Сжиженные углеводородные газы

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при давлении и температуре окружающей среды находятся в газообразном состоянии, но при незначительном повышении давления быстро переходят в жидкое состояние без изменения температуры. Эти сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов и газоконденсатных месторождений. Из них на перерабатывающих заводах выделяют этан, пропан и газовый бензин. Наибольшую ценность для газовой отрасли представляют пропан и бутан, так как они легко хранятся и транспортируются в жидком виде и могут быть использованы в качестве газа. Другими словами, преимущества жидкой фазы используются для транспортировки и хранения сжиженных газов, а преимущества газообразной фазы — для сжигания.

Сжиженный нефтяной газ: жизнеспособный вариант топлива

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — популярный источник топлива, используемый во всем мире в самых разных сферах — от промышленной до бытовой. В частности, в России этот вид топлива получил широкое распространение благодаря своим преимуществам.

Технический пропан

Для систем топливоподачи, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8). Это обусловлено его высокой упругостью паров до минус 35°С. Несмотря на столь низкую температуру, температура кипения пропана при атмосферном давлении составляет минус 42,1 °С, что позволяет легко отбирать нужное количество паровой фазы из наполненного пропаном баллона или газового баллона в результате естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны на улице в зимнее время и сохранять способность выделять паровую фазу при низких температурах.

Бутан: Экономически эффективный газ

Бутан (C4H10) является более экономичным газом по сравнению с пропаном. Однако его применение ограничено из-за низкой упругости паров, что позволяет использовать его только в средах с положительной температурой. При нормальном атмосферном давлении температура кипения бутана составляет −0,5°С, поэтому в резервуарах системы автономного газоснабжения необходимо поддерживать температуру газа выше 0°С. Для этого используется геотермальное тепло, обеспечивающее постоянную температуру выше 0°C — газовый баллон для частного дома обычно устанавливается под землей.

Смесь пропана и бутана

В жилищно-коммунальном хозяйстве часто используется комбинация пропана и технического бутана (СПБТ), в обиходе называемая пропан-бутаном. Если количество бутана в СПБТ превышает 60%, то безостановочная работа баллонных систем в условиях российского климата становится невозможной. Для решения этой проблемы используются испарители СУГ, которые принудительно переводят уровень жидкости в газовую фазу.

Характеристики и атрибуты сжиженных газов

Свойства сжиженных газов влияют на протоколы безопасности, а также на конструкцию и технические компоненты аппаратов, в которых они содержатся, транспортируются и используются.

Отличительные характеристики сжиженных газов

1. Высокое напряжение паров

2. Не имеют запаха, однако для обнаружения возможной утечки придают специфический запах — одорируют этилмеркаптаном (c2h5sh).

Температура и пороги горючести

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, а пропана — 504°C. Наименьший уровень воспламеняемости пропана составляет 2,3%, а бутана — 1,9%. Кроме того, пропан, бутан и их комбинации плотнее воздуха. В случае утечки сжиженный газ может скапливаться в отверстиях или под землей. Не допускается размещение устройств, использующих сжиженный газ, в подвальных помещениях.

Переход в жидкое состояние

Переход в жидкую фазу может быть осуществлен путем повышения давления или снижения температуры. Газ обладает высокой теплотворной способностью, и при его сжигании требуется большое количество воздуха. Например, для сжигания 1 куб. м газа пропана требуется 24 куб. м воздуха, а для бутана — 31 куб. м воздуха. Кроме того, объемное расширение жидкой фазы очень велико: объемное расширение жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды. Поэтому баллоны и цистерны никогда не должны заполняться более чем на 85% от геометрического объема, так как превышение этого показателя может привести к разрыву, быстрому истечению газа, испарению и воспламенению газовоздушной смеси.

Влияние испарения 1 кг жидкой фазы сжиженного газа

При испарении 1 кг жидкой фазы сжиженного газа при нормальных атмосферных условиях образуется около 450 л паровой фазы. Это означает, что кубический метр паровой фазы пропан-бутановой смеси имеет массу 2,2 кг. Кроме того, при сжигании такого же количества пропан-бутановой смеси выделяется 11,5 кВт-ч тепловой энергии. Сжиженный газ очень быстро испаряется и при контакте с кожей человека может вызвать обморожение.