Сжиженные углеводородные газы

Сжиженные углеводородные газы, или СУГ,— это углеводороды или их комбинации, которые при атмосферном давлении и комнатной температуре находятся в газообразном состоянии. Однако при незначительном повышении давления они переходят в жидкое состояние без изменения температуры. Источником СУГ служат попутные нефтяные газы и газоконденсатные месторождения, из которых на перерабатывающих заводах извлекаются этан, пропан и газовый бензин. Из них наибольшую ценность для газовой отрасли представляют пропан и бутан, так как их можно хранить и транспортировать в жидком виде, а затем использовать как газ. Таким образом, жидкая фаза удобна для транспортировки и хранения, а газовая — для сжигания.

Использование сжиженного углеводородного газа

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) стал распространенным источником энергии во многих странах, в том числе и в России, для различных нужд промышленности, быта и нефтехимических предприятий. В частности, для российских систем газоснабжения наиболее подходящим является технический пропан (C3H8). Это обусловлено тем, что он обладает высокой упругостью паров даже при температурах до −35°С, что ниже температуры кипения пропана при атмосферном давлении (-42,1°С). Это означает, что паровая фаза может быть извлечена из баллонов или емкостей, заполненных пропаном, даже при отрицательных температурах, что позволяет хранить баллоны с газом на улице в зимнее время.

Бутан

Бутан (C4H10) является экономичным газом, однако давление его паров не так высоко, как у пропана, поэтому он пригоден для использования только в теплых помещениях. Температура кипения бутана при обычном атмосферном давлении составляет −0,5°C. Поэтому для обеспечения испарения бутановой составляющей СУГ необходимо поддерживать температуру газового баллона в системе автономного газоснабжения выше нуля. Для этого используется геотермальное тепло, при этом газовый баллон частного дома располагается под землей.

Смесь пропана и бутана

В коммунально-бытовых условиях используется смесь пропана и технического бутана (СПБТ), которую в обиходе называют пропан-бутаном. Если количество бутана в СПБТ превышает 60%, то поддержание стабильной работы баллонных устройств в условиях российского климата становится нецелесообразным. В этих условиях для принудительного перевода жидкой фазы в паровую используются испарители СУГ.

Особенности и свойства сжиженного газа

Сжиженные газы обладают уникальными свойствами, которые необходимо учитывать при разработке протоколов безопасности, а также конструкции и технических элементов оборудования, в котором они сохраняются, передаются и используются.

Специфические свойства сжиженных газов.

1. Высокая упругость паров;

2. Отсутствие запаха. Для своевременного обнаружения возможных утечек сжиженным газам придают особый запах путем добавления этилмеркаптана (c2h5sh).

Низкие температуры и горючесть

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, а пропана — 504°C. Нижняя граница горючести пропана составляет 2,3%, а бутана — 1,9%.

Тяжелее воздуха

Пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. В случае утечки или разлива сжиженный газ может скапливаться в колодцах и подвалах. Не допускается нахождение в подвальных помещениях оборудования, работающего на сжиженном газе.

Свойства сжиженного газа

1. При повышении давления или понижении температуры происходит переход в жидкую фазу;

2. Высокий выход энергии при горении;

3. Для сжигания 1 м3 пропана требуется 24 м3 воздуха, для бутана — 31 м3;

4. Объемное расширение жидкой фазы очень велико (в 16 раз больше, чем у воды);

5. Баллоны и емкости не следует заполнять более чем на 85% от их емкости, так как избыточное давление может привести к их разрыву, что приведет к быстрому испарению газа и воспламенению газовоздушной смеси.

Результаты испарения смеси пропан-бутан

При испарении 1 кг жидкой фазы пропан-бутановой смеси образуется 450 л паровой фазы. Это означает, что масса 1 м3 паровой фазы смеси составляет 2,2 кг.

Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании пропан-бутановой смеси

При сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется около 11,5 кВт-ч тепловой энергии.

Опасность для здоровья при испарении пропан-бутановой смеси

Пары этого вещества быстро испаряются и при контакте с кожей человека могут вызвать обморожение.