Có gì trong chất lỏng nhẹ hơn? Phân tích thành phần hoàn chỉnh

Bật lửa chất lỏng được làm gần như hoàn toàn bằng hydrocarbon dầu mỏ dễ cháy - naptha lỏng (cho vỉ nướng than và bật lửa bấc) hoặc khí butan và isobutan có áp suất (cho bật lửa bỏ túi có thể đổ lại) - với một lượng nhỏ propan, chất tạo mùi và chất ổn định được thêm vào tùy thuộc vào thương hiệu và mục đích sử dụng. Mặc dù thuật ngữ "chất lỏng nhẹ hơn" nghe có vẻ giống như một sản phẩm duy nhất, nhưng nó thực sự đề cập đến ít nhất hai chất khác biệt về mặt hóa học phục vụ các mục đích rất khác nhau. Hiểu những gì bên trong mỗi loại rất quan trọng để đảm bảo an toàn, chọn đúng sản phẩm và biết bạn thực sự đang hít thở hoặc xử lý những gì khi bạn với lấy lon hoặc hộp đó.

Hai loại chất lỏng bật lửa chính

Có hai sản phẩm khác nhau về cơ bản được bán dưới tên "dầu lửa bật lửa": chất lỏng bật lửa than hoạt tính dạng lỏng và nhiên liệu bật lửa butan có áp suất — và việc trộn chúng với nhau có thể gây nguy hiểm. Chất lỏng gốc Naphtha là chất lỏng ở nhiệt độ phòng và được dùng để đổ lên than củi hoặc thấm vào bấc. Nhiên liệu butan là một loại khí hóa lỏng được lưu trữ dưới áp suất và được bơm vào bình chứa bật lửa kín, không bao giờ được đổ hoặc tiếp xúc với không khí mở trước khi đánh lửa.

Theo Mục Wikipedia về chất lỏng nhẹ hơn , thuật ngữ này thường bao gồm ba chất liên quan: butane , được sử dụng trong bật lửa và đèn khò dùng gas; naptha , được sử dụng trong bật lửa và đầu đốt kiểu bấc; và chất lỏng bật lửa than , một dung môi dầu mỏ béo được sử dụng đặc biệt để nướng. Mỗi loại có thành phần, điểm chớp cháy và quy tắc xử lý an toàn riêng.

Có gì trong Chất lỏng bật lửa gốc Naphtha?

Chất lỏng nhẹ hơn dựa trên Naphtha bao gồm chủ yếu là hydrocacbon béo có chiều dài chuỗi cacbon thường nằm trong khoảng từ C9 đến C14, được tinh chế trực tiếp từ dầu thô. Đây là chất lỏng được sử dụng trong bật lửa bấc chẳng hạn như bật lửa lật cổ điển, cũng như chất lỏng khởi động bằng than củi cho các bữa tiệc nướng.

Bản thân Naphtha được mô tả trong các tài liệu tham khảo trong ngành là hỗn hợp hydrocarbon lỏng dễ cháy dễ bay hơi , và nó cũng là tiền chất dùng để sản xuất xăng có chỉ số octan cao thông qua cải cách xúc tác. Sổ tay Hàng hóa, một hướng dẫn tham khảo được sử dụng trong vận chuyển xăng dầu, lưu ý rằng naphtha dầu mỏ là dòng hydrocarbon trung gian được tạo ra trong quá trình lọc dầu thô, thường được khử lưu huỳnh và sau đó được cải tổ bằng xúc tác để sắp xếp lại và phá vỡ các phân tử hydrocarbon của nó. Các sản phẩm cuối cùng phổ biến được làm từ naphtha bao gồm chất lỏng nhẹ hơn, nhiên liệu bếp cắm trại và các dung môi tẩy rửa khác nhau.

Đặc tính vật lý của chất lỏng bật lửa Naphtha

Chất lỏng bật lửa Naphtha thường là chất lỏng chất lỏng trong suốt, không màu đến màu vàng nhạt, có mùi dầu mỏ đặc trưng . Nó bay hơi nhanh chóng ở nhiệt độ phòng, đây chính xác là đặc tính hữu ích của nó: bật lửa bấc cần nhiên liệu dễ bay hơi để có thể bốc cháy ngay lập tức từ tia lửa, và chất lỏng than cần ngấm vào than bánh và sau đó cháy hoàn toàn trước khi thức ăn chạm vào vỉ nướng.

Tại sao các nhà sản xuất chọn Naphtha

Naphtha được chọn vì nó cháy sạch với lượng bồ hóng và cặn tối thiểu. Một nhà bán lẻ phụ kiện bật lửa giải thích rằng thành phần của chất lỏng bấc làm từ naptha là được tối ưu hóa để giảm thiểu dư lượng và tích tụ , giúp bấc bật lửa và các bộ phận bên trong hoạt động ổn định sau nhiều lần nạp lại. Naphtha được biết đến với đặc tính cháy sạch, khiến nó thích hợp để sử dụng trong bật lửa dùng bấc và chất lỏng được thiết kế để dễ bắt lửa, tạo ra ngọn lửa ổn định và bay hơi nhanh khi tiếp xúc với không khí.

Có gì trong nhiên liệu bật lửa Butan?

Nhiên liệu bật lửa butan không phải là một hóa chất đơn lẻ mà là hỗn hợp có áp suất của ba loại khí hydrocarbon có liên quan - isobutane, n-butane và propane - được pha trộn theo các tỷ lệ cụ thể để đạt được hiệu suất đánh lửa và độ tin cậy trong thời tiết lạnh. Không giống như naphtha, nhiên liệu này chỉ ở dạng lỏng vì nó được bịt kín dưới áp suất bên trong bật lửa hoặc hộp nạp lại; thời điểm nó được giải phóng, nó sẽ nở ra thành chất khí.

Bảng dữ liệu an toàn (SDS) do các nhà sản xuất bật lửa và nhiên liệu công bố tiết lộ sự phân hủy hóa học thực tế. Theo bảng dữ liệu an toàn cho sản phẩm nạp lại bật lửa butan thông thường, hỗn hợp khí chứa khoảng 83% isobutane, 15% propan và 2% butan theo thể tích. Các nhà sản xuất khác sử dụng các tỷ lệ khác nhau; một hộp SDS liệt kê thành phần gồm 50–70% butan, 25–35% isobutane và 0–5% propan, trong khi hộp mực thứ ba liệt kê 30–50% isobutane, 30–50% butan và 10–30% propan. Tỷ lệ chính xác thay đổi tùy theo thương hiệu và hiệu suất khí hậu mong muốn, vì propan có điểm sôi thấp hơn nhiều và giúp nhiên liệu bay hơi trong thời tiết lạnh.

Bảng 1: Các thành phần hydrocarbon thường thấy trong hỗn hợp nhiên liệu nhẹ hơn butan, được tổng hợp từ nhiều bảng dữ liệu an toàn của nhà sản xuất (SDS).

Butan và Isobutane đến từ đâu

Cả hai chất đồng phân được sử dụng trong nhiên liệu nhẹ hơn đều là sản phẩm phụ của quá trình xử lý khí tự nhiên và dầu mỏ. Một tờ thông tin từ Ủy ban Chất lượng Môi trường Texas (TCEQ) mô tả chung butan là một loại khí không màu, dễ cháy, có mùi giống dầu mỏ bao gồm hai đồng phân, n-butan và isobutane, cả hai đều có nguồn gốc từ khí tự nhiên và dầu mỏ và phần lớn trơ với hầu hết các thuốc thử hóa học. Tờ thông tin tương tự cũng lưu ý rằng butan cũng thường được sử dụng làm chất làm lạnh, chất đẩy khí dung và chất lỏng hiệu chuẩn thiết bị ngoài vai trò của nó trong việc nạp lại nhẹ hơn.

Naphtha và Butan: So sánh song song

Chất lỏng bật lửa Naphtha và butan khác nhau về trạng thái vật lý, ứng dụng, đặc điểm dễ cháy cũng như loại bật lửa hoặc nhiệm vụ mà chúng được thiết kế, vì vậy, cả hai chất lỏng này không bao giờ được thay thế cho nhau. Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt thực tế chính.

Bảng 2: So sánh chất lỏng nhẹ hơn dựa trên naphtha và nhiên liệu nhẹ hơn butan có áp suất về các đặc tính hóa học và thực tế chính.

Tại Sao Chất Lỏng Bật Lửa Than Có Công Thức Riêng

Chất lỏng đốt than được pha chế để thấm vào than xốp và đốt cháy hoàn toàn trước khi nấu, đó là lý do tại sao nó dựa vào hydrocacbon béo nặng hơn là các hợp chất nhẹ hơn được sử dụng trong nhiên liệu bật lửa bỏ túi. Hướng dẫn sản phẩm về các loại chất lỏng bật lửa lưu ý rằng một chất lỏng đa dụng khác có sẵn rộng rãi là dầu hỏa, còn được gọi là dầu parafin hoặc dầu than, có một số thành phần hóa học được sử dụng để đốt đèn và thắp sáng lò nướng than ngoài trời, ngoài các ứng dụng công nghiệp khác như nhiên liệu động cơ phản lực và chất lỏng mang thuốc trừ sâu. Dầu hỏa được cho là chiếm tới 25% tổng sản lượng dầu thô của thế giới và được sản xuất thông qua một số phương pháp chưng cất.

Hồ sơ bằng sáng chế cho thấy các nhà sản xuất cũng đã thử nghiệm các giải pháp thay thế xanh hơn. Một bằng sáng chế mô tả một chế phẩm chất lỏng nhẹ hơn được chế tạo từ n-butanol và dầu diesel sinh học , nói rằng công thức được thiết kế để giảm các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) so với chất lỏng làm từ dầu mỏ truyền thống, trong khi vẫn duy trì cấu hình nhiệt cần thiết để đốt cháy than đúng cách. Chế phẩm đó bao gồm n-butanol với hàm lượng khoảng 60% trọng lượng trở lên và dầu diesel sinh học ở mức dưới 40% trọng lượng. Một bằng sáng chế riêng cho chất lỏng khởi động thịt nướng mô tả hỗn hợp được tạo ra từ dầu terpene hoặc terpenoid kết hợp với rượu chuỗi ngắn, nước, chất hoạt động bề mặt và chất làm đặc, được tiếp thị là có khả năng phân hủy sinh học và phát thải VOC thấp hơn so với chất lỏng khởi động dầu mỏ tiêu chuẩn.

Rủi ro về sức khỏe và an toàn của các thành phần chất lỏng nhẹ hơn

Cả naphtha và butan đều tiềm ẩn những rủi ro đáng kể cho sức khỏe khi hít phải, tiếp xúc với da và đặc biệt là vô tình nuốt phải, đó là lý do tại sao cả hai chất này đều được phân loại là nguy hiểm trên bảng dữ liệu an toàn tương ứng. Cấu hình rủi ro hơi khác nhau giữa hai loại chất lỏng chính, nhưng cả hai đều yêu cầu xử lý và bảo quản cẩn thận.

Rủi ro phơi nhiễm Naphtha

Hít phải hơi naphtha đậm đặc có thể gây chóng mặt, nhức đầu, buồn nôn và suy nhược hệ thần kinh trung ương, nếu tiếp xúc kéo dài hoặc lặp đi lặp lại có liên quan đến các ảnh hưởng về thần kinh. Các nhà sản xuất khuyến cáo luôn sử dụng chất lỏng bật lửa than ngoài trời ở những nơi thông thoáng. Nuốt phải là mối lo ngại đặc biệt nghiêm trọng đối với trẻ nhỏ: các sản phẩm hydrocarbon như naphtha có thể gây viêm phổi do hóa chất nếu vô tình hít phải vào phổi, một trường hợp cấp cứu y tế cần được chăm sóc ngay lập tức. Tiếp xúc trực tiếp với da cũng có thể gây khô, kích ứng và viêm da nếu tiếp xúc nhiều lần.

Rủi ro tiếp xúc với butan

Bảng dữ liệu an toàn khi nạp lại bật lửa butan liệt kê con đường tiếp xúc quá mức quan trọng nhất là hít phải, có thể gây kích ứng đường hô hấp, đau đầu, buồn ngủ hoặc chóng mặt. Tiếp xúc trực tiếp với da hoặc mắt với khí hóa lỏng (chứ không phải hơi) có thể gây bỏng lạnh kiểu tê cóng vì chất lỏng cực kỳ lạnh khi nó giãn nở và giảm áp suất. Các cơ quan quản lý cũng đã cảnh báo rằng một số lô butan và isobutane có thể chứa một lượng nhỏ 1,3-butadiene, một chất đã được cơ quan y tế phân loại là có khả năng gây ung thư ở người khi xuất hiện trên nồng độ nhất định, theo một đánh giá sàng lọc do tổ chức này đồng công bố. Môi trường Canada và Y tế Canada .

Giới hạn phơi nhiễm được đề xuất

Các hướng dẫn về an toàn lao động cung cấp các ngưỡng có thể đo lường được để tiếp xúc an toàn. Theo dữ liệu được tổng hợp từ SDS nạp lại bật lửa butan, Hướng dẫn bỏ túi NIOSH về các mối nguy hóa học liệt kê giới hạn phơi nhiễm trung bình theo trọng số thời gian (TWA) là 800 ppm đối với cả butan và isobutane, tương đương với khoảng 1.900 mg trên một mét khối không khí, với giới hạn phơi nhiễm ngắn hạn (STEL) là 1.000 ppm đối với butan, isobutane và propan. Những số liệu này nhấn mạnh lý do tại sao các nhà sản xuất luôn khuyến nghị chỉ sử dụng chất lỏng và nhiên liệu nhẹ hơn trong không gian thông thoáng.

Hướng dẫn bảo quản và xử lý đúng cách

Cả hai loại chất lỏng bật lửa đều yêu cầu bảo quản ở nơi tránh nhiệt, ánh sáng mặt trời và ngọn lửa trần, với các hộp chứa butan có yêu cầu bổ sung là chúng không bao giờ bị thủng, cháy hoặc tiếp xúc với nhiệt độ trên khoảng 50°C (122°F). Bảng dữ liệu an toàn cho các sản phẩm butan chịu áp lực hướng dẫn rõ ràng người dùng để sản phẩm xa tầm tay trẻ em, tránh phun gần ngọn lửa trần hoặc nguồn bắt lửa khác và không bao giờ chọc thủng hoặc đốt hộp ngay cả khi nó đã được sử dụng.

Đối với chất lỏng gốc naphtha, hướng dẫn bảo quản tập trung vào việc đậy kín các thùng chứa, bảo quản ở nơi mát mẻ, tránh ánh nắng trực tiếp và tách biệt rõ ràng với khu vực bảo quản thực phẩm, vì mùi mạnh và độc tính của chất lỏng khiến việc vô tình nuốt phải trở thành mối nguy hiểm thực sự, đặc biệt là ở các hộ gia đình có trẻ nhỏ hoặc vật nuôi.

• Để xa nguồn lửa: Cả hai loại chất lỏng đều rất dễ cháy; ngay cả hơi nước tích tụ trong không gian kín cũng có thể bốc cháy từ tia lửa.
• Bảo quản ở nhiệt độ dưới 50°C (122°F): Các hộp chứa butan có áp suất có thể bị vỡ nếu quá nóng, vì áp suất bên trong tăng mạnh theo nhiệt độ.
• Không bao giờ đổ đầy lại bật lửa đang nóng: Việc bơm nhiên liệu có áp suất vào bật lửa vừa mới sử dụng có nguy cơ làm khí giãn nở nhanh và bốc cháy.
• Chỉ sử dụng ngoài trời hoặc ở những nơi thông gió: Điều này làm giảm sự tích tụ nồng độ hơi vượt quá giới hạn phơi nhiễm được khuyến nghị.
• Giữ hộp kín xa tầm tay trẻ em: Ăn phải hydrocarbon vẫn là một trong những loại tai nạn ngộ độc ở trẻ em được báo cáo thường xuyên nhất được theo dõi bởi các trung tâm kiểm soát chất độc.

Những sản phẩm thay thế phổ biến và tại sao chúng không phải là những sản phẩm thay thế thực sự

Về mặt kỹ thuật, một số chất lỏng gia dụng có thể thay thế cho chất lỏng đốt bấc làm từ naphtha trong trường hợp khẩn cấp, nhưng không có chất lỏng nào có khả năng bắt chước khả năng cháy sạch của naphtha hoặc đặc tính bay hơi của nó và hầu hết đều khiến các bộ phận bên trong bật lửa bị mòn nhanh hơn. Hướng dẫn tập trung vào các lựa chọn thay thế bật lửa kiểu Zippo lưu ý rằng chất lỏng ban đầu là sản phẩm chưng cất dầu mỏ hoặc hydrocarbon isoparaffinic tổng hợp được gọi là naphtha bay hơi ở nhiệt độ khoảng 70°F, nhanh chóng khiến bật lửa hết sạch nếu không được đổ đầy lại thường xuyên.

Hướng dẫn tương tự cũng báo cáo rằng chất tẩy sơn móng tay, bao gồm chủ yếu là axeton, hoạt động hiệu quả như một loại nhiên liệu thay thế, bắt lửa và đốt cháy hiệu quả mặc dù có mùi nhiều khói hơn naphtha. Nó cũng lưu ý rằng xăng có chức năng như một trong những chất thay thế tốt hơn vì nó rất giống với nhiên liệu nhẹ hơn về mặt hóa học, mặc dù nó cũng cháy với nhiều khói hơn và khí trắng, thường được bán làm nhiên liệu cho bếp cắm trại, hầu như có thể thay thế được với nhiên liệu nhẹ hơn kiểu Zippo vì cả hai đều là sản phẩm naphtha dầu mỏ. Không có chất thay thế nào trong số này được khuyến khích sử dụng thường xuyên, vì việc tiếp xúc thường xuyên với cặn axeton hoặc xăng có thể làm hỏng bấc và lớp bông của bật lửa nhanh hơn nhiều so với chất lỏng thích hợp cho bật lửa.

Câu hỏi thường gặp về chất lỏng nhẹ hơn

Hỏi: Chất lỏng nhẹ hơn có giống như butan không?

Không. Butan là một loại nhiên liệu bật lửa cụ thể - một loại khí điều áp được sử dụng trong bật lửa bỏ túi và bật lửa có thể nạp lại. "Chất lỏng bật lửa" là một thuật ngữ rộng hơn, bao gồm cả chất lỏng làm từ naphtha được sử dụng trong bật lửa bấc và vỉ nướng than. Cả hai đều khác nhau về mặt hóa học và không thể thay thế cho nhau: đổ naphtha vào buồng điều áp của bật lửa butan hoặc cố gắng sử dụng butan làm chất khởi động than lỏng sẽ không hoạt động an toàn hoặc như dự định.

Hỏi: Chất lỏng đánh lửa naphtha có giống như xăng không?

Không chính xác, mặc dù cả hai có liên quan chặt chẽ với nhau. Naphtha thực chất là một chất trung gian tinh chế được sử dụng để sản xuất xăng có chỉ số octan cao, nghĩa là xăng và naphtha có nhiều hợp chất hydrocarbon nhẹ giống nhau. Tuy nhiên, xăng có chứa các chất phụ gia bổ sung (chẳng hạn như chất tẩy rửa và chất tăng chỉ số octan) không có trong chất lỏng nhẹ hơn, đồng thời nó đốt cháy bẩn hơn và tạo ra nhiều bồ hóng hơn, đó là lý do tại sao nó không được khuyến khích sử dụng như một chất thay thế thường xuyên mặc dù đang hoạt động trong tình trạng khó khăn.

Hỏi: Tại sao chất lỏng bật lửa lại có mùi nồng như vậy?

Mùi dầu mỏ ngọt ngào nồng nặc liên quan đến chất lỏng nhẹ hơn gốc naphtha xuất phát trực tiếp từ hàm lượng hydrocarbon dễ bay hơi của nó. Bởi vì chất lỏng được thiết kế để bay hơi nhanh chóng, các phân tử của nó dễ dàng xâm nhập vào không khí và đi tới mũi với nồng độ đáng chú ý ngay cả từ một lon kín nhưng mới mở. Ngược lại, butan có mùi giống dầu mỏ nhẹ hơn và ngưỡng phát hiện mùi là khoảng 1.200 phần triệu đối với đồng phân n-butan, theo Ủy ban Chất lượng Môi trường Texas.

Hỏi: Chất lỏng bật lửa có thể hết hạn sử dụng hoặc bị hỏng không?

Chất lỏng nhẹ hơn làm từ naphtha lỏng có thể mất hiệu quả theo thời gian, chủ yếu do bay hơi nếu thùng chứa không được đậy kín hoàn toàn, mặc dù bản thân hóa chất này khá ổn định khi được bảo quản đúng cách ở nơi tối, mát mẻ. Nhiên liệu butan được điều áp không hết hạn sử dụng theo nghĩa truyền thống, vì nó là khí nén ổn định, nhưng sự ăn mòn hoặc hư hỏng của hộp đựng qua nhiều năm bảo quản có thể làm hỏng mối hàn và tạo ra mối nguy hiểm về an toàn, vì vậy, các hộp đựng bị hư hỏng rõ ràng hoặc rất cũ nên được loại bỏ một cách có trách nhiệm thay vì sử dụng.

Hỏi: Tại sao một số nhiên liệu nhẹ hơn butan lại chứa propan?

Propane được thêm vào nhiều hỗn hợp nhiên liệu butan vì nó có điểm sôi thấp hơn butan hoặc isobutane, giúp nhiên liệu bay hơi đúng cách ở nhiệt độ lạnh. Butan nguyên chất khó bay hơi ở nhiệt độ dưới khoảng 30°F (-1°C), đó là lý do tại sao bật lửa và đèn pin sử dụng ngoài trời hoặc vào mùa đông thường dựa vào hỗn hợp có tỷ lệ propan cao hơn, đôi khi đạt tới 35% theo thể tích theo bảng dữ liệu an toàn của nhà sản xuất.

Hỏi: Sử dụng than củi để nấu thức ăn có an toàn không?

Chất lỏng đánh lửa bằng than được pha chế để đốt cháy hoàn toàn trước khi thức ăn được đặt lên vỉ nướng, nhưng thời gian nướng rất quan trọng. Các nhà sản xuất và hướng dẫn nướng luôn khuyên bạn nên đợi cho đến khi than phát triển một lớp phủ đều màu xám tro - thường là 15 đến 20 phút sau khi đốt - trước khi thêm thức ăn, để đảm bảo tất cả cặn hydrocarbon đã cháy hết và không chuyển mùi vị hoặc cặn hóa chất sang món đang được nấu.

Tóm tắt

Những gì thực sự có trong chất lỏng nhẹ hơn phụ thuộc hoàn toàn vào loại chất lỏng bạn đang cầm. Chất lỏng gốc Naphtha, được sử dụng trong bật lửa bấc và bộ khởi động bằng than, là hỗn hợp lỏng của hydrocacbon béo C9 đến C14 được tinh chế từ dầu mỏ thô, được chọn để đốt sạch và bay hơi nhanh. Nhiên liệu bật lửa butan, được sử dụng trong bật lửa bỏ túi và bật lửa có thể nạp lại, là hỗn hợp khí có áp suất của isobutane, n-butane và propane với các tỷ lệ khác nhau tùy theo nhà sản xuất và hiệu suất khí hậu mong muốn.

Cả hai chất này đều tiềm ẩn những rủi ro thực sự về sức khỏe và an toàn hỏa hoạn được ghi nhận trên nhiều bảng dữ liệu an toàn của nhà sản xuất và tờ thông tin của chính phủ, từ nguy cơ kích ứng đường hô hấp và tiếp xúc với da đến nguy cơ nghiêm trọng khi trẻ em vô tình nuốt phải. Hiểu những khác biệt này - và tôn trọng hướng dẫn bảo quản và xử lý đi kèm với từng loại - là cách đơn giản nhất để sử dụng một trong hai sản phẩm một cách an toàn và hiệu quả.