Сжиженные углеводородные газы (СУГ) — это углеводороды или их комбинации, находящиеся в парообразном состоянии при обычном атмосферном давлении и типичных температурах. При приложении небольшого дополнительного давления он переходит в жидкое состояние без изменения температуры. Эта жидкость добывается из попутных нефтяных газов и газоконденсатных месторождений, причем наибольшую ценность для газоснабжения имеют пропан и бутан.
Основным преимуществом сжиженных газов является их способность храниться и транспортироваться в жидком виде, а затем использоваться в качестве газа. Другими словами, используются преимущества как жидкой, так и газовой фаз: жидкая фаза используется для транспортировки и хранения, а газовая — для сжигания.
Преимущества технического пропана в России
Технический пропан (C3H8) является наиболее подходящим газом для российских систем газоснабжения благодаря своей большой упругости паров до −35°С. Это позволяет даже при низких температурах легко отбирать необходимое количество паровой фазы из наполненного пропаном баллона или газового баллона. Кроме того, баллоны со сжиженным пропаном можно устанавливать на улице, даже зимой, и при этом сохранять доступ к паровой фазе. Именно поэтому сжиженный углеводородный газ так широко используется в России и во всем мире в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтехимии и даже в качестве автомобильного топлива.
Бутан: Экономичный газ
Бутан (C4H10) — экономически выгодный газ, однако он обладает низкой упругостью паров, поэтому его можно использовать только при положительных температурах. Температура его кипения при атмосферном давлении составляет −0,5°C, поэтому в баллонах систем автономного газоснабжения, например, в жилых домах, он должен поддерживаться при положительной температуре. Для поддержания температуры газа выше 0°С используется геотермальное тепло, а резервуары устанавливаются под землей.
Комбинация пропана и бутана
В коммунально-бытовом хозяйстве широко используется смесь пропана и технического бутана (СПБТ), которую принято называть пропан-бутановой. В условиях России утилизация резервуаров невозможна, если концентрация бутана в СПБТ превышает шестьдесят процентов. Для перевода жидкой фазы в паровую используются испарители СУГ.
Особенности и характеристики сжиженного газа
Сжиженные газы влияют на безопасность и на конструкцию и технологию аппаратуры, в которой они хранятся, транспортируются и используются.
Отличительные характеристики:.
-
Высокое давление паров.
-
Без запаха. Для обнаружения утечек добавляется своеобразный запах — одоризация этилмеркаптаном (c2h5sh).
Температура воспламенения
Бутан: 430°C Пропан: 504°C
Нижний предел воспламеняемости
Пропан: 2.3% Бутан: 1.9%
Вес
Пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха.
Меры предосторожности
В случае утечки сжиженный газ может оседать в колодцах или подвалах, поэтому установка оборудования, работающего на сжиженном газе, в подвальных помещениях запрещена.
Переход в жидкую фазу
При повышении давления или понижении температуры происходит переход из газовой фазы в жидкую для СУГ. Он обладает высокой теплотворной способностью и горит с большим количеством воздуха — 24 м3 для пропана и 31 м3 для бутана. Кроме того, он обладает значительно большим коэффициентом объемного расширения — в 16 раз больше, чем у воды. Во избежание возможных разрывов баллоны и цистерны не должны заполняться более чем на 85% от их общего объема. Превышение этого предела может привести к быстрому истечению, испарению и даже воспламенению газовоздушной смеси.
Испарение 1 кг жидкой фазы сжиженного газа
При испарении 1 кг жидкой фазы сжиженного газа образуется 450 л паровой фазы. Это означает, что масса 1 м3 парофазной смеси составляет 2,2 кг.
Горение смеси пропан-бутана
При сжигании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется около 11,5 кВт-ч тепловой энергии. Следует отметить, что сжиженный газ быстро испаряется и при контакте с кожей может вызвать обморожение.