Сжиженные углеводородные газы

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) представляет собой совокупность газообразных углеводородов или их смесей, которые при повышении давления переходят в жидкое состояние без изменения температуры. Этот вид газа получают из попутных нефтяных газов и газовых конденсатов. Из них на перерабатывающих заводах выделяют этан, пропан и газовый бензин.

Наибольшую ценность для газовой промышленности представляют пропан и бутан, так как их удобно хранить и транспортировать в жидком виде, а также использовать в качестве газа. Таким образом, преимущества жидкой фазы используются для транспортировки и хранения жидких газов, а преимущества газообразной фазы — для сжигания.

Преимущества пропана

Пропан широко используется во всем мире, в том числе и в России, для различных целей — в промышленности, быту, нефтехимии, а также в качестве автомобильного топлива. Технический пропан (C3H8) особенно подходит для систем газоснабжения в России благодаря своей высокой упругости паров, которые могут выдерживать температуру до −35°С. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице в зимнее время и, несмотря на холод, извлекать из них паровую фазу. Температура кипения пропана при атмосферном давлении составляет −42,1°C, и паровая фаза легко отбирается из наполненного пропаном баллона или газового баллона в условиях естественного испарения даже при низких температурах.

Бутан: Экономичный вариант

Бутан (C4H10) является более экономичным вариантом по сравнению с пропаном, однако его упругость паров невысока, что ограничивает его применение более высокими температурами. При атмосферном давлении температура кипения бутана составляет −0,5°C. Следовательно, для испарения бутановой составляющей СУГ температура газовых баллонов в системе автономного газоснабжения должна быть выше нуля градусов Цельсия. Геотермальное тепло позволяет поддерживать температуру газового баллона для частного дома выше 0°C за счет его подземной установки.

Смесь пропана и бутана

Комбинация пропана и технического бутана (СПБТ) широко используется в жилых и коммунально-бытовых помещениях и называется пропан-бутановой. В России использование баллонных установок в холодном климате невозможно, если содержание бутана в СПБТ составляет более 60%. Поэтому в таких случаях для перевода жидкой фазы в паровую используются испарители СУГ.

Характеристики и характер сжиженных газов

Свойства сжиженных газов влияют на правила безопасности, а также на компоновку и технологические качества аппаратов, в которых они хранятся, транспортируются и применяются.

Отличительные характеристики сжиженных газов

1. Большая упругость паров;

2. Отсутствие запаха. Для быстрого обнаружения утечек сжиженным газам придают особый запах — их «ароматизируют» этилмеркаптаном (c2h5sh).

Температура и горючесть

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, а пропана — 504°C. Нижний предел воспламеняемости пропана составляет 2,3%, а бутана — 1,9%. И пропан, и бутан плотнее воздуха, поэтому в случае утечки сжиженный газ может скапливаться в приямках или на нижних уровнях. Размещение оборудования, работающего на сжиженном газе, в подвалах категорически запрещено.

Преимущества сжиженного газа:

1. Переход к жидкой стадии при повышенном давлении или пониженной температуре;

2. Высокая теплоемкость. Для сжигания СУГ требуется огромное количество воздуха (для сжигания 1 м3 газовой фазы пропана необходимо 24 м3 воздуха, а для бутана — 31 м3 воздуха);

3. Большой коэффициент объемного расширения жидкой фазы (коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды). Баллоны и емкости загружаются не более чем на 85% от их геометрического объема. Заполнение емкостей более чем на 85% может привести к их разрыву, быстрому истечению и испарению газа, а также воспламенению смеси с воздухом.

Испарение 1 кг жидкой фазы сжиженного газа

При испарении 1 кг жидкой фазы СУГ (сжиженного углеводородного газа) образуется 450 л паровой фазы. Это означает, что 1 м3 испарившейся смеси имеет массу 2,2 кг.

Горение 1 кг пропан-бутановой смеси

При сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется примерно 11,5 кВт-ч тепловой энергии. Это интенсивное испарение, которое при контакте с кожей может вызвать обморожение.