Сообщества Ремонт и Эксплуатация ГБО Блог Пропан или Метан

Применение

Благодаря своим свойствам, таким как высокая теплотворная способность при сгорании, сгорание без остатка, безвредность и безопасность при правильной эксплуатации, удобство в использовании, пропан является универсальным газом и широко используется и на производстве, и в быту. Для производственных и бытовых целей поставляется в виде смеси пропан-бутановой технической. Бутан (C4h20) — органическое соединение класса алканов. На сегодняшний день спрос на СПБТ огромен.

На производстве При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях: – в заготовительном производстве; – для резки металлолома; – для сварки неответственных металлоконструкций. При кровельных работах. Для обогрева производственных помещений в строительстве. Для обогрева производственных помещений (на фермах, птицефабриках, в теплицах). Для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности. В быту – при приготовлении пищи в домашних и походных условиях; – для подогрева воды; – для сезонного обогрева отдалённых помещений – частных домов, отелей, ферм; – для сварки труб, теплиц, гаражей и других хозяйственных конструкций с использованием газосварочных постов.

В последнее время широко используется в качестве автомобильного топлива, т.к. дешевле и экологически безопаснее бензина. В химической промышленности используется при получении мономеров для производства полипропилена. Является исходным сырьём для производства растворителей. В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944, как пропеллент.

Хладагент. Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a) (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей) с изобутаном (R-600a) не разрушает озонового слоя и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22, R-134a) в традиционных стационарных холодильных установках и систем кондиционирования воздуха.

Показатели качества газов углеводородных сжиженных определяются по ГОСТ 10157-79.

Физические свойства СУГ

Технология разделения основывается на разной упругости насыщенных паров и на различии давлений отдельных компонентов. Именно за счет требуемой упругости газа и давления насыщенных паров появляется возможность использовать СУГ в качестве источника для отопления, при котором газ начнет поступать из резервуара в газопровод.

Для достижения необходимых условий необходимо установить оптимальное соотношение жидкой и паровой фаз. Способность поддерживать одновременно жидкое и газообразное состояние является ключевой особенностью сжиженного углеводородного газа.

В процессе хранения или перевозки часть среды имеет свойство переходить в паровую фазу, в то время как оставшаяся часть будет оставаться в виде жидкости. Разница в объеме между двумя фазами огромна. Для сравнения, 1 м3 газообразной смеси равны 4 л сжиженного газа, что означает уменьшение объема практически в 250 раз. Так как при повышении температуры газ начинает расширяться, при хранении СУГ следует учитывать нормативные требования — газгольдер (специальный резервуар для хранения СУГ) или баллоны допустимо заполнять не более, чем на 85%.

При температуре +20°С переход в жидкую фазу у пропана происходит под давлением 8,5 кгс/см2, у бутана под давлением 3,1 кгс/см2. При этом пропан не будет переходить в газообразное состояние и останется жидкостью при температуре -43°С, а бутан при температуре 0°С.

Таким образом, спобность СУГ к испарению напрямую зависит от процентного соотношения пропана и бутана, а также от температуры воздуха. Например, при низких температурах окружающего воздуха давление у пропана выше, чем у бутана, а, следовательно, выше его испаряемость.

Летние и зимние смеси СУГ

В предыдущие года уделялось особое внимание соотношению смеси пропана к бутану в зимнее и летнее время:

  • зимний вариант топлива предусматривал 70% пропана, 30% бутана;
  • летний вариант содержал меньшее количество пропана — 50-60% и большее количество бутана — 50-40%.

Сообщества                             Ремонт и Эксплуатация ГБО                             Блог                                 Пропан или Метан

Исследованиями было доказано, что при низкой температуре окружающей среды эффективнее использовать смесь с большим содержанием пропана. В то же время, в жаркое время года количество пропана нужно снижать. Летом бутан испаряется гораздо менее интенсивно, что снижает риск возникновения повышенного давления и предотвращает срабатывание клапана сброса.

На данный момент деление на летний и зимний вариант стало менее актуальным. Сейчас состав СУГ рассчитывается с учетом индивидуальных характеристик объекта, что дает поставщикам возможность подбирать содержание пропана и бутана под конкретное оборудование. По желанию Заказчика содержание пропана в смеси можно увеличить вплоть до 100%.

Тем не менее, для максимально эффективной эксплуатации газового оборудования необходимо тщательно подбирать состав сжиженного углеводородного газа. Правильное соотношение компонентов пропан-бутановой смеси обеспечивает достаточное избыточное давление в емкостях, гарантируя бесперебойную подачу горячего водоснабжения как в сильные морозы, так и в жаркие дни.

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.

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.

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.

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.

Как это работает

При использовании в качестве топлива для двигателей пропан и метан работают аналогично. Главное отличие между этими газами состоит в том, что пропан хранится в сжиженном виде, в то время как метан — в газообразном. Пропан становится газообразным, когда его выпускают из газового баллона. При сгорании одного галлона пропана обычно выделяется энергия, равная примерно 8,4 х 104 БТЕ.В Америке для оценки эффективности альтернативного топлива иногда используется коэффициент GGE, равный отношению количества энергии в БТЕ, вырабатываемой при сгорании одного галлона бензина, к количеству энергии в БТЕ, вырабатываемой при сгорании одного галона альтернативного топлива. Коэффициент GGE пропана (давайте назовем его Gp) может быть определен по следующей формуле:Gp = (1,25 х 104)/8,4 х 104 =1,5.

При сгорании одного галлона бензина производится энергия, равная примерно 1,25 х 105 БТЕ, что в 1,5 раза больше энергии, которая выделяется при полном сгорании одного галлона жидкого пропана. В разных странах эта величина может меняться в зависимости от сорта топлива и степени его очистки. Экономические показатели зависят от цены альтернативного топлива, цены бензина, коэффициента полезного действия бензинового двигателя, коэффициента полезного действия двигателя на альтернативном топливе.

Для сравнения двух видов топлива на основе коэффициента GGE 138 можно пользоваться не только такими единицами измерения, как галлон и БТЕ, но и, например, литрами и джоулями. Применяя эту вторую пару единиц измерения для оценки энергии, выделяемой пропаном и бензином, мы получим все ту же величину Gp = 1,5, так как это безразмерная величина, определяющая отношение двух параметров, и ее значение не меняется, если оба параметра выражены в одних и тех же единицах измерения.

Мощность, скорость движения и ускорение транспортных средств с двигателями на пропане такие же, как и у тех, что имеют двигатели на метане. Для наполнения бака двигателя на пропане требуется примерно такое же время, за которое наполняется бак двигателя, работающего на ископаемом топливе. У большинства используемых сейчас автомобилей на пропане были модифицированы обычные бензиновые или дизельные двигатели. Однако некоторые производители уже предлагают новые модели автомобилей с двигателями на пропане. В США имеются тысячи заправочных станций, где производится заправка пропаном, но все-таки они не столь часто встречаются, как заправочные станции для заправки бензином и дизельным топливом.

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.