Сжиженные газы Амистад

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) – это смесь органических соединений, состоящих из углерода и водорода. Их называют сжиженными, потому что при малейшем увеличении давления они теряют газообразную форму и становятся жидкими.

СУГ добывают на месторождениях нефти и газового конденсата путем выделения из попутных газов. Наибольшей популярностью среди них пользуются пропан и бутан. Именно они применяются как автомобильное топливо, а также в промышленности и жилищно-коммунальной сфере.

Классификация

Сжиженные углеводородные газы маркируются по компонентному составу:

1. Пропан технический. Его получают путем крекинга попутных нефтяных газов. Соединений пропана и пропилена в этой смеси около 75%.

2. Пропан автомобильный. Такое топливо используют для заправки автомобиля в холодное время года. Эта смесь СУГ на 90% состоит из пропана, потому что его температура замерзания равна -43°С.

3. Пропан-бутан автомобильный. Пропан-бутановая смесь используется для заправки автомобиля в теплое время года. Содержание пропана здесь 50-60%.

4. Пропан-бутан технический. Массовая доля бутана и бутиленов здесь не превышает 60%. Эта газовая смесь получила применение как топливо, а емкость для ее хранения и подачи называется газгольдер.

5. Бутан технический. Благодаря высокой горючести бутан широко применяется в бытовых приборах: зажигалках, газовых баллонах и пр. Из-за взрывоопасности не может в чистом виде применяться как топливо.

Свойства

Сжиженные газы – пожаро- и взрывоопасные соединения, они легко воспламеняются при поднесении источника огня. СУГ малотоксичны, поэтому для обнаружения утечки к этим газам добавляют специальные одоранты – вещества со специфическим острым запахом.

Свойства сжиженных газов:

1) массовая доля основных элементов (пропана и его производных, бутана и его производных);
2) доля жидкого остатка (измеряется при 20°С);
3) давление насыщенных паров;
4) массовая доля меркаптановой серы;
5) отсутствие воды.

Характеристики

СУГ характеризуются следующими физическими показателями: молекулярной массой и объемом, плотностью газовой и жидкой форм, температурой кипения и воспламенения, теплотой сгорания, октановым числом. Для каждой марки СУГ эти характеристики свои.

Также существует такое понятие как критические параметры газов, под которыми понимаются значения давления и температуры. Предельная температура, при которой газы еще способны сжижаться с ростом давления, называется критической температурой, а давление при этом – критическим давлением.

Транспортировка

Мелкие потребители используют баллонный газ со станций наполнения. Для транспортировки крупных партий сжиженных газов используются ж/д цистерны и автоцистерны, из них газы попадают в стационарные хранилища. По речным и морским путям сжиженный газ доставляют танкеры объемом 100-200 тыс. куб. м.

Хранение СУГ

Сжиженные газы хранятся:

• в резервуарных парках предприятий,
• на перевалочных и портовых пунктах,
• в хранилищах газораздаточных пунктов,
• на станциях наполнения.

Применение сжиженных газов

СУГ – вещества экологичные, с относительно невысокой себестоимостью. Поэтому активно используются как сырье и топливо в разных отраслях промышленности, а также при обработке металлов и газосварочных работах. Вторая важная область применения таких газов – автомобильный транспорт, где они успешно конкурируют с бензином в цене и не уступают в свойствах.

Что такое сжиженный газ (СУГ)?

Что такое сжиженный газ (СУГ) и его основные отличия от метана?

Что такое сжиженный газ (СУГ — сжиженный углеводородный газ) — это смесь органических углеводородных соединений, которые при нормальных атмосферных условиях (давление 7600 мм.рт.ст. и температуре 20°С) находятся в газообразном состоянии, а при понижении температуры или повышении давления переходят в жидкое состояние.

Сырьем для получения СУГ, применяемых в системах газоснабжения, служат природные, попутные и нефтяные газы газоконденсатных месторождений, содержащие пропан-бутановую фракцию, а также газы нефтепереработки. Производится сжиженный газ на специальных заводах и железнодорожными цистернами доставляется на газонаполнительные станции. Дальше сжиженные газы транспортируются автоцистернами или баллонами.

Наибольшее применение для бытового потребления получили пропан-бутановые смеси, состоящие в основном из пропана, пропилена, бутана, бутилена и небольших количеств метана, этана, этилена. При использовании пропан-бутановых смесей приходиться иметь дело с их жидкой и газообразной фазами, свойства которых являются определяющими для свойств СУГ.

Свойства сжиженного углеводородного газа (СУГ)

1. При небольшом давлении они легко переходят из парообразного в жидкое состояние, поэтому их хранят, транспортируют, распределяют и используют под давлением собственных паров. Давление этих паров определяется температурой окружающей среды. Рабочее давление в наземных резервуарах (газгольдерах), автоцистернах и баллонах, транспортирующих СУГ, должно быть не больше 16 кг/кв.см. при температуре наружного воздуха 45°С и не менее 1,6 кг/кв.см. при температуре наружного воздуха -20°С, а у подземных резервуаров рабочее давление не более 10 кг/кв.см. Остаточное давление в сосудах должно быть не менее 0,5 кг/кв.см.

2. Состав и физико-химические показатели СГ должны соответствовать ГОСТ 20448-90, который предусматривает следующие марки газов:

• ПТ – пропан технический с массовой долей пропана и пропилена не менее 75%.
• СПБТ (смесь пропана-бутана техническая) – с содержанием бутана и бутилена не более 60%
• БТ- бутан технический – с содержанием бутана и бутилена не менее 60%

Эти марки СУГ выпускают потому что при одном и том же давлении пропан испаряется, т.е. приобретает газообразное состояние при температуре наружного воздуха – 42°С, а бутан уже при – 0,5°С перестает испаряться (температуры кипения).

3. СУГ не имеют запаха, поэтому их одорируют – придают газам специфический запах. В качестве одоранта используют этил меркаптан – бесцветную легколетучую жидкость с резким запахом, добавляя 60г на 1 т. газа летом и 90 гр на 1 тонну газа зимой.

4. СУГ – пожароопасны и взрывоопасны. Пределы взрываемости СУГ низкие: у пропана от 2,1-9,5%, у бутана от 1,5-8,5% (по объему) при давлении в 1 атм. и температуре 15-20°С. При загазованности помещений в размерах ниже нижнего предела взрываемости будет ощущаться запах газа (начиная с 1/5 от нижнего предела взрываемости), но газ загораться не будет. Открытое пламя зажигает газовоздушную смесь в пределах нижней и высшей границы взрываемости. При загазованности помещений в размерах выше верхнего предела взрываемости и появлении открытого огня возникает пожар или взрыв, сопровождающийся пожаром. Максимальное давление при взрыве 8,59 кг/кв.см.

Теплотворная способность сжиженных углеводородных газов (СУГ)

5. СУГ имеют высокую теплотворную способность в 3-3,5 раза выше природного газа:

• у пропана 21760-23686 ккал/куб.м. температура горения пропана 2110 °С;
• у бутана 28310-30710 ккал/куб.м. температура горения бутана 2118°С;

6. Для полного сгорания 1 куб.м. газа пропана требуется 23,8 куб.м. воздуха, а для бутана 30,94 куб.м. воздуха. Это количество воздуха постоянно надо обеспечивать за счет трехкратного воздухообмена кухонь в течение 1 часа при пользовании газовыми приборами.

7. Необходимо помнить, что СУГ обладают невысокими температурами самовоспламенения относительно большинства других горючих газов. Для пропана она равна 466 °С, нормального бутана 405°С, изобутана 462°С при давлении 760 мм/рт.ст.

8. Пары сжиженного газа в 2 раза тяжелее воздуха, они могут скапливаться в низких непроветриваемых местах: стелиться по полу, проникать в подполья, колодцы и ямы. Диффузия газов в атмосферу осуществляется медленно в особенности при отсутствии ветра. Только при большой скорости ветра смешение паров сжиженных газов и воздуха могут ускориться. Поэтому шкафы под баллоны устанавливаются не ближе 3 м от подвалов и колодцев, а автомашины перевозящие газ должны останавливаться не ближе 5 м от колодцев.

9. Жидкая фаза газа, попадая на тело человека, вызывает обморожение, напоминающее ожог, из-за быстрого испарения и отбора тепла от живой ткани.

10. Коэффициент объемного расширения жидкой фазы СУГ в 11-16 раз больше чем у воды. Поэтому пр заполнении сосудов сжиженными газами сохраняют свободное пространство не менее 15% их вместимости. Категорически запрещается заполнять сосуды и резервуары полностью – для контроля баллоны взвешивают, заполнение резервуаров контролируют с помощью уровнемерных устройств, а при заполнении автомобильных газовых баллонов применяют клапаны-отсекатели.

11. Удельный вес жидкой фазы СУГ примерно в 2 раза легче воды. В 50-ти литровом баллоне не более 20 кг жидкой фазы СУГ. При растекании СУГ будут находиться на поверхности воды или земли.

12. При загорании СУГ применяют следующие средства пожаротушения: огнетушители углекислотные и пенные, воду в тонкораспыленном виде, сухой песок, водяной пар, асбестовое полотно.

Самые важные факты о свойствах СУГ

Утверждения об отличных характеристиках топливных смесей обычно слишком общие и малоинформативные. Мы восполняем недостаток информации – в этой статье приведены фактические данные о сжиженных углеводородных газах (СУГ). Они будут полезны всем, кто уже использует такое топливо или только планирует автономную газификацию своего дома (коммерческого объекта).

Что такое СУГ и в чем их главная особенность?

Под названием «сжиженные углеводородные газы» имеются в виду смеси низкомолекулярных углеводородов – пропана и бутана. Их основное отличие состоит в легком переходе из газообразной фазы в жидкую и наоборот:

• В условиях нормального атмосферного давления и при обычной температуре окружающей среды компоненты смеси являются газами.
• С незначительным увеличением давления (без снижения температуры) углеводороды СУГ превращаются в жидкости. При этом их объем резко уменьшается.

Такие свойства позволяют легко транспортировать и хранить СУГ. Ведь достаточно закачать смесь в закрытую емкость под давлением, чтобы она стала жидкой и получила небольшой объем. А перед эксплуатацией СУГ испаряется, и дальше его можно использовать точно так же, как обычный природный газ. При этом смесь бутана и пропана имеет более высокий коэффициент полезного действия. Удельная теплота сгорания сжиженного газа примерно на 25 % выше, чем природного.

Производят СУГ на газоперерабатывающих заводах из попутного нефтяного газа или конденсатной фракции природного газа. Во время переработки сырье разделяют на легкие и тяжелые фракции – этан, метан, газовый бензин и т.д. Две из них – пропан и бутан – дальше перерабатываются в сжиженный газ. Их очищают от примесей, смешивают в нужном соотношении, сжижают и транспортируют в хранилища или к потребителю.

Свойства составляющих СУГ – пропана и бутана

Оба газа являются низкомолекулярными предельными углеводородами:

• Пропан (С₃Н₈). В линейную молекулу входят три атома углерода и восемь – водорода. Газ идеально подходит для применения в российских климатических условиях – его температура кипения составляет -42,1 °С. При этом до -35 °С пропан сохраняет высокую упругость паров. То есть, он хорошо испаряется естественным путем и транспортируется по наружному трубопроводу даже в самую суровую зиму. Чистый сжиженный пропан можно использовать в надземных газгольдерах и баллонах – сбоев в поступлении газа во время морозов не будет.
• Бутан (С₄Н₁₀). Состоит из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Молекула может быть линейной или разветвленной. Бутан имеет более высокую теплотворную способность, чем пропан, и дешевле стоит. Но у него есть серьезный недостаток. Температура кипения бутана – всего -0,5 °С. Это значит, что при малейшем морозе он будет оставаться в жидком состоянии. Естественное испарение бутана при температуре ниже -0,5 °С прекращается, и для получения газа приходится использовать дополнительный подогрев.

Из приведенной информации получаем важный вывод: температура сжиженной пропан-бутановой смеси в газгольдере или баллоне всегда должна быть положительной. Иначе бутан не будет испаряться и появятся проблемы с газоснабжением. Чтобы добиться нужной температуры, газгольдеры устанавливают подземно (здесь их подогревает геотермальное тепло). Другой вариант – оборудовать емкость электроподогревом (испарителем). Заправленные баллоны всегда держат в помещениях.

От чего зависит качество СУГ?

Итак, сжиженный газ, поставляемый для систем автономной газификации, это всегда смесь. В официальных документах она проходит как СПБТ – смесь пропана и бутана технических. Кроме этих двух газов, в СУГ всегда есть небольшой объем примесей – воды, щелочей, непредельных углеводородов и т.д. Качество смеси зависит от соотношения в ней пропана и бутана, а также от количества и типа примесей:

1. Чем больше в СПБТ пропана, тем лучше она будет испаряться в холодное время года. Правда, сжиженные газы с повышенной концентрацией пропановой составляющей дороже стоят, поэтому их обычно используют лишь в качестве зимнего топлива. В любом случае, в условиях российского климата нельзя использовать смесь с содержанием бутана более 60 %. Она будет испаряться только при наличии испарителя.
2. Чем больше в СУГ примесей, тем хуже для газового оборудования. Непредельные углеводороды не сгорают полностью, а полимеризуются и коксуются. Их остатки загрязняют оборудование и резко сокращают срок его службы. Тяжелые фракции – вода и щелочи – также не идут на пользу технике. Многие вещества остаются в резервуаре и трубопроводах в виде неиспаряемого конденсата, который снижает эффективность системы. Кроме того, примеси не дают такого количества тепла, как пропан и бутан, поэтому их повышенная концентрация понижает КПД топлива.

Полезные факты о сжиженных газах

• Пропан-бутановая смесь отлично смешивается с воздухом, равномерно горит и полностью сгорает, не оставляя на элементах оборудования сажи и нагара.
• СУГ в газообразном состоянии тяжелее воздуха: пропан – в 1,5 раза, бутан – в 2 раза. При утечке смесь опускается вниз. Поэтому резервуары со сжиженным газом нельзя устанавливать над подвалами и колодцами. Зато подземный газгольдер абсолютно безопасен – даже при его повреждении газовая смесь уйдет в нижние слои грунта. Там она не сможет смешаться с воздухом и взорваться или загореться.
• Жидкая фаза СУГ имеет очень высокий коэффициент теплового расширения (0,003 для пропана и 0,002 для бутана на каждый градус повышения температуры). Это примерно в 16 раз выше, чем у воды. Поэтому газгольдеры нельзя заправлять более чем на 85 %. Иначе при повышении температуры жидкая смесь может сильно расшириться и в лучшем случае занять весь объем резервуара. Тогда места для испарения просто не останется и газ в систему поступать не будет. В худших случаях чрезмерное расширение жидкой смеси приводит к разрывам газгольдеров, большим утечкам и образованию взрыво- и пожароопасных смесей с воздухом.
• При испарении 1 л жидкой фазы СУГ образуется 250 л газа. Поэтому так опасны резервуары со сжиженной смесью, установленные внутри помещений. Даже при незначительной утечке жидкой фазы происходит ее моментальное испарение, и комната наполняется огромным количеством газа. Газо-воздушная смесь в этом случае быстро достигает взрывоопасного соотношения.
• Испарение жидкой фазы на воздухе происходит очень быстро. Пролитый на кожу человека сжиженный газ вызывает обморожение.
• Чистые пропан и бутан – газы без запаха. К ним специально добавляют сильно пахнущие вещества – одоранты. Как правило, это соединения серы, чаще всего – этилмеркаптан. Они имеют очень сильный и неприятный запах, который «сообщает» человеку об утечке газа.
• Смесь обладает высокими теплотворными способностями. Так, при сжигании 1 куб. м газообразного пропана используется 24 куб. м воздуха, бутана – 31 куб. м воздуха. В результате сгорания 1 кг смеси выделяется в среднем 11,5 кВт·ч энергии.

Адрес: 195426, г. Санкт-Петербург, проспект Косыгина, 25А

Информация, размещенная на сайте, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ. Обработка персональных данных ведется согласно установленной Политике конфиденциальности.