Сжиженные углеводородные газы (СУГ): что это такое и где они используются

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:

1. Цилиндрические резервуары объемом от 10 до 200 тыс. м3
2. 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.