Сжиженный углеводородный газ — что такое СУГ, классификация и его свойства

Характеристики и особенности сжиженного углеводородного газа
Где применяется СУГ
Автомобильное топливо
Коммунально-бытовое применение
Органический синтез

Для СУГ используют разные названия, например, сжиженный нефтяной газ (СНГ) или пропан-бутан. Ниже рассмотрим достоинства и особенности этого вещества.

Характеристики и особенности сжиженного углеводородного газа

СУГ получают в процессе нефтедобычи как сопутствующий газ, а также как остаточный продукт переработки нефти на НПЗ. И хотя современные технологии позволяют разделять летучие углеводородные фракции друг от друга, этого обычно не делают. Во всяком случае, если речь идет о сжиженном топливе, которое в основном состоит из пропана, бутана и изомерного бутана в различных пропорциях. 

Допускаются также примеси других легких углеводородов с температурой кипения от –50°С до 0°С. Использование смеси обусловлено тем, что в чистом виде пропан и бутан не подходят в качестве топлива. Так как первый взрывоопасен при плюсовых температурах, а второй — уже при небольших отрицательных температурах сжижается даже при нормальном давлении.

Зато таких минусов лишена смесь сжиженных газов. А о ее плюсах как топлива, стоит сказать отдельно, она:

  1. Может храниться в сжиженном виде в широком диапазоне температур (от –40°С до +45°С) при относительно низком давлении до 1,6 МПа.
  2. Удобна не только для хранения, но и для транспортировки — в баллонах и резервуарах.
  3. Не выветривается и не теряет своих характеристик продолжительное время — дольше, чем бензин или дизельное топливо.
  4. Обладает высокими показателями октанового числа — от 90 до 110 в зависимости от процентного содержания пропана и бутана.
  5. Стоит в 1,5–2 раза дешевле, чем бензин или дизель, что положительно сказывается на экономичности использования, даже несмотря на больший расход.

Обладает высокими экологическими показателями — лучше сгорает с минимальным выделением дыма, пепла, углеводородных примесей и других вредных веществ.

Особенность сжиженного газа в смеси пропан-бутан — полное отсутствие запаха. Из-за этого обнаружить его утечку непросто. Чтобы облегчить задачу, в СУГ добавляют этилмеркаптан (также известный как этантиол) прозрачную жидкость с резким сероводородным запахом. Когда говорят, что «пахнет газом», имеют в виду именно запах этантиола. Ведь сжиженный углеводородный газ так же, как и природный газ, в естественном виде не обладает запахом.

Конечно, есть у сжиженных газов и ряд недостатков.

Во-первых, это переменность состава. В зависимости от места нефтедобычи и особенностей производства в газовой смеси может содержаться разное количество пропана, бутана и других составляющих. Хоть это и не всегда критично важно, но влияет на физические и химические параметры смеси, что надо учитывать при эксплуатации.

Во-вторых, плотность. Вне зависимости от состава сжиженные газы тяжелее воздуха примерно в 2 раза. Поэтому в случае утечки они скапливаются внизу. Например, в подвальных помещениях и на первых этажах зданий. Это создает взрывоопасные ситуации, а также может привести к отравлению людей и животных.

В-третьих, давление внутри баллонов, в которых транспортируют и эксплуатируют газы, зависит от температуры окружающей среды. Поэтому при повышении температуры (например, в жарком климате или под прямыми солнечными лучами) давление будет повышаться, что затрудняет эксплуатацию бутан-пропановой смеси, делая ее взрывоопасной.

Где применяется СУГ

Газовая смесь, сочетая в себе достоинства пропана и бутана, лишена многих их недостатков. Благодаря этому она широко используется в различных промышленных и иных сферах.

Автомобильное топливо

После бензина и дизеля именно сжиженный газ — третье по распространенности моторное топливо в мире — общее количество автомобилей с газовым питанием по разным оценкам составляет 15–20 млн. В сжиженном виде смесь пропана и бутана может полностью заменить жидкое топливо. А при небольшой модернизации двигателя — с целью увеличения его степени сжатия даже повысить мощность силового агрегата.

Широкое применение СУГ в качестве автомобильного топлива обусловлено его высокими эксплуатационными качествами:

  • Практически полное сгорание с минимумом вредных выбросов и нагара, что важно для регионов с не самой лучшей экологической обстановкой (больших городов, промышленных районов и т. д.).
  • Отсутствие конденсата в цилиндрах, смывающего масляную пленку, что увеличивает срок службы мотора.
  • Хорошие антидетонационные показатели, что повышает мощность и снижает расход топлива.

Более широкому использованию бутан-пропановой смеси в качестве топлива пока препятствует доступность бензина и ДТ, а также страх автовладельцев, многие из которых не уверены в безопасности сжиженных смесей. Но в будущем именно газовое топливо видится самой перспективной альтернативой бензину и дизелю.

Коммунально-бытовое применение

Возможность хранения газовой смеси в баллонах под относительно небольшим давлением делает его удобным в бытовой и коммунальной сфере — для отопления, нагрева воды, приготовления пищи и т. д. Главное преимущество такого топлива перед обычным трубопроводным газом — в возможности быстро обеспечить жилищно-коммунальные потребности в отдаленных труднодоступных районах. 

До сих пор у нас в стране использование баллонного пропан-бутана — обычная практика для многих деревень, поселков, небольших населенных пунктов, а также оптимальное решение для дачных домиков.

Органический синтез

Также СУГ широко используется в химической промышленности для получения различных полимерных соединений. Если брать в количественном отношении, то подавляющий объем бутан-пропановой смеси идет именно на химический синтез.

Таким образом, в настоящее время СУГ — это востребованный и перспективный источник энергии для автомобилей и в коммунально-бытовой сфере, а также материал для производства полимеров.

Понятие «СУГ». Марки сжиженных газов, их преимущества и недостатки

Сжиженные газы — альтернативный вид топлива. Это недорогой, экологичный и эффективный источник энергии. Он представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии.

К такому типу относят продукты с углеводородной основой и их смеси, которые в зависимости от давления окружающей среды и температуры находятся в газообразном или жидком состоянии. Наибольшую ценность в бытовых сферах представляет смесь бутана с пропаном. Она широко используется в промышленном и жилищном секторе, в качестве топлива различного вида транспорта, для коммунально-бытового потребления.

Понятие СУГ

Газовое топливо подразделяется на углеводородное (нефтяное) или сжатое природное. В составе смеси присутствуют несколько видов газов: этилен, пропан, пропилен, изобутан, бутан и другие. Они получаются в процессе добычи нефти и газа, на разных стадиях переработки топлива на нефтеперерабатывающих заводах за счет выделения попутных нефтяных газов. Использование сжиженных углеводородных газов продиктовано их свойствами: пропан кипит при температуре –42°C, а бутан — при –1°C. Следовательно, пропан испаряется полностью, даже не смешиваясь с воздухом, а бутан при низких температурах переходит в жидкое состояние.

К сжатому газу относят метан, который сохраняет газообразное состояние до –160°C. Он требует более громоздкого оборудования и обеспечивает меньший пробег транспортного средства.

Стоимость СУГ зависит от процентного содержания пропана и бутана. Так как пропан — более дорогое топливо, то чем больше его содержание в сжиженном газе, тем дороже горючее.

Марки

Есть две марки сжиженного газа: пропан и пропан-бутан (ПБА). Они отличаются массовой долей пропана. В первом случае — 90±10%, а во втором — 50±10%.

СУГ из смеси пропана-бутана используют при температуре до –20°C. Пропан применяют в зимний период и в климатических зонах с температурой до -42°C. В летний период пропановое топливо допускается использовать до +10°C. При более высоких температурах повышается давление в системах автомобиля, из-за чего может произойти разгерметизация оборудования.

Особенности

Сжиженные топливные газы в сравнении с бензином отличаются:

✔      Экологичностью. В процессе сжигания газа не происходит выброса сажи, серы и золы.

✔      Экологичностью. Состоянием. Сжиженный нефтяной газ используют в газообразном состоянии, а транспортируют, хранят и перерабатывают — в жидком.

✔      Экологичностью. Энергоэффективностью. Высокий расход сжиженного топлива на 10–20% по сравнению с бензином компенсируется низкой ценой.

✔      Экологичностью. Особенностями транспортировки. Производится в резервуарах с помощью автомобильного, морского и железнодорожного транспорта. Прокладка магистралей не нужна.

✔      Экологичностью. Сферой использования. Аналогична применению магистрального газа: газификация объектов, производство электроэнергии и продуктов в химической промышленности, топливо для автомобильного транспорта.

✔      Экологичностью. Выделением большого количества тепла. Для теплового оборудования выгоднее использовать СУГ за счет высокой теплотворной способности. Бутан выделяет 10,8 Мкал/кг, метан — 11,9 Мкал/кг, пропан — 10,9 Мкал/кг.

✔      Экологичностью. Простотой использования. Безопасное применение сжиженного углеводородного газа обеспечивает комплекс оборудования для регулировки и эксплуатации сырья.

Состав топлива определяет физические и химические свойства, плотность, температуру кипения, октановое число, степень воспламенения и т. д.

Достоинства сжиженных газов

Широкое применение этих газов обусловлено большим количеством преимуществ. Среди них:

✔      Октановое число. Варьируется в пределах от 90 до 120, что обеспечивает более высокую детонационную стойкость сжиженного газа по сравнению с бензином. Поэтому он показывает большую экономичность, снижает нагрузки на стенки цилиндров, поршней и коленчатого вала. Это обеспечивает тихую и ровную работу двигателя, увеличивает межремонтный период и уменьшает расход масла.

✔      Диффузия. Легкое смешивание газа с воздухом создает однородную топливную смесь, которая полностью сгорает. Это исключает образование нагара на клапанах, свечах, поршнях. Сохранение масляной пленки на цилиндрах улучшает смазочные свойства и уменьшает износ.

✔      Экологичность. Даже если автомобиль не прогрет, СУГ сгорает без выделения вредных веществ, пепла и дыма. Данное топливо отличается меньшим выбросом твердых веществ в атмосферу — до 90%, снижением содержания оксида углерода — до 90%, меньшим количеством углекислого газа — до 60%, не растворяется в воде.

✔      Примеси. В газовом топливе не содержится свинец, сера и щелочи, которые повышают корродирующие свойства и разрушают элементы камеры сгорания.

СУГ сохраняет свои свойства длительное время и не выветривается.

Недостатки СУГ

Для полноты информации необходимо рассмотреть отрицательные стороны использования этих газов:

✔      Взрывоопасность. Повышенная летучесть газов обеспечивает их быстрое накопление при малейшей утечке, ведь 1 литр топлива — это 250 литров газа. По этой причине необходимо раз в два года проходить освидетельствование на герметичность. В чистом виде у СУГ нет запаха, поэтому при производстве к нему добавляют одоранты для своевременного обнаружения утечек.

✔      Заправка. Повышение температуры ведет к увеличению давления газа и увеличению его объема. Поэтому заправка газового резервуара производится на 80%. Нежелательно использовать оборудование в жарком климате. Также не рекомендуется ставить на стоянку только что заправленный автомобиль.

✔      Мощность. При сгорании газовой смеси наблюдается более низкая теплота сгорания по сравнению с жидким топливом приблизительно на 10%. Существенное влияние такие характеристики на динамические показатели не оказывают.

Кроме того, быстрее засоряется воздушный фильтр.

Обратите внимание! Важно избегать попадания этого топлива на кожу: оно вызывает обморожение.

Может ли сахар разрушить двигатель автомобиля?

Это легенда автомобильной культуры, передающаяся из поколения в поколение, что разгневанный человек с мешком сахара может оставить вашу машину мертвой на осях. Добавьте сахар в бензобак, превратите его топливо в сладкую нефтяную кашу и подождите, пока владелец заведет машину и взорвет двигатель.

Это тоже миф.

Сахар не растворяется в бензине. Если вы добавите его в бензин, он останется в гранулированной форме.

«Мы не видели, чтобы двигатель был поврежден или разрушен сахаром в бензобаке, и мы не слышали о каких-либо действительно правдоподобных или установленных случаях, когда это происходило», — говорит Мохаммад Фатуре, менеджер по проектированию Bosch, одного из основных поставщиков в автомобильной промышленности. компонентов топливной системы.

Что касается фильтров…

Размер кристалла сахара составляет около 200 микрон, что соответствует размеру мелких частиц. Фильтры в топливной системе автомобиля улавливают частицы гораздо меньшего размера, поэтому взвешенные гранулы сахара в бензине будут улавливаться любым из нескольких фильтров еще до того, как попадут в двигатель. В бензобаке расположен тканевый фильтр в виде носка, окружающий заборник топливного насоса, линейный топливный фильтр на входе топливного насоса, фильтр на топливном насосе высокого давления в моторном отсеке и фильтры на входе топливного насоса. каждой топливной форсунки.

Даже в карбюраторном двигателе, у которого нет топливных форсунок или их отдельных фильтров, маловероятно, что сахар когда-либо попадет так далеко в двигатель после всех остальных фильтров в системе.

Сахар примерно в два раза плотнее бензина, говорит Фатуре, поэтому некоторые гранулы даже не доходят до фильтров. Частицы более плотные, чем топливо, оседают в карманах и углах низкоскоростного потока, и между бензобаком и двигателем имеется множество низкоскоростных карманов. Если бы кто-то высыпал сахар в ваш бензобак, а вы сняли бы бак, чтобы очистить его, вы бы увидели много гранул сахара, скопившихся на дне. Он может засорить фильтры в баке и препятствовать надлежащей подаче топлива, и хотя возможно, что продолжительная работа автомобиля с забитыми фильтрами может сжечь топливный насос, Крис Луис, технический директор Bosch, говорит, что это вряд ли произойдет. точка.

Если бы вы знали, что кто-то вылил много сахара в ваш бензобак, вам нужно было бы просто бросить бак, чтобы очистить его и заменить носовой фильтр. Вы также можете проверить топливный насос, чтобы быть в безопасности, и если его расход не соответствует заводским характеристикам, вы замените его.

Ваш двигатель будет в порядке.

Так что же

может разрушить двигатель?

Nitat Termmee//Getty Images

Итак, если вам не следует беспокоиться о сахаре, то что вам следует беспокоиться о том, что его добавляют в аквариум? Люди утверждают, что сброс воды в бензобак нанесет ущерб, который не может нанести сахар, потому что двигателям нужно топливо для сгорания, а вода предотвращает это. Они правы, но для серьезного ущерба потребуется гораздо больше воды, чем может унести разъяренный автомобильный вандал с кувшином.

В конце концов, с тех пор, как в Северной Америке было введено обязательное использование E10, в каждом галлоне топлива, которое вы заливаете в бак, содержится вода, говорит Фатуре. Вы видели Е10 на бензонасосах, и это означает, что 10 процентов каждого галлона, который вы прокачиваете, составляет этанол, спиртовое топливо на основе кукурузы, появившееся на американском рынке в 1990 году. Есть и другие популярные смеси бензина и этанола на заправках. , такие как E15 и E85, которые содержат 15 и 85 процентов этанола соответственно.

Спирт очень гигроскопичен, то есть легко впитывает воду. Насыщенный влагой воздух внутри бензобака будет пропускать воду в топливный этанол, поэтому в любой машине, которую вы видите сегодня на дороге, уже есть некоторое количество воды, протекающей по топливным магистралям. Этого недостаточно, чтобы нанести ущерб. Луис говорит, что даже добавление воды прямо в бензобак — как у нашего разгневанного вандала с кувшином — не причинит вреда, если это не разбавит его настолько, что останется недостаточно топлива для сгорания и питания двигателя. .

Он просто вытеснил бы часть жидкого топлива из топливно-воздушной смеси в камерах сгорания двигателя, но кислородные датчики и бортовые компьютеры автоматически компенсировали бы обедненную смесь, и двигатель работал бы нормально, не повреждая себя.

Если поршень не может завершить свой ход в камере из-за большого количества негорючей воды, двигатель становится гидрозаблокированным. Луис говорит, что это нанесет значительный ущерб, но в обычных случаях двигатель перестанет работать до того, как отказ станет катастрофическим. Как и миф о сахаре, который его вдохновил, этот миф больше основан на городских легендах.

Люди часто говорят, что каждый миф начинается с крупицы правды, но в этом нет ничего конкретного. Ранние упоминания о подсахаривании чьего-то бензобака, чтобы расквитаться с ним, относятся к 1950-м годам. Физика не изменилась. Это просто все, что он добавляет, это большая трата сахара.

Сахар в бензобаке испортит двигатель?

Перейти к основному содержанию