Сжиженные углеводородные газы, или сокращенно СУГ, - это смесь легких газообразных углеводородов, переведенных в жидкое состояние путем сжатия или охлаждения. СУГ используют как экологичное топливо для автотранспорта и промышленных установок.
Определение СУГ
СУГ - это сжиженные углеводородные газы, представляющие собой смесь легких углеводородов: пропана, бутана, изобутана и других газообразных соединений. Их сжижают для удобства транспортировки и хранения.
Сжиженные углеводородные газы (СУГ) — смесь сжиженных под давлением легких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C.
Основными компонентами СУГ являются:
- Пропан (C3H8)
- Бутан (C4H10)
- Изобутан (C4H10)
К физико-химическим свойствам СУГ относятся:
- Высокая пожароопасность и взрывоопасность
- Низкая токсичность
- Характерный углеводородный запах
- Плотность паровой и жидкой фазы, зависящая от температуры
- Давление насыщенных паров в зависимости от температуры
Производство СУГ
Сжиженные углеводородные газы не добывают из недр, а производят из газовой фракции, получаемой при переработке нефти. На нефтеперерабатывающих заводах сырую нефть нагревают в специальных установках до высоких температур. Происходит так называемый процесс "кипения" или крекинг нефти. При этом тяжелые фракции оседают в виде мазута, а легкие - испаряются. Эти легкие пары и собирают для дальнейшей переработки в различные виды топлива и сырья, в том числе СУГ.
Далее газовую смесь очищают от примесей, осушают, разделяют на фракции, после чего сжимают и охлаждают до жидкого состояния. Этот жидкий концентрат и называют сжиженный углеводородный газ.
Таким образом, сжиженный углеводородный газ производят из побочных летучих фракций, получаемых в процессе переработки нефти.
Характеристики СУГ
Давайте теперь рассмотрим подробные характеристики и свойства сжиженных углеводородных газов.
Плотность СУГ
Плотность сжиженных углеводородных газов существенно зависит от температуры. С повышением температуры плотность жидкой фазы СУГ уменьшается, а плотность газовой фазы, наоборот, возрастает.
Например, плотность жидкого пропана при -40°C составляет 502 кг/м3, а при +40°C уменьшается до 478 кг/м3. Для газообразного пропана плотность при -40°C равна 2,1 кг/м3, а при +40°C повышается до 5,3 кг/м3.
Упругость паров СУГ
Упругость насыщенных паров СУГ - это давление, при котором жидкость и газ находятся в равновесии. Этот показатель напрямую зависит от температуры.
Например, у пропана при -40°C упругость паров составляет 0,10 МПа, а при +40°C повышается до 1,7 МПа. Такая зависимость характерна для всех компонентов СУГ.
Транспортировка СУГ
Основные способы транспортировки сжиженного углеводородного газа:
- Железнодорожные цистерны
- Автоцистерны
- Морские танкеры-газовозы
Для перевозки СУГ на дальние расстояния используют газовозы вместимостью до 200 тыс. м3. Это огромные суда, сопоставимые по размерам с танкерами для перевозки сырой нефти.
Хранение СУГ
Для хранения сжиженного углеводородного газа применяют стальные резервуары двух основных типов:
- Цилиндрические резервуары объемом от 10 до 200 тыс. м3
- Сферические резервуары (сферы) объемом до 5000 м3
Сферические резервуары обладают рядом преимуществ по сравнению с цилиндрическими.
Применение СУГ
СУГ в качестве топлива
Основная область применения сжиженных углеводородных газов - использование в качестве топлива.
СУГ широко используется как моторное топливо для автомобилей и другой техники с двигателями внутреннего сгорания. По сравнению с бензином и дизельным топливом, СУГ обладает рядом преимуществ:
- Более низкая стоимость
- Меньшее загрязнение окружающей среды
- Возможность увеличения мощности двигателя
Кроме автотранспорта, СУГ используется в качестве топлива в промышленных печах, котлах, газовых горелках.
СУГ как хладагент
Благодаря низкой температуре кипения, сжиженный углеводородный газ находит применение в качестве хладагента для криогенного оборудования и холодильников.
В частности, широко используются смеси пропана с изобутаном. Они безвредны для озонового слоя и не усиливают парниковый эффект.
СУГ в нефтехимии
Компоненты СУГ - пропан и бутан - служат ценным химическим сырьем для нефтехимической промышленности.
Из них производят разнообразные полимеры, лакокрасочные материалы, растворители.
Экологические аспекты
По сравнению с традиционными видами топлива, сжиженный углеводородный газ обладает лучшими экологическими характеристиками.
При сжигании СУГ не образуется токсичных выбросов - оксидов серы, азота, сажи. Кроме того, СУГ быстро разлагается в окружающей среде, не накапливаясь и не загрязняя ее.
Экономические аспекты
Замена традиционных видов топлива на сжиженный углеводородный газ во многих случаях экономически выгодна.
Несмотря на необходимость переоборудования техники и обучения персонала, использование СУГ быстро окупается за счет более низкой стоимости.
Требование для использования СУГ
Требования к транспортировке СУГ
Перевозка сжиженных углеводородных газов требует соблюдения специальных правил и мер предосторожности.
Транспортные средства должны быть оборудованы системами контроля герметичности цистерн, аварийной вентиляции, пожаротушения. Также необходимо наличие заземления для предотвращения накопления статического электричества.
Требования к хранению СУГ
Хранилища сжиженных углеводородных газов должны располагаться на безопасном расстоянии от жилых и общественных зданий, иметь хорошую вентиляцию.
Обязательными элементами являются ограждение территории, наличие молниезащиты, систем пожаротушения и локализации возгораний.
Эксплуатация резервуаров СУГ
При эксплуатации резервуаров для сжиженных углеводородных газов должен осуществляться постоянный контроль герметичности, давления, уровня наполнения.
Также необходимо следить за исправностью контрольно-измерительных приборов, предохранительных и запорных клапанов, трубопроводов.
Подготовка кадров
Весь персонал, работающий со сжиженными углеводородными газами, должен пройти специальное обучение и инструктаж.
Работники обязаны знать физико-химические свойства СУГ, правила безопасности при хранении и транспортировке, уметь действовать в аварийных ситуациях.
Аварийные ситуации
При возникновении аварий и инцидентов с выбросом сжиженных углеводородных газов необходимо принять меры по локализации и ликвидации последствий.
Должен быть разработан подробный алгоритм действий персонала с указанием ответственных, порядка оповещения, эвакуации, тушения пожара.
