Brzina zvučnog propan plina ukapljenog ugljovodonika. Poređenje ukapljenog naftnog gasa (LPG) i ukapljenog prirodnog gasa (LNG). Svojstva i sposobnosti tečnog propana, butana i metana

Sastav tečnih ugljikovodičnih plinova

Pod LPG se podrazumijevaju takvi pojedinačni ugljovodonici ili njihove mješavine, koji se u normalnim uvjetima nalaze u plinovitom stanju, te sa relativno malim porastom tlaka bez promjene temperature ili blagim smanjenjem temperature pri atmosferskom tlaku, prelazi u tekuće stanje.

U normalnim uslovima, od zasićenih ugljovodonika (C n H 2 n +2), samo su metan, etan, propan i butan gasovi.

Razmotrite koji gasovi prelaze u tečno stanje uz blagi porast pritiska na temperaturi od O 0 C: etan se kondenzuje u tečnost kada pritisak poraste na 3 MPa. Propan do 0,47 MPa, N-butan do 0,116 MPa, izobutan do 0,16 MPa. Najviše ispunjava tražene uslove

propan i butan.

Razmotrite koji ugljovodonici prelaze u tečno stanje uz relativno malo smanjenje temperature i atmosferskog pritiska: tačka ključanja metana je 161,5 0 C; etan - 88,5 0 S; propan - 42,1 0 S; n-butan - 0,5 0 C. Najprikladniji za praktičnu upotrebu su propan i butan.

Uz normalne zasićene ugljikovodike, postoje izomerni spojevi koji se razlikuju po prirodi rasporeda atoma ugljika, kao i po nekim svojstvima. Izomer butana je izobutan. Propan nema izomer.

Struktura i f-la N-butan CH 3 -CH 2 -CH 2 - CH 3

izobutan:

Pored ograničavajućih, u sastavu TNG-a postoji i grupa nezasićenih. Ili nezasićeni ugljikovodici, koje karakterizira dvostruka ili trostruka veza između atoma ugljika. To su etilen, propilen, butilen (normalni i izomerni). Opšta formula za nezasićene ugljovodonike sa dvostrukom vezom je C n H 2 n. Etilen C2H4 CH2=CH2.

Za dobijanje TNG-a koriste se masni prirodni gasovi, tj. gasovi iz naftnih i kondenzatnih polja koji sadrže velike količine teških ugljovodonika. U postrojenjima za preradu gasa iz ovih gasova se emituju propan-butanska frakcija i prirodni benzin (S5N12). Tehnički propan i butan, kao i njihove mješavine, su tečni plin koji se koristi za snabdijevanje potrošača gasom.

Tehnički plinovi se razlikuju od čistih plinova po sadržaju malih količina ugljovodonika i prisutnosti nečistoća. Za tehnički propan, sadržaj C3H8 + C3H6 (propilen) bi trebao biti Ne< 93%. Содержание С2Н6 +С2Н4(этилен) не>4%. Sadržaj S4N10+S4N8 nije >3%.

Za tehnički butan: S4N10+S4N8 d.b. Ne< 93%. С3Н8 +С3Н6 не>4%. S5N12+S5N10 ne >3%.

Za mješavinu Sadržaj butana i propana: S3N8+S3N6, S4N10+S4N8 d.b. Ne< 93%. С2Н6 +С2Н4 не>4%. S5N12+S5N10 ne >3%.

SUG property.

Postoje 3 stanja ukapljenog gasa u kojima se skladište i koriste:

1) Kao tečnost (tečna faza)

2) Para (parna faza), tj. zasićene pare koje su zajedno sa tečnošću u rezervoaru ili cilindru.

3) Gas (kada je pritisak u parnoj fazi niži od pritiska zasićene pare na datoj temperaturi).

Svojstva tečnih gasova lako prelaze iz jednog stanja u drugo, što ih čini posebno vrednim izvorom snabdevanja gasom, jer. mogu se transportovati i skladištiti u tečnom obliku i spaljivati ​​u obliku gasa. To. tečne faze se uglavnom koriste tokom transporta i skladištenja, a gasovite faze tokom sagorevanja.

Elastičnost zasićene gasne pare je najvažniji parametar kojim se određuje radni pritisak u bocama i rezervoarima. Ona varira proporcionalno temperaturi tečne faze i strogo je definisana vrednost za datu temperaturu.

Sve jednadžbe koje se odnose na fizičke parametre plinovite ili tekuće tvari uključuju apsolutni tlak i temperaturu. I u jednadžbama za tehničke proračune čvrstoće zidova cilindara, rezervoara - višak tlaka.

U gasovitom sastavu, TNG je 1,5-2 puta teži od vazduha. U tečnom stanju njihova gustina je u rasponu od 510-580 kg / m 3, tj. oni su skoro 2 puta lakši od vode. Viskozitet TNG-a je vrlo nizak, što olakšava njihov transport kroz cjevovode i pogoduje curenju.

TNG ima niske granice zapaljivosti u vazduhu (2,3% za propan, 1,7% za butan). Razlika između gornje i donje granice je zanemarljiva, stoga, kada su komprimirani, može se koristiti omjer ukapljenog plina.

Difuzija u atmosferu je vrlo spora, posebno u odsustvu vjetra. Imaju niske t-s paljenja u poređenju sa većinom zapaljivih gasova (510 0 C za propan i 490 0 C za butan).

Kondenzacija se može formirati kada t-ry padne do tačke rose ili kada pritisak poraste. Tečni gasovi se odlikuju niskom tačkom ključanja i stoga se prilikom isparavanja prilikom naglog izlaska iz cevovoda ili rezervoara u atmosferu hlade do negativne t-tačke. Dospijevanje tekuće faze na nezaštićenu ljudsku kožu može dovesti do promrzlina. Po prirodi udara podsjeća na opekotinu.

Za razliku od većine tekućina koje neznatno mijenjaju svoj volumen pri promjeni t-ry, tečna faza LPG-a prilično naglo povećava svoj volumen s povećanjem t-ry (16 puta više od vode). Stoga je prilikom punjenja rezervoara i cilindara potrebno uzeti u obzir mogućnost povećanja zapremine tečnosti.

Kompresibilnost tečnih gasova u poređenju sa drugim tečnostima je veoma značajna. Ako se kompresibilnost vode uzme kao jedna, onda je kompresibilnost nafte 1,56, a propana 15. Ako tečna faza zauzima cijeli volumen rezervoara, onda se s povećanjem t-ry nema gdje širiti i počinje se skupljati. Pritisak u rezervoaru raste. Povećanje pritiska d.b. ne više od dozvoljenog izračunatog, inače je moguća nesreća. Stoga se pri punjenju rezervoara i cilindara planira ostaviti parni jastuk određene veličine, tj. popunite ih u potpunosti. Vrijednost parnog jastuka Tečni plinovi imaju veću zapreminsku kalorijsku vrijednost od prirodnih plinova (2,5-3,4 puta veću).

Tečni gasovi su netoksični, nemaju miris, boju i ukus (u tečnom i gasovitom obliku), što diktira potrebu za njihovom odorizacijom.

podzemnih rezervoara je 10%, za nadzemne i cilindre 15%.

Određivanje svojstava TNG-a

Uz poznati sastav ukapljenog plina, tlak smjese se može izračunati pomoću formula:

Gustoća plinske mješavine datog sastava određena je:

Molni udio i-te komponente smjese

- Gustina i-te komponente smjese, kg / m 3

To je u tabeli ili izračunato prema Avogadrovom zakonu:

Gdje je molekulska težina i-te komponente, kg/kmol

- Molekularna zapremina i-te komponente, m 3 / kmol

Prosječna gustina tečne mješavine sa poznatim sastavom mase određena je formulom:

Sa poznatim molekularnim sastavom:

,

Gdje je gustina i-te komponente uključene u tečnu smjesu u tečnoj fazi, kg / l

Gustoća mješavine plinova pri povišenom tlaku nalazi se iz jednačine stanja za stvarne plinove.

,

Gdje - apsolutni tlak (MPa) i t-ra smjese.

- plinska konstanta smjese, (J/kg K)

z-koeficijent kompresibilnosti, koji uzima u obzir odstupanje stvarnih plinova od z-novih idealnih plinova.

Gasna konstanta mješavine izračunava se iz univerzalne plinske konstante i iz molekulske težine smjese.

Koeficijent kompresije se određuje prema grafikonu u zavisnosti od zadatih parametara (pritisak i temperatura) gasa.

Prosječni kritični tlak i temperatura za mješavinu plinova određuju se njenim sastavom.

;

Zapremina plina, isparavanje mješavine TNG-a, m.b. nađeno po formuli:

je masa i-te komponente smjese, kg

je molekulska težina i-te komponente smjese, kg/kmol

V Mi -molekularni volumen i-te komponente

Za izračunavanje najniže volumetrijske temperature sagorijevanja mješavine TNG-a koristi se sljedeći odnos

– niža zapreminska kalorijska vrijednost i-te komponente, kJ / m 3

Najniža temperatura sagorevanja mase

Granice paljenja LPG mješavine koja ne sadrži nečistoće balasta određuju se:

L cm - donja ili gornja granica paljenja mješavine plinova.

je donja ili gornja granica zapaljivosti i-te komponente.

Zbog razlike u nivou

Upotreba hidrostatičke glave koristi se pri punjenju podzemnih rezervoara iz željezničkih i cisterni, kao i pri izlivanju TNG-a u boce, ako teren dozvoljava. Za ispuštanje rezervoara u rezervoar potrebno je povezati njihovu parnu i tečnu fazu.U komunikacionim posudama tečnost je postavljena na isti nivo, pa će tečna faza teći u donji rezervoar.

Za stvaranje dovoljne brzine drenaže, pri istoj temperaturi i pritisku, u rezervoaru i rezervoaru, potrebno je da se zbog hidrostatičkog pritiska stvori razlika pritiska od najmanje 0,7-0,1 MPa.

Minimalna potrebna vrijednost hidrostatičke glave u ovim uslovima biće 14-20 metara stupca tečnosti.

Zimi cisterna ima nižu temperaturu od rezervoara. Kada se rezervoar nalazi pod zemljom, temperaturna razlika može dostići 10-15 0 C. Pritisak gasa u rezervoaru će biti mnogo niži nego u rezervoaru.

Za pouzdano odvodnjavanje potrebno je da razlika u nivou kompenzira ovu temperaturnu razliku i, shodno tome, razliku pritiska. Potrebna razlika u nivou je:

,

Gdje je tlak plina u rezervoaru, Pa

- pritisak gasa u rezervoaru

- gustina tečne faze TNG-a, kg / m 3

Primljeno max. razlika je neophodna za početak dreniranja. U budućnosti će se t unutar spremnika početi smanjivati ​​zbog protoka ohlađene tekućine iz spremnika. Pritisak u podzemnom rezervoaru će postati manji i razlika u nivoima će biti potrebna već manja. U početnom trenutku je gotovo nemoguće stvoriti takvu razliku u nivou, stoga je potrebno povezati proizvodnju pare u rezervoare i rezervoare. U tom slučaju dolazi do izjednačavanja tlaka i dreniranja avenije pomoću pune hidrostatičke glave.

Ljeti, u početnom trenutku isušivanja, moguća je lokacija rezervoara ispod rezervoara. Ali ovde će uticati uticaj temperature u rezervoaru iz toplije tečnosti iz rezervoara, pa će pad pritiska pasti na oko 0. Odvod će se zaustaviti. Stoga, ljeti, prilikom odvodnje, parne faze cisterne i cisterne ne moraju biti povezane.

"+" metode: 1. Jednostavnost šeme

2. Nema mehaničkih jedinica

3. Pouzdanost svih uređaja

4. Spremnost kola za rad u svakom trenutku, bez obzira na prisustvo vanjskog izvora energije

5. Niski troškovi popravke i održavanja

"-" metoda:

1. Nemogućnost korišćenja terena sa planinskim terenom.

2. Dugo trajanje procesa.

3. Veliki gubici gasa pri njegovom vraćanju u obliku para u ispuštenim rezervoarima.

Benzinske pumpe

HE su baza za snabdevanje tečnim gasovima i namenjene su za prijem, skladištenje i snabdevanje potrošača ukapljenim gasovima koji se snabdevaju železničkim, drumskim, vodnim transportom i iz preduzeća u kojima se ovi gasovi proizvode (benzinska postrojenja).

Zapremina rezervoara za skladištenje gasa na stanici nije veća od 8000 m 3 . Obično rezerve gasa ne prelaze 300-600 tona, a kapacitet je od 6000 do 24000 tona godišnje.

U HE se izvode sljedeći radovi:

Prijem tečnih gasova od dobavljača

Odvođenje komprimiranih plinova u vlastita skladišta

Skladištenje TNG-a u nadzemnim, podzemnim ili izotermnim rezervoarima, u bocama ili podzemnim šupljinama.

Ispuštanje neisparenih ostataka iz cilindra i komprimovanog gasa iz cilindara sa kvarom

Izlivanje tečnog gasa u boce, mobilne cisterne i cisterne

Prijem praznih i isporuka napunjenih boca

Transport komprimovanih gasova kroz internu cevovodnu mrežu

Popravka cilindara i njihovo ponovno ispitivanje

Održavanje i popravka opreme na stanici

U brojnim slučajevima, STS proizvodi:

Točenje goriva vozila na komprimirani plin iz benzinske stanice

LPG regasifikacija

Mešanje gasnih para sa vazduhom ili niskokaloričnim gasovima

Isporuka pare komprimovanog gasa, gasno-vazduh i gasnih mešavina u gradske distributivne sisteme.

Za obavljanje ovih operacija, GNS ima sljedeće. odjeljenja i radionice:
- odvodni nadvožnjak željezničke pruge ili ulaz cjevovoda sa rastavljačima

Baza za skladištenje LPG-a, koja se sastoji od nadzemnih ili podzemnih rezervoara pod pritiskom, izotermnih rezervoara ili podzemnih skladišta u prazninama

Pumpna i kompresorska radnja za odvod TNG-a iz željezničkih cisterni u skladišta i opskrbu njime za punjenje boca i cisterni

Radionica za punjenje cilindara i odvođenje neisparenih teških ostataka iz njih

Skladište za dnevne zalihe praznih i napunjenih boca

Kolone za punjenje tankera

Komunikacije tečne i parne faze, povezujući sva odeljenja HE i obezbeđujući kretanje tokova tečnosti i pare.

HE treba postaviti izvan naselja sa zavjetrinske strane od preovlađujućih vjetrova, uz održavanje potrebnih udaljenosti između HE i drugih objekata.

U zavisnosti od zapremine skladišta, načina ugradnje rezervoara, ove udaljenosti su od 40 do 300 m.

Po obodu teritorije STS je ograđen armirano-betonskom ogradom visine 3,4 m. Sa kapacitetom rezervoara > 200 m 3, teritorij HE podijeljen je svjetlosnom ogradom na 2 teritorije - radnu, uključujući navedena odjeljenja i radionice, i pomoćnu, uključujući administrativne i pomoćne prostorije, garaže, vodotoranj i rezervoar za vodoopskrbu protiv požara.

Šematski dijagram napajanja LPG potrošača prikazan je na slici:

Izotermno skladištenje TNG-a

Skladišta su tankozidni rezervoari velike zapremine od 5000 do 50000 m 3 cilindričnog oblika sa zasvođenim ili konusnim krovom. Njihova vanjska površina je toplinski izolirana. Čelična skladišta mogu biti i nadzemna i ukopana. Održavanje niske t (-42⁰S - za propan) može biti. vrši isparavanjem dijela TNG-a i ispuštanjem para u plinske mreže ili specijal. rashladna jedinica. Protok toplote kroz zidove rezervoara je neznatan i izaziva isparavanje 0,3-0,5% zapremine uskladištene tečnosti dnevno.

Postoje 3 glavne tehnološke sheme izotermne. spremišta:

Sa kompleksnom rashladnom jedinicom

Sa tampon rezervoarima

- sa srednjim hlađenjem

“Vrući” proizvod koji ulazi kroz cijev 1 se gasi u rezervoaru 2 sa padom t i p . Pare nastale usled priliva toplote izvana i dolaznog „horizontalnog“ proizvoda dovode se kompresorom 3 kroz cevovod 4 do rashladne jedinice 5, gde se hladi i kondenzuje. Kondenzat kroz prigušni ventil 6 ulazi u izotermni. rezervoar za skladištenje.

Struja hladno. jedinica ovisi o ukupnom dotoku topline u rezervoar i određuje:

- unos toplote punjenog “planinskog” proizvoda

Gdje je - brzina ispuštanja TNG-a iz rezervoara kg/h;

Toplotni kapacitet tečne faze LPG kJ/(kg⁰S);

I - temperatura u rezervoaru i rezervoaru.

– priliv organizma iz spoljašnje sredine;

gdje je M masa tečnog plina u izotermama. rezervoar, kg;

r je toplota isparavanja TNG-a, kJ/kg;

0,005 - 5% ispari dnevno.

– neobračunati unosi toplote:

b=0.04..0.12

Iz formule za određivanje se vidi da je moguće smanjiti kapacitet rashladne jedinice smanjenjem brzine punjenja rezervoara. Obično se pri pražnjenju 3 željezničke cisterne komp. 33-35t/h, što zahtijeva veoma moćnu rashladnu opremu koja radi samo nekoliko sati dnevno (prilikom pražnjenja). Ostatak vremena je hladno. potrebna samo za ukapljivanje gasa koji isparava u rezervoaru, koji komp. max 0,5% uskladištenog TNG-a.

Transport tečnog gasa

U zemljama ZND-a najrasprostranjeniji je transport TNG-a u željezničkim i mašinskim cisternama, kao i bocama. Na udaljenosti do 300 km koristi se mašinski transport, na većoj udaljenosti - željeznički. Željeznička cisterna je predviđena za radni pritisak pri transportu propana - 2 MPa, butana - 0,8 MPa.

Široko korišteni horizontalni cilindrični rezervoari zapremine 50-100 m 3. U gornjem dijelu rezervoara nalazi se grlić koji služi kao otvor i namijenjen je za pregled i popravku unutrašnje šupljine rezervoara. Poklopac šahta je izrađen u obliku prirubnice, na kojoj su predviđeni okovi: postoje uređaji za punjenje i ispuštanje tečne faze brzim ventilima, dovod i izvlačenje parne faze brzim ventilima i sigurnosni ventil.

Za transport TNG-a na mašinskim putevima, kamioni cisterne, nosivosti od 2 do 5 tona. tečni gas. Sigurnosni ventil je instaliran na vrhu rezervoara. U sredini zadnjeg dna nalazi se otvor na unutrašnjoj šupljini poklopca za koji se nalazi instrumentacija: termometar, manometar, pokazivač nivoa. Mjerač nivoa je staklena cijev zatvorena u čeličnu cijev. Ima 6 ventila sa obe strane za punjenje i ispuštanje rezervoara, predviđena su 4 creva do 3,5 m.

Pojedinačni potrošači koji se nalaze u blizini pumpne stanice dobijaju TNG u bocama. Cilindri se isporučuju vazdušnim ili specijalnim vozilima. Prilagođeno za ove namjene (u kontejnerima). Kontejner je zavareni kavez dizajniran za dvoslojni ili troslojni raspored cilindara.

Transport TNG-a vodom postao je široko rasprostranjen u zapadnoj Evropi.

Postoje 3 vrste TNG nosača:

1) Cisterne sa rezervoarima pod pritiskom od 1,6 MPa

2) Cisterne sa termoizolovanim rezervoarima smanjenog pritiska. TNG se transportuje sa međuhlađenjem od -5 0 C do +5 0 C i smanjenim pritiskom (0,3...0,6 MPa)

3) Cisterne sa termoizolovanim rezervoarima pod pritiskom blizu atmosferskog i na niskoj temperaturi (-42 0 C za propan, -161 0 C za prirodni gas)

Riječni transport se široko koristi za snabdijevanje sjevernih regija Rusije. Vazdušni transport se koristi za snabdevanje LPG potrošačima na Arktiku i Antarktiku.

Filmski isparivači TNG-a.

To je izmjenjivač topline cijev u cijevi. Tanak film LPG-a se stvara prskanjem na zidove unutrašnje cijevi 3 sa mlaznicama 2 . Rashladno sredstvo (topla voda ili vodena para) ulazi u prstenasti prsten 4 , osigurava intenzivno isparavanje TNG-a unutar cijevi 3 . Za ravnomjernu raspodjelu temperature duž dužine isparivača, rashladna tekućina se dovodi na 2 točke, a uklanja se u jednoj.

Kako bi se izbjeglo neprihvatljivo povećanje tlaka u isparivaču na cijevi 3 instaliran sigurnosni ventil 5 . Neispareni kondenzat se odvodi kroz odvodni priključak 6 . Ako je potrebno povećati produktivnost instalacije, na kolektor 1 može se priključiti nekoliko isparivača. Koeficijent prijenosa topline je oko 2 puta veći nego u serpentinastim i cijevnim, tako da su kompaktniji i manje metalo intenzivni.

Temperature sagorevanja gasa.

Glavna količina topline koja se oslobađa tijekom sagorijevanja plina troši se na zagrijavanje proizvoda izgaranja na određenu temperaturu.

Razlikuju se sljedeće temperature sagorijevanja:

Kapacitet grijanja

Kalorimetrijski

teorijski

Validan

Kapacitet grijanja - to su t proizvoda potpunog sagorevanja zapaljivih gasova u adijabatskim uslovima pri α=1 i pri početnim t gasa i vazduha = 0 0 S.

Q n \u003d i ave. burn = V ave. burn ∙S r ave. burn ∙t f

i pr. sagorijevanje - sadržaj topline proizvoda sagorijevanja kJ / m 3

t w - toplinska snaga, 0 C.

t bunar \u003d Q n / V pros. burn ∙S r ave. burn = Q n / (V co 2 ∙ C r CO2 + V H20 ∙ C r H 20 + V N 2 ∙ C r N 2)

V co 2 V H20 V N 2 - zapremina sastavnih delova proizvoda sagorevanja 1 m 3 gasa.

S r – prosječni volumetrijski toplinski kapacitet pri P=konst. komponente proizvoda sagorevanja.

Formula koristi prosječni toplinski kapacitet, budući da vrijednost Cp nije konstantna, povećava se s povećanjem temperature.

t bunar: za metan 2043 0 C; za propan 2110 0 S; za vodonik 2235 0 C

Ovi podaci su za sagorevanje na suvom vazduhu.

Kalorimetrijsko-t sagorijevanje gas, uzimajući u obzir koeficijent. Uzimaju se višak zraka i fizička toplina plina i zraka, odnosno stvarne vrijednosti ​​temperature. drugim riječima, ovo je t na koji bi se proizvodi potpunog sagorijevanja zagrijali kada bi sva toplina goriva i zraka otišla na njihovo zagrijavanje.

Q n + i g + i u \u003d i ave.

i g i v - entalpija gasa i vazduha kJ / m 3

Pisanjem jednadžbe u proširenom obliku i rješavanjem za kalorime. temperature dobijamo:

T g t in - početna temperatura gasa i vazduha.

T do ≈1900 0 C,

Potrošnja plina,

Teoretska količina zraka potrebna za sagorijevanje 1 kubnog metra. gas.

Fizičku toplotu gasa i vazduha treba uzeti u obzir ako se pre sagorevanja zagreju iznad 100 0 C, jer je pri nižim t ova vrednost neznatna u odnosu na toplotnu vrednost.

Teoretska temperatura sagorevanja uzima u obzir gubitke toplote usled hemijske nepotpunosti sagorevanja i endotermne reakcije disocijacije produkata sagorevanja.

CO 2 ↔CO + 0,5O 2 -Q

H 2 O↔H 2 +0,5O 2 -Q;

Qx - gubitak toplote usled hemijske nepotpunosti sagorevanja i disocijacije CO2 i H20.

Pri t do 1500 0 C (javlja se u pećima kotlova i industrijskih peći), vrijednost Qx se može zanemariti, jer se u ovom slučaju disocira neznatan dio produkata sagorijevanja. Pri višim temperaturama to se mora uzeti u obzir.).

Stvarna temperatura sagorevanja se postiže u realnim uslovima sagorevanja goriva, niži je od teoretskog, jer se pri njegovom određivanju uzimaju u obzir gubici toplote u okolinu, trajanje procesa sagorevanja, način sagorevanja gasa i drugi faktori.

t d = t t ∙η p

η p - eksperimentalni pirometrijski koeficijent Za većinu peći kotlova i peći 0,65. Za najsavršenije 0,8-0,85

Difuzioni gorionici

Kod ovog tipa gorionika plin i zrak ulaze u peć u odvojenim tokovima, gdje se odvija stvaranje mješavine i sagorijevanje. Najjednostavniji dif. Gorionik je treb sa izbušenim rupama.

Takvi gorionici mogu biti ravne, okrugle, T- i U-oblike itd. Plin se dovodi unutar takvih gorionika i izlazi kroz rupe u brojnim tokovima, formirajući odvojene baklje. Broj rupa i njihov prečnik ovise o kapacitetu plamenika. Rastojanje između otvora odabrano je tako da ne dođe do spajanja gorionika, a tečnost vatre je osigurana kada se plin naknadno sagorijeva na gorioniku.

Prečnik rupe d.b. od 0,5 do 5 mm. U tom slučaju treba uzeti u obzir lako začepljenje rupe malog promjera. Za dobro miješanje plina sa zrakom, preporučuje se napraviti najviše dva reda rupa u svakoj diferencijalnoj cijevi. gorionici. Poprečni presjek cijevi za dovod plina d.b. ne manji od ukupnog poprečnog presjeka otvora gorionika.

"+" diferencijalni gorionici:

Jednostavan za proizvodnju, pouzdan u radu (isključen je povratni plamen),

ima velike kontrolne granice, može raditi i pri niskom i srednjem tlaku plina bez eksplozije,

Daje stabilnu svjetleću lampu s visokim zračenjem.

"-" diferencijalni gorionici:

· Postoje mala termička opterećenja;

rad sa povećanim α (1,2-1,5). Uprkos velikom višku vazduha, ovi gorionici često rade sa hemijom. underburnt.

Duga dužina baklje

Potreba za osiguranjem stabilnog pražnjenja u zapremini peći

Poteškoće u automatizaciji procesa sagorevanja gasa (automatsko određivanje proporcija gasa i vazduha)

Dizajnirane su za veće diferencijalne gorionike sa dobrim performansama (na primjer, plamenik za grijanje i industrijske kotlove). Dobro mešanje gasa sa vazduhom postiže se zahvaljujući višemlaznom izlazu gasa pod uglom u odnosu na osu gorionika, što dovodi do kovitlanja protoka

1-unutrašnje staklo

2-spoljno kućište

3-tangencijalni prorezi za mlaznice

4.5- vazdušne prigušnice

Unutrašnje staklo je umetnuto u telo većeg prečnika. Gas prolazi kroz unutrašnji prostor između tijela i stakla, teče kroz 3 u peć. Oko 50% utrošenog vazduha se dovodi kroz unutrašnje staklo. Ostatak je kroz vanjski prstenasti prorez. Kretanje zraka je zbog prisustva vakuuma u peći. Kapacitet takvog plamenika je od 30 do 350 m 3 /h. Mogli bi. niskog i srednjeg pritiska.

Dif gorionici su nezamjenjivi u visokotemperaturnim pećima (toplina za topljenje, topljenje čelika) kada se zrak zagrijava na temperature mnogo veće od temperature paljenja plina. Prethodno miješanje plina sa zrakom nije izvodljivo, stoga u takvim pećima sagorijevanje plina nije samo prisilno, već je i najopravdanije, jer. omogućava vam da dobijete blistavu čađavu baklju sa visokim stepenom crnila i intenzivnim zračenjem.

Gorionici za ognjište

U tehnologiji kotlova, diferencijalni gorionici mogu se nalaziti na prednjim ili bočnim zidovima peći, kao i unutar nje, na ložištu. Plamenici potonjeg tipa nazivaju se plamenici za ognjište. Koriste se pri pretvaranju kotlova za grijanje i industrijskih kotlova sa slojevitim pećima na plinovito gorivo. Plin iz gorionika ide u peć, gdje zrak ulazi ispod rešetke. Mlazovi plina iz plamenika ložišta usmjereni su pod uglom u odnosu na strujanje zraka i ravnomjerno su raspoređeni po njegovom poprečnom presjeku.

Proces miješanja se izvodi u pukotine nastale vatrostalnom oblogom. To intenzivira miješanje plina sa zrakom, smanjuje α i osigurava stabilno paljenje u nastaloj smjesi.

1- Kolektor

Razdjelnik plamenika montiran je na cigle koje se nalaze na rešetki. Iznad kolektora, vatrostalna obloga formira ravne proreze u koje ulazi plin, ne pomiješan sa zrakom. Otvori za izlaz plina smješteni su u 2 reda u šahovnici, simetrično u odnosu na vertikalnu ravninu s uglom između redova od 90 do 180 °. Vazduh se dovodi ispod rešetke ventilatorom ili vakuumom u peći, uz pomoć propuha i prolaza kroz prorez, ispira kolektor sa obe strane.

Kao rezultat turbulentne difuzije, mlaz plina se miješa sa zrakom i počinje gorjeti na udaljenosti od 20-40 mm od rupe. Proces sagorijevanja završava na udaljenosti od 0,5 - 1 m od gorionika. Ovdje je implementiran difuzijski princip sagorijevanja plina. Proces formiranja mješavine aktivira se činjenicom da se tok plina razbije na male mlaznice koje izlaze velikom brzinom pod uglom u odnosu na direktan tok zraka. Vatrostalni zidovi utora deluju kao stabilizator plamena, sprečavajući odvajanje plamena, i indirektni su emiteri.

Maksimalna temperatura na površini proreza je od 900 - 1000 °C. Na površini kolektora od 300 - 500 °C. Temperatura rešetke ispod proreza je 75 - 80 °C. Gorionici ložišta obezbeđuju potpuno sagorevanje gasa na α od 1,1 do 1,3. Pritisak gasa od 500 do 5000 Pa (nominalni oko 1000 Pa). Pritisak vazduha od 600 do 1000 Pa. Kada se radi bez visokih temperatura u peći, d.b. protok 20 - 30 Pa za kotlove srednje produktivnosti (od 2 do 10 tona pare na sat) i ne više od 8 Pa za male kotlove za grijanje.

Gorionici ložišta kotlova za grijanje imaju sljedeće dimenzije: prečnik otvora od 1,3 do 3 mm (max 10 - 20 mm), visina proreza 130 - 200 mm; širina se određuje proračunom i obično je u rasponu od 80 - 110 mm.

Nazad u 52

§ jednostavnost dizajna

§ Mogućnost rada na niskom pritisku gasa

§ Nema potrebe za dovodom vazduha pod pritiskom

§ Potpuno sagorevanje gasa različitih karakteristika

§ Stabilan rad u širokom rasponu promjena opterećenja

§ Tihi rad, pouzdan i jednostavan rad

§ Visok odnos viška vazduha

§ Niska produktivnost (ne više od 120 kW sa jednim gorionikom)

§ Zbog karakteristika dizajna (gorionik u peći), značajan α se ne može koristiti u visokotemperaturnim instalacijama.

Plamenici za miješanje.

Plamenici za prisilno miješanje zraka se široko koriste. Konstruktivno se izvode na način da se osigura najbolje kretanje protoka plina i zraka, koji se dovode u gorionik kroz odvojene cijevi. Manifestacija stvaranja smjese počinje u samom plameniku i aktivno se završava u komori za sagorijevanje. Kao rezultat, plin gori kratkim i nesvjetlećim plamenom. Mešanje gasa sa vazduhom vrši se kao rezultat turbulentne difuzije. Stoga se nazivaju turbulentni gorionici za miješanje ili jednostavno miješalice.

Da bi se povećao intenzitet sagorevanja gasa, potrebno je što je moguće više intenzivirati mešanje gasa sa vazduhom, jer je formiranje smeše inhibitorna karika u čitavom procesu. Ubrizgavanje procesa formiranja smeše ostvaruje se na sledeći način: kovitlanjem strujanja vazduha pomoću lopatica za navođenje, tangencijalnim dovodom, dovodom gasa u vidu malih mlaznica ispod strujanja vazduha, razdvajanjem tokova gasa i vazduha u male tokove u kojima dolazi do formiranja smeše.

Pozitivne osobine gorionika su:

1) Mogućnost sagorevanja velike količine gasa uz relativno malu veličinu gorionika.

2) Širok raspon rješenja za performanse gorionika.

3) Mogućnost zagrevanja gasa i vazduha do t preko t paljenja, što je od velikog značaja za visokotemperaturne peći.

4) Relativno laka mogućnost izrade mešavina sa kombinovanom kompresijom goriva i to: gas-mazut ili gas-ugljena prašina.

Glavni nedostaci:

1) Prinudno dovod zraka

2) Sagorevanje gasa sa manjim zapreminskim termičkim naprezanjem nego kod kinetičkog sagorevanja.

3) Sagorevanje gasa sa hemijskom nepotpunošću je veće nego kod kinetičkog sagorevanja.

Postoje performanse od 60kW-60MW. Koristi se za grijanje industrijskih peći i kotlova.

Turbulentni gorionik za miješanje:

1-telo, 2-mlaznica, 3-mlaznica vrh, 4-mlaznica.

Plin ulazi u gorionik kroz mlaznicu i izlazi iz mlaznice određenom brzinom. Vazduh se dovodi u gorionik pod pritiskom. Prije ulaska u nos gorionika, on se izvrće. Miješanje plina sa zrakom počinje unutar gorionika kada plin izađe iz mlaznice i ubrizgava se vrtložnim strujanjem zraka. Sa višemlaznim dovodom gasa, proces formiranja smeše se odvija brže i gas gori u kratkom plamenu. Sa vrhom sa jednim mlazom stvara se izdužena baklja. Prednosti plamenika su jednostavnost i kompaktnost dizajna, mogućnost rada na niskim pritiscima plina i zraka, široke granice regulacije kapaciteta.

Višemlazni vrtložni gorionici su u širokoj upotrebi, zasnovani na principu cijepanja strujanja plina i zraka u nekoliko malih strujanja. Unutar njih se odvija proces miješanja ubrizgavanjem, njihova produktivnost je 40-940 m 3 / h.

Plamenici za miješanje se često kombiniraju. Omogućuju vam brzo prebacivanje jedinice s jedne vrste goriva na drugu. Osim toga, plin u njima može se komprimirati istovremeno s drugim vrstama goriva.

Metoda pomaka.

Koristi se za skladištenje TNG-a u podzemnim skladištima na dubini od 100 do 1200 m (u slanim ležištima).

Odabir ukapljenog plina vrši se istiskivanjem inertnog tekućeg ili plinovitog medija. Najčešći rasol.

1-centralna rasola kolona

Cjevovod sa 2 salamure

3-spoljni stub za dovod TNG-a

4-cevovodni tečni gas

5-podzemni rezervoar

7-tečni gas

Podzemni rezervoar koji komunicira sa površinskim sistemom sa 2 stuba:

Obložna cijev (3) i centralni stub slobodno visi na ušću bušotine 1.

TNG se dovodi i uzima iz rezervoara kroz prstenasti prostor.

Centralni stub je spušten na samo dno rezervoara. Budući da je gustina salamure 2 puta veća od gustine LPG-a, potonji se skladišti na podlozi za slanu vodu.

Za pražnjenje podzemnog rezervoara dovoljno je da se rasolina dovede do ušća centralnog stuba i pod njenim hidrostatskim pritiskom (1,3 MPa na dubini od 100 m) TNG će sa viškom ući u distributivni cevovod. Može se transportovati bez upotrebe pumpi.

TNG se pumpa u skladište pod pritiskom koji je određen protivpritiskom kolone slane vode i gubitkom pritiska usled trenja kada se fluid kreće kroz prstenasti prostor i centralni stub.

"+" metoda:

1. jednostavnost dizajna

2. sposobnost oslobađanja gasa u jednom trenutku čak iu odsustvu eksternog izvora energije

3. pouzdan rad svih uređaja

4. troškovi energije samo za uklanjanje slane vode pri pumpanju tečnog gasa u skladište

5. potreba za pumpanjem samo pumpi visokih performansi sa visokom efikasnošću

"-" metoda:

1. potreba za eksternim izvorom energije dovoljne snage pri pražnjenju

Tečni ugljikovodični plinovi (LHG) se proizvode iz pratećeg naftnog plina. To su čisti plinovi ili posebne mješavine koje se mogu koristiti za grijanje doma, kao gorivo za automobile, ali i za proizvodnju petrokemijskih proizvoda.

NGL u HFC

Tečni ugljovodonični gasovi se dobijaju iz široke frakcije lakih ugljovodonika (NGL), koji se, pak, odvaja od pratećeg naftnog gasa (APG).

Razdvajanje NGL-a na njegove sastavne komponente – pojedinačne ugljovodonike – odvija se na jedinicama za frakcionisanje gasa (GFU). Proces odvajanja je sličan odvajanju APG-a. Međutim, u ovom slučaju, razdvajanje bi trebalo biti pažljivije. Iz NGL-a u procesu frakcioniranja plina mogu se dobiti različiti proizvodi. Može biti propan ili butan, kao i mješavina propan-butana (naziva se SPBT, ili tehnička smjesa propan-butana). SPBT je najčešća vrsta tečnih plinova - u tom obliku se ovaj proizvod isporučuje stanovništvu, industrijskim preduzećima i izvozi. Tako je od 2,034 miliona tona TNG-a koje je prodao Gazprom Gazenergoset u 2012. mešavina propan-butana činila 41%, butan – trećina isporuka, propan – oko 15%.

Također, razdvajanjem NGL-a, tehničkog butana i tehničkog propana, dobija se automobilski propan (PA) ili mješavina PBA (propan-butan automobil).

Postoje i druge komponente koje se izoluju preradom NGL-a. To su izobutan i izobutilen, pentan, izopentan.

Kako se koriste tečni naftni gasovi?

Tečni ugljikovodični plinovi mogu se koristiti na različite načine. Vjerovatno su svi upoznati sa jarko crvenim propan bocama još od sovjetskih vremena. Koriste se za kuhanje na kućnim pećima ili za grijanje u seoskim kućama.

Također, tečni plin se može koristiti u upaljačima - tamo se obično pumpa propan ili butan.

Tečni ugljovodonični gasovi se takođe koriste za grejanje industrijskih preduzeća i stambenih zgrada u onim regionima gde prirodni gas još nije stigao cevovodima. TNG se u ovim slučajevima skladišti u plinskim držačima - posebnim kontejnerima, koji mogu biti i prizemni i podzemni.

U pogledu efikasnosti, propan-butan je na drugom mestu nakon glavnog prirodnog gasa. U isto vrijeme, korištenje TNG-a je ekološki prihvatljivije u odnosu na, na primjer, dizel gorivo ili lož ulje.

Plin u motorima i pakovanjima

Propan, butan i njihove mješavine, zajedno sa prirodnim plinom (metanom), koriste se kao alternativno gorivo za punjenje automobila.
Upotreba gasnog motornog goriva trenutno je veoma aktuelna, jer svake godine domaći vozni park, koji čini više od 34 miliona vozila, zajedno sa izduvnim gasovima emituje 14 miliona tona štetnih materija. A to je 40% ukupnih industrijskih emisija u atmosferu. Izduvni gasovi iz motora na gas su nekoliko puta manje štetni.

Ispušni plinovi motora sadrže 2-3 puta manje ugljičnog monoksida (CO) i 1,2 puta manje dušikovog oksida. Istovremeno, u odnosu na benzin, trošak TNG-a je otprilike 30-50% niži.

Tržište plinskih motornih goriva se aktivno razvija. Trenutno u našoj zemlji postoji više od 3.000 benzinskih pumpi i više od milion vozila na TNG.

Konačno, tečni ugljikovodični plinovi su sirovina za petrohemijsku industriju. Za proizvodnju LPG proizvoda prolaze kroz složen proces koji se odvija na vrlo visokim temperaturama - pirolizu. Rezultat su olefini - etilen i propilen, koji se potom, kao rezultat procesa polimerizacije, pretvaraju u polimere ili plastiku - polietilen, polipropilen i druge vrste proizvoda. Naime, plastične kese koje koristimo u svakodnevnom životu, jednokratno posuđe, kontejneri i ambalaža mnogih proizvoda napravljeni su od tečnih plinova.

Tvrdnje o odličnim performansama mješavina goriva obično su previše općenite i neinformativne. Nadoknađujemo nedostatak informacija - ovaj članak daje stvarne podatke o tečnim ugljikovodičnim plinovima (LHG). Biće korisni svima koji već koriste takvo gorivo ili tek planiraju autonomnu gasifikaciju svog doma (poslovnog objekta).

Šta je LPG i koja je njihova glavna karakteristika?

Naziv "tečni ugljikovodični plinovi" odnosi se na mješavine ugljovodonika niske molekularne težine - propana i butana. Njihova glavna razlika je lak prijelaz iz plinovite faze u tekućinu i obrnuto:

• U uslovima normalnog atmosferskog pritiska i pri normalnoj temperaturi okoline, komponente smeše su gasovi.
• Uz blagi porast tlaka (bez smanjenja temperature), LPG ugljikovodici se pretvaraju u tekućine. Istovremeno, njihov volumen se naglo smanjuje.

Takva svojstva olakšavaju transport i skladištenje TNG-a. Uostalom, dovoljno je pumpati smjesu u zatvorenu posudu pod pritiskom tako da postane tečna i dobije malu zapreminu. A prije rada, LPG isparava, a zatim se može koristiti na isti način kao i obični prirodni plin. Istovremeno, mješavina butana i propana ima veću efikasnost. Specifična toplota sagorevanja tečnog gasa je oko 25% veća od one prirodnog gasa.

TNG se proizvodi u postrojenjima za preradu plina od pratećeg naftnog plina ili frakcije kondenzata prirodnog plina. Prilikom prerade sirovine se razdvajaju na laku i tešku frakciju - etan, metan, prirodni benzin itd. Dva od njih - propan i butan - se dalje prerađuju u tečni plin. Čiste se od nečistoća, miješaju u pravom omjeru, ukapljuju i transportuju do skladišta ili do potrošača.

Svojstva TNG komponenti - propan i butan

Oba plina su zasićeni ugljovodonici male molekularne težine:

• Propan (C 3 H 8). Linearna molekula sadrži tri atoma ugljika i osam atoma vodika. Gas je idealan za upotrebu u ruskim klimatskim uslovima - njegova tačka ključanja je -42,1 °C. Istovremeno, do -35 ° C, propan zadržava visok pritisak pare. Odnosno, dobro isparava na prirodan način i transportuje se vanjskim cjevovodom čak iu najtežoj zimi. Čisti tečni propan može se koristiti u nadzemnim rezervoarima i bocama za gas - neće biti kvarova u protoku gasa tokom mraza.
• Butan (C 4 H 10). Sastoji se od četiri atoma ugljika i deset atoma vodika. Molekul može biti linearan ili razgranat. Butan ima veću toplotnu vrijednost od propana i jeftiniji je. Ali on ima ozbiljan nedostatak. Tačka ključanja butana je samo -0,5 °C. To znači da će pri najmanjem mrazu ostati u tečnom stanju. Prirodno isparavanje butana na temperaturi ispod -0,5°C prestaje, a potrebno je dodatno zagrijavanje da bi se dobio plin.

Iz gornjih informacija dolazimo do važnog zaključka: temperatura ukapljene smjese propan-butana u plinskom spremniku ili cilindru uvijek mora biti pozitivna. U suprotnom, butan neće ispariti i doći će do problema sa opskrbom plinom. Da bi se postigla željena temperatura, plinski držači se ugrađuju pod zemljom (ovdje se zagrijavaju geotermalnom toplinom). Druga mogućnost je opremanje rezervoara električnim grijanjem (isparivač). Napunjeni cilindri se uvijek drže u zatvorenom prostoru.

Šta određuje kvalitet TNG-a?

Dakle, tečni gas koji se isporučuje za autonomne sisteme gasifikacije je uvek mešavina. U službenim dokumentima prolazi kao SPBT - mješavina propana i tehničkog butana. Osim ova dva plina, TNG uvijek sadrži malu količinu nečistoća - vodu, lužine, nezasićene ugljovodonike itd. Kvalitet smjese ovisi o odnosu propana i butana u njoj, kao i o količini i vrsti nečistoća:

1. Što je više propana u SPBT-u, to će bolje ispariti u hladnoj sezoni. Istina, tečni plinovi s visokom koncentracijom propanske komponente su skuplji, pa se obično koriste samo kao zimsko gorivo. U svakom slučaju, u uslovima ruske klime, nemoguće je koristiti mješavinu sa sadržajem butana većim od 60%. Ispariće samo ako postoji isparivač.
2. Što je više nečistoća u TNG-u, to je gore za plinsku opremu. Nezasićeni ugljikovodici ne izgaraju u potpunosti, već se polimeriziraju i koksiraju. Njihovi ostaci kontaminiraju opremu i drastično smanjuju njen vijek trajanja. Teške frakcije - voda i alkalije - također nemaju koristi od tehnologije. Mnoge supstance ostaju u rezervoarima i cevovodima kao neisparljivi kondenzat, što smanjuje efikasnost sistema. Osim toga, nečistoće ne proizvode toliko topline kao propan i butan, pa njihova povećana koncentracija smanjuje efikasnost goriva.

Korisne činjenice o tečnim plinovima

• Smjesa propan-butana savršeno se miješa sa zrakom, ravnomjerno gori i potpuno izgara, ne ostavljajući čađ i naslage na elementima opreme.
• TNG u gasovitom stanju je teži od vazduha: propan - 1,5 puta, butan - 2 puta. Prilikom curenja, smjesa tone. Zbog toga se rezervoari za tečni gas ne mogu instalirati iznad podruma i bunara. Ali podzemni plinski držač je apsolutno siguran - čak i ako je oštećen, mješavina plina će ići u niže slojeve tla. Tamo se neće moći pomiješati sa zrakom i eksplodirati ili zapaliti.
• Tečna faza TNG-a ima veoma visok koeficijent termičke ekspanzije (0,003 za propan i 0,002 za butan po stepenu povećanja temperature). To je oko 16 puta više od vode. Zbog toga se rezervoari za gas ne mogu napuniti više od 85%. U suprotnom, kada temperatura poraste, tečna smjesa može se jako proširiti i, u najboljem slučaju, zauzeti cijeli volumen spremnika. Tada jednostavno neće biti mjesta za isparavanje i plin neće ući u sistem. U najgorim slučajevima, prekomjerno širenje tečne mješavine dovodi do pucanja plinskih rezervoara, velikih curenja i stvaranja eksplozivnih i zapaljivih smjesa sa zrakom.
• Kada 1 litar tekuće faze LPG-a ispari, nastaje 250 litara plina. Stoga su spremnici s tečnom smjesom postavljeni u zatvorenom prostoru toliko opasni. Čak i uz blago curenje tekuće faze, ona trenutno isparava, a prostorija je ispunjena ogromnom količinom plina. Smjesa plina i zraka u ovom slučaju brzo dostiže eksplozivni omjer.
• Isparavanje tečne faze u vazduhu je veoma brzo. Tečni gas proliven po ljudskoj koži izaziva promrzline.
• Čisti propan i butan su gasovi bez mirisa. Posebno im se dodaju tvari jakog mirisa - mirisi. U pravilu su to jedinjenja sumpora, najčešće etil merkaptan. Imaju vrlo jak i neprijatan miris, koji osobu "obavještava" o curenju plina.
• Smjesa ima visoku kaloričnu vrijednost. Dakle, kada sagorijeva 1 cu. m gasovitog propana utrošeno je 24 kubna metra. m vazduha, butan - 31 kubni metar. m vazduha. Kao rezultat sagorijevanja 1 kg smjese oslobađa se u prosjeku 11,5 kWh energije.

Sistem za opskrbu toplinom obezbjeđuje stambene, upravne, industrijske zgrade i prostore toplom vodom, plinom, toplinom i električnom energijom. Kao dio takvog sistema uključen je kompleks opreme koja koristi plin, za čiji rad je potrebna dovoljna količina goriva.

U ovom trenutku, tečni ugljovodonični gas (LHG) i tečni prirodni gas (LNG) se široko koriste kao uskladišteno gorivo za autonomne sisteme snabdevanja gasom koji nisu povezani sa glavnim gasovodom. Na engleskom označavanje LPG (tečni naftni gas) i LNG (tečni prirodni gas), respektivno.

LNG- Ovo je mešavina gasova koja nastaje u dubokim slojevima Zemlje tokom anaerobnog razlaganja organskih jedinjenja. Proizvodnja je iz rezervoara i iz naftnih polja gdje plin može biti nusproizvod nafte. U nekim slučajevima mogu naići plinski hidrati, kristalni oblik prirodnog plina.

LPG- ovo je također mješavina plinova, ali dobivena iz pratećeg naftnog plina ili iz frakcije kondenzata prirodnog plina zbog separacije pomoću jedinice za frakcioniranje apsorpcionog plina.

LPG i LNG se mogu zamijeniti. Tečni ugljovodonični gas može biti glavna vrsta goriva, kao i rezerva u sistemu snabdevanja gasom na tečni prirodni gas.

Oba su plina slična jedan drugom na nekoliko načina:

• područje primjene: opskrba toplinom i plinom;
• sposobnost isparavanja: gas se skladišti i transportuje u tečnoj fazi, koja se pod određenim temperaturama pretvara u gasovito stanje;
• ekološka prihvatljivost: tokom sagorijevanja, spojevi sumpora se ne ispuštaju u atmosferu, nema čađi i pepela;
• mala toksičnost.

U svom čistom obliku, oba plina nemaju izražen miris, stoga se za pravovremeno otkrivanje tvari u zraku u plin miješaju odoranti - etanetiol, mješavina prirodnih merkaptana itd.

Razlike između tečnih plinova LPG i LNG

Slične strukture, parametara i fizičko-hemijskih svojstava, oba gasa se međusobno razlikuju, što omogućava odabir optimalnog goriva za tehnološku liniju sistema za snabdevanje gasom objekta.

Indeks	Tečni naftni gas LPG	Tečni prirodni gas LNG
Compound	Osnovne supstance: propan i butan, sadržaj nije manji od 95% Dodatne supstance: pentan, metan, etan, etilen, propilen, butilen	Glavna supstanca: metan, sadržaj 85-95% Dodatne supstance: etan, propan, butan, azot, vodonik sulfid, merkaptan sumpor
Način skladištenja	ili rezervoari za gas	krio-tankovi u kojima se održava smanjena temperatura
Za proizvodnju 1 Gcal potrebno je sagorijevati normalno gorivo	99,84 kg*	104,48 kg*
Kritična temperatura iznad koje je nemoguće ukapljivanje gasa	96,84°C (propan)	-82,5°C (metan)
Gustina gasne faze na 0°C	0,7168 kg / m 3	2,0037 kg / m 3
Gustina tečne faze na 0°C	416 kg/m3	528 kg/m3
Specifična toplota sagorevanja	45,58 MJ/kg	43,56 MJ/kg
Koncentracija plina potrebna za paljenje	koncentracija para propana od 2,3 do 9,5%, normalnog butana od 1,8 do 9,1% (volumenski)	4,4% do 17% (V/V)
* Vrijednost je data uslovno, jer. tačnost proračuna direktno zavisi od sastava gasa koji se koristi u objektu

Na osnovu podataka u gornjoj tabeli, ključna i najvažnija razlika je temperatura skladištenja. TNG se skladišti u rezervoarima za gas pod pritiskom na temperaturi bliskoj temperaturi okoline. Nedovoljno isparavanje tečne faze može se uočiti na krajnjem sjeveru, gdje temperatura zraka može biti ispod -60°C. Da bi se poboljšao proces regasifikacije u takvim regijama, ugrađuje se tečni ili električni tip.

Uslovi skladištenja LNG-a su fundamentalno različiti. Tečni prirodni gas može se skladištiti samo u potpuno zatvorenim izotermnim rezervoarima (kriotankovima) napravljenim od materijala otpornih na temperature skladištenja proizvoda. Unutar posude treba stalno održavati nisku temperaturu od oko -163 °C.

Tečni ugljikovodični plinovi se koriste kao gorivo za automobile.

U relativno kratkom vremenskom periodu pređen je prilično težak put u organizovanju obračuna tečnih gasova, jasnom razumevanju procesa koji se dešavaju tokom pumpanja, merenja, skladištenja i transporta.

Poznato je da vađenje i korišćenje nafte i gasa u Rusiji ima dugu istoriju. Međutim, tehnički nivo gasne privrede na polju do 20. veka bio je izuzetno primitivan. Ne nalazeći ekonomski opravdana područja primjene, vlasnici nafte ne samo da nisu marili za očuvanje plina ili lakih frakcija ugljovodonika, već su se trudili i da ih se riješe. Negativni stavovi su uočeni i prema benzinskim frakcijama nafte, jer su uzrokovale povećanje tačke paljenja i opasnosti od požara i eksplozija. Odvajanje gasne industrije 1946. godine u samostalnu industriju omogućilo je revolucionarnu promjenu situacije i naglo povećanje kako obima proizvodnje plina u apsolutnom iznosu, tako i njegovog udjela u bilansu goriva zemlje. Brzi rast proizvodnje gasa postao je moguć zahvaljujući radikalnom intenziviranju radova na izgradnji magistralnih gasovoda koji su povezivali glavne proizvodne regione sa potrošačima gasa, velikim industrijskim centrima i hemijskim fabrikama.

Ipak, temeljan pristup preciznom mjerenju i obračunu tečnih plinova u našoj zemlji počeo se javljati tek prije 10 - 15 godina. Poređenja radi, tečni plin se u Engleskoj proizvodi od ranih 30-ih godina 20. stoljeća, s obzirom na to da je ovo zemlja sa razvijenom tržišnom ekonomijom, tehnologija mjerenja i obračuna tečnih plinova, kao i proizvodnja specijalne opreme za te namjene, počela se razvijati gotovo od početka proizvodnje.

Dakle, pogledajmo na brzinu šta su tečni ugljikovodični plinovi i kako se proizvode. Tečni gasovi se dele u dve grupe:

Tečni ugljikovodični plinovi (LHG)- su mješavina hemijskih jedinjenja, koja se sastoji uglavnom od vodonika i ugljika različite molekularne strukture, tj. mješavina ugljovodonika različite molekulske težine i strukture. Glavne komponente LPG-a su propan i butan, a kao nečistoće sadrže lakše ugljovodonike (metan i etan) i teže (pentan). Sve navedene komponente su zasićeni ugljovodonici. LPG može sadržavati i nezasićene ugljovodonike: etilen, propilen, butilen. Butan-butileni mogu biti prisutni kao izomerna jedinjenja (izobutan i izobutilen).

NGL - široka frakcija lakih ugljikovodika, uglavnom uključuje mješavinu lakih ugljikovodika frakcija etana (C2) i heksana (C6).

Općenito, tipičan sastav NGL-a je sljedeći: etan od 2 do 5%; frakcije tečnog gasa C4-C5 40-85%; heksanska frakcija C6 od 15 do 30%, pentanska frakcija čini ostatak.

S obzirom na široku primjenu LPG-a u plinskoj industriji, potrebno je detaljnije se zadržati na svojstvima propana i butana.

Propan je organska supstanca iz klase alkana. Sadrži u prirodnom gasu, koji nastaje prilikom krekiranja naftnih derivata. Hemijska formula C 3 H 8 (slika 1). Gas bez boje, mirisa, vrlo slabo rastvorljiv u vodi. Tačka ključanja -42,1C. Tvori eksplozivne smjese sa zrakom pri koncentracijama pare od 2,1 do 9,5%. Temperatura samozapaljenja propana u vazduhu pri pritisku od 0,1 MPa (760 mm Hg) je 466 °C.

Propan se koristi kao gorivo, glavna komponenta takozvanih tečnih ugljikovodičnih plinova, u proizvodnji monomera za sintezu polipropilena. To je sirovina za proizvodnju rastvarača. U prehrambenoj industriji propan je registrovan kao aditiv za hranu E944, kao pogonsko gorivo.

Butan (C 4 H 10) je organsko jedinjenje iz klase alkana. U hemiji, naziv se uglavnom koristi za označavanje n-butana. Hemijska formula C 4 H 10 . Smjesa n-butana i njegovog izomera izobutan CH(CH3)3 ima isto ime. Bezbojan, zapaljiv gas, bez mirisa, lako se tečni (ispod 0 °C i normalnog pritiska, ili pri povišenom pritisku i normalnoj temperaturi - veoma isparljiva tečnost). Sadrži u gasnom kondenzatu i naftnom gasu (do 12%). Proizvod je katalitičkog i hidrokatalitičkog krekinga naftnih frakcija.

Proizvodnja i ukapljenog plina i NGL-a odvija se na račun sljedeća tri glavna izvora:

• preduzeća za proizvodnju nafte - proizvodnja TNG-a i NGL-a nastaje u toku proizvodnje sirove nafte tokom prerade pratećeg (vezanog) gasa i stabilizacije sirove nafte;
• preduzeća za proizvodnju gasa - dobijanje TNG-a i NGL-a se dešava tokom primarne obrade bušotinskog gasa ili slobodnog gasa i stabilizacije kondenzata;
• rafinerije nafte - proizvodnja tečnog plina i sličnih NGL-a nastaje prilikom prerade sirove nafte u rafinerijama. U ovoj kategoriji, NGL se sastoji od mješavine butan-heksanskih frakcija (C4-C6) s malom količinom etana i propana.

Glavna prednost LPG-a je mogućnost njihovog postojanja na temperaturi okoline i umjerenim pritiscima, kako u tekućem tako iu plinovitom stanju. U tečnom stanju se lako obrađuju, skladište i transportuju, u gasovitom imaju bolje karakteristike sagorevanja.

Stanje ugljikovodičnih sistema je određeno kombinacijom utjecaja različitih faktora, stoga je za potpunu karakterizaciju potrebno poznavati sve parametre. Glavni parametri koji se mogu direktno mjeriti i koji utiču na režime protoka LPG-a uključuju pritisak, temperaturu, gustinu, viskozitet, koncentraciju komponenti i omjer faza.

Sistem je u ravnoteži ako svi parametri ostanu nepromijenjeni. U ovom stanju nema vidljivih kvalitativnih i kvantitativnih promjena u sistemu. Promjena barem jednog parametra narušava ravnotežno stanje sistema, uzrokujući jedan ili drugi proces.

Sistemi ugljovodonika mogu biti homogeni ili heterogeni. Ako sistem ima homogena fizička i hemijska svojstva, on je homogen; ako je heterogen ili se sastoji od supstanci u različitim agregatnim stanjima, heterogen je. Dvofazni sistemi su heterogeni.

Pod fazom se podrazumeva određeni homogeni deo sistema, koji ima jasnu vezu sa drugim fazama.

Tokom skladištenja i transporta, tečni gasovi stalno menjaju svoje agregatno stanje, deo gasa isparava i prelazi u gasovito stanje, a deo se kondenzuje, prelazeći u tečno stanje. U slučajevima kada je količina isparene tečnosti jednaka količini kondenzovane pare, sistem tečnost-gas dostiže ravnotežu i para na tečnosti postaje zasićena, a njihov pritisak se naziva pritisak zasićenja ili pritisak pare.

Pritisak pare TNG-a raste sa porastom temperature i opada sa padom temperature.

Tečni ugljovodonični gasovi se transportuju u železničkim i drumskim cisternama, skladište u rezervoarima različitih zapremina u stanju zasićenja: u donjem delu posuda nalazi se kipuća tečnost, a u gornjem delu suve zasićene pare. Kada se temperatura u rezervoarima smanji, dio para se kondenzira, odnosno, masa tekućine se povećava, a masa pare smanjuje, dolazi do novog ravnotežnog stanja. Kako temperatura raste, događa se obrnuti proces sve dok faze ne budu u ravnoteži na novoj temperaturi. Tako se u rezervoarima i cjevovodima odvijaju procesi isparavanja i kondenzacije, koji se u dvofaznim medijima odvijaju pri konstantnom pritisku i temperaturi, dok su temperature isparavanja i kondenzacije jednake.

U realnim uslovima, tečni gasovi sadrže vodenu paru u jednoj ili drugoj količini. Štaviše, njihova količina u plinovima može se povećati do zasićenja, nakon čega se vlaga iz plinova taloži u obliku vode i miješa s tekućim ugljovodonicima do graničnog stupnja rastvorljivosti, a zatim se oslobađa slobodna voda koja se taloži u rezervoarima. Količina vode u LPG-u ovisi o njihovom sastavu ugljikovodika, termodinamičkom stanju i temperaturi. Dokazano je da ako se temperatura TNG-a smanji za 15-30 0 C, tada će se topljivost vode smanjiti za 1,5-2 puta i slobodna voda će se akumulirati na dnu rezervoara ili ispasti u obliku kondenzata u cjevovodima. Voda nakupljena u rezervoarima mora se povremeno uklanjati, inače može doći do potrošača ili dovesti do kvara opreme.

Prema metodama ispitivanja LPG-a, utvrđuje se prisustvo samo slobodne vode, dozvoljeno je prisustvo otopljene vode.

U inostranstvu postoje stroži zahtevi za prisustvo vode u TNG-u i njena količina se filtriranjem dovodi do 0,001% težinski. To je opravdano, jer otopljena voda u tečnim plinovima predstavlja zagađivač, jer čak i na pozitivnim temperaturama stvara čvrsta jedinjenja u obliku hidrata.

Hidrati se mogu pripisati hemijskim jedinjenjima, jer imaju strogo definisan sastav, ali to su jedinjenja molekularnog tipa, međutim, hidrati nemaju hemijsku vezu zasnovanu na elektronima. U zavisnosti od molekularnih karakteristika i strukturnog oblika unutrašnjih ćelija, različiti gasovi spolja predstavljaju jasno definisane prozirne kristale različitih oblika, a hidrate dobijene u turbulentnom toku - amorfnu masu u obliku gusto sabijenog snega.

U većini slučajeva, govoreći o tečnim plinovima, mislimo na ugljovodonike koji odgovaraju GOST 20448-90 „Tečni ugljovodonični gasovi za domaću potrošnju” i GOST 27578-87 „Tečni ugljovodonični gasovi za drumski transport”. Oni su mješavina koja se uglavnom sastoji od propana, butana i izobutana. Zbog istovjetnosti strukture njihovih molekula, približno se poštuje pravilo aditivnosti: parametri smjese su proporcionalni koncentracijama i parametrima pojedinačnih komponenti. Stoga je prema nekim parametrima moguće suditi o sastavu gasova.

Tečni ugljovodonični gasovi su tečnosti niskog ključanja koje mogu biti u tečnom stanju pod pritiskom zasićene pare.

1. Tačka ključanja: Propan -42 0 S; Butan - 0,5 0 C.
2. U normalnim uslovima, zapremina gasovitog propana je 270 puta veća od zapremine tečnog propana.
3. Tečni ugljikovodični plinovi se odlikuju visokim koeficijentom toplinske ekspanzije.
4. TNG se odlikuje niskom gustinom i viskoznošću u poređenju sa lakim naftnim derivatima.
5. Nestabilnost agregatnog stanja TNG-a pri protoku kroz cevovode u zavisnosti od temperature, hidrauličkog otpora, neravnih uslovnih prolaza.
6. Transport, skladištenje i merenje TNG-a moguće je samo kroz zatvorene (zapečaćene) sisteme, projektovane, po pravilu, za radni pritisak od 1,6 MPa. GOST R 55085-2012
7. Pumpanje, mjerne operacije zahtijevaju upotrebu posebne opreme, materijala i tehnologija.

Širom svijeta ugljovodonični sistemi i oprema, kao i uređenje tehnoloških sistema, podliježu jedinstvenim zahtjevima i pravilima.

Tečni gas je njutnov fluid, pa su procesi pumpanja i merenja opisani opštim zakonima hidrodinamike. Ali funkcija ugljikovodičnih sistema se svodi ne samo na jednostavno kretanje tečnosti i njeno mjerenje, već i na smanjenje utjecaja "negativnih" fizičkih i kemijskih svojstava LPG-a.

U osnovi, sistemi za pumpanje TNG-a se ne razlikuju mnogo od sistema za vodu i naftne derivate, a ipak je potrebna dodatna oprema koja garantuje kvalitativne i kvantitativne karakteristike merenja.

Na osnovu toga, tehnološki sistem ugljovodonika, kao minimum, mora da sadrži rezervoar, pumpu, separator gasa, merač, diferencijalni ventil, zaporni ili kontrolni ventil i sigurnosne uređaje protiv viška pritiska ili protoka.

Spremnik za skladištenje mora biti opremljen ulazom za punjenje proizvoda, odvodnom linijom za pražnjenje i vodom za parnu fazu koji se koristi za izjednačavanje tlaka, povrat pare iz separatora plina ili kalibraciju sistema.

Pumpa - Pruža pritisak potreban za kretanje proizvoda kroz sistem za doziranje. Pumpa se mora odabrati prema kapacitetu, performansama i pritisku.

Brojilo - uključuje pretvarač količine proizvoda i uređaj za očitavanje (indikaciju), koji može biti elektronski ili mehanički.

Gasni separator - odvaja paru koja nastaje tokom protoka tečnosti prije nego što stigne do mjerača i vraća je u parni prostor rezervoara.

Diferencijalni ventil - služi da osigura da samo tekući proizvod prolazi kroz mjerač stvarajući višak diferencijalnog tlaka nakon mjerača, koji je očito veći od tlaka pare u posudi.