No Image

Состав и свойства сжиженного газа

0 просмотров
11 марта 2020

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) представляет собой сложную смесь углеводородов, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Для комунально-бытовых нужд выпускаются и реализуются три его марки:

• СПБТЗ – смесь пропана и бутана технических зимняя;

• СПБТЛ – смесь пропана и бутана технических летняя;

• БТ – бутан технический.

В состав СУГ входят углеводороды с количеством углеводородных атомов в молекуле С2-С5 : этан, пропан, бутан и пентан.

Этан (С2Н6) – газ при нормальных условиях (температуре 273,16 К (0°С), давление 98066,5 Па) плотностью, равной 1,36 кг/м3. Этан добавляется в сжиженный газ в незначительных количествах, так как при 318 К (45 °С) он не может оставаться в сжиженном состоянии, а при 303 К (30 °С) давление его насыщенных паров достигает 4,8 МПа. Эти свойства следует учитывать, потому что стальные сварные баллоны для хранения сжиженного газа рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа, а подземные резервуары — 1 МПа.

Этан вводится в пропан с целью повышения общего давления насыщенных паров газовой смеси, для избежания понижения давления газа в зимнее время.

Углеводородные компоненты сжиженного газа.

Пропан (С3 Н8) — тяжелый газ, имеющий плотность при нормальных условиях, равную 2,02 кг/м3. Это один из основных компонентов сжиженного газа. Максимальная расчетная температура, при которой давление насыщенных паров пропана составляет 1,6 МПа, принимается равной 318 К (45 °С). Это соответствует требованием ГОСТ 15860—84 на стальные баллоны для сжиженных углеводородных газов. Давление паров пропана при температуре 238 К (-35 °С) составляет 0,14 МПа—наименьшее значение, при котором регулятор давления обеспечивает минимально допустимую производительность групповой установки. Поэтому пропан в сжиженном состоянии может быть использован в качестве топлива без искусственной регазификации три температуре до 243 К (-30 °С)

Паровая фаза технического пропана при температуре ниже 231 К (-42 °С) в газопроводе низкого давления конденсируется, что в конечном итоге может привести к прекращению газоснабжения.

Бутан (С4Н10) — тяжелый газ, имеющий два изомера: бутан и изобутан. Имея одинаковый химический состав и молекулярную массу, они отличаются расположением атомов в молекуле. Изомеры бутана представляют собой труднокипящие жидкости. Плотность паровой фазы технического бутана при нормальных условиях колеблется от 2,67 до 2,70 кг/м3 и начинает конденсироваться при температуре 272,5 К ( -1 °С). В связи с этим сжиженный газ с повышенным содержанием бутана при использовании его для коммунально-бытовых целей в зимний период подлежит искусственной регазификации.

Технический бутан может быть использован при температуре атмосферного воздуха не ниже 278 К ( 5 °С). Увеличение количества бутана в сжиженном газе позволяет, не нарушая требования о предельном давлении насыщенных паров, повысить содержание в нем легких компонентов — метана, этана и этилена.

Пентан (С5 Н12) — тяжелый газ плотностью при нормальных условиях, равной 3,22 кг/м3. Наличие его в сжиженном газе резко снижает давление паров, повышает точку росы и увеличивает массу жидкого остатка. Температура конденсации пентана достигает 309 К (36 °С) Поэтому на газопроводах ГРУ, оборудованных испарителями, необходимо устанавливать конденсатосборники, конструкция которых должна обеспечивать удаление жидкого остатка.

Читайте также:  Новая панель приборов приора

При проектировании и эксплуатации установок сжиженного газа необходимо учитывать основные физико-химические характеристики не только отдельных углеводородных компонентов, но и их смесей: как давление насыщенных паров, плотность, критические параметры, коэффициент объемного расширения и сжатия, точка росы, удельная теплота фазового превращения, теплоемкость.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8336 — | 7954 — или читать все.

Самые главные свойства сжиженного газа — высокий коэффициент полезного действия в отоплении и простой переход к жидкости при относительно низком давлении и нормальной температуре. Из-за этих свойств можно сохранить достаточно большой объем энергии в маленькой емкости для СУГ.

Бутан Пропан

Сжиженный углеводородный газ, чаще используемый как автомобильное топливо, представляет собой смесь пропана (С3Н8), бутана (С4Н10) и незначительного количества (около 1%) непредельных углеводородов.

Сжиженный газ могут вырабатывать как из нефти, так и из конденсатной фракции природного газа. Образующаяся в процессе переработки смесь углеводородов поступает на абсорбционно-газофракционирующую установку, где в специальных колоннах происходит разделение на отдельные фракции.

Пропан и бутан очищаются от сернистых соединений, щелочи, воды и других компонентов, поэтому сжигание газа приносит лишь незначительный вред атмосфере. По сравнению с пропаном, у бутана хуже способность испарения и поэтому его смешивают с пропаном. В зависимости от марки ГСН, пропан и бутан смешиваются в необходимых соотношениях.

Плотность жидкой фазы газа зависит от температуры, с увеличением которой плотность уменьшается. При нормальном атмосферном давлении и температуре 15 градусов С плотность жидкой фазы пропана составляет 0,51 кг/л, бутана — 0,58 кг/л. Паровая фаза пропана тяжелее воздуха в 1,5 раза, бутана — в 2 раза. Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный газ испаряется при более низких температурах. Это означает, что бензин в баке может находиться в жидком состоянии при атмосферном давлении, а сжиженный газ в емкости — при давлении, соответствующем температуре окружающей среды.

Октановое число газового топлива выше, чем у бензина, поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества. Среднее октановое число сжиженного газа — 105 — недостижимо для любых марок бензина. Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в газовом котле.

Диффузия. Газ легко смешивается с воздухом и равномерней сгорает. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется сажи в топках и на нагревательных элементах.

Давление в емкости. В закрытом сосуде СУГ образует двухфазную систему, состоящую из жидкой и паровой фаз. Давление в емкости зависит от давления насыщенных паров, которое в свою очередь зависит от температуры жидкой фазы и процентного соотношения пропана и бутана в ней. Давление насыщенных паров характеризует испаряемость СУГ. Испаряемость пропана выше чем бутана, поэтому и давление при отрицательных температурах у него значительно выше. Расчетами и экспериментами установлено, что при низких температурах окружающего воздуха эффективнее использовать СУГ с повышенным содержанием пропана, так как при этом обеспечивается надежное испарение газа, а следовательно и достаточность газа для газопотребления. Кроме того, достаточное избыточное давление в емкости обеспечит надежную подачу газа к котлу в сильные морозы. При высоких положительных температурах окружающего воздуха эффективнее использовать СУГ с меньшим содержанием пропана, так как при этом в емкости будет создаваться значительное избыточное давление, что может вызвать срабатывание клапана сброса. Кроме пропана и бутана, в состав СУГ входит незначительное количество метана, этана и других углеводородов, которые могут изменять свойства СУГ. В процессе эксплуатации емкости может образовываться неиспаряемый конденсат, который отрицательно сказывается на работе газовой аппаратуры.

Читайте также:  Не заводится нексия 16 клапанов

Изменение объема жидкой фазы при нагревании. Правилами Европейской Экономической Комиссии ООН предусмотрена установка автоматического устройства, ограничивающего наполнение емкости до 85% ее объема. Данное требование объясняется большим коэффициентом объемного расширения жидкой фазы, который для пропана составляет 0,003, а для бутана 0,002 на 1°С повышения температуры газа. Для сравнения: коэффициент объемного расширения пропана в 15 раз, а бутана в 10 раз, больше, чем у воды.

Изменение объема газа при испарении. При испарении сжиженного газа образуется около 250л. газообразного. Таким образом, даже незначительная утечка СУГ может быть опасной, так как объем газа при испарении увеличивается в 250 раз. Плотность газовой фазы в 1,5—2,0 раза больше плотности воздуха. Этим объясняется тот факт, что при утечках газ с трудом рассеивается в воздухе, особенно в закрытом помещении. Пары его могут накапливаться в естественных и искусственных углублениях, образуя взрывоопасную смесь. СНиП 42-01-2002 предусматривает обязательную установку газоанализатора, выдающего сигнал отсечному клапану на закрытие в случае скопления газа в концентрации 10% от взрывоопасной.

Одорация. Сам газ практически не пахнет, поэтому для безопасности и своевременной диагностики утечек газа органами обоняния человека в него добавляют незначительные количества сильнопахнущих веществ. При массовой доле меркаптановой серы менее 0,001% СУГ должны быть одорированы. Для одорации применяется этилмеркаптан (С2Н5SH), представляющий собой неприятно пахнущую жидкость плотностью 0,839 кг/л и с точкой кипения 35°С. Порог чувствительности запаха 0,00019 мг/л, предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 1 мг/м 3 . В случае, когда токсичность в норме или несколько ниже нормы, запах одоранта практически не ощущается и его накопления в помещении не наблюдается.

Стоимость автономной газификации в среднем составляет от 5 тысяч рублей за киловатт тепловой мощности, стоимость газификации магистральным газом от 9 тысяч рублей за киловатт, стоимость выделения электрической мощности от 20 тысяч рублей за киловатт.

Читайте также:

  1. A- температурный коэффициент давления газа.
  2. A.1.1 Свойства архитектуры безопасности
  3. I. Волновые свойства упругих и электромагнитных волн
  4. I. Определенный интеграл и его свойства
  5. II. Информация, ее виды и свойства
  6. IV.5.3.a. Свойства окна
  7. V. Химические свойства меди.
  8. А. Леворсен. Геология нефти и газа.Изд. «МИР». – Москва –1970. – 640 с.- моя настольная книга.
  9. Агрофизические свойства почвы.
  10. Агрофизический свойства почвы
  11. Адиабатное течение газа.
  12. АКТИВНЫЙ ИЛ И ЕГО СВОЙСТВА.
Читайте также:  Противотуманные фары fiat doblo

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) получают на нефтеперерабатывающих заводах из жирных природных или попутно-нефтяных газов и газов нефтеперерабатывающих заводов в результате термической обработки нефти. Сжиженные газы представляют собой смесь тяжелых углеводородов ,в основном пропана — С3Н8 и бутана — С4Ню.

При нормальных условиях (0°С и 760 мм рт. ст.) они находятся в газообразном состоянии, но уже при относительно небольшом повышении давления и понижении температуры переходят в жидкость.

Для коммунально-бытового потребления по ГОСТу 20448-75 предусматриваются следующие марки газов:

СПБТЗ — смесь пропана и бутана техническая зимняя, не менее 75% пропана;

СПБТЛ — смесь пропана и бутана летняя, не более 60% бутана.

Температура кипения ( испарения) пропана — -40 — -42°С.

Температура кипения ( испарения) бутана- -0 — -0,5°С.

Жидкая фаза СУГ легче воды почти в два раза (плотность газа — 580 кг/м 3 , плотность воды -1000 кг/м 3 ).

Паровая фаза СУГ тяжелее воздуха почти в два раза — плотность газа -2,2 кг/м 3 ,(плотность воздуха — 1, 2 кг/м 3 ).

Газ взрывоопасен и пожароопасен. Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (нижний и верхний пределы взрываемости газа): от 1,6% до 9,8% .

Температура воспламенения (самовоспламенения) газа- 400-460°С

Теплота сгорания сжиженного углеводородного газа -96250-122500 кДж,

(калорийность) — (22000-28000 ккал/м 3 )

Количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1м 3 газа — 22 м 3 -28 м 3

Сжиженный углеводородный газ, как и природные газы, не имеет запаха, поэтому для придания газу специфического запаха в него добавляется одорант — этилмеркаптан- 60-90 г. одоранта на 1 тонну СУГ.

В баллонах и сосудах сжиженный газ находится в двух состояниях одновременно — жидкая и паровая фазы, а используется в газообразном состоянии (паровая фаза).

Жидкая фаза газа обладает высоким коэффициентом объемного расширения и в случае переполнения сосудов или баллонов при повышении температуры, расширяясь, может привести к разрыву сосудов, баллонов. Поэтому степень заполнения сосудов, баллонов жидкой фазой СУГ не должна превышать 85% объема.

Сжиженный углеводородный газ имеет высокую степень изменения объема при переходе из жидкого состояния в газообразное, то есть, испаряясь, увеличивается в объеме в 250-290 раз.

Сжиженный углеводородный газ не содержит в своем составе отравляющих компонентов, но действует на организм человека удушающе и наркотически. Содержание газа в закрытом объеме или помещении более 30% приводит к кислородной недостаточности ( голоданию) и пострадавший может погибнуть от удушья.

Признаками наркотического отравления являются недомогание и головокружение, вслед за этим наступает состояние опьянения, сопровождаемое веселостью и потерей сознания.

При неполном сгорании СУГ (т.е. при нехватке первичного или вторичного воздуха , отсутствии тяги в дымоходе) действуют на организм человека отравляюще, т.к. выделяется оксид углерода ( СО, окись углерода, угарный газ).

Опасная концентрация газа — загазованность, превышающая 20% нижнего предела взрываемости (НКПР, т.е. 0.4% по объёму).

Дата добавления: 2014-01-20 ; Просмотров: 16364 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector