Что такое пропан
Пропа́н, C3H8 и бутан — органические вещества класса алканов. Бесцветный газ без запаха. Очень мало растворим в воде. Точка кипения −42,1С. Точка замерзания -188С. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 2,1 до 9,5%. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен.
В небольшом количестве пропан содержится в природном газе, в промышленных количествах пропан получают в процессе высокотемпературной переработки нефти.
Так как сам газ практически не пахнет, для безопасности и своевременной диагностики утечек газа органами обоняния человека в него добавляют одоранты, содержащие пахучие вещества. Именно их называют «запахами газа».
Где применяется пропан?
Этот газ знаком абсолютно всем современным людям. Пропан сегодня применяется практически повсеместно. В первую очередь это касается производственных процессов.
Так, технический газ пропан с успехом применяется для производства газопламенных работ на различных производственных объектах. С его помощью производят как резку металла, так и сварку конструкций. При работе с металлоломом этот газ практически незаменим для заготовки сырья.
С не меньшим успехом пропан применяется и при производстве тепловой энергии. В последующем тепло, полученное при помощи технического газа пропана, используется для обеспечения теплоснабжения, как производственных помещений, так и для подачи тепла в жилые комплексы.
В быту газ пропан находит свое применение в самых различных сферах деятельности человека. Самым распространенным способом применения этого газа является использование его в качестве энергоносителя для газовых плит и газовых колонок. С его помощью человек готовит пищу, нагревает воду. Также в индивидуальном секторе жилья пропан используется для организации отопления помещений. Для этого устанавливается специальное оборудование. Газ пропан в жилые помещения подается с помощью газопроводов. В некоторых случаях также может иметь место доставка сжиженного пропана в специальных баллонах. Соотношение между пропаном и бутаном в смеси меняется в зависимости от времени года – зимой преобладает пропан, а летом бутан.
Широко используется качестве автомобильного топлива.
В химической промышленности используется при получении мономеров для производства полипропилена.
Является исходным сырьём для производства растворителей.
Хранится и транспортируется в специальных емкостях (баллоны, цистерны) без стабилизирующих добавок при температуре до 50 °С.
В чем опасность пропана?
В первую очередь- его высокая взрывоопасность. Пропано- бутановая смесь примерно в два раза тяжелее воздуха поэтому при утечке не улетучивается, а накапливаться и тогда будет достаточно одной искры. А в смеси с воздухом его взрывоопасность увеличивается.
Вторая опасность в том, что пропан, попадая в воздух, смешивается с ним, вытесняет и уменьшает содержание кислорода в воздухе Человек, находящийся в такой атмосфере, будет испытывать кислородное голодание, а при значительных концентрациях газа в воздухе может погибнуть от удушья.
Пропан – бутановые смеси в жидком виде разъедают резину, поэтому необходимо тщательно следить за резиновыми изделиями, применяемыми в аппаратуре газопламенной обработки металлов, и в случае необходимости, производить их замену. Наибольшая опасность разъедания резины существует зимой, когда имеется большая вероятность попадания жидкой фракции в шланги.
При работе с пропан-бутаном не допускается попадания жидкой фракции на кожные покровы тела, так как в связи с быстрым ее испарением и отбором тепла наступает обморожение.
Пропан – бутановая семь обладает большим коэффициентом объемного расширения Так у пропана он в 16 раз больше чем у воды, а у бутана в 11 раз. Поэтому наполнять баллоны пропан – бутановой смесью более 85% по объему нельзя – очень опасно.
В целом можно говорить о том, что для безопасности и спокойствия необходимо периодически контролировать предельно допустимую концентрацию газа в помещении . Если вы чувствуете «запах газа» обязательно пригласите специалистов для проведения экспертизы воздуха.
Молярная масса пропана
Пропан СН 3 СН 2 СН 3 — это бесцветный горючий не имеющий запаха газ. Температура плавления пропана — 187, 69 ° С , температура кипения — 42, 07 ° С, плотность при 20 градусах — 0, 5005 г/см 3 ( при давлении насыщенного пара) , температура воспламенения 465 ° , пределы взрываемости в смеси с воздухом 2, 1 — 9, 5 об.%, теплота сгорания газа до жидкой воды и СО 2 120, 34 ккал/кг. ( 25 ° С), теплоёмкость 17, 57 кал/град . моль.
Пропан содержится в природных газах, в попутных газах нефтедобычи и нефтепереработки, например, в газах каталитического крекинга, в коксовых газах, газах синтеза углеводородов из СО и Н 2 по Фишеру — Тропшу.
Из промышленных газов пропан выделяют: ректификацией под давлением, низкотемпературной абсорбцией в растворителях под давлением, адсорбцией активированным углём, молекулярными ситами.
С водой пропан образует гидрат С 3 Н 8 . 6 Н 2 О с критической температурой разложения + 8,5 ° ; разлагается при 1 атм. ( 0 ° ). По химическим свойствам пропан близок к другим низшим гомологам ряда метана.
Дегидрированием пропана на хромовых катализаторах при высокой температуре или в присутствии О 2 и йода производят пропилен. Термическим и фотохимическим хлорированием пропана получают в основном монохлорпропаны. Смеси пропана с Cl 2 взрывчаты (пределы взрываемости 8 — 42% С 3 Н 8 ).
Мягким окислением пропана получают пропионовую кислоту, ацетальдегид и уксусную кислоту, нитрованием при высокой температуре — нитропропаны, а также нитроэтан и нитрометан. При конверсии с Н 2 О при высоких температурах на катализаторах получают Н 2 , СО и СО 2 . Алкилированием пропана этиленом при высоких температурах и 300 атм. получается изопентан. В присутствии перекисей при повышенных температурах и давлении пропан реагирует с хлорпроизводными этилена; с трихлорэтиленом, например, получается 1 , 1- дихлор- 3 -метилбутен- 1:
Пропан применяется в качестве растворителя для депарафинизации и деасфальтирования нефтепродуктов, в процессах полимеризации виниловых эфиров и для экстракции жиров. Пропан применяют также для получения сажи; с кислородом — для резки металла. В смеси с бутаном в баллонах пропан широко используется как бытовой газ и как бездымное горючее для автомобилей.
Сравнение
Главное отличие природного газа от сжиженного (если рассматривать и тот и другой в узком смысле) заключается, прежде всего, в том, что первый находится в газообразном состоянии — с температурой, примерно соответствующей той, что есть у окружающей среды, обладает минимальным давлением и является метаном. Второй может быть очень сильно охлажденной жидкостью (если это сжиженный метан), сжатым до состояния жидкости газом с иными химическими свойствами (если это пропан и бутан) либо веществом, превращенным в жидкость посредством сильной компрессии (если речь идет о компримированном газе, добытом из недр земли). Отсюда разница в методах транспортировки газа, в способах его хранения.
Традиционный природный газ, как правило, не требует дополнительной переработки перед доставкой непосредственно потребителю — достаточно обеспечить его поступление в трубу и осуществить последующее распределение топлива. Сжиженный газ, прежде чем подавать потребителям, необходимо регазицифировать либо извлечь из баллона, превратив из жидкости в стандартное состояние.
Определив, в чем разница между природным и сжиженным газом, зафиксируем выводы в таблице.
Свойства и способности сжиженных пропана, бутана и метана
Основное отличие СУГ от других видов топлива заключается в способности быстро менять свое состояние из жидкого в газообразное и обратно при определенных внешних условиях. К этим условиям относятся температура окружающей среды, внутреннее давление в резервуаре и объем вещества. Например, бутан сжижается при давлении 1,6 МПа, если температура воздуха равна 20 ºС. В то же время, температура его кипения всего -1 ºС, поэтому при серьезном морозе он будет сохранять жидкое состояние, даже если открыть вентиль баллона.
Пропан имеет более высокую энергоемкость, чем бутан. Температура его кипения равняется -42 ºС, поэтому даже в суровых климатических условиях он сохраняет способность к быстрому газообразованию.
Еще ниже температура кипения у метана. Он переходит в жидкое состояние при -160 ºС. Для бытовых условий СПГ практически не применяется, однако для импорта или транспортировки на серьезные расстояния способность природного газа сжижаться при определенной температуре и давлении имеют весомое значение.
транспортировка танкером
Любой сжиженный углеводородный газ отличается высоким коэффициентом расширения. Так, в заполненном 50-литровом баллоне содержится 21 кг жидкого пропана-бутана. При испарении всей «жидкости» образуется 11 кубометров газообразного вещества, что эквивалентно 240 Мкал. Поэтому такой вид топлива считается одним из самых эффективных и экономически выгодных для систем автономного отопления. Больше об этом можно прочитать здесь.
При эксплуатации углеводородных газов необходимо учитывать их медленную диффузию в атмосферу, а также низкие пределы воспламеняемости и взрывчатости при контакте с воздухом. Поэтому с такими веществами нужно уметь правильно обращаться, учитывая их свойства и специальные требования безопасности.
Таблица свойств
Сжиженный углеводородный газ — чем он лучше других видов топлива
Индустрия применения СУГ достаточно широка, что обусловлено его теплофизическими характеристиками и эксплуатационными преимуществами по сравнению с другими видами топлива.
Транспортировка. Основная проблема доставки обычного газа в населенные пункты заключается в необходимости прокладки газовой магистрали, длина которой может достигать нескольких тысяч километров. Для транспортировки сжиженного пропан-бутана не требуется постройка сложных коммуникация. Для этого используются обычные баллоны или другие резервуары, которые перевозятся с помощью автомобильного, железнодорожного или морского транспорта на любые расстояния. Учитывая высокую энергоэффективность данного продукта (на одном баллоне СПБ можно месяц готовить еду для семьи), выгода очевидна.
Произведенные ресурсы. Цели применения сжиженных углеводородов аналогичны целям применения магистрального газа. К ним относятся: газификация частных объектов и населенных пунктов, производство электроэнергии посредством газогенераторов, эксплуатация двигателей транспортных средств, производство продуктов химической промышленности.
Высокая теплотворная способность. Жидкие пропан, бутан и метан очень быстро преобразуются в газообразное вещество, при сгорании которого выделяется большое количество тепла. Для бутана — 10,8 Мкал/кг, для пропана — 10,9 Мкал/кг, для метана — 11,9 Мкал/кг. Коэффициент полезного действия теплового оборудования, которое работает на СУГ, значительно выше КПД приборов, принимающих в качестве сырья твердотопливные материалы.
Простота регулировки. Подача сырья к потребителю может регулироваться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Для этого существует целый комплекс приборов, отвечающих за регулировку и безопасность эксплуатации сжиженного газа.
Высокое октановое число. СПБ имеет октановое 120, что делает его более эффективным сырьем для двигателей внутреннего сгорания, чем бензин. При использовании пропана-бутана в качестве моторного топлива повышается межремонтный период для двигателя и сокращается расход смазочных материалов.
Сокращение расходов при газификации населенных пунктов. Очень часто СУГ применяют для устранения пиковой нагрузки на магистральные газораспределительные системы. Более того, выгоднее установить для удаленного населенного пункта автономную систему газификации, чем тянуть сеть трубопроводов. По сравнению с прокладкой сетевого газа удельные капиталовложения уменьшаются в 2-3 раза. Кстати, больше информации можно найти здесь, в разделе об автономной газификации частных объектов.
Сравнение с котельной на дизельном топливе
Рассмотрим дизельное топливо и СУГ с точки зрения объема и стоимости суточного потребления при максимальной загрузке котлов в расчете на 1 МВт, условно приняв равными КПД котлов, стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации котельных одинаковой мощности с резервным топливом в виде дизтоплива и СУГ. В качестве СУГ будем рассматривать пропан- бутановую смесь марки ПБТ с содержанием пропана не более 60% по ГОСТ Р 52087-2003.
Суточное потребление топлива рассчитывается по следующей формуле:
Vтс=(Рн.*24)/(КПДк *Qв), где Vтс. — суточный объем потребления топлива; Рн — номинальная мощность котельной, кВт; КПДк — коэффициент полезного действия котлов; Qв — удельная теплота сгорания топлива на расчетную единицу.
При мощности котельной 1 МВт, КПДк=0,95, удельной теплоте сгорания дизтоплива — 11,9 кВтч/кг (42,8 МДж/кг; плотность — 0,85 кг/л), удельной теплоте сгорания смеси СУГ — 12,5 кВтч/кг (45 МДж/кг) (коэффициент плотности СУГ марки ПБТ — 1,76 кг/л при температуре 0 ОС) получаем результаты, приведенные в таблице.
Таблица. Стоимость суточного потребления топлива котельной в расчете на 1 МВт мощности.
| Вид топлива | Суточный объем потребления топлива, л | Среднерыночная оптовая стоимость, руб./л | Стоимость потребления топлива, руб./сут. |
| Дизельное топливо | 2508 | 31,6 | 79252 |
| СУГ | 3557 | 11,1 | 39483 |
Из таблицы видно, что при всех иных равных параметрах отапливать котельную сжиженными углеводородными газами почти в 2 раза дешевле, чем дизельным топливом. И, конечно же, положительный эффект от применения СУГ возрастает в периоде прямо пропорционально объемам использования резервного топлива. При этом мы не рассматриваем стоимость подогрева емкостей с дизельным топливом в зимний период, что также может являться серьезной статьей затрат. По сложившейся в регионах практике подогрев емкостей в холодное время года часто вообще не осуществляется, что делает фактически невозможным запуск резервной системы питания.
Кроме того, в сравнении с дизтопливом СУГ имеет ряд других преимуществ:
■ жидкая фаза СУГ, имея те же основные физические свойства жидкости, что и дизтопливо, тем не менее, не подвержена существенному повышению вязкости в условиях низких температур (что негативно сказывается на транспортировке дизтоплива от внешнего хранилища к горелкам);
■ обеспечивается, как уже указывалось выше, возможность автоматического перехода с основного топлива на резервное;
■ отсутствует необходимость применения более дорогих комбинированных горелок в котлах для возможности сжигания как газообразного, так и жидкого топлива;
■ уменьшается стоимость строительства модуля за счет отсутствия вспомогательного помещения (что бывает необходимо в случае размещения емкостей хранения дизтоплива внутри помещения котельной).
Не стоит также забывать и про экологию. Сжигание дизельного топлива влечет за собой несоизмеримо большие выбросы сажи, окислов серы и окислов азота, нежели сжигание SNG.
Также нужно учитывать, к сожалению, типичную для России ситуацию с воровством топлива. Дизтопливо списывается и продается, а вырученные деньги — присваиваются. Украсть и реализовать на «черном» рынке СУГ значительно сложнее.
Не менее важным является аспект, связанный с возможностью более рационального управления лимитами потребления сетевого природного газа. СУГ позволяет более гибко применять в течение отопительного периода так называемую «броню газопотребления», т.е. минимальный объем потребления газа, необходимый для безаварийной работы технологического оборудования, при условии максимального использования резервных видов топлива.
Наиболее перспективным применение СУГ в качестве резерва видится нам в следующих случаях:
■ при модернизации существующих котельных коммунально-бытовых объектов для создания резервного или аварийного запаса топлива;
■ при строительстве новых объектов в условиях ограниченных лимитов на природный газ, а также при гарантированной перспективе роста потребления тепла и горячей воды в будущем.
Устойчивое повышение цен на жидкие углеводороды на внутреннем рынке, их зависимость от ситуации на мировых торговых площадках, а также прогнозируемый к 2020 г. двукратный по отношению к сегодняшнему дню рост рынка внутреннего потребления делают концепцию применения СУГ в качестве резервного топлива наиболее перспективной.
Химический состав СУГ
Есть два основных пути получения СУГ: из попутного нефтяного газа или из конденсатной фракции природного газа. Процесс получения выполняется с помощью абсорбционно-газофракционирующей установки, которая разделяет газ на составляющие:
- легкие углеводороды пропан (С3Н8) и бутан (С4Н10), которые являются основой СУГ;
- углеводороды пентан (C5H12), метан (CH4) и этан (C2H6);
- непредельные углеводороды этилен (C2H4), пропилен (C3H6) и бутилен (C4H8).
Содержание в составе СУГ пропана и бутана составляет не менее 95%, количество непредельных углеводородов — примерно 1%. Также в составе допускается наличие изомерных соединений — изобутана и изобутилена.
Полученная пропан-бутановая смесь не имеет запаха, поэтому по правилам техники безопасности осуществляется принудительная ароматизация. Характерный неприятный запах придается посредством этантиола, который начинает ощущаться при 1/5 взрывоопасной концентрации СУГ в воздухе.
Сжиженный газ, сжиженный природный газ, состав:
Когда говорят или пишут «сжиженный газ», то подразумевают под ним сжиженный природный газ (СПГ). От сжиженного природного газа необходимо отличать сжиженный углеводородный газ (СУГ), последний отличается по составу, температуре и условиям хранения.
На английском языке СПГ называется LNG (liquefied natural gas), а СУГ – LPG (liquefied petroleum gas).
Сжиженный природный газ – природный газ, преимущественно состоящий из метана (CH4), искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C для удобства хранения или транспортировки. Для дальнейшего использования по назначению – хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах (т.е. подвергается испарению в отсутствии доступа воздуха и кислорода).
Сжиженный природный газ – это одно из агрегатных состояний природного газа. СПГ представляет собой жидкость без цвета, вкуса и запаха. Плотность СПГ в 2 раза меньше плотности воды.
При попадании на незащищенные участки тела человека СПГ испаряется и вызывает обморожение кожи.
Сжиженный природный газ состоит из метана CH4, содержание которого составляет 85-99 %, остальное – 1-15 % составляют дополнительные вещества: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, азот N2., а также нежелательные примеси: кислород О2, сероводород НS2, меркаптановая сера CH3SH и прочие.
В процессе переработки природный газ очищают от сероводорода, меркаптановой серы, паров воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п., а потому все нежелательные примеси в сжиженном природном газе не содержатся либо содержатся в очень малых концентрациях.
В жидком состоянии СПГ не горюч, не токсичен, не агрессивен. Сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при температуре выше точки кипения СПГ превращается в свойственное ему газообразное состояние и смешивается с воздухом. При испарении может воспламениться при контакте с огнем. Взрывоопасные концентрации смеси восстановившегося в газообразное состояние природного газа с воздухом составляют от 4,4 до 17 % объёма. Если концентрация газа меньше 4,4 % объемных, то количества газа будет недостаточно для начала процесса горения, а если больше 17% объемных, то будет не хватать кислорода для процесса горения. При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.
Поскольку СПГ – это одно из агрегатных состояний обычного природного газа, то первый обладает такими же химическими и физическими свойствами, что и последний, за некоторыми исключениями.
Сжиженный природный горючий газ используется в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания, а также топлива для энергетических установок промышленного и коммунально-бытового назначения.
В Российской Федерации ГОСТом Р 56021-2014 установлены три марки сжиженного природного газа:
– марка А – сжиженный природный горючий газ высокой чистоты, обладающий постоянной теплотой сгорания, используемый в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания и энергетических установок с узкими пределами регулирования;
– марка Б – сжиженный природный горючий газ, используемый в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания;
– марка В – сжиженный природный горючий газ, используемый в качестве топлива для энергетических установок.
В том случае, если массовая концентрация общей серы в СПГ составляет не более 0,010 г/м3, то к обозначению марки СПГ добавляют индекс “0”.
Хранение
Для хранения сжиженных углеводородных газов широко используются стальные резервуары цилиндрической и сферической форм. Сферические резервуары по сравнению с цилиндрическими имеют более совершенную геометрическую форму и требуют меньшего расхода металла на единицу объёма ёмкости за счет уменьшения толщины стенки, благодаря равномерному распределению напряжений в сварных швах и по контуру всей оболочки .
| Показатель | Условная вместимость, м³ | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 50 | 100 | 160 | 175 | 200 | |||
| Вместимость, м³ | действительная | 27,8 | 49,8 / 49,8 | 93,3 / 93,9 | 152,4 / 154,3 | 175 | 192,6 / 192,6 | |
| полезная | 23,2 | 41,6 / 44,8 | 77,8 / 83,4 | 128,9 / 139,2 | 146 | 160,6 / 173,5 | ||
| Внутренний диаметр, м. | 2,0 | 2,4 /2,4 | 3,0 / 3,0 | 3,2 /3,2 | 3,0 | 3,4 / 3,4 | ||
| Общая длина, м. | 9,1 | 11,3 / 11,3 | 13,6 / 13,6 | 19,7 / 19,7 | 25,5 | 21,8 / 21,8 | ||
| Длина цилиндрической части, м. | 8,00 / 8,00 | 10,0 / 10,0 | 12,0 / 12,0 | 18,0 / 18,0 | 23,8 / 23,8 | 20,0 / 20,0 | ||
| Расстояние между опорами, м. | 5,5 | 6,6 / 6,6 | 8,0 / 8,0 | 11,5 / 11,5 | 15,1 | 12,8 / 12,8 | ||
| Наибольшее рабочее давление, кгс/см². | 18 | 18 / 7 | 18 / 7 | 18 / 7 | 16 | 18 / 7 | ||
| Толщина стенок, мм. | Ст.3 (спокойная) | корпус | 24 | 28 / 14 | 34 / 16 | 36 / 18 | 22 | 38 / 18 |
| днище | 24 | 28 / 16 | 34 / 16 | 36 / 18 | 28 | 38 / 18 | ||
| Ст.3 Н | корпус | 20 | 24 / 15 | 28 / 14 | 30 / 14 | 32 / 16 | ||
| днище | 20 | 24 / 12 | 28 / 16 | 30 / 20 | 32 / 20 | |||
| Расстояние между штуцерами, м. | 1,1 | 1,4 / 1,4 | 1,1 / 1,1 | 1,4 / 1,4 | 0,9 | 1,1 / 1,1 | ||
| Расстояние между штуцером и люком, м. | 1,4 | 1,4 / 1,4 | 1,4 / 1,4 | 1,7 / 1,7 | 3,15 | 1,4 / 1,4 | ||
| Общая масса, т. | Ст.3 (спокойная) | 11,7 | 20,2 / 10,4 | 37,2 / 19,1 | 60,1 / 31,9 | 44,6 | 73,9 / 55,8 | |
| Ст.3 Н | 9,7 | 17,4 / 9,2 | 30,5 / 16,8 | 50,4 / 25,5 | 62,7 / 32,4 | |||
| Удельный расход металла (ст.3) на 1 м³, т. | 0,420 | 0,405 / 0,209 | 0,399 / 0,205 | 0,399 / 0,200 | 0,255 | 0,384 / 0,168 |
| Номинальная вместимость, м³ | Внутренний диаметр, м | Внутреннее даление, 105 Па | Марка стали | Толщина стенки, мм | Масса одного резервуара, т | Число стоек | Относительная сметная стоимость, руб. на 1 кгс/см² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 300 | 9 | 2,5 | 09Г2С (М) | 12 | 24 | 6 | 1400 |
| 600 | 10,6 | 2,5 | 09Г2С (М) | 12 | 33,3 | 8 | 1200 |
| 600 | 10,5 | 6 | 09Г2С (М) | 16 | 43,3 | 8 | 700 |
| 600 | 10,5 | 10 | 09Г2С (М) | 22 | 60 | 8 — 9 | 550 |
| 600 | 10,5 | 10 | 09Г2С (М) | 34 | 94,6 | 8 | 500 |
| 600 | 10,5 | 18 | 12Г2СМФ | 25 | 69,5 | 8 | 440 |
| 900 | 12 | 18 | 09Г2С(М) | 38 | 140 | 8 | 480 |
| 900 | 12 | 18 | 12Г2СМФ | 28 | 101,5 | 8 | 420 |
| 2000 | 16 | 2,5 | 09Г2С (М) | 16 | 101,2 | 12 | 1070 |
| 2000 | 16 | 6 | 09Г2С (М) | 22 | 143 | 10 | 650 |
| 4000 | 20 | 2,5 | 09Г2С (М) | 20 | 218 | 16 | 1100 |
| 4000 | 20 | 6 | 09Г2С (М) | 28 | 305 | 14 | 650 |
На крупных предприятиях все чаще используется способ хранения сжиженных углеводородных газов при атмосферном давлении и низкой температуре. Применение этого способа достигается путём искусственного охлаждения, что приводит к снижению упругости паров сжиженных углеводородных газов. При температуре −42 °C сжиженный пропан может храниться при атмосферном давлении, в результате чего уменьшается расчетное давление при определении толщины стенок резервуаров. Достаточно, чтобы стенки выдержали только гидростатическое давление хранимого продукта. Это позволяет сократить расход металла в 8–15 раз в зависимости от хранимого продукта и объёма резервуара. Замена парка стальных резервуаров высокого давления для пропана объёмом 0,5 млн м3 низкотемпературными резервуарами такого же объёма обеспечивает экономию средств в капиталовложения в размере 90 млн долларов США и металла 146 тыс. тонн., эксплуатационные расходы при этом снижаются на 30–35%.
На практике, в низкотемпературных резервуарах газ хранится под небольшим избыточным давлением 200–500 мм. вод. ст. в теплоизолированном резервуаре, выполняющем в холодильном цикле функцию испарителя охлаждающего агента. Испаряющийся в результате притока тепла извне, газ поступает на прием компрессорного блока, где сжимается до 5–10 кгс/см². Затем газ подается в холодильник-конденсатор, где конденсируется при неизменном давлении (в качестве хладагента в данном случае чаще всего используется оборотная вода). Сконденсировавшаяся жидкость дросселируется до давления, соответствующего режиму хранения при этом температура образовавшейся газо-жидкостной смеси опускается ниже температуры кипения находящихся на хранении сжиженных углеводородных газов. Охлажденный продукт подается в резервуар, охлаждая сжиженные углеводородные газы.
Наземные низкотемпературные резервуары сооружаются различной геометрической формы(цилиндрические, сферические) и обычно с двойными стенками, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом. Наибольшее распространение получили вертикальные цилиндрические резервуары объёмом от 10 до 200 тыс. м³., выполненные из металла и железобетона.
Природный газ в качестве автомобильного топлива
Пропан или метан – что выбрать?
Большинство автомобилей, который переходят на газовое топливо используют пропан-бутан. Но как дела обстоят с метаном, ведь авто производители серийно выпускают машины именно на этом топливе и считают его перспективным. Так почему это происходит.
В третьих, запасы природного газа огромны, их хватит на ближайшие 150 лет, а цена в 3 раза дешевле автомобильного топлива. Но надо учитывать, что расход на газовом топливе будет чуть выше, т.к. на одном кубометре метана можно проехать столько же, сколько на 1,1 литре бензина.
Какие недостатки у метана? Главная причина – слабо развитая инфраструктура метановых заправок – в России их всего 250 штук. Получается, что метан экологичнее, дешевле, безопаснее бензина – и увеличивает ресурс двигателя: он не оставляет нагара в камере сгорания и не смывает масляную пленку со стенок цилиндров. Но заправок почти нет. Поэтому предпочтителен среди частников другой тип газа – это пропан-бутан.
Плюсы и минусы пропан-бутана
Несмотря на то, что расход газа примерно на 10-15% больше, чем бензина, экономия получается значительная. Все затраты на покупку и установку газового оборудования окупаются за 10-20 тысяч километров, т.к. стоимость пропана-бутана в полтора раза дешевле бензина. С заправкой, как правило, проблем не бывает – сеть пропан-бутановых заправок обширна по всей стране.
Газовое оборудование – это фактически дополнительный бак, увеличивающий запас хода на 200-500 км. В эксплуатации такой автомобиль не доставит хлопот. Двигатель пускается на бензине и при достижении температуры +25 о С в системе охлаждения переходит на газовое топливо. Автоматика тем самым следит, чтобы не обледенел газовый редуктор. Кроме того, переход с одного вида топлива на другое может производится непосредственно из салона вручную.
Если сравнивать езду в городе, то заметной разницы между ездой на газе и бензине не ощущается. Не будет ни каких проблем с троганием и реакций на педаль “газа”, но в предельных режимах – мощности не достает. Так, работа на газе уменьшает отдачу серийного двигателя мощностью 106 л.с. до 98 л.с. Это может стать неудобным при обгонах на трассе, но решение – это заранее переключиться на работу бензина.
Главный минус – значительное сокращение объема багажника. Дополнительный бак устанавливают в нишу запаски, а само запасное колесо придется перенести в багажник. В хэтчбеках газовый баллон вообще оказывается в салоне. Тем самым сводятся на нет конструктивные преимущества, позволяющие увеличивать объем багажника за счет складывания задних сидений.
Еще один минус: газ потенциально более опасен, чем бензин. Разумеется, качественно установленное оборудование не доставляет владельцу хлопот
Тем не менее, его техническому состоянию следует уделять пристальное внимание. Отметим, что газ взрывоопасен лишь в 5-10-процентном соотношении с воздухом, а такую концентрацию создать на открытом воздухе невозможно. И тем более на движущемся автомобиле
И тем более на движущемся автомобиле.
К менее существенным недостаткам заправки автомобиля газовым топливом можно отнести некоторое ухудшение разгонной динамики автомобиля (на 5%), что, впрочем, компенсируется некоторым увеличением расхода газа. Кроме того, время горения газа более продолжительное, чем у бензина, и температура в камере сгорания выше.
