Що таке пропан-бутан

Велика перевага пропан-бутанових сумішей - їх близькість за основними характеристиками до традиційних моторних видів палива. Саме ця якість дозволила їм зайняти міцні позиції на ринку.

Вуглеводні, що входять до складу попутного нафтового газу, при нормальних умовах перебувають в газоподібному стані, але при збільшенні зовнішнього тиску змінюють свій агрегатний стан і перетворюються в рідину. Це властивість дозволяє домогтися високої енергетичної щільності та зберігати зріджений вуглеводневий газ (ЗВГ) в порівняно простих по конструкції резервуарах.

виробництво ЗВГ
Основними компонентами скрапленого вуглеводневого газу є пропан С3 Н8 і бутан С4 Н10. Головним чином промислове виробництво скрапленого газу здійснюється з таких джерел:

попутні нафтові гази;
конденсатні фракції природного газу;
гази процесів стабілізації нафти і конденсату;
нефтезаводского гази, одержувані з установок переробки нафти.

Таблиця 1. Фізико-хімічні показники скрапленого вуглеводневого газу по ГОСТ 27578-87

Компонентний склад скрапленого газу регламентується технічними нормами ГОСТ 27578-87 «Гази вуглеводневі зріджені для автомобільного транспорту. Технічні умови »і ГОСТ 20448-90« Гази вуглеводневі зріджені паливні для комунально-побутового споживання. Технічні умови". Перший стандарт визначає склад скрапленого газу, що використовується в автомобільному транспорті. На сайті компанії Техносоюз фарбувальні камери представлені в широкому асортименті, а так само різне обладнання для автосервісу. Взимку пропонується застосовувати зріджений газ марки ПА (пропан автомобільний), що містить 85 ± 10% пропану, влітку - ПБА (пропан-бутан автомобільний), що містить 50 ± 10% пропану, бутан і не більше 6% ненасичених вуглеводнів.

Тиск в балоні
У закритому резервуарі ЗВГ утворює двофазну систему. Тиск в балоні залежить від тиску насичених парів (тиску парів в замкнутому просторі в присутності рідкої фази) і характеризує випаровуваність скрапленого газу, яка, в свою чергу, залежить від температури рідкої фази і процентного співвідношення пропану і бутану в ній. Испаряемость пропану вище, ніж бутану, тому і тиск при негативних температурах у нього вище.

Досвід багаторічної практичної експлуатації показує:

Крім пропану і бутану, до складу ЗВГ входить незначна кількість метану, етану та інших вуглеводнів, які можуть змінювати властивості суміші. Так, етан має підвищений, в порівнянні з пропаном, тиском насичених парів, що може справити негативний вплив при позитивних температурах.

Зміна обсягу рідкої фази при нагріванні
Пропан-бутанова суміш володіє великим коефіцієнтом об'ємного розширення рідкої фази, який для пропану складає 0,003, а для бутану - 0,002 на 1 ° С підвищення температури газу. Для порівняння: коефіцієнт об'ємного розширення пропану в 15 разів, а бутану - в 10 разів, більше, ніж у води. Технічними нормативами і регламентами встановлюється, що cтепень заповнення резервуарів і балонів залежить від марки газу і різниці його температур під час заповнення і при подальшому зберіганні. Для резервуарів, різниця температур яких не перевищує 40 ° С, ступінь заповнення приймається рівною 85%, при більшій різниці температур ступінь заповнення повинна знижуватися. Балони заповнюються за масою відповідно до вказівок «Правил будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском». Максимальна допустима температура нагріву балона не повинна перевищувати 45 ° С, при цьому пружність парів бутану досягає 0,385 МПа, а пропану - 1,4-1,5 МПа. Балони повинні охоронятися від нагрівання сонячними променями або іншими джерелами тепла.

Зміна обсягу газу при випаровуванні
При випаровуванні 1 л зрідженого газу утворюється близько 250 л газоподібного. Таким чином, навіть незначний витік ЗВГ може бути дуже небезпечною, так як обсяг газу при випаровуванні збільшується в 250 разів. Щільність газової фази в 1,5-2,0 рази більше щільності повітря. Цим пояснюється той факт, що при витоках газ з працею розсіюється в повітрі, особливо в закритому приміщенні. Пари його можуть накопичуватися в природних і штучних поглибленнях, утворюючи вибухонебезпечну суміш.

Таблиця 2. Фізико-хімічні властивості складових скрапленого газу та бензину.

Природні гази. Горючі природні гази - результат біохімічного та термічного розкладання органічних залишків. Найчастіше родовища природного газу зосереджені в пористих осадових породах (піски, пісковики, галечники), подстеленную або покритих щільними (наприклад, глинистими), породами. У багатьох випадках «підошвою» для них служать нафту і вода.

У сухих родовищах газ знаходиться переважно у вигляді чистого метану з дуже малою кількістю етану, пропану і бутанов. У газоконденсатних, крім метану, в значній частці містяться етан, пропан, бутан і інших більш важкі вуглеводні, аж до бензинових і гасових фракцій. В попутних нафтових газах знаходяться легкі і важкі вуглеводні, розчинені в нафті.

Вимоги, що пред'являються до природних паливним газам для комунально-побутового призначення, показані в табл. 3.1.
Згідно з вимогами ГОСТ 5542-87, горючі властивості природних газів характеризуються числом Воббе, яке представляє собою відношення теплоти згорання (нижчої або вищої) до кореню квадратному з відносною (по повітрю) щільності газу:

Межі коливання числа Воббе вельми широкі, тому для кожної газорозподільної системи (за погодженням між постачальником газу і споживачем) потрібно встановити номінальне значення числа Воббе з відхиленням від нього не більше ± 5%, щоб врахувати неоднорідність і мінливість складу природних газів.

З цих причин при перекладі теплових установок з одного газу на інший необхідно звертати увагу на близькість не тільки значень чисел Воббе обох газів, які забезпечують сталість теплової потужності всіх пальників, але і всіх їх фізико-хімічних характеристик. Підрахунок чисел Воббе здійснюється згідно з ГОСТ 22667-82 (табл. 3.2), в якому наведені всі необхідні для цього дані (вища і нижча теплота згоряння газів і їх відносна щільність) з урахуванням коефіцієнта стисливості Z різних газів і парів.

Зріджені вуглеводневі гази. До зрідженим вуглеводневим газам відносять такі, які при нормальних фізичних умовах перебувають в газоподібному стані, а при відносно невеликому підвищенні тиску (без зниження температури) переходить до ліквідність. Це дозволяє перевозити і зберігати зріджені вуглеводні як рідини, а газоподібні регулювати і спалювати як природні гази.

Основні газоподібні вуглеводні, що входять до складу зріджених газів, характеризуються високою теплотою згоряння, низькими межами займистості, високою щільністю (значно перевершує щільність повітря), високим об'ємним коефіцієнтом розширення рідини (значно більшим, ніж у бензину і гасу), що обумовлює необхідність заповнювати балони і резервуари не більше ніж на 85-90% їх геометричного обсягу, значною пружністю насичених парів, зростає з ростом температури, і малою щільністю рідини відносять даткови води.

Хімічний склад зріджених вуглеводневих газів різний і залежить від джерел їх отримання. Зріджені гази з попутних нафтових і газоконденсатних родовищ складаються з граничних (насичених) вуглеводнів - алканів, які мають спільну хімічну формулу Сn Н2N + 2. Основними компонентами цих вуглеводнів є пропан і бутан.

Неприпустимо наявність в зрідженому газі в значних кількостях етану і метану (вони різко збільшують пружність насичених парів), пентана і його ізомерів (оскільки це тягне за собою різке зниження пружності насичених парів і підвищення точки роси).

Таблиця 3. Теплота згоряння і відносна щільність компонентів сухого природного газу (н.у.) (ГОСТ 22667-82).

Теплота згоряння, мДж / м3

Норма для марки

Масова частка компонентів,%:

сума метану, етану і етилену

сума пропану і пропілену, не менше

в тому числі пропану

сума бутанов і бутиленов:

сума ненасичених вуглеводнів, не більше

Об'ємна частка рідкого залишку при 20 ° С,%, не більше

Тиск насичених парів, надмірне, МПа, при температурі:

+45 ° С, не більше

За ГОСТ Р 50994 або ГОСТ 28656

-20 ° С, не менше

-30 ° С, не менше

Масова частка сірководню і меркаптанової сірки,%, не більше

За ГОСТ 229S5 або ГОСТ Р 50802

в тому числі сірководню, не більше

За ГОСТ 229S5 або ГОСТ Р 50802

Інтенсивність запаху, бали, не менше

За ГОСТ 22387.5 або 8.3

Допускається не визначати інтенсивність запаху при масовій частці меркаптанової сірки в зріджених газах марок ПТ, ПБТ і БТ 0,002% і більше, а марок ПА і ПБА - 0,001% і більше. При масовій частці меркаптанової сірки менш зазначених значень або інтенсивності запаху менше 3 балів зріджені гази повинні бути одоруватися в установленому порядку.
При температурах -20 ° С і -30 ° С тиск насичених парів зріджених газів визначають тільки в зимовий період.
При застосуванні зріджених газів марок ПТ і ПБТ як паливо для автомобільного транспорту масова частка суми ненасичених вуглеводнів НЕ должка перевищувати 6%, а тиск насичених парів повинно бути не менше 0,07 МПа для марок ПТ і ПБТ при температурах -30 ° С і - 20 ° С відповідно.

Газопостачання житлових будинків значно покращує умови побуту населення міст і населених пунктів. Застосування газу в міському господарстві, промисловості та енергетиці створює сприятливі умови для поліпшення технологічних процесів виробництва, дозволяє застосовувати прогресивну і економічно ефективну технологію, підвищує технічний і культурний рівень виробничих, комунальних і енергетичних установок, дозволяє підвищити економічну ефективність роботи виробництва в цілому.

Для газопостачання житлових будинків, комунальних і промислових підприємств використовують природні, штучні і змішані гази. Базою для широкого розвитку газової промисловості є значні запаси природного газу. За запасами природного газу наша країна посідає перше місце в світі. Видобуток природного газу в країні невпинно зростає, що пояснюється його високими економічними показниками, особливо завдяки його низькій собівартості.

Якщо порівняти природний газ з іншими видами палива, то його собівартість в три рази нижче собівартості торфу і мазуту, в 15 - 20 разів нижче собівартості вугілля підземної виробки. Тільки в найбільш віддалених від родовищ районах собівартість газу вище собівартості мазуту.

Застосування газу в побуті та промисловості в порівнянні з твердим паливом в 4 - 5 разів ефективніше. Газ згорає без утворення диму, в якому багато продуктів неповного згоряння твердого і рідкого палива, тому заміна газом інших видів палива сприяє очищенню повітряного басейну населених пунктів.

Гази як паливо з успіхом застосовують для приготування їжі, в системах гарячого водопостачання для підігріву води, в системах опалення будівель, в технологічних процесах промислових підприємств.

Як паливо використовують гази природних нафтових і газових родовищ, їх повітряні суміші, а також зріджені вуглеводневі гази, що відповідають вимогам ГОСТ 5542-87 для природного газу і ГОСТ 20448-90 для зріджених вуглеводневих газів (в подальшому - ЗВГ).

Газоподібне паливо являє собою суміш горючих і негорючих газів, що містить деяку кількість домішок. До пальним газам ставляться вуглеводні, водень і окис вуглеводів. Негорючі компоненти - це азот, двоокис вуглецю і кисень. Вони складають баласт газоподібного палива. До домішок відносяться водяні пари, сірководень, пил. Від шкідливих домішок газоподібне паливо очищають. Відповідно до вимог ГОСТ допускається на 100 м3 газу домішок не більше: 2 г сірководню або аміаку; 5 г ціаністих з'єднань; 10 г нафталіну, смоли, пилу та інших речовин не більше 0,1%.

Газоподібне паливо має велике народногосподарське значення.

Таблиця 1. Залежність вмісту вологи насиченого газу від температури.

Якщо газ транспортують на великі відстані, то його попередньо осушують. Більшість штучних газів має різкий запах, що полегшує виявити витоку газу з трубопроводів та арматури. Природний газ зовсім не має запаху. До подачі в мережу його одоріруют (змішують зі спеціальними речовинами), тобто надають йому різкий неприємний запах, який повинен відчуватися при концентрації в повітрі, що дорівнює 1%.

Запах токсичних газів повинен відчуватися при концентрації, допустимої санітарними нормами. Зріджений газ, використовуваний комунально-побутовими споживачами, по ГОСТ 20448-90 не повинен містити сірководню понад 5 г на 100 м 3 газу, а його запах повинен відчуватися при вмісті в повітрі 0,5%.

Концентрація кисню в газоподібному паливі не повинна перевищувати 1%. При використанні для газопостачання суміші зрідженого газу з повітрям концентрація газу в суміші становить не менше подвоєного верхньої межі займистості.
Величина витрати газу на потреби споживачів цілком залежить від його теплоти згорання (теплотворної здатності), і чим вона менша, тим більше витрачається газу.

Фізичні характеристики та теплота згоряння деяких газів наведені в табл. 1 і 2. Використовуючи дані цих таблиць, можна розрахувати теплоту згоряння, щільність та інші характеристики газоподібного палива. Температура займання природних і штучні газів становить 640 - 700 ° С. Природні гази видобувають з газових чи нафтових родовищ, а штучних отримують при термічній переробці рідкого або твердого палива без доступу повітря.

Для централізованого постачання населених пунктів і виробничих об'єктів широко застосовують природні гази. Якщо немає природних газів або газоповітряних сумішей, то застосовують зріджені вуглеводневі гази.

До зрідженим вуглеводневим газів відносяться такі вуглеводні, які в нормальних умовах перебувають в газоподібному стані, а при невеликому підвищенні тиску переходять в рідкий стан. Зріджені гази зберігають в балонах і металевих резервуарах. Температура займання зріджених пропану і бутану складає відповідно 510 і 490 ° С.

Зріджені гази в порівнянні з природними мають в 2 - 3 рази більшою теплотою згоряння і швидкістю займання. Пропан С3Н8 і бутан С4Н10 витягують з природного нафтового газу або отримують штучно як побічний продукт при термічній переробці нафти на газобензинових заводах. Надмірний тиск насичених парів скрапленого газу зазвичай становить не менше 0,16 МПа.

Автономна газифікація будинку