Сжиженные углеводородные газы

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) представляет собой комбинацию углеводородов или их смесей, которые при нормальном давлении и температуре остаются в газообразном состоянии. Однако при незначительном повышении давления они переходят в жидкое состояние без изменения температуры.

Этот вид газа получают из попутных нефтяных газов и газоконденсатных месторождений. Из них на перерабатывающих заводах выделяют этан, пропан и газовый бензин, причем наибольшее применение в газоснабжении имеют пропан и бутан.

Основным преимуществом сжиженных газов является удобство их хранения и транспортировки в жидком виде, а также использования в качестве газа. Одним словом, преимущества жидкой фазы используются для транспортировки и хранения сжиженных газов, а преимущества газообразной фазы — для сжигания.

Использование пропана в России

Пропан (C3H8) был принят в качестве оптимальной системы газоснабжения России благодаря своей высокой упругости паров, что означает возможность его испарения даже при температуре до −35°С. Температура его кипения при атмосферном давлении составляет −42,1°C, что позволяет легко извлекать паровую фазу из заполненного баллона или резервуара. Это позволяет хранить баллоны с пропаном зимой под открытым небом и получать парообразный газ при низких температурах. Пропан широко используется в России и других странах, обеспечивая потребности промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимических производств, а также в качестве автомобильного топлива.

Бутан

Бутан (C4H10) — менее дорогой газ, но его упругость паров ниже, чем у пропана, поэтому он используется только при высоких температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении составляет −0,5°C. Для того чтобы его температура всегда была выше 0 °C, используется геотермальное тепло, а газовый баллон размещается под землей жилого дома.

Смесь пропана и бутана

В коммунально-бытовом секторе широко используется смесь пропана и технического бутана (СПБТ), получившая название пропан-бутан. Когда доля бутана в СПБТ превышает 60%, эксплуатация баллонных установок в российских климатических условиях становится невозможной. В таких случаях приходится использовать испарители СУГ для принудительного перевода жидкой фазы в паровую.

Свойства и особенности сжиженного газа

Свойства и особенности СУГ оказывают большое влияние на меры безопасности, конструкцию и технические характеристики оборудования для его хранения, передачи и использования.

Отличительные признаки:.

  1. Очень высокое давление паров;

  2. Не имеет запаха. Для обнаружения утечек газа ему придают характерный запах путем одорирования этилмеркаптаном (c2h5sh).

Низкие температуры и пределы воспламенения

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, пропана — 504°C. Нижний предел воспламенения пропана составляет 2,3%, бутана — 1,9%;

Тяжелее воздуха

Пропан, бутан и их комбинации плотнее воздуха. В случае утечки кипящий газ может скапливаться в колодцах или подвалах. Запрещено вводить в подвальные помещения оборудование, работающее на сжиженном газе.

Преимущества сжиженного газа

  1. При повышенном давлении или пониженной температуре он переходит в жидкую фазу;

  2. Обладает высокой теплотворной способностью;

  3. Для горения требуется большое количество воздуха: для одного кубического метра пропана необходимо 24 кубических метра воздуха, а для одного кубического метра бутана — 31 кубический метр воздуха;

  4. Поражает коэффициент объемного расширения жидкой фазы: в 16 раз больше, чем у воды.

Ограничения по заправке

Запрещается заполнять емкости и резервуары более чем на 85% от их геометрического объема. Это может привести к взрыву емкости из-за быстрого выхода и испарения газа с последующим воспламенением газовоздушной смеси.

Испарение жидкой фазы

При испарении 1 кг жидкой фазы пропан-бутановой смеси (ПБС) при нормальных условиях выделяется 450 л паровой фазы. Более подробно, масса 1 м3 паровой фазы указанного вещества составляет 2,2 кг.

Горение пропан-бутановой смеси

При сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется примерно 11,5 кВт-ч тепловой энергии. Кроме того, сжиженный газ быстро испаряется и при попадании на кожу человека приводит к обморожению.

Топливо