Лекция 1.3 Требования, предъявляемые к сжиженным углеводородным

Сжиженные газы должны соответствовать требованиям введенного с 01.01.82

ГОСТ 20448—90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия».
Для систем газоснабжения используются сжиженные углеводородные газы, являющиеся продуктами переработки попутного нефтяного газа и газов нефте-перерабатывающих заводов. В зависимости от назначения объекта, использую-щего сжиженный газ, имеют значение состав газа и способ его испарения.
К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, кото-рые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при от-носительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) пе-реходят в жидкое состояние. При снижении давления эти углеводородные жид-кости испаряются и переходят в паровую фазу. Это позволяет перевозить и хра-нить сжиженные углеводороды с удобствами, характерными для жидкостей и контролировать, регулировать и сжигать газообразные углеводороды с удобст-вами для природных и других горючих газов.
Для обеспечения условий безопасности при использовании сжиженных уг-леводородных газов, а также правильного обращения с этим топливом необхо-димо учитывать следующие основные особенности газообразных углеводоро-дов, входящих в состав сжиженных газов.
1. При небольшом давлении они легко переходят в жидкое состояние, поэ-

паров. Давление этих паров является функцией температуры ок-ружающей атмосферы.

2. В газообразном состоянии они значительно тяжелее воздуха; их относи-тельная плотность по отношению к воздуху находится в пределах 1.5 – 2.1, что должно предопределить многие приёмы безопасной эксплуатации систем газо-снабжения с помощью сжиженных газов различного назначения. Плотность сжиженных газов по отношению к воде составляет 0.51 – 0.58 г/см3, т. е. они почти в два раза легче воды.
. 3. Скрытая теплота парообразования весьма незначительна (примерно 116 кВт/кг), поэтому расход тепла на испарение сжиженных газов составляет около 0.7 % потенциально содержащейся в них тепловой энергии.
4. Вязкость очень мала, что облегчает транспортировку газа по трубопрово-дам, но благоприятствует утечкам (чему, в свою очередь, способствует повы-шенное давление паров).
5. Низки пределы воспламенения (взрываемости) в воздухе. Разница между низким и верхним пределами взрываемости незначительна, следовательно, при сжигании газов допускается применение высокого отношения воздух – сжиженный газ.
6. Диффузия газов в атмосферу осуществляется медленно, в особенности при отсутствии ветра. Только при большой скорости ветра смешение паров сжиженных газов и воздуха ускоряется.

пределах нижней и выс-шей границ взрываемости.
8. Они

обладают невысокими температурами воспламенения относительно большинства других горючих газов.
9. Газовоздушная смесь может быть доведена до концентрации ниже границы взрываемости при условии смешения этой смеси со значительными объёмами азота, двуокиси углерода или водяного пара.
10. Значительные объёмы воды, распыляемые в газовоздушную смесь, сни-жают возможность зажигания газовоздушной смеси.
11. Давление паров сжиженных газов значительно выше давления паров бен-зина. Поэтому сжиженные газы должны храниться в закрытых резервуарах под давлением, оборудованных устройствами, обеспечивающими безопасность экс-плуатации.
12. При хранении сжиженных газов в открытых резервуарах газы испаряют-ся, образуя с воздухом взрывоопасную смесь даже при условии, если температу-ра воздуха несколько ниже температуры кипения жидкости, т.е. при температу-рах значительно ниже 0 ºС.
13. При ускоренном отборе паров сжиженных газов из резервуаров темпера-тура жидкости снижается , уменьшается также давление паров в резервуаре. Ус-коренный отбор жидкости не снижает давление в резервуаре.
14. Коэффициент объёмного расширения сжиженных газов очень велик. При повышении наружной температуры жидкость значительно расширяется в резер-

(примерно 15 % вместимости резервуара). Категоричес-ки запрещается заполнять полностью резервуары.

Система регулировки степени наполнения резервуаров должна быть такой, чтобы можно было контролировать степень их заполнения или определять наливную массу сжиженных газов.
15. При контакте со сжиженными газами во время их откачки или закачки в резервуары в результате ускоренной абсорбции тепла жидкости при её испаре-нии в открытом пространстве возможно обмораживание рук.
16. Возможно образование конденсата при снижении температуры до точки росы или при повышении давления.
17. Сжиженные газы являются хорошими растворителями нефтепродуктов и резины. В связи с этим в распределительных системах сжиженных газов должны применяться специальные смазки для устранения утечек газа и заменители резины, стойкие против их растворения сжиженными газами.
18. В нормальном состоянии сжиженные газы неядовиты и не обладают запахом. Их содержание в воздухе более 30 % (чего на практике не бывает) вызывает некоторую потерю чувствительности у человека.
Основные сведения о сжиженных углеводородных газах
В зависимости от содержания основного компонента марки сжиженных газов в соответствии ГОСТ 20448—90 приняты следующие:
ПТ – пропан технический (сумма пропана и пропилена, не менее 75%) , СПБТ – смесь пропана и бутана технических (сумма бутанов и бутиленов не бо-

бутиленов не менее 60%).
Сжиженные углеводородные

газы пожаро- и взрывоопасны, малотоксичны, имеют специфический характерный запах. Сжиженные газы образуют с возду-хом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2,1 до 9,5%, нормального бутана от 1,5 до 8,5% (по объему) при атмосферном давлении и температуре 15-20 °С. Температура самовоспламенения пропана в воздухе при давлении 0,1 МПа составляет 466 °С, нормального бутана - 405 °С, изобутана - 462 °С.
Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (в пересчете на углерод) предельных углеводородов (пропана, нормального бутана) - 300 мг/м3, непредельных углеводородов (пропилен, бутилен) - 100 мг/м3.
Все производственные помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей десятикратный воздухообмен в 1 ч и чистоту воздуха рабочей зоны производственных помещений. В помещениях производства, хранения и перекачивания сжиженных углеводородных газов запрещается обращение с открытым огнем, искусственное освещение должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении, все работы следует про-водить инструментами, не дающими при ударе искру.
Основными требованиями, обеспечивающими сохранение природной сре-ды, является максимальная герметизация емкостей, коммуникаций, насосных агрегатов и другого оборудования, строгое соблюдение технологического ре-жима. В производственных помещениях и на открытых площадках должен

анализа используют газоанализаторы.
Для различных систем газоснабжения

сжиженным углеводородным газом используются различные марки сжиженного газа в разное время года, т. е. зимой – летом.
Основные компоненты сжиженных углеводородных газов.
Этан С2Н6 - газ, по плотности близкий к воздуху. Входит в состав сжижен-ных газов в незначительном количестве. Самая главная причина ограничения его содержания в том, что при температуре 45 ºС этан не может находиться в сжиженном состоянии. При 30 °С упругость его насыщенных паров достигает 4.8 МПа, тогда как стальные сварные баллоны для сжиженных газов выпуска-ются на рабочее давление до 1.6, а подземные резервуары - до 1.0 МПа. В то же время незначительное количество этана в пропан-бутановой смеси повыша-ет общее давление насыщенных паров газовой смеси, что обеспечивает в зим-нее время избыточное давление, необходимое для нормального газоснабжения потребителей.
Пропан С3Н8 - тяжелый газ (плотность по воздуху 1.52). Технический про-
пан является основной составляющей сжиженных газов. С учетом оптималь-ной упругости насыщенных паров ГОСТ предусматривает содержание пропа-
на и пропилена в СПБТ (зимой) не менее 75% (по массе), а в СПБТ (летом) и БТ - не нормируется. На территории России с учетом разнообразия климати-ческих зон максимальная расчетная температура применения сжиженных газов

1,6 МПа. Упругость паров пропана при -35 °С составляет 0,14

МПа, что является необходимым давлением, при котором регулятор давления обеспечивает минимально допустимую производительность. Следовательно, пропан (как сжиженный газ) в качестве топлива можно использовать без рега-зификации при температуре до -30 °С. Пары технического пропана при темпе-ратуре ниже -42 °С в газопроводе низкого давления начинают нденсироваться и газоснабжение может прекратиться.
Бутан С4Н10 - газ, имеющий два изомера (плотность по воздуху 2,06-2,09),
т. е. разновидности с одинаковой химической формулой и, следовательно, с одинаковой молекулярной массой, но различающиеся расположением атомов в молекуле. Бутан и его изомеры являются тяжелокипящими жидкостями. Пары технического бутана начинают конденсироваться при -0,5 °С. Это не даёт воз-можности использовать бутан в зимний период с температурой наружного воз-духа ниже 5 °С в баллонах, установленных внутри помещения. В соответствии с требованиями ГОСТ сумма бутанов и бутиленов в СПБТ (зимой) не нор-мируется, в СПБТ (летом) - не более 60 и в БТ — не менее 60% (по массе).
Пентан С5Н12 - тяжелый газ (плотность по воздуху 2,49). В состав топлив-ного газа входят технический бутан и смесь пропана и бутана. С5Н12 в боль-шинстве случаев находится в жидком остатке, при 20 °С его не должно быть больше в СПБТ (зимой) -1 об. %, а в СПБТ (летом) и БТ - 2 об. %. Пентан рез-ко снижает упругость паров и повышает точку росы. Температура конденса-

газопроводах от установок, оборудо-ванных испарителями, необходимо устанавливать конденсатосборники, конст-рукция которых

обязана обеспечивать удаление тяжелых сконденсировавшихся фракций.