมาณที่เป็นประโยชน์ในถังที่มีขนาดเหมาะสม, คุณต้องทำให้มันเหลว. เชื้อเพลิงบางชนิดทำให้เป็นของเหลวได้ง่ายกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่น. ตามตำราเคมีอินทรีย์ของ Joseph M. ฮอร์นแบ็ค, โพรเพนมีจุดเดือดที่ -44° F (-42° C) ที่ความกดอากาศ, แต่มีเทน (ก๊าซธรรมชาติ), มีจุดเดือดที่ -260° F (-162° C) ที่ความกดอากาศ. ซึ่งหมายความว่ามีเทนจะต้องถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิต่ำกว่าโพรเพนมากเพื่อที่จะเปลี่ยนเป็นของเหลวที่สามารถเก็บไว้ในถังได้. โมเลกุลของโพรเพนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนสามตัวที่เชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ โดยมีอะตอมของไฮโดรเจนแปดอะตอมที่จับกับอะตอมของคาร์บอนเหล่านี้. ในทางตรงกันข้าม, โมเลกุลมีเธนเป็นเพียงอะตอมของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวที่ยึดเหนี่ยวกับอะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอม. โมเลกุลของมีเทนมีความสมมาตรในระดับสูง. ผลที่ตามมา, พวกเขาไม่มีไดโพลไฟฟ้าถาวร. พันธะระหว่างไดโพลถาวรเป็นกลไกการยึดเหนี่ยวที่โดดเด่นระหว่างโมเลกุลในขณะที่พวกมันทำให้สารต่างๆ เช่น น้ำกลายเป็นของเหลว. สมมาตรของมีเทน, และทำให้ขาดไดโพลไฟฟ้าถาวร, หมายความว่าโมเลกุลของมันสามารถยึดเกาะกันได้โดยผลที่อ่อนกว่ามากเท่านั้น ซึ่งเรียกว่าแรงกระจายตัวของลอนดอนหรือแรงแวนเดอร์วาลส์. ในผลนี้, โมเลกุลทำให้เกิดไดโพลชั่วคราวซึ่งกันและกัน, แล้วไดโพลเหล่านี้จะสร้างพันธะ. เพราะกลไกการผูกมัดนี้อ่อนแอมาก, โมเลกุลของมีเทนจะต้องถูกทำให้เย็นลงจนมีอุณหภูมิต่ำจนนิ่งพอที่จะสร้างพันธะและกลายเป็นของเหลวได้. ในทางตรงกันข้าม, โพรเพนไม่ต้องการอุณหภูมิที่ต่ำมากในการทำให้เป็นของเหลว.

แต่โพรเพนในครัวเรือนมักจะไม่อยู่ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ำ. แทนที่, ใช้แรงดันสูง. เพื่อให้โพรเพนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง (70° F หรือ 21 ° C), จะต้องถูกกักไว้ในถังที่มีความดันประมาณ 850 kPa. สามารถทำได้ด้วยถังโลหะที่แข็งแรง. ในทางตรงกันข้าม, เพื่อให้ก๊าซมีเทนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง ต้องใช้ถังที่สามารถรักษาแรงดันไว้ได้ประมาณ 32,000 kPa. ถังโลหะในครัวเรือนไม่สามารถทนต่อแรงดันนี้ได้. ในระยะสั้น, ก๊าซมีเทนไม่ได้ถูกเก็บไว้ในถังสำหรับใช้ในครัวเรือนเนื่องจากความสมมาตรของโมเลกุลทำให้ทำให้เป็นของเหลวได้ยาก. โดยหลักการแล้ว คุณสามารถเก็บก๊าซมีเทนไว้ในถังในสถานะก๊าซ, แต่มีเทนมีความหนาแน่นต่ำมากในสถานะก๊าซซึ่งคุณไม่สามารถกักเก็บไว้ได้ในปริมาณที่ใช้งานได้. แทนที่, ก๊าซธรรมชาติจะถูกแปรรูปและจัดเก็บที่โรงกลั่นน้ำมัน จากนั้นจึงสูบไปยังครัวเรือนในสถานะก๊าซผ่านท่อ. สรุปคุณสมบัติของเชื้อเพลิงพื้นฐานต่างๆ ได้ดังนี้, แสดงแนวโน้มของความดันของเหลวที่อุณหภูมิห้องอย่างสวยงาม. โปรดทราบว่าแรงดันเป็นค่าโดยประมาณ.

เชื้อเพลิง
จุดเดือด (°C)
ความดันไอที่อุณหภูมิ 21°C (kPa)

มีเทน
ซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงในเตาเผาและเตาอบในครัวเรือนจำนวนมาก
-162
32000

อีเทน
C2H6
-89
3800

โพรเพน
C3H8
-42
850

บิวเทน
C4H10
0
230

เพนเทน
C5H12
36
60

เฮกเซน
C6H14
69
17

เฮปเทน
C7H16
98
5

ออกเทน
C8H18
126
1

เครดิต:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/02/why-is-propane-stored-in-household-tanks-but-natural-gas-is-not/