Химические и физические свойства СУГ

Электрический испаритель на СУГ

Сжиженный углеводородный газ (пропан-бутановая смесь) является одним из самых распространенных альтернативных видов топлива, применяемых для газоснабжения котельных, домов, административных зданий и промышленных предприятий.

Преимущества использования СУГ в сравнении с природным газом или дизельным топливом заключаются в следующих факторах:

  • сжигание происходит с меньшим выбросом вредных веществ, таких как окислы серы, окись углерода и т.д.;
  • автономность системы газоснабжения;
  • стоимость отопления СУГ ниже, чем отопление дизельным топливом;
  • высокий КПД котельного оборудования.

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 этантимола, который начинает ощущаться при 1/5 взрывоопасной концентрации СУГ в воздухе.

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, 1000 л 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%.
Соотношение пропана к бутану в летней и зимней смеси

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.