Сжиженные углеводородные газы

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это комбинация углеводородов или их смесей, которые при нормальном атмосферном давлении и температуре остаются газообразными, но под действием давления могут переходить в жидкое состояние. Такое сжижение выгодно, поскольку позволяет упростить хранение и транспортировку газа.

Особую ценность для газовой отрасли представляют газы, получаемые из попутного нефтяного газа и газоконденсатных месторождений, такие как этан, пропан и газовый бензин. Особую ценность представляют пропан и бутан, которые могут использоваться как газ, находясь при этом в жидком состоянии. Это позволяет использовать преимущества обеих фаз — жидкой для транспортировки/хранения и газовой для сжигания.

Сжиженный нефтяной газ: Универсальный источник энергии

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) широко используется во всем мире, в том числе и в России, для энергоснабжения промышленных, жилищных и торговых объектов, нефтехимических производств, а также транспортных средств. Для газовых систем в России наиболее подходящим вариантом является пропан (C3H8), который обладает упругостью паров до температуры −35°С. Даже в таких холодных условиях из баллона или резервуара можно отобрать необходимое количество испарившегося пропана при естественном испарении. Это позволяет хранить газовые баллоны с пропаном на улице в зимнее время и сохранять возможность отбора паровой фазы при низких температурах.

Бутан

Бутан (C4H10) — более экономичное топливо, однако он отличается от пропана меньшей податливостью паров, поэтому его применяют только при температурах выше нуля. Температура кипения бутана при атмосферном давлении составляет −0,5°С. Для того чтобы система автономного газоснабжения была работоспособной, температура газа в резервуарах должна быть выше нуля, иначе испарение бутановой составляющей СУГ будет невозможным. Для обеспечения температуры выше 0°C используется геотермальное тепло: газовый баллон для частного дома располагается под поверхностью земли.

Смесь пропана и бутана

В коммунально-бытовых условиях обычно используется комбинация пропана и технического бутана (СПБТ), называемая пропан-бутаном. Однако в условиях российского климата при содержании бутана в СПБТ более 60% поддержание работоспособности баллонных установок становится невозможным. Для решения этой проблемы используются испарители СУГ для перевода жидкой фазы в паровую.

Уникальные характеристики сжиженных газов

Свойства сжиженных газов могут влиять на протоколы безопасности, а также на конструкцию и технические компоненты аппаратов, в которых они хранятся, перемещаются и используются.

Особые свойства

1. Высокая упругость паров;

2. Отсутствие запаха.

Для своевременного обнаружения утечек сжиженным газам придают особый запах — проводят ароматизацию этилмеркаптаном (c2h5sh).

Температура воспламенения и границы воспламеняемости

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, а пропана — 504°C. Нижний предел воспламенения пропана составляет 2,3%, а бутана — 1,9%.

Легче воздуха

Пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. В случае утечки газа сжиженный газ может скапливаться в колодцах или подземных помещениях. Установка оборудования, работающего на сжиженном газе, в подвальных помещениях категорически запрещена.

Переход из твердого состояния в жидкое при изменении давления или температуры

Переход из твердого состояния в жидкое может осуществляться при повышении давления или понижении температуры.

Высокая теплотворная способность

Для сжигания сжиженного газа требуется значительное количество воздуха — на каждый 1 куб. м пропана необходимо 24 куб. м воздуха, а для бутана — 31 куб. м.

Большое объемное расширение

В жидком состоянии СУГ также имеет большой коэффициент объемного расширения — для пропана он в 16 раз больше, чем для воды. Поэтому баллоны и емкости следует заполнять не более чем на 85% от их геометрического объема, так как превышение этого показателя может привести к разрыву, быстрому истечению и испарению газа, а также к возможному воспламенению воздушной смеси.

Тепловыделение

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

Испарение

При испарении 1 кг жидкой формы СУГ образуется 450 л паровой фазы. Другими словами, 1 куб. м паровой фазы пропан-бутановой смеси весит 2,2 кг.

Замерзание

Сжиженный газ испаряется с большой скоростью и при контакте с кожей человека может привести к обморожению.