Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Сжиженный углеводородный газ

Слив сжиженных углеводородных газов

Смесь сжиженных газов поставляется к объектам потребления в железнодорожных и автомобильных цистернах, а также в транспортабельных (съемных) контейнерах и баллонах.Слив газов из перевозочных цистерн в резервуары осуществляется в светлое время суток с обязательным соблюдением требований нормативных документов. Среди наиболее важных положений отметим:

  • цистерны должны быть прочно закреплены на рельсовом пути, а локомотив должен быть удален с территории ГНС
  • число железнодорожных цистерн на территории ГНС не должно превышать количество постов слива
  • все операции реализуются только по решению руководителя организации
  • чаще всего слив сжиженного газа осуществляют трое сотрудников
  • запрещаются любые работы во время грозы
  • каждая цистерна и резинотканевой рукав должны быть заземлены
  • нельзя подтягивать накидные гайки рукавов, отсоединять рукава, которые находятся под давлением, пользоваться ударным инструментом в процессе навинчивания и отвинчивания гаек
  • все задвижки и вентили на газопроводах нужно открывать медленно, чтобы избежать гидравлического удара.

Слив сжиженного газа проводится при помощи:

  • создания перепада давления между цистерной и резервуаром во время работы компрессора
  • создания перепада давления между цистерной и резервуаром при помощи подогрева паров внутри испарителя
  • перекачивания газов насосом
  • самотека, если резервуар находится ниже цистерны.

Свойства и способности сжиженных пропана, бутана и метана

Основное отличие СУГ от других видов топлива заключается в способности быстро менять свое состояние из жидкого в газообразное и обратно при определенных внешних условиях. К этим условиям относятся температура окружающей среды, внутреннее давление в резервуаре и объем вещества. Например, бутан сжижается при давлении 1,6 МПа, если температура воздуха равна 20 ºС. В то же время, температура его кипения всего -1 ºС, поэтому при серьезном морозе он будет сохранять жидкое состояние, даже если открыть вентиль баллона.

Пропан имеет более высокую энергоемкость, чем бутан. Температура его кипения равняется -42 ºС, поэтому даже в суровых климатических условиях он сохраняет способность к быстрому газообразованию.

Еще ниже температура кипения у метана. Он переходит в жидкое состояние при -160 ºС. Для бытовых условий СПГ практически не применяется, однако для импорта или транспортировки на серьезные расстояния способность природного газа сжижаться при определенной температуре и давлении имеют весомое значение.

транспортировка танкером

Любой сжиженный углеводородный газ отличается высоким коэффициентом расширения. Так, в заполненном 50-литровом баллоне содержится 21 кг жидкого пропана-бутана. При испарении всей «жидкости» образуется 11 кубометров газообразного вещества, что эквивалентно 240 Мкал. Поэтому такой вид топлива считается одним из самых эффективных и экономически выгодных для систем автономного отопления. Больше об этом можно прочитать здесь.

При эксплуатации углеводородных газов необходимо учитывать их медленную диффузию в атмосферу, а также низкие пределы воспламеняемости и взрывчатости при контакте с воздухом. Поэтому с такими веществами нужно уметь правильно обращаться, учитывая их свойства и специальные требования безопасности.

Таблица свойств

Сжиженный углеводородный газ — чем он лучше других видов топлива

Индустрия применения СУГ достаточно широка, что обусловлено его теплофизическими характеристиками и эксплуатационными преимуществами по сравнению с другими видами топлива.

Транспортировка. Основная проблема доставки обычного газа в населенные пункты заключается в необходимости прокладки газовой магистрали, длина которой может достигать нескольких тысяч километров. Для транспортировки сжиженного пропан-бутана не требуется постройка сложных коммуникация. Для этого используются обычные баллоны или другие резервуары, которые перевозятся с помощью автомобильного, железнодорожного или морского транспорта на любые расстояния. Учитывая высокую энергоэффективность данного продукта (на одном баллоне СПБ можно месяц готовить еду для семьи), выгода очевидна.

Произведенные ресурсы. Цели применения сжиженных углеводородов аналогичны целям применения магистрального газа. К ним относятся: газификация частных объектов и населенных пунктов, производство электроэнергии посредством газогенераторов, эксплуатация двигателей транспортных средств, производство продуктов химической промышленности.

Высокая теплотворная способность. Жидкие пропан, бутан и метан очень быстро преобразуются в газообразное вещество, при сгорании которого выделяется большое количество тепла. Для бутана — 10,8 Мкал/кг, для пропана — 10,9 Мкал/кг, для метана — 11,9 Мкал/кг. Коэффициент полезного действия теплового оборудования, которое работает на СУГ, значительно выше КПД приборов, принимающих в качестве сырья твердотопливные материалы.

Простота регулировки. Подача сырья к потребителю может регулироваться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Для этого существует целый комплекс приборов, отвечающих за регулировку и безопасность эксплуатации сжиженного газа.

Высокое октановое число. СПБ имеет октановое 120, что делает его более эффективным сырьем для двигателей внутреннего сгорания, чем бензин. При использовании пропана-бутана в качестве моторного топлива повышается межремонтный период для двигателя и сокращается расход смазочных материалов.

Сокращение расходов при газификации населенных пунктов. Очень часто СУГ применяют для устранения пиковой нагрузки на магистральные газораспределительные системы. Более того, выгоднее установить для удаленного населенного пункта автономную систему газификации, чем тянуть сеть трубопроводов. По сравнению с прокладкой сетевого газа удельные капиталовложения уменьшаются в 2-3 раза. Кстати, больше информации можно найти здесь, в разделе об автономной газификации частных объектов.

Сравнение с котельной на дизельном топливе

Рассмотрим дизельное топливо и СУГ с точки зрения объема и стоимости суточного потребления при максимальной загрузке котлов в расчете на 1 МВт, условно приняв равными КПД котлов, стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации котельных одинаковой мощности с резервным топливом в виде дизтоплива и СУГ. В качестве СУГ будем рассматривать пропан- бутановую смесь марки ПБТ с содержанием пропана не более 60% по ГОСТ Р 52087-2003.

Суточное потребление топлива рассчитывается по следующей формуле:

Vтс=(Рн.*24)/(КПДк *Qв), где Vтс. — суточный объем потребления топлива; Рн — номинальная мощность котельной, кВт; КПДк — коэффициент полезного действия котлов; Qв — удельная теплота сгорания топлива на расчетную единицу.

При мощности котельной 1 МВт, КПДк=0,95, удельной теплоте сгорания дизтоплива — 11,9 кВтч/кг (42,8 МДж/кг; плотность — 0,85 кг/л), удельной теплоте сгорания смеси СУГ — 12,5 кВтч/кг (45 МДж/кг) (коэффициент плотности СУГ марки ПБТ — 1,76 кг/л при температуре 0 ОС) получаем результаты, приведенные в таблице.

Таблица. Стоимость суточного потребления топлива котельной в расчете на 1 МВт мощности.

Вид топлива Суточный объем потребления топлива, л Среднерыночная оптовая стоимость, руб./л Стоимость потребления топлива, руб./сут.
Дизельное топливо 2508 31,6 79252
СУГ 3557 11,1 39483

Из таблицы видно, что при всех иных равных параметрах отапливать котельную сжиженными углеводородными газами почти в 2 раза дешевле, чем дизельным топливом. И, конечно же, положительный эффект от применения СУГ возрастает в периоде прямо пропорционально объемам использования резервного топлива. При этом мы не рассматриваем стоимость подогрева емкостей с дизельным топливом в зимний период, что также может являться серьезной статьей затрат. По сложившейся в регионах практике подогрев емкостей в холодное время года часто вообще не осуществляется, что делает фактически невозможным запуск резервной системы питания.

Кроме того, в сравнении с дизтопливом СУГ имеет ряд других преимуществ:

■ жидкая фаза СУГ, имея те же основные физические свойства жидкости, что и дизтопливо, тем не менее, не подвержена существенному повышению вязкости в условиях низких температур (что негативно сказывается на транспортировке дизтоплива от внешнего хранилища к горелкам);

■ обеспечивается, как уже указывалось выше, возможность автоматического перехода с основного топлива на резервное;

■ отсутствует необходимость применения более дорогих комбинированных горелок в котлах для возможности сжигания как газообразного, так и жидкого топлива;

■ уменьшается стоимость строительства модуля за счет отсутствия вспомогательного помещения (что бывает необходимо в случае размещения емкостей хранения дизтоплива внутри помещения котельной).

Не стоит также забывать и про экологию. Сжигание дизельного топлива влечет за собой несоизмеримо большие выбросы сажи, окислов серы и окислов азота, нежели сжигание SNG.

Также нужно учитывать, к сожалению, типичную для России ситуацию с воровством топлива. Дизтопливо списывается и продается, а вырученные деньги — присваиваются. Украсть и реализовать на «черном» рынке СУГ значительно сложнее.

Не менее важным является аспект, связанный с возможностью более рационального управления лимитами потребления сетевого природного газа. СУГ позволяет более гибко применять в течение отопительного периода так называемую «броню газопотребления», т.е. минимальный объем потребления газа, необходимый для безаварийной работы технологического оборудования, при условии максимального использования резервных видов топлива.

Наиболее перспективным применение СУГ в качестве резерва видится нам в следующих случаях:

■ при модернизации существующих котельных коммунально-бытовых объектов для создания резервного или аварийного запаса топлива;

■ при строительстве новых объектов в условиях ограниченных лимитов на природный газ, а также при гарантированной перспективе роста потребления тепла и горячей воды в будущем.

Устойчивое повышение цен на жидкие углеводороды на внутреннем рынке, их зависимость от ситуации на мировых торговых площадках, а также прогнозируемый к 2020 г. двукратный по отношению к сегодняшнему дню рост рынка внутреннего потребления делают концепцию применения СУГ в качестве резервного топлива наиболее перспективной.

Зачем смешивают пропан и бутан в автономной системе газоснабжения

Учитывая физико-химические характеристики насыщенных углеводородов, их применение во многом зависит от климатических условий. Сжиженный бутан в чистом виде не будет работать при отрицательных температурах. Тогда как применение чистого пропана противопоказано в условиях жаркого климата, поскольку высокая температура вызывает чрезмерное повышение давления в газовом резервуаре.

Так как для каждого региона нецелесообразно производить отдельную марку газа, с целью унификации ГОСТом предусмотрена смесь с определенным содержанием двух компонентов в рамках установленных норм. Согласно ГОСТ 20448-90 максимальное содержание бутана в данной смеси не должно превышать 60%, при этом для северных регионов и в зимнее время года доля пропана должно быть не меньше 75%.

Процентное соотношение газов в разное время года

Кстати, больше статей нашего блога о газификации — в этом разделе.

Свойства СУГ

Чтобы понять, зачем смешивают пропан с бутаном, необходимо знать особенности каждого компонента, в том числе их взаимодействие с внешней средой. С точки зрения молекулярного строения они относятся к углеводородным соединениям, которые можно хранить в жидком состоянии, что значительно упрощает транспортировку и эксплуатацию.

Одним из условий образования жидкого газа является высокое давление, поэтому его хранят в специальных резервуарах под давлением 16 бар. Второе условие для перехода углеводородных газов из одного состояния в другое – внешняя температура воздуха. Пропан закипает при -43°С, тогда как преобразование из жидкого в газообразное состояние у бутана происходит при -0,5°С, что является основным отличием данных углеводородов.

Таблица с некоторыми другими свойствами данных газов

Дополнительную информацию о свойствах сжиженного углеводородного газа можно прочитать в статье: пропан-бутан для газгольдера – свойства и особенности применения.

Хранение

Для хранения сжиженных углеводородных газов широко используются стальные резервуары цилиндрической и сферической форм. Сферические резервуары по сравнению с цилиндрическими имеют более совершенную геометрическую форму и требуют меньшего расхода металла на единицу объёма ёмкости за счет уменьшения толщины стенки, благодаря равномерному распределению напряжений в сварных швах и по контуру всей оболочки .

Основные характеристики цилиндрических резервуаров
Показатель Условная вместимость, м³
25 50 100 160 175 200
Вместимость, м³ действительная 27,8 49,8 / 49,8 93,3 / 93,9 152,4 / 154,3 175 192,6 / 192,6
полезная 23,2 41,6 / 44,8 77,8 / 83,4 128,9 / 139,2 146 160,6 / 173,5
Внутренний диаметр, м. 2,0 2,4 /2,4 3,0 / 3,0 3,2 /3,2 3,0 3,4 / 3,4
Общая длина, м. 9,1 11,3 / 11,3 13,6 / 13,6 19,7 / 19,7 25,5 21,8 / 21,8
Длина цилиндрической части, м. 8,00 / 8,00 10,0 / 10,0 12,0 / 12,0 18,0 / 18,0 23,8 / 23,8 20,0 / 20,0
Расстояние между опорами, м. 5,5 6,6 / 6,6 8,0 / 8,0 11,5 / 11,5 15,1 12,8 / 12,8
Наибольшее рабочее давление, кгс/см². 18 18 / 7 18 / 7 18 / 7 16 18 / 7
Толщина стенок, мм. Ст.3 (спокойная) корпус 24 28 / 14 34 / 16 36 / 18 22 38 / 18
днище 24 28 / 16 34 / 16 36 / 18 28 38 / 18
Ст.3 Н корпус 20 24 / 15 28 / 14 30 / 14 32 / 16
днище 20 24 / 12 28 / 16 30 / 20 32 / 20
Расстояние между штуцерами, м. 1,1 1,4 / 1,4 1,1 / 1,1 1,4 / 1,4 0,9 1,1 / 1,1
Расстояние между штуцером и люком, м. 1,4 1,4 / 1,4 1,4 / 1,4 1,7 / 1,7 3,15 1,4 / 1,4
Общая масса, т. Ст.3 (спокойная) 11,7 20,2 / 10,4 37,2 / 19,1 60,1 / 31,9 44,6 73,9 / 55,8
Ст.3 Н 9,7 17,4 / 9,2 30,5 / 16,8 50,4 / 25,5 62,7 / 32,4
Удельный расход металла (ст.3) на 1 м³, т. 0,420 0,405 / 0,209 0,399 / 0,205 0,399 / 0,200 0,255 0,384 / 0,168
Основные характеристики сферических резервуаров
Номинальная вместимость, м³ Внутренний диаметр, м Внутреннее даление, 105 Па Марка стали Толщина стенки, мм Масса одного резервуара, т Число стоек Относительная сметная стоимость, руб. на 1 кгс/см²
300 9 2,5 09Г2С (М) 12 24 6 1400
600 10,6 2,5 09Г2С (М) 12 33,3 8 1200
600 10,5 6 09Г2С (М) 16 43,3 8 700
600 10,5 10 09Г2С (М) 22 60 8 — 9 550
600 10,5 10 09Г2С (М) 34 94,6 8 500
600 10,5 18 12Г2СМФ 25 69,5 8 440
900 12 18 09Г2С(М) 38 140 8 480
900 12 18 12Г2СМФ 28 101,5 8 420
2000 16 2,5 09Г2С (М) 16 101,2 12 1070
2000 16 6 09Г2С (М) 22 143 10 650
4000 20 2,5 09Г2С (М) 20 218 16 1100
4000 20 6 09Г2С (М) 28 305 14 650

На крупных предприятиях все чаще используется способ хранения сжиженных углеводородных газов при атмосферном давлении и низкой температуре. Применение этого способа достигается путём искусственного охлаждения, что приводит к снижению упругости паров сжиженных углеводородных газов. При температуре −42 °C сжиженный пропан может храниться при атмосферном давлении, в результате чего уменьшается расчетное давление при определении толщины стенок резервуаров. Достаточно, чтобы стенки выдержали только гидростатическое давление хранимого продукта. Это позволяет сократить расход металла в 8–15 раз в зависимости от хранимого продукта и объёма резервуара. Замена парка стальных резервуаров высокого давления для пропана объёмом 0,5 млн м3 низкотемпературными резервуарами такого же объёма обеспечивает экономию средств в капиталовложения в размере 90 млн долларов США и металла 146 тыс. тонн., эксплуатационные расходы при этом снижаются на 30–35%.
На практике, в низкотемпературных резервуарах газ хранится под небольшим избыточным давлением 200–500 мм. вод. ст. в теплоизолированном резервуаре, выполняющем в холодильном цикле функцию испарителя охлаждающего агента. Испаряющийся в результате притока тепла извне, газ поступает на прием компрессорного блока, где сжимается до 5–10 кгс/см². Затем газ подается в холодильник-конденсатор, где конденсируется при неизменном давлении (в качестве хладагента в данном случае чаще всего используется оборотная вода). Сконденсировавшаяся жидкость дросселируется до давления, соответствующего режиму хранения при этом температура образовавшейся газо-жидкостной смеси опускается ниже температуры кипения находящихся на хранении сжиженных углеводородных газов. Охлажденный продукт подается в резервуар, охлаждая сжиженные углеводородные газы.

Наземные низкотемпературные резервуары сооружаются различной геометрической формы(цилиндрические, сферические) и обычно с двойными стенками, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом. Наибольшее распространение получили вертикальные цилиндрические резервуары объёмом от 10 до 200 тыс. м³., выполненные из металла и железобетона.

Страны-экспортеры и страны-импортеры сжиженного природного газа в 2016 г.

Ниже в таблице приводятся данные о странах-экспортерах сжиженного природного газа в 2016 г.

№№ п.п. Наименование страны-экспортера млрд. м³
1 Катар 104,4
2 Австралия 56,8
3 Малайзия 32,1
4 Нигерия 23,7
5 Индонезия 21,2
6 Алжир 15,9
7 Тринидад и Тобаго 14,3
8 Россия 14,0
9 Оман 10,6
10 Папуа Новая Гвинея 10,4
11 Бруней 8,3
12 ОАЭ 7,4
13 Норвегия 6,3
14 Перу 5,5
15 США 4,4
16 Экваториальная Гвинея 4,3
17 Остальные страны Европы* 4,2
18 Ангола 0,8
19 Египет 0,7
20 Бразилия 0,6
21 Остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона* 0,5

* Включая реэкспорт.

** Данные приводятся по Statistical Review of World Energy 2017 (англ.) интернет-ресурс https://nangs.org/analytics/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-edition-pdf-xlsx-pptx.

Ниже в таблице приводятся данные о странах-импортерах сжиженного природного газа в 2016 г.:

№№ п.п. Наименование страны-импортера млрд. м³
1 Япония 108,5
2 Южная Корея 43,9
3 Китай 34,3
4 Индия 22,5
5 Тайвань 19,5
6 Страны Ближнего Востока 14,2
7 Испания 13,2
8 Соединенное Королевство (Великобритания) 10,5
9 Страны Африки 10,2
10 Франция 9,7
11 Турция 7,7
12 Остальные страны Европы и Евразии 6,9
13 Мексика 5,9
14 Италия 5,7
15 Аргентина 5,2
16 Чили 4,3
17 Таиланд 4,2
18 Пакистан 4,0
19 Бразилия 3,0
20 Сингапур 3,0
21 Остальные страны Центральной и Южной Америки 3,0
22 Бельгия 2,8
23 США 2,5
24 Малайзия 1,6
25 Канада 0,3
26 Остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона 0,1

* Данные приводятся по Statistical Review of World Energy 2017 (англ.) интернет-ресурс https://nangs.org/analytics/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-edition-pdf-xlsx-pptx.

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

сколько стоит какой плита пропан сжиженный газ цена купить сжижают дома для котлов в баллонах перевод м3 безопасность цистерна в россиисжиженный природный газ1 литр расход стоимость куб производство тонна сколько литров перевозка хранение доставка давление газгольдер форсунки завод для сжиженного газагазовый котел колонка на сколько кубов газа сжиженном газе кубометрахзаправка отопление дома сжиженным газомустановка сжиженных газовсжиженный нефтяной газ

Коэффициент востребованности
528

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации