Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это смесь углеводородов, которая при нормальном давлении и температуре находится в газообразном состоянии. При незначительном повышении давления газ переходит в жидкое состояние без изменения температуры. Основными источниками сжиженных газов являются попутные нефтяные газы и газоконденсатные месторождения. Из этих источников извлекаются этан, пропан и газовый бензин, причем наибольшую ценность для газоснабжения представляют пропан и бутан.
Основное преимущество использования сжиженного газа заключается в том, что его легко хранить и транспортировать как жидкость и использовать как газ. При этом используются преимущества как жидкого, так и газообразного состояния: жидкая фаза используется для транспортировки и хранения, а газообразная — для сжигания.
Использование сжиженного углеводородного газа
Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — ресурс, используемый во всем мире для нужд промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимии и автомобилестроения. В России для систем газоснабжения наиболее подходит пропан (C3H8) благодаря своей высокой упругости паров, которая достигает до −35°С. Даже при понижении температуры из наполненного пропаном баллона или резервуара легко отбирается необходимое количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет размещать газовые баллоны, заполненные сжиженным пропаном, на улице в зимнее время и сохранять доступ к паровой фазе при низких температурах.
Преимущества бутана
Бутан (C4H10) является более экономичным газом, чем пропан, что делает его популярным выбором для многих применений.
Характеристики бутана
Бутан обладает низкой упругостью паров, что ограничивает его применение положительными температурами. Его температура кипения при атмосферном давлении составляет −0,5°C.
Использование бутана
Газовые баллоны в системах автономного газоснабжения должны иметь положительную температуру, чтобы бутановая составляющая СУГ не испарялась. Для этого используется геотермальная энергия, поскольку газовые баллоны для частных домов устанавливаются под землей.
Комбинация пропана и бутана
В коммунально-бытовых условиях используется смесь пропана и технического бутана (СПБТ). В повседневной жизни ее принято называть пропан-бутановой. Если концентрация бутана в СПБТ превышает 60%, то в условиях российского климата стабильная работа баллонов становится невозможной. Для борьбы с этим используются испарители СУГ, которые принудительно переводят жидкую форму в парообразную.
Свойства и характеристики сжиженных газов
Свойства сжиженных газов оказывают существенное влияние на технику безопасности, а также на конструкцию и технические характеристики аппаратуры, в которой они хранятся, транспортируются и используются. К характерным особенностям сжиженных газов относятся:
-
Значительная упругость паров;
-
Отсутствие запаха. Для своевременного обнаружения утечек сжиженные газы наделяются характерным запахом — применяется одорирование этилмеркаптаном (c2h5sh).
Низкие температуры и пределы воспламеняемости
Температура воспламенения бутана составляет 430°C, а пропана — 504°C. Наименьшее количество пропана, которое может воспламениться, составляет 2,3%, то же самое справедливо и для бутана, предел воспламенения которого составляет 1,9%.
Тяжелее воздуха
Пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. В случае утечки сжиженный газ может скапливаться в колодцах или других подвальных помещениях. По этой причине не допускается использование оборудования, работающего на сжиженном газе, в подвальных помещениях.
Переход в жидкую фазу
При повышении давления или понижении температуры происходит переход сжиженного углеводородного газа (СУГ) в жидкую фазу. Этот газ обладает высокой теплотворной способностью, поэтому для его сжигания требуется большое количество воздуха — например, для сжигания одного м3 газовой фазы пропана необходимо 24 м3 воздуха, а бутана — 31 м3. Кроме того, коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды. Поэтому баллоны и емкости не должны заполняться более чем на 85% от своего геометрического объема, иначе существует опасность их разрыва с последующим быстрым выделением газа и его испарением, а также воспламенением смеси с воздухом.
Результаты испарения
При испарении 1 кг жидкой фазы lpg при н. у. образуется 450 л газа, который соответствует 1 м3 паровой фазы и имеет массу 2,2 кг.
Выделяемая тепловая энергия
При сжигании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется тепловая энергия порядка 11,5 кВт-ч.
Предупреждение
Сжиженный газ быстро испаряется и при попадании на кожу человека может вызвать обморожение.