Использует [ редактировать ]
Нормальный бутан можно использовать для смешивания бензина , в качестве топливного газа, растворителя для экстракции ароматизаторов, отдельно или в смеси с пропаном , и в качестве сырья для производства этилена и бутадиена , ключевого ингредиента синтетического каучука . Изобутан в основном используется нефтеперерабатывающими заводами для повышения (увеличения) октанового числа автомобильного бензина.
При смешивании с пропаном и другими углеводородами он может называться LPG для сжиженного нефтяного газа. Он используется в качестве компонента бензина, в качестве сырья для производства основных нефтехимических продуктов при паровом крекинге , в качестве топлива для зажигалок и в качестве пропеллента в аэрозольных распылителях, таких как дезодоранты .
Очень чистые формы бутана, особенно изобутана, могут использоваться в качестве хладагентов и в значительной степени заменили галометаны , разрушающие озоновый слой , например, в бытовых холодильниках и морозильниках. Рабочее давление системы для бутана ниже, чем для галометанов, таких как R-12 , поэтому системы R-12, такие как автомобильные системы кондиционирования воздуха, при преобразовании в чистый бутан не будут работать оптимально, и поэтому смесь изобутана и пропана используется для обеспечения производительности системы охлаждения, сопоставимой с R-12.
Бутан также используется в качестве более легкого топлива для обычной зажигалки или бутановой горелки и продается в бутылках в качестве топлива для приготовления пищи, барбекю и походных печей. На мировом рынке канистр с бутаном доминируют производители из Южной Кореи .
В качестве топлива его часто смешивают с небольшими количествами сероводорода и меркаптанов, которые придают несгоревшему газу неприятный запах, который легко уловить человеческим носом. Таким образом можно легко определить утечку бутана. Хотя сероводород и меркаптаны токсичны, они присутствуют в таких низких количествах, что опасность удушья и возгорания бутаном становится проблемой задолго до токсичности. [ необходима цитата
] Наиболее коммерчески доступный бутан также содержит определенное количество загрязняющего масла, которое можно удалить с помощью фильтрации, но которое в противном случае оставит отложение в точке воспламенения и может в конечном итоге заблокировать равномерный поток газа. Загрязняющие вещества не используются при экстракции ароматизаторов [разъяснить ]и бутановые газы могут вызвать взрыв газа в плохо вентилируемых помещениях, если утечки остаются незамеченными и воспламеняются от искры или пламени. [необходима цитата ]
|
|
|
|
|
| Канистры бутанового топлива для использования в походных печах. | Бутановая зажигалка с резервуаром для жидкого бутана | Аэрозольный баллончик, в котором в качестве пропеллента может использоваться бутан. | Баллон с бутаном, используемый для приготовления пищи |
Характеристика и свойства газовой смеси пропан-бутан
Монтаж системы СНГ на автомобиль требует опыта и ответственности.
Выполнение операций без надлежащей осторожности из-за некомпетентности, небрежности или несоблюдения действующих нормативов, может привести к чрезвычайно ОПАСНЫМ ситуациям
Следовательно важно, чтобы монтажник был знаком со свойствами СНГ, хорошо знал все комплектующие системы и следовательно мог правильно выполнить их монтаж и техническое обслужиавние. Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Так называют коммерческую смесь пропан-бутана, получаемую после переработки сырой нефти, из побочных нефтепродуктов или из природного газа. Характеристики, приведенные в таблице 1.1, показывают физико-химические свойства пропана и бутана.
| Газ | Пропан | Бутан |
| Химическая формула | C3 H8 | C4 H10 |
| Молекулярный вес | 44 | 58 |
| Удельный вес | 0,510 кг/л | 0,580 кг/л |
| Точка кипения | -43 °C | -0,5 °C |
| Миним. теплотворная спосбность | 11070 Ккал/кг | 10920 Ккал/кг |
| Температура зажигания °C | 510 °C на воздухе | 490 °C на воздухе |
| Пределы зажигания в % от объема | 2,1 – 9,5 | 1,5 – 8,5 |
| Скорость зажигания в см/сек | 32 на воздухе | 32 на воздухе |
| таб 1.1– Физико-химические свойства |
Основные характеристики
Одной из основных характеристик, отличающих СНГ, и следовательно определяющих его применение, является насыщение пара, соответствующее давлению газообразной фазы, находящейся в равновесии с жидкой фазой в закрытом баллоне. то есть как насыщение испарений бутана при 0 градусах будет равно 0.
005 бар, а при 15 градусах – 0.8 бар, в то время как насыщение испарений пропана будет соответственно 4 бара и примерно 6,5 бар. Это определяет значительные перепады давления смеси при изменении процентного соотношения бутана и пропана.
Давление повышается также при повышении температуры и следовательно приводит к сильным изменениям объема СНГ в жидком состоянии.
Категорически запрещается полностью заправлять баллон сжиженным СНГ
Еще одной важной характеристикой, отличающей эти два газа (бутан и пропан), является точка их кипения, то есть температура, при которой газ переходит из жидкого состояния в газообразное
В то время как пропан при температуре –43°C больше не переходит в газообразное состояние и остается в жидком, для бутана это происходит при температуре 0°C .
По этой причине в условиях особо холодного климата необходимо использовать смеси, содержащие повышенный процент пропана, который способствует переходу СНГ в газообразное состояние.
Использование СНГ в качестве топлива для автомобилей
| ХАРАКТЕРИСТИКА | ПРОПАН | БУТАН | БЕНЗИН | ДИЗЕЛЬ |
| Плотность 15°C (кг/л) | 0,508 | 0,584 | 0,73 – 0,78 | 0,81-0,85 |
| Напряжение пара при 37,8°C (бар) | 12,1 | 2,6 | 0,5 – 0,9 | 0,003 |
| Точка кипения (°C) | – 43 | – 0,5 | 30 – 225 | 150-560 |
| Октановое число по исследовательскому методу R.O.N. | 111 | 103 | 96 – 98 | – |
| Октановое число по моторному методу M.O.N. | 97 | 89 | 85 – 87 | – |
| Миним. теплотворная способность (МДж/кг) | 46,1 | 45,46 | 44,03 | 42,4 |
| Миним. теплотворная способность (МДж/л) | 23,4 | 26,5 | 32,3 | 35,6 |
| Стехиометрическая смесь (кг/кг) | 15,8 | 15,6 | 14,7 | – |
| Теплотворная способность стехиом. смеси (КДж/м3) | 3414 | 3446 | 3482 | – |
| Табл. 1.2 – Характеристики основных типов топлива. |
Из анализа данных, приведенных в таблице, видно, что диапазон кипения бензина и дизеля выше температуры окружающей среды, в то время как СНГ кипит при более низкой температуре. Это значит, что бензин и дизель остаются в жидком состоянии в бензобаке при атмосферном давлении, в то время как СНГ должен подвергнуться воздействию определенного давления.
Это давление, как следует из таблицы 1.2, является довольно низким (несколько бар). Даже если теоретически для бензина точка кипения выше температуры окружающей среды, он также подвержен испарению, поэтому в современных автомобилях он содержится в герметичных бензобаках. Из анализа значений октанового числа по исследовательскому методу (R.O.N.
) и значений октанового числа по моторному методу (M.O.N.) видно, что антидетонационная способность СНГ значительно выше по сравнению с бензином Супер-98. Теплотворная способность СНГ по сравнению с дизелем и бензином является более высокой.
В случае дизеля и бензина, их расход автомобилем, по отношению к кг/массы, более низкий по сравнению с СНГ; если сравнить расход по отношению к объему, результат получается противоположным по причине иного удельного веса.
Сообщение об ошибке
Введение
Пропан-бутановая смесь – бесцветный газ с резким запахом – является побочным продуктом переработки нефти и относятся к группе тяжелых углеводородов. Состоит из пропана (C3H8) с примесью бутана (C4H10) в количестве от 5 до 30 %, а суммарное количество должно быть не менее 93 %. Кроме того, в его состав входит не более 4 % этана (C2H5) и этилена (C2H4), а также не более 3 % бутана (C4H10) и бутилена (C4H8). Эти смеси также называют техническим пропаном, а иногда сжиженными нефтяными газами.
В нормальных условиях смеси находятся в газообразном состоянии, а при пониже-нии температуры или повышении давления становятся жидким (таблица 4).
Сжиженные газы хранят только в закрытых емкостях, так как испарение жидкости происходит даже при 0 °С. Пропан-бутан тяжелее воздуха, поэтому необходимо тщательно следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций во избежание образования взрывоопасной смеси газа с воздухом.
Сжиженные газы, обеспечивающие достаточно высокую температуру газокислородного пламени, относительно дешевые, недефицитные, удобные для транспортирования и хранения, широко применяются в качестве заменителей ацетилена. Пропан, бутан и их смеси можно использовать при сварке стали толщиной до 6 мм (в отдельных случаях – до 12 мм), сварке и пайке чугуна, цветных металлов и сплавов, кислородной и кислородно-флюсовой резке (разделительной и поверхностной) сталей, наплавке, поверхностной закалке, металлизации, нагреве при гибке, правке, формовке и других подобных процессах.
При разделительной резке, сварке цветных металлов, пламенной закалке и пайке 0,3 т сжиженного газа заменяют 1 т карбида кальция (что эквивалентно примерно 235 м 3 ацетилена).
Углеводородные сжиженные газы должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 20448-90.
В зависимости от содержания основного компонента марки сжиженных газов приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Марки сжиженных газов Марка Наименование ПТ Пропан технический ССБТ Смесь пропана и бутана технических БТ Бутан технический
Свойства
Основные свойства сжиженных газов приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Основные свойства сжиженных газов Показатель Данные показателя Плотность пропана, кг/м 3 1,88 Плотность бутана, кг/м 3 2,52 Плотность пропан-бутановой смеси, кг/м 3 1,92 Температура самовоспламенения пропана, °С 466 Температура самовоспламенения бутана, °С 405 Температура пламени пропан-бутановой смеси, °С 2400-2700 Низная теплота сгорания пропана, МДж/м 3 87 Низная теплота сгорания бутана, МДж/м 3 116
По физико-химическим показателям сжиженные газы должны соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 3.
Физико-технические свойства пропана и бутана
Жидкие газы пропан и бутан являются органическими соединениями и относятся к группе насыщенных углеводородов (также называемых парафинами или алканами).
Химические формулы:
- C3H8 (пропан);
- C4H10 (бутан).
Скорость горения
Скорость сгорания или воспламенения – это скорость, которой может достичь сжиженный газ при смешивании с воздухом или кислородом. Скорость выхода жидкого газа в воздух всегда превышает скорость его сгорания. Поэтому исключается обратная вспышка в резервуарах, в независимости от наполнения.
Плотность пропана и бутана
Плотность пропана, бутана и всех других жидкостей и газов, как правило, зависит от давления и температуры. В случае с жидким газом также проводится различие между жидкой фазой и газовой фазой:
- пропан: 0,531 кг / л (жидкая фаза), 2,037 кг / м³ (газовая фаза),
- бутан: 0,597 кг / л (жидкая фаза), 2,66 кг / м³ (газовая фаза)
Как показывают эти значения плотности, бутан и пропан значительно тяжелее воздуха. Из-за более высокой плотности пропан или бутан, который вытекает из баллона, опускается и собирается в самой глубокой точке. Поэтому в целях безопасности сжиженный нефтяной газ в баллонах или резервуарах под давлением не должен храниться в помещениях ниже уровня земли.
Контейнеры и баллоны с жидким газом никогда не заполняются полностью. Это пустое пространство служит буфером, поскольку повышение давления в контейнере, полностью заполненном жидким газом, будет увеличивать давление на 7 бар при каждом градусе повышения температуры по Цельсию.
Пределы воспламенения пропана и бутана
Сжиженный газ, смешанный с воздухом, воспламеняется (становится взрывоопасным) только в определенных диапазонах концентраций. Пределы воспламенения представляют собой концентрацию сжиженного газа в воздухе, ниже или выше которой воспламенение не приводит к сгоранию.
Нижний и верхний пределы воспламенения:
- Пропан: от 2,1 до 9,5%;
- Бутан: от 1,5 до 10%.
Для сравнения – природный газ: от 4,4 до 16,5%.
На практике это означает высокую степень безопасности, поскольку воспламенение или дефлаграция могут иметь место только в этих узких пределах. Природный газ, а также многие технические газы имеют гораздо больший спектр горения, что означает, что при их хранении необходимо принимать дополнительные меры безопасности.
Точка кипения пропана и бутана
Когда жидкость нагревается, переход из жидкого в газообразное состояние происходит при определенной температуре, так называемой температуре кипения (которая зависит от давления). При атмосферных условиях, то есть 1013 миллибар, точка кипения для:
- Пропана -42,1 C;
- н-бутана -0,5 C.
Для сравнения: вода имеет температуру кипения +100 C.
В дополнение к н-бутану (нормальному бутану), существует также изобутан. Химическая формула для обоих газов C4H10. Температура кипения изобутана составляет около -11 С.
Давление пара
Давление пара или давление насыщения – это давление, при котором происходит переход из газообразного состояния в жидкое. Давление паров жидкого газа в закрытом контейнере зависит только от состава газа и температуры, а не от степени наполнения.
Если газ отбирается из контейнера со сжиженным газом, сжиженный газ пытается восстановить свое равновесное состояние путем повторного испарения фазы сжиженного газа. Давление падает только тогда, когда отводится больше жидкого газа, чем позволяет испарительная емкость контейнера.
Свойства сжиженных углеводородных газов
Популярность этих газов в качестве топлива обуславливается определенными физико-химическими свойствами.Прежде всего – довольно высокая температура кипения в условиях нормального атмосферного давления. Благодаря этому можно хранить пропан-бутановую смесь в сжиженной форме в диапазоне эксплуатационных температур от минус 40°С до плюс 45°С, когда показатели давления низкие — до 1,6 МПа.Такой газ не утрачивает и не меняет своих качеств на протяжении длительного периода времени, а также не подвергается выветриванию.Величина октанового числа сжиженного углеводородного газа более благоприятно по сравнению с бензином и дизтопливом. Оно остается неизменным в диапазоне 90 -110. Все зависит от количества пропана и бутана в смеси.Показатель энергоэффективности более низкий в сравнении с традиционными типами топлива, вследствие низкой энергии на единицу объема. Таким образом, повышается расход в процессе сгорания на 10-20%, в сравнении с бензиновым топливом, однако этот недостаток компенсирует в 2 раза более низкая стоимость.Сгорание этого газа является более эффективным и безопасным в моторе, даже при условии, что мотор холодный. Горение происходит достаточно чисто, нет дыма и пепла, а, следовательно, этот процесс является более экологичным.В сравнении с дизтопливом:
- на 90 % меньше твердых частиц
- на 90 % меньше оксидов азота
- на 60 % меньше углекислого газа СО2
- нет загрязнения почвы, так как он не растворим в воде.
Все компоненты смеси имеют определенную температуру кипения, по этой причине показатель давления паровой фазы зависит и от температуры, и от компонентов, входящих в его состав.Документ «Газы углеводородные сжиженные ГОСТ 20448-90 для коммунально-бытового потребления» регламентирует компонентный состав сжиженного углеводородного газа. Данным стандартом предусмотрено 3 марки газа:
- ПТ — пропан технический
- СПБТ — смесь технического пропана и бутана
- БТ — бутан технический.
Количество пропана, бутана и прочих компонентов в сжиженном нефтяном газе оказывает влияние на большинство его параметров, вследствие того, что именно количественный состав определяет величину октанового числа, а также плотность паров топлива.Октановое число показывает уровень сопротивления топлива процессу детонации. Этот показатель увеличивается вследствие увеличения количества насыщенных углеводородов (пропана, н-бутана, изобутана). Процесс полимеризации ненасыщенных углеводородов протекает с формированием осадка — нагара в баке, в топливной системе и в камере сгорания.Кипение пропана происходит при нормальном атмосферном давлении и температуре — 42С, бутан, при аналогичном давлении кипит при -0,5 ° С. Таким образом, зимой количество пропана в топливном газе увеличивают, чтобы повысить упругость паров газа. Летом количественный состав равняется — 40% пропана и 60% бутана, а в зимнее время соотношение прямо противоположное: 60/40.
Хранение[править | править код]
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 счёт 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 приём 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. Охлаждённый 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.
Устройство пропановых баллонов
Конструктивно они представляют собой ёмкости, изготовленные из углеродистой стали толщиной 3 мм. К одношовному сварному цилиндру с одной стороны приваривают штампованное дно с подставкой-башмаком, с другой – полусферическую горловину для установки вентиля. К последнему подключается различное заправочное или раздаточное оборудование. Основная масса устройств-потребителей пропана (газовые плиты, титаны, сварочные горелки, отопительные котлы) требуют пониженного давления. Для этого на вентиль устанавливается редуктор (самый распространенный – БПО-5-5).
На верхней части горловины размещается паспорт, на котором выбиваются основные технические параметры устройства. К ним относятся: наименование завода-производителя, клеймо ОТК, индивидуальный номер, месяц и год изготовления, дата проверки (обновляемая каждые 5 лет), объем, масса в пустом и заправленном состоянии.
Масса и размер баллонов различной ёмкости
Сколько кг пропана в 1 баллоне на 5, 12, 27, 50 литров? Узнать это можно в сертификате качества изделия или в нижеприведенной таблице. Здесь же можно найти, сколько весит баллон с пропаном на 5, 12, 27, 50 литров.
| Объем | 5 литров | 12 литров | 27 литров | 50 литров |
| Масса порожнего баллона, кг | 4 | 5,5 | 14,5 | 22,0 |
| Масса резервуара с пропаном, кг | 6 | 11 | 25,9 | 43,2 |
| Масса хранящегося газа, кг | 2 | 5,5 | 11,4 | 21,2 |
| Высота балллона, мм | 290 | 500 | 600 | 930 |
| Диаметр циллиндра, мм | 200 | 230 | 299 | 299 |
Какая резьба на пропановом баллоне?
На большинство бытовых баллонов для пропан-бутановой смеси устанавливаются вентили типа ВБ-2. Эти запорные устройства производятся по ГОСТ21804-94 и рассчитаны на давление до 1,6 MPa. Кран имеет левую резьбу СП21,8-1 (6 витков), позволяющую подключать любые редукторы с накидной гайкой и аналогичной резьбой.
Вентиль обеспечивает прочное соединение с горловиной, полную герметичность, имеет четкую маркировку и современный дизайн. Резьбовые поверхности смазываются специальной смазкой, уменьшающей трение в процессе эксплуатации. Резьбовая заглушка с резиновой прокладкой предотвращает утечку газа во время транспортировки или хранения. В устройстве предусмотрена защита от неквалифицированного ремонта лицами, не прошедшими соответствующего обучения. Надежность запорного устройства способствует длительной и безопасной эксплуатации газобаллонной конструкции.
Сколько м3 пропана в 1 баллоне на 5, 12, 27, 50 литров?
Мы произвели специальные расчеты, условно переводящие пропан-бутан в газообразное состояние. При стандартных условиях (100 кПа, 288 К) из 1кг сжиженного газа образуется 0,526 м³ пропана или 0,392 м³ бутана. Учитывая процентное соотношение смеси (60% проп.), объем горючего газа рассчитывается по формуле М*(0,526*0,6+0,392*0,4). Сколько кубов в баллоне пропана, можно посмотреть в приведенной ниже таблице. В последней строке – количество литров пропан-бутановой смеси (в жидкой фазе).
| Ёмкость баллона (л) | 5 | 12 | 27 | 50 |
| Вместимость (кубометров горючего газа) | 0,95 | 2,59 | 5,38 | 10,01 |
| Объём жидкого пропана (литров) | 4,3 | 10,2 | 22,9 | 42,5 |
Следует иметь в виду, что теплотворная способность пропан-бутановой смеси в три раза выше, чем у природного газа (метана).
Сжиженные углеводородные газы
Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, но при увеличении давления на относительно небольшую величину без изменения температуры переходят в жидкое состояние.
Сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов, а также газоконденсатных месторождений. На перерабатывающих заводах из них извлекают этан, пропан, а также газовый бензин. Наибольшую ценность для отрасли газоснабжения имеют пропан и бутан. Их главное преимущество в том, что их легко хранить и перевозить в виде жидкости, а использовать в виде газа. Другими словами, для перевозки и хранения сжиженных газов используются плюсы жидкой фазы, а для сжигания — газообразной.
Сжиженный углеводородный газ получил широкое применение во многих странах мира, включая Россию, для нужд промышленности, жилищного и коммунально-бытового сектора, нефтехимических производств, а также в качестве автомобильного топлива.
Молекула пропана состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода
Пропан
Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.
Бутан
При сгорании молекулы бутана в реакцию вступают четыре атома углерода и десять атомов водорода, что объясняет его большую теплотворную способность по сравнению с пропаном
Бутан (C4H10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, поэтому применяется только при положительных температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении — минус 0,5°C.
Температура газа в резервуарах системы автономного газоснабжения должна быть положительной, иначе испарение бутановой составляющей СУГ будет невозможно. Для обеспечения температуры газа выше 0°C используется геотермальное тепло: газгольдер для частного дома устанавливается подземно.
Смесь пропана и бутана
В коммунально-бытовой сфере используется смесь пропана и бутана технических (СПБТ), в быту называемая пропан-бутаном. При содержании бутана в СПБТ свыше 60% бесперебойная работа резервуарных установок в климатических условия России невозможна. В таких случаях для принудительного перевода жидкой фазы в паровую применяются испарители СУГ.
Плотность газообразного пропана
Плотность газа пропана при нормальных условиях имеет значение 1,985 кг/м 3 . Пропан, как и другие газы с молярной массой более 29-ти, тяжелее воздуха. Он занимает третье место после метана и этана по молярной массе среди углеводородов с брутто-формулой CnH2n+2.
Плотность пропана в газообразном состоянии при увеличении его температуры снижается. При нагревании этот газ увеличивается в объеме, что при постоянной массе приводит к снижению его плотности. Например, при росте температуры с 7 до 407°С плотность газа пропана снижается в почти в 2,5 раза — с 1,958 до 0,791 кг/м 3 .
Плотность пропана газообразного
| t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 |
| -33 | 2,317 | 87 | 1,506 | 207 | 1,124 |
| -23 | 2,214 | 97 | 1,464 | 217 | 1,1 |
| -13 | 2,121 | 107 | 1,425 | 227 | 1,078 |
| -3 | 2,036 | 117 | 1,387 | 247 | 1,036 |
| 7 | 1,958 | 127 | 1,352 | 267 | 0,998 |
| 17 | 1,886 | 137 | 1,318 | 287 | 0,962 |
| 27 | 1,82 | 147 | 1,287 | 307 | 0,928 |
| 37 | 1,758 | 157 | 1,256 | 327 | 0,897 |
| 47 | 1,701 | 167 | 1,227 | 347 | 0,868 |
| 57 | 1,647 | 177 | 1,2 | 367 | 0,841 |
| 67 | 1,597 | 187 | 1,173 | 387 | 0,815 |
| 77 | 1,55 | 197 | 1,148 | 407 | 0,791 |
Оборудование СПГ-завода
- установка предварительной очистки и сжижения газа,
- технологические линии производства СПГ,
- резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
- для загрузки на танкеры — газовозы,
- для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.
Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях (ГРС) при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа):
- используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.
- дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.
Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %. Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха. СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.
Транспортировка СПГ
— это процесс, включающий в себя несколько этапов:
- морской переход танкера — газовоза,
- автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
- ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
- регазификация СПГ до газообразного состояния.
Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.
Зачем смешивают пропан и бутан в автономной системе газоснабжения
Учитывая физико-химические характеристики насыщенных углеводородов, их применение во многом зависит от климатических условий. Сжиженный бутан в чистом виде не будет работать при отрицательных температурах. Тогда как применение чистого пропана противопоказано в условиях жаркого климата, поскольку высокая температура вызывает чрезмерное повышение давления в газовом резервуаре.
Так как для каждого региона нецелесообразно производить отдельную марку газа, с целью унификации ГОСТом предусмотрена смесь с определенным содержанием двух компонентов в рамках установленных норм. Согласно ГОСТ 20448-90 максимальное содержание бутана в данной смеси не должно превышать 60%, при этом для северных регионов и в зимнее время года доля пропана должно быть не меньше 75%.
Процентное соотношение газов в разное время года
Кстати, больше статей нашего блога о газификации — в этом разделе.