Сжиженные углеводородные газы

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это сочетание углеводородов или их смесей, которые при нормальном атмосферном давлении и температуре остаются в газообразном состоянии, а при умеренном повышении давления переходят в жидкое состояние без разницы в температуре. Попутные нефтяные газы, природный газ и газоконденсатные месторождения дают сжиженные газы. Из них на перерабатывающих заводах получают этан, пропан и газовый бензин. Особенно важны для газоснабжения пропан и бутан.

Основным преимуществом СУГ является то, что его легко хранить и перекачивать в жидком виде, а затем использовать в качестве газа. Таким образом, жидкая фаза используется для транспортировки и хранения сжиженных газов, а газовая — для их сжигания.

СУГ — широкое применение во всем мире

СУГ широко используется во многих странах, в том числе и в России, для различных целей — в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтехимии, а также в качестве автомобильного топлива. В частности, для систем газоснабжения в России наиболее подходит пропан, так как он обладает высокой упругостью паров даже при температурах до −35°С (температура кипения пропана при атмосферном давлении составляет −42,1°С). Это позволяет легко отбирать необходимую паровую фазу из заполненного пропаном баллона или резервуара в условиях естественного испарения. Таким образом, газовые баллоны со сжиженным пропаном можно устанавливать зимой на открытом воздухе и получать паровую фазу даже при низких температурах.

Преимущества бутана

Бутан (C4H10) — экономичный газ, что делает его популярным во многих хозяйствах. Однако он обладает меньшей упругостью паров, чем пропан, а значит, может использоваться только при положительных температурах. При температуре кипения −0,5°C температура в резервуарах системы автономного газоснабжения должна быть выше 0°C, чтобы бутановая составляющая СУГ могла испаряться. Для этого используется геотермальное тепло, которое позволяет поддерживать температуру газового баллона частного дома выше 0°C путем его установки под землей.

Комбинация пропана и бутана

Для нужд местного населения и бытового использования применяется смесь пропана и технического бутана (СПБТ), которая в обиходе называется пропан-бутаном. В ситуациях, когда содержание бутана в СПБТ превышает 60%, поддержание работоспособности баллонных установок в условиях российского климата нецелесообразно, поэтому для принудительного перевода жидкой фазы в газовую приходится использовать испарители СУГ.

Свойства и характеристики сжиженного газа

Свойства сжиженных газов влияют как на протоколы безопасности, так и на инженерно-технические характеристики оборудования, используемого для их хранения, транспортировки и утилизации. К числу основных характеристик сжиженных газов относятся:

1. Чрезвычайная упругость паров;

2. Отсутствие запаха. Для обеспечения раннего обнаружения утечек в сжиженный газ добавляется специальный запах (этилмеркаптан (c2h5sh)) для идентификации.

Температура воспламенения

Температура воспламенения бутана составляет 430°C, пропана — 504°C.

Пределы воспламеняемости

Нижний предел воспламенения пропана составляет 2,3%, а бутана — 1,9%.

Вес

Пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. Поэтому в случае утечки жидкий газ может скапливаться в траншеях или подвалах. Поэтому не допускается устанавливать оборудование, работающее на сжиженном газе, в помещениях подвального типа.

Переход в жидкую фазу

При повышении давления и снижении температуры происходит переход в жидкую фазу. Теплотворная способность СУГ высока. Для сжигания одного кубического метра газовой фазы пропана требуется 24 м3 воздуха, в то время как для сжигания бутана — 31 м3. Коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды. При заполнении баллонов и резервуаров более чем на 85% от их геометрического объема может произойти их разрыв, что приведет к быстрому истечению и испарению газа, а также воспламенению газовоздушной смеси.

Результаты испарения пропан-бутановой смеси

При испарении одного килограмма жидкой пропан-бутановой смеси образуется 450 л паровой фазы. Это означает, что в одном кубическом метре паровой фазы смеси содержится масса 2,2 кг.

Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании

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

Опасность обморожения

Этот газ быстро испаряется и при контакте с кожей человека может вызвать обморожение.