Ses propan gazı sıvılaştırılmış hidrokarbonun hızı. Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) ile sıvılaştırılmış doğal gazın (LNG) karşılaştırılması. Sıvılaştırılmış propan, bütan ve metanın özellikleri ve yetenekleri

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının bileşimi

LPG, normal koşullar altında gaz halinde olan ve sıcaklıkta bir değişiklik olmaksızın nispeten küçük bir basınç artışı veya atmosferik basınçta sıcaklıkta hafif bir düşüş ile sıvı hale geçen bu tür bireysel hidrokarbonlar veya bunların karışımları olarak anlaşılmaktadır.

Normal şartlar altında doymuş hidrokarbonlardan (CnH2n+2) sadece metan, etan, propan ve bütan gazdır.

O 0 C sıcaklıkta basınçta hafif bir artışla hangi gazların sıvı hale geçtiğini düşünün: etan, basınç 3 MPa'ya yükseldiğinde bir sıvıya yoğunlaşır. 0,47 MPa'ya kadar propan, 0,116 MPa'ya kadar N-bütan, 0,16 MPa'ya kadar izobütan. Çoğu gerekli koşulları karşılar

propan ve bütan.

Sıcaklık ve atmosfer basıncında nispeten küçük bir düşüşle hangi hidrokarbonların sıvı hale dönüştüğünü düşünün: metanın kaynama noktası 161.5 0 С'dir; etan - 88.5 0 С; propan - 42.1 0 С; n-bütan - 0,5 0 C. Pratik kullanım için en uygun olanları propan ve bütandır.

Normal doymuş hidrokarbonların yanı sıra, bazı özelliklerin yanı sıra karbon atomlarının düzeninin doğasında farklılık gösteren izomerik bileşikler de vardır. Bir bütan izomeri izobütandır. Propanın izomeri yoktur.

Yapı ve f-la N-bütan CH3 -CH2 -CH2 - CH3

izobütan:

Sınırlayıcılara ek olarak, LPG'nin bileşiminde bir grup doymamışlar da vardır. Veya, karbon atomları arasında ikili veya üçlü bağ ile karakterize edilen doymamış hidrokarbonlar. Bunlar etilen, propilen, bütilen (normal ve izomerik). Çift bağa sahip doymamış hidrokarbonların genel formülü CnH2n'dir. Etilen C2H4 CH2=CH2.

LPG elde etmek için yağlı doğal gazlar kullanılır, yani. büyük miktarlarda ağır hidrokarbon içeren petrol ve yoğuşma alanlarından çıkan gazlar. Gaz işleme tesislerinde bu gazlardan propan-bütan fraksiyonu ve doğal benzin (С5Н12) salınır. Teknik propan ve bütan ve bunların karışımları, tüketicilere gaz temini için kullanılan sıvılaştırılmış gazdır.

Teknik gazlar, az miktarda hidrokarbon içeriği ve safsızlıkların varlığı ile saf gazlardan farklılık gösterir. Teknik propan için C3H8 + C3H6 (propilen) içeriği şu şekilde olmalıdır: Olumsuz< 93%. Содержание С2Н6 +С2Н4(этилен) не>%4 С4Н10+С4Н8 içeriği >%3 değildir.

Teknik bütan için: С4Н10+С4Н8 d.b. Olumsuz< 93%. С3Н8 +С3Н6 не>%4 С5Н12+С5Н10 >%3 değil.

karışımı için bütan ve propan içeriği: С3Н8+С3Н6, С4Н10+С4Н8 d.b. Olumsuz< 93%. С2Н6 +С2Н4 не>%4 С5Н12+С5Н10 >%3 değil.

SUG özelliği.

Depolandıkları ve kullanıldıkları 3 sıvılaştırılmış gaz durumu vardır:

1) Sıvı olarak (sıvı faz)

2) Buhar (buhar fazı), yani bir tank veya silindirde bir sıvı ile birlikte olan doymuş buharlar.

3) Gaz (buhar fazındaki basınç, belirli bir sıcaklıkta doymuş buhar basıncından düşük olduğunda).

Sıvılaştırılmış gazların özellikleri bir durumdan diğerine kolayca değişir, bu da onları özellikle değerli bir gaz kaynağı yapar, çünkü. sıvı halde taşınıp saklanabilir ve gaz halinde yakılabilirler. O. sıvı fazlar çoğunlukla nakliye ve depolama sırasında, gaz fazları ise yakma sırasında kullanılır.

Doymuş gaz buharının esnekliği, silindir ve tanklardaki çalışma basıncını belirleyen en önemli parametredir. Sıvı fazın sıcaklığıyla orantılı olarak değişir ve belirli bir sıcaklık için kesin olarak tanımlanmış bir değerdir.

Gaz veya sıvı bir maddenin fiziksel parametreleriyle ilgili tüm denklemler mutlak basınç ve sıcaklığı içerir. Ve silindir duvarlarının, rezervuarların - aşırı basıncın teknik hesaplamaları için denklemlerde.

Gaz bileşiminde LPG havadan 1,5-2 kat daha ağırdır. Sıvı halde yoğunlukları 510-580 kg/m3 aralığındadır, yani; sudan neredeyse 2 kat daha hafiftirler. LPG'nin viskozitesi çok düşüktür, bu da boru hatlarından taşınmasını kolaylaştırır ve sızıntıları kolaylaştırır.

LPG'nin havada tutuşma limitleri düşüktür (propan için %2,3, bütan için %1,7). Üst ve alt sınırlar arasındaki fark önemsizdir, bu nedenle sıkıştırıldıklarında hava-sıvılaştırılmış gaz oranı kullanılabilir.

Atmosfere difüzyon, özellikle rüzgar olmadığında çok yavaştır. Çoğu yanıcı gazla karşılaştırıldığında düşük tutuşma t-s değerlerine sahiptirler (propan için 510 0 C ve bütan için 490 0 C).

T-ry çiğlenme noktasına düştüğünde veya basınç yükseldiğinde yoğuşma oluşabilir. Sıvılaştırılmış gazlar, düşük bir kaynama noktası ile karakterize edilir ve bu nedenle, bir boru hattından veya tanktan atmosfere ani bir çıkış sırasında buharlaşma sırasında, negatif bir t noktasına kadar soğur. Sıvı fazın korunmasız insan derisine bulaşması donmalara neden olabilir. Darbenin doğası gereği yanığa benzer.

t-ry değişirken hacimlerini hafifçe değiştiren çoğu sıvının aksine, LPG'nin sıvı fazı artan t-ry ile (sudan 16 kat daha fazla) hacmini oldukça keskin bir şekilde artırır. Bu nedenle, tankları ve tüpleri doldururken, sıvı hacmini artırma olasılığını hesaba katmak gerekir.

Sıvılaştırılmış gazların diğer sıvılara kıyasla sıkıştırılabilirliği çok önemlidir. Suyun sıkıştırılabilirliği bir olarak alınırsa, yağın sıkıştırılabilirliği 1,56 ve propan 15'tir. Sıvı faz rezervuarın tüm hacmini kaplıyorsa, t-ry'deki artışla genleşecek yeri yoktur ve büzülmeye başlar. Tanktaki basınç yükselir. Basınç artışı d.b. izin verilen hesaplanandan fazla değil, aksi takdirde bir kaza mümkündür. Bu nedenle tank ve tüplere dolum yapılırken belli bir büyüklükte yani buhar yastığı bırakılması planlanmaktadır. onları tamamen doldurun. Buhar yastığı değeri Sıvılaştırılmış gazlar, doğal gazlardan daha yüksek hacimsel kalorifik değere sahiptir (2,5-3,4 kat daha yüksek).

Sıvılaştırılmış gazlar toksik değildir, kokusu, rengi ve tadı yoktur (hem sıvı hem de gaz halinde), bu da kokulandırma ihtiyacını belirler.

yer altı tankları için %10, yer üstü ve silindirler için %15'tir.

LPG özelliklerinin belirlenmesi

Bilinen bir sıvılaştırılmış gaz bileşimi ile karışımın basıncı aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanabilir:

Belirli bir bileşimdeki bir gaz karışımının yoğunluğu şu şekilde belirlenir:

Karışımın i-inci bileşeninin mol kesri

- Karışımın i-inci bileşeninin yoğunluğu, kg / m3

Tabloda bulunur veya Avogadro yasasına göre hesaplanır:

i'inci bileşenin molekül ağırlığı nerede, kg/kmol

- i-inci bileşenin moleküler hacmi, m3 / kmol

Bilinen bir kütle bileşimine sahip bir sıvı karışımın ortalama yoğunluğu aşağıdaki formülle belirlenir:

Bilinen bir moleküler bileşim ile:

,

Sıvı karışımın içerdiği i'inci bileşenin sıvı fazdaki yoğunluğu nerede, kg/l

Yüksek basınçta gaz karışımının yoğunluğu, gerçek gazlar için hal denkleminden bulunur.

,

Nerede - karışımın mutlak basıncı (MPa) ve t-ra.

- karışımın gaz sabiti, (J / kg K)

gerçek gazların z-yeni ideal gazlardan sapmasını hesaba katan z-sıkıştırılabilirlik katsayısı.

Bir karışımın gaz sabiti, evrensel gaz sabitinden ve karışımın moleküler ağırlığından hesaplanır.

Sıkıştırılabilirlik katsayısı, gazın verilen parametrelerine (basınç ve sıcaklık) bağlı olarak grafiğe göre belirlenir.

Bir gaz karışımı için ortalama kritik basınç ve sıcaklık, bileşimi ile belirlenir.

;

Gazın hacmi, LPG karışımının buharlaşması, m.b. formülle bulunur:

karışımın i'inci bileşeninin kütlesi, kg

karışımın i'inci bileşeninin moleküler ağırlığı, kg/kmol

V Mi - i'nci bileşenin moleküler hacmi

LPG karışımının en düşük hacimsel yanma sıcaklığını hesaplamak için aşağıdaki ilişki kullanılır.

– i-inci bileşenin daha düşük hacimsel ısıl değeri, kJ / m3

En Düşük Kütlesel Yanma Sıcaklığı

Balast safsızlıkları içermeyen bir LPG karışımının tutuşma limitleri şu şekilde belirlenir:

L cm - bir gaz karışımının alt veya üst tutuşma sınırı.

i'inci bileşenin alt veya üst yanıcılık sınırıdır.

Seviye farkından dolayı

Hidrostatik başlık kullanımı, yer altı tanklarını demiryolu ve tankerlerden doldururken ve ayrıca arazi izin veriyorsa LPG'yi tüplere dökerken kullanılır. Tankları tanka boşaltmak için buhar ve sıvı fazlarını birbirine bağlamak gerekir.İletişimli kaplarda sıvı aynı seviyeye ayarlanmıştır, böylece sıvı faz alt tanka akacaktır.

Tankta ve tankta aynı sıcaklık ve basınçta yeterli bir drenaj oranı oluşturmak için, hidrostatik basınçtan dolayı en az 0,7-0,1 MPa'lık bir basınç farkı oluşturulması gerekir.

Bu koşullar altında gereken minimum hidrostatik basınç değeri 14-20 metre sıvı kolonu olacaktır.

Kışın sarnıç rezervuardan daha düşük bir sıcaklığa sahiptir. Tank yer altına yerleştirildiğinde sıcaklık farkı 10-15 0 C'ye ulaşabilir. Tanktaki gaz basıncı, tanktakinden çok daha düşük olacaktır.

Güvenilir tahliye için, seviye farkının bu sıcaklık farkını ve buna bağlı olarak basınç farkını telafi etmesi gerekir. Gerekli seviye farkı:

,

Tanktaki gaz basıncı nerede, Pa

- tanktaki gaz basıncı

- LPG'nin sıvı fazının yoğunluğu, kg / m3

Alınan maks. fark boşaltmaya başlamak için gereklidir. Gelecekte, tanktan soğutulmuş sıvı akışı nedeniyle tankın içindeki t azalmaya başlayacaktır. Yeraltı tankındaki basınç daha az olacak ve seviye farkı zaten daha az gerekli olacaktır. İlk anda böyle bir seviye farkı oluşturmak neredeyse imkansızdır, bu nedenle buhar üretimini tanklara ve tanklara bağlamak gerekir. Bu durumda, basınç eşitlenir ve yol tam hidrostatik başlık kullanılarak boşaltılır.

Yaz aylarında, ilk boşaltma anında, tankların tankın altına yerleştirilmesi mümkündür. Ancak burada tanktan gelen daha sıcak sıvının tanktaki sıcaklığının etkisi etkilenecek ve basınç düşüşü yaklaşık 0'a düşecektir. Tahliye duracaktır. Bu nedenle yazın boşaltma yapılırken tanker ile tankın buhar fazlarının birbirine bağlanmasına gerek yoktur.

Yöntemin "+" değeri: 1. Devrenin basitliği

2. Mekanik ünite yok

3. Tüm cihazların güvenilirliği

4. Harici bir enerji kaynağının varlığına bakılmaksızın devrenin herhangi bir zamanda çalışmaya hazır olması

5. Düşük onarım ve bakım maliyetleri

"-" yöntem:

1. Dağlık arazi ile arazi kullanmanın imkansızlığı.

2. İşlemin uzun sürmesi.

3. Boşaltılmış tanklarda buhar şeklinde geri gönderilirken büyük gaz kayıpları.

Gaz dolum istasyonları

HPS, sıvılaştırılmış gazların tedariği için temel oluşturur ve tüketicilere demiryolu, karayolu, su taşımacılığı ve bu gazların üretildiği işletmelerden (benzin fabrikaları) sağlanan sıvılaştırılmış gazları almak, depolamak ve tedarik etmek için tasarlanmıştır.

İstasyondaki gaz depolama tanklarının hacmi 8000 m3'ü geçmemektedir. Genellikle gaz rezervi 300-600 tonu geçmez ve kapasite 6000 ila 24000 ton/yıl arasındadır.

HPS'de aşağıdaki çalışmalar yürütülmektedir:

Tedarikçiden sıvılaştırılmış gazların alınması

Sıkıştırılmış gazların kendi depolarına boşaltılması

LPG'nin yer üstü, yer altı veya izotermal tanklarda, silindirlerde veya yer altı boşluklarında depolanması.

Silindirden buharlaşmamış artıkların ve arızalı silindirlerden sıkıştırılmış gazın boşaltılması

Sıvılaştırılmış gazın silindirlere, mobil tanklara ve tankerlere dökülmesi

Boş tüplerin alınması ve dolu tüplerin teslim edilmesi

Dahili boru hattı ağı yoluyla sıkıştırılmış gazların taşınması

Silindirlerin tamiri ve yeniden muayenesi

İstasyondaki ekipmanların bakım ve onarımı

Bazı durumlarda, STS şunları üretir:

Bir dolum istasyonundan sıkıştırılmış gazla çalışan araçlara yakıt ikmali yapmak

LPG yeniden gazlaştırma

Gaz buharlarının hava veya düşük kalorili gazlarla karıştırılması

Sıkıştırılmış gaz buharlarının, gaz-hava ve gaz karışımlarının kentsel dağıtım sistemlerine iletilmesi.

Bu işlemleri gerçekleştirmek için GNS aşağıdakilere sahiptir. departmanlar ve atölyeler:
- bir demiryolu hattının drenaj üst geçidi veya bağlantı kesme cihazlarıyla bir boru hattı girişi

Yer üstü veya yer altı basınçlı tanklardan, izotermal tanklardan veya boşluklarda yer altı depolamadan oluşan LPG depolama tabanı

LPG'yi demiryolu tanklarından depolama tesislerine boşaltmak ve silindirleri ve tankerleri doldurmak için tedarik etmek için pompa ve kompresör atölyesi

Silindirleri doldurma ve buharlaşmamış ağır artıkları boşaltma atölyesi

Boş ve dolu tüplerin günlük stoğu için depo

Tankerleri doldurmak için kolonlar

HPS'nin tüm bölümlerini birbirine bağlayan ve sıvı ve buhar akışlarının hareketini sağlayan sıvı ve buhar fazlarının iletişimi.

HPS ve diğer yapılar arasında gerekli mesafeler korunurken, HPS hakim rüzgarların rüzgar altı tarafında yerleşimlerin dışına yerleştirilmelidir.

Depoların hacmine, tankların montaj yöntemine bağlı olarak bu mesafeler 40 ila 300 m arasındadır.

Bölgenin çevresi boyunca STS, 3,4 m yüksekliğinde betonarme bir çitle çevrilidir. Rezervuar kapasitesi> 200 m3 olan HPS bölgesi, hafif bir çitle 2 bölgeye ayrılmıştır - listelenen bölümler ve atölyeler dahil olmak üzere çalışan bir bölge ve idari ve yardımcı odalar, garajlar, bir su kulesi ve yangın söndürme suyu temini için bir tank dahil olmak üzere yardımcı bölge.

LPG tüketicilerinin arzının şematik bir diyagramı şekilde gösterilmiştir:

LPG'nin izotermal depolanması

Depolar, tonozlu veya konik çatılı, 5000 ila 50000 m 3 arasında büyük hacimli, silindirik şekilli, ince cidarlı tanklardır. Dış yüzeyleri ısı yalıtımlıdır. Çelik depolar hem yer üstünde hem de gömülü olabilir. Düşük bir t'yi korumak (-42⁰С - propan için) olabilir. LPG'nin bir kısmının buharlaştırılması ve buharların gaz şebekelerine veya özel alanlara boşaltılması ile gerçekleştirilir. soğutma ünitesi. Tankın duvarlarından geçen ısı akışı önemsizdir ve günde depolanan sıvı hacminin %0,3-0,5'inin buharlaşmasına neden olur.

3 ana teknolojik şema vardır izotermik. depolar:

Karmaşık soğutma ünitesi ile

tampon tankları ile

- ara soğutmalı

Tüp 1'den giren "sıcak" ürün, tank 2'de t ve p'de bir düşüşle kısılır. Dışarıdan ısı girişi ve gelen "yatay" ürün nedeniyle oluşan buharlar, kompresör 3 tarafından boru hattı 4 yoluyla soğutulup yoğuşturulduğu soğutma ünitesi 5'e verilir. Gaz kelebeği valfinden (6) geçen yoğuşma suyu izotermal ortama girer. depolama tankı.

Güç soğuk. birim, rezervuara giren toplam ısı akışına bağlıdır ve şunları belirler:

- doldurulmuş "dağ" ürünü tarafından ısı girişi

Nerede - tanktan LPG boşaltma hızı kg / s;

LPG sıvı fazının ısı kapasitesi kJ/(kg⁰С);

Ve - tanktaki ve rezervuardaki sıcaklık.

– vücudun dış ortamdan akışı;

burada M, izotermalde sıvılaştırılmış gazın kütlesidir. depo, kg;

r, LPG'nin buharlaşma ısısı, kJ/kg;

Günde %0,005 - 5 buharlaşır.

– hesaplanmamış ısı girdileri:

b=0.04..0.12

Belirleme formülünden, soğutma ünitesinin kapasitesini, tankın dolum oranını azaltarak düşürmenin mümkün olduğu görülebilir. Genellikle, 3 demiryolu tankını boşaltırken, komp. 33-35 t/h, günde sadece birkaç saat çalışan çok güçlü soğutma ekipmanı gerektirir (tahliye sırasında). Zamanın geri kalanı soğuk. sadece tankta buharlaşan gazı sıvılaştırmak için gerekliydi; Depolanan LPG'nin maksimum %0,5'i.

Sıvılaştırılmış gaz taşımacılığı

BDT ülkelerinde, LPG'nin en yaygın nakliyesi demiryolu ve makine tanklarının yanı sıra silindirlerdedir. 300 km'ye kadar bir mesafede, daha uzak bir mesafede - demiryolu ile makine taşımacılığı kullanılır. Demiryolu tankı, propan - 2 MPa, bütan - 0,8 MPa taşınırken çalışma basıncı için tasarlanmıştır.

Yaygın olarak kullanıldı yatay silindirik tanklar 50-100 m3 hacim. Tankın üst kısmında kapak görevi gören ve tankın iç boşluğunun muayenesi ve onarımı için tasarlanmış bir boyun vardır. Rögar kapağı, üzerinde bağlantı parçaları bulunan bir flanş şeklinde yapılmıştır: sıvı fazı yüksek hızlı valflerle doldurmak ve boşaltmak, yüksek hızlı valflerle buhar fazını sağlamak ve çıkarmak ve bir emniyet valfi için cihazlar vardır.

LPG'nin makine yollarında taşınması için, tank kamyonları 2 ila 5 ton arası kapasite. sıvılaştırılmış gaz. Tankın üstüne bir emniyet valfi yerleştirilmiştir. Arka tabanın ortasında, kapağın iç boşluğunda bir enstrümantasyon bulunan bir kapak vardır: bir termometre, bir basınç göstergesi, bir seviye göstergesi. Seviye göstergesi, çelik bir boru içine alınmış bir cam borudur. Tankları doldurmak ve boşaltmak için her iki tarafta 6'şar valf, 3,5 m'ye kadar 4 hortum sağlanmaktadır.

Benzin pompa istasyonunun yakınında bulunan bireysel tüketiciler, tüplerde LPG alırlar. Silindirler havadaki araçlarla veya özel araçlarla teslim edilir. Bu amaçlar için uyarlanmıştır (kaplarda). Konteyner, 2 veya 3 kademeli silindir düzenlemesi için tasarlanmış kaynaklı bir kafestir.

Batı Avrupa'da LPG'nin su ile taşınması yaygınlaştı.

3 tip LPG taşıyıcısı vardır:

1) 1,6 MPa basınç tanklı tankerler

2) Isı yalıtımlı düşük basınçlı tanklara sahip tankerler. LPG -5 0 C'den +5 0 C'ye ara soğutma ve düşük basınç (0,3 ... 0,6 MPa) ile taşınır.

3) Atmosfer basıncına yakın basınçta ve düşük sıcaklıkta (propan için -42 0 C, doğal gaz için -161 0 C) ısı yalıtımlı tanklara sahip tankerler

Nehir taşımacılığı, Rusya'nın kuzey bölgelerine tedarik sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava taşımacılığı, Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki tüketicilere LPG tedarik etmek için kullanılır.

LPG'nin film buharlaştırıcıları.

Tüp içinde borulu bir ısı eşanjörüdür. İç borunun duvarlarına püskürtülerek ince bir LPG filmi oluşturulur. 3 nozullu 2 . Soğutucu (sıcak su veya su buharı) dairesel halkaya girer. 4 , LPG'nin boru içerisinde yoğun bir şekilde buharlaşmasını sağlar. 3 . Evaporatörün uzunluğu boyunca eşit sıcaklık dağılımı için, soğutma sıvısı 2 noktaya verilir ve bir noktada çıkarılır.

Boru üzerindeki evaporatörde kabul edilemez bir basınç artışından kaçınmak için 3 emniyet tahliye vanası takılı 5 . Buharlaşmamış yoğuşma, boşaltma armatürü aracılığıyla boşaltılır 6 . Tesisatın verimliliğini artırmak gerekirse, kollektöre 1 birkaç evaporatör bağlanabilir. Isı transfer katsayısı serpantin ve boru şeklindekilere göre yaklaşık 2 kat daha fazladır, bu nedenle daha kompakt ve daha az metal yoğundurlar.

Gaz yanma sıcaklıkları.

Gaz yanması sırasında açığa çıkan ana ısı miktarı, yanma ürünlerini belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmak için harcanır.

Aşağıdaki yanma sıcaklıkları ayırt edilir:

ısıtma kapasitesi

kalorimetrik

teorik

Geçerli

ısıtma kapasitesi - bunlar t adyabatik koşullar altında α=1'de ve ilk t gaz ve hava = 0 0 С'de yanıcı gazların tamamen yanmasının ürünleridir.

Q n \u003d ben ortalama yanmak \u003d V ortalama yanmak ∙С r ortalama yanmak ∙t f

i vb. yanık - yanma ürünlerinin ısı içeriği kJ / m 3

t w - ısı çıkışı, 0 C.

t iyi \u003d Q n / V ort.yanmak ∙С r ort.yanmak \u003d Qn / (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 - 1 m 3 gazın yanma ürünlerinin bileşenlerinin hacmi.

С р – P=sabit'te ortalama hacimsel ısı kapasitesi. Yanma ürünlerinin bileşenleri.

Formül ortalama ısı kapasitesini kullanır, çünkü Cp değeri sabit değildir, artan sıcaklıkla artar.

t kuyu: metan için 2043 0 C; propan için 2110 0 С; hidrojen 2235 0 C için

Bu veriler kuru havada yanma içindir.

Kalorimetrik- t yanma katsayı dikkate alınarak gaz. Fazla hava ve gaz ve havanın fiziksel ısısı, yani sıcaklığın gerçek değerleri alınır. başka bir deyişle, eğer yakıtın ve havanın tüm ısısı onları ısıtmak için giderse, tam yanma ürünlerinin ısıtılacağı yer burasıdır.

Q n + ben g + ben içinde \u003d ben var.

i g i v - gaz ve hava entalpisi kJ / m3

Denklemi genişletilmiş formda yazarak ve kalori için çözerek. Aldığımız sıcaklıklar:

T g t in - gaz ve havanın başlangıç ​​sıcaklığı.

T ila ≈1900 0 C,

Gaz tüketimi,

1 metreküp yakmak için gereken teorik hava miktarı. gaz.

Gaz ve havanın fiziksel ısısı, yanmadan önce 100 0 C'nin üzerinde ısıtılırsa dikkate alınmalıdır, çünkü daha düşük t'de bu değer kalorifik değere kıyasla önemsizdir.

teorik yanma sıcaklığı yanmanın kimyasal eksikliğinden ve yanma ürünlerinin ayrışmasının endotermik reaksiyonlarından kaynaklanan ısı kayıplarını hesaba katar.

CO 2 ↔CO + 0,5O 2 -Q

H20↔H2 +0.5O2 -Q;

Qx - yanmanın kimyasal eksikliğinden ve CO2 ile H20'nin ayrışmasından kaynaklanan ısı kaybı.

t'de 1500 0 C'ye kadar (kazanların fırınlarında ve endüstriyel fırınlarda meydana gelir), Qx değeri göz ardı edilebilir, çünkü bu durumda yanma ürünlerinin önemsiz bir kısmı ayrışır. Daha yüksek sıcaklıklarda, dikkate alınmalıdır.).

Gerçek yanma sıcaklığı gerçek yakıt yanma koşullarında elde edilir, teorik olandan daha düşüktür, çünkü bunu belirlerken çevreye ısı kayıpları, yanma işleminin süresi, gaz yakma yöntemi ve diğer faktörler dikkate alınır.

t d = t t ∙η p

η p - deneysel pirometrik katsayı Çoğu kazan ve fırın fırını için 0.65. En mükemmeli için 0.8-0.85

Difüzyon brülörleri

Bu tip brülörlerde gaz ve hava, karışım oluşumu ve yanmanın gerçekleştiği ayrı akımlarda fırına girer. En basit fark. Brülör, içinde delikler açılmış bir üçlüdür.

Bu tür brülörler olabilir düz, yuvarlak, T ve U şeklinde vb. Gaz, bu tür brülörlerin içine beslenir ve deliklerden çok sayıda akım halinde çıkarak ayrı meşaleler oluşturur. Deliklerin sayısı ve çapları, brülörün kapasitesine bağlıdır. Delikler arasındaki mesafe, torç birleşmesi olmayacak şekilde seçilir ve gaz, brülör üzerinde yandıktan sonra ateşin akıcılığı sağlanır.

Delik çapı d.b. 0,5 ila 5 mm. Bu durumda küçük çaplı bir deliğin kolayca tıkanabileceği dikkate alınmalıdır. Gazın hava ile iyi bir şekilde karışması için, her diferansiyel tüpünde iki sıradan fazla delik açılmaması tavsiye edilir. brülörler. Gaz besleyen borunun kesiti d.b. brülör deliklerinin toplam kesitinden az olamaz.

"+" diferansiyel brülörler:

Üretimi kolay, operasyonda güvenilir (alev geri tepmesi hariçtir),

geniş kontrol limitlerine sahiptir, hem düşük hem de orta gaz basıncında patlatmadan çalışabilir,

Yüksek radyasyona sahip sabit bir ışıklı meşale verir.

"-" diferansiyel brülörler:

· Küçük termal yükler vardır;

artırılmış α (1.2-1.5) ile çalışın. Büyük miktarda hava fazlalığına rağmen, bu brülörler genellikle kimya ile çalışır. az yanmış

Uzun meşale uzunluğu

Fırın hacminde kararlı tahliye sağlama ihtiyacı

Gaz yakma sürecini otomatikleştirmede zorluk (gaz ve havanın otomatik oranlanması)

İyi performans özelliklerine sahip daha büyük diferansiyel brülörler için tasarımlar oluşturulmuştur (örneğin, ısıtma ve endüstriyel kazanlar için bir brülör). Gazın hava ile iyi bir şekilde karışması, akışın dönmesine neden olan brülör eksenine açılı çoklu jet gaz çıkışı sayesinde elde edilir.

1-iç cam

2-dış kasa

3-teğet nozul yuvaları

4.5- hava şokları

İç cam, daha büyük çaplı gövdeye yerleştirilir. Gaz, gövde ile cam arasındaki iç boşluktan geçer ve 3 içinden fırına akar. Tüketilen havanın yaklaşık %50'si iç camdan sağlanır. Gerisi dış halka şeklindeki yuvadan geçer. Havanın hareketi, fırın içindeki vakumun varlığından kaynaklanmaktadır. Böyle bir brülörün kapasitesi 30 ila 350 m3/saat arasındadır. Olabilir. düşük ve orta basınç.

Hava, gazın tutuşma sıcaklığından çok daha yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında, yüksek sıcaklıklı fırınlarda (ısı ile eritme, çelik eritme) diff brülörleri vazgeçilmezdir. Gazın hava ile önceden karıştırılması mümkün değildir, bu nedenle bu tür fırınlarda gaz yanması sadece zorunlu değil, aynı zamanda en haklı olanıdır çünkü. yüksek derecede siyahlık ve yoğun radyasyon ile parlak bir şekilde parlayan kurumlu bir meşale elde etmenizi sağlar.

Ocak brülörleri

Kazan teknolojisinde, diferansiyel brülörler fırının ön veya yan duvarlarına ve ayrıca içinde ocak üzerine yerleştirilebilir. İkinci tip brülörlere ocak brülörleri denir. Katmanlı fırınlı ısıtma ve endüstriyel kazanların gaz yakıta dönüştürülmesinde kullanılırlar. Brülörden çıkan gaz, havanın ızgaranın altından girdiği fırına girer. Ocak brülörlerinden gelen gaz jetleri, hava akışına bir açıyla yönlendirilir ve enine kesiti boyunca eşit olarak dağıtılır.

Karıştırma işlemi gerçekleştirilir refrakter kaplamanın oluşturduğu çatlaklar. Bu, gazın hava ile karışmasını yoğunlaştırır, α'yı azaltır ve ortaya çıkan karışımda sabit tutuşma sağlar.

1- Toplayıcı

Brülör manifoldu, ızgara üzerinde bulunan tuğlaların üzerine monte edilmiştir. Kollektörün üzerinde, refrakter kaplama, içine hava ile karışmayan gazın girdiği düz yarıklar oluşturur. Gaz çıkış delikleri, sıralar arasında 90 ila 180 ° arasında bir açı ile dikey düzleme göre simetrik olarak dama tahtası düzeninde 2 sıra halinde yerleştirilmiştir. Hava, ızgaranın altına bir fan veya fırında vakumla verilir, hava akımı ve yuvadan geçişle desteklenir, toplayıcıyı her iki taraftan yıkar.

Türbülanslı difüzyon sonucunda gaz jeti hava ile karışır ve delikten 20-40 mm mesafede yanmaya başlar. Yanma işlemi, brülörden 0,5 - 1 m mesafede sona erer. Burada, gaz yakmanın difüzyon prensibi uygulanmaktadır. Karışım oluşturma işlemi, gaz akışının, doğrudan hava akışına bir açıyla yüksek hızda çıkan küçük akışlara bölünmesiyle etkinleştirilir. Yuvanın refrakter duvarları, alevin ayrılmasını önleyen bir alev dengeleyici görevi görür ve dolaylı yayıcılardır.

Yuvanın yüzeyindeki maksimum sıcaklık 900 - 1000 ° C'dir. Kollektörün yüzeyinde 300 - 500 ° C'dir. Yuvanın altındaki ızgaranın sıcaklığı 75 - 80 ° C'dir. 500 ila 5000 Pa arasında gaz basıncı (nominal yaklaşık 1000 Pa). 600 ila 1000 Pa arası hava basıncı. Fırında kumlama olmadan çalışırken, d.b. orta verimli kazanlar için (saatte 2 ila 10 ton buhar) 20 - 30 Pa ve küçük ısıtma kazanları için 8 Pa'dan fazla olmayan deşarj.

Isıtma kazanlarının ocak brülörleri aşağıdaki boyutlara sahiptir: delik çapı 1,3 ila 3 mm (maks. 10 - 20 mm), yuva yüksekliği 130 - 200 mm; genişlik hesaplama ile belirlenir ve genellikle 80 - 110 mm aralığındadır.

52 yaşında

§ tasarımın sadeliği

§ Düşük gaz basıncında çalışabilme

§ Basınçlı hava beslemesine gerek yok

§ Çeşitli özelliklere sahip gazın tamamen yanması

§ Çok çeşitli yük değişimlerinde kararlı çalışma

§ Sessiz çalışma, güvenilir ve kolay kullanım

§ Yüksek fazla hava oranı

§ Düşük üretkenlik (bir brülörle en fazla 120 kW)

§ Tasarım özelliklerinden dolayı (fırında brülör), yüksek sıcaklıklı kurulumlarda önemli bir α kullanılamaz.

Karıştırma brülörleri.

Cebri hava karıştırma brülörleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapısal olarak, brülöre ayrı borulardan sağlanan gaz ve hava akışlarının en iyi hareketini sağlayacak şekilde gerçekleştirilirler. Karışım oluşumunun tezahürü brülörün kendisinde başlar ve yanma odasında aktif olarak tamamlanır. Sonuç olarak, gaz kısa ve parlamayan bir alevle yanar. Gazın hava ile karışması, türbülanslı difüzyonun bir sonucu olarak gerçekleştirilir. Bu nedenle türbülanslı karıştırma brülörleri veya basitçe karıştırıcılar olarak adlandırılırlar.

Gaz yanma yoğunluğunu artırmak için, gazın hava ile karışımını mümkün olduğunca yoğunlaştırmak gerekir, çünkü karışım oluşumu tüm süreçte engelleyici bir bağlantıdır. Karışım oluşturma işleminin enjeksiyonu şu şekilde gerçekleştirilir: hava akışını kılavuz kanatlarla döndürerek, teğetsel besleme, hava akışı altında küçük jetler şeklinde gaz beslemesi, gazın ayrılması ve hava akışları, karışım oluşumunun meydana geldiği küçük akışlara.

Brülörlerin olumlu nitelikleri şunlardır:

1) Nispeten küçük bir brülör boyutuyla büyük miktarda gaz yakma olasılığı.

2) Geniş brülör performans çözümü yelpazesi.

3) Yüksek sıcaklıklı fırınlar için büyük önem taşıyan gaz ve havayı t tutuşmayı aşan ısıtma imkanı.

4) Kombine yakıt sıkıştırması ile nispeten kolay karışım yapma imkanı, yani: gaz-yakıt veya gaz-kömür tozu.

Ana dezavantajlar:

1) Cebri hava beslemesi

2) Gazın kinetik yanmaya göre daha düşük hacimsel termal stresle yanması.

3) Kimyasal eksikliği olan gazların yanması kinetik yanmaya göre daha fazladır.

60kW-60MW performans var. Endüstriyel fırın ve kazanların ısıtılmasında kullanılır.

Türbülanslı karıştırma brülörü:

1-gövde, 2-nozul, 3-nozul ucu, 4-nozul.

Gaz brülöre memeden girer ve memeden belli bir hızla dışarı çıkar. Brülöre basınç altında hava verilir. Brülör burnuna girmeden önce bükülür. Gazın hava ile karışması, gaz memeden çıktığında ve dönen bir hava akışıyla enjekte edildiğinde brülörün içinde başlar. Çoklu jet gaz beslemesi ile karışım oluşturma süreci daha hızlı gerçekleşir ve gaz kısa alevde yanar. Tek jetli bir uç ile uzun bir torç oluşturulur. Brülörün avantajları, tasarımın basitliği ve kompaktlığı, düşük gaz ve hava basınçlarında çalışabilme, geniş kapasite kontrol limitleridir.

Çok jetli vorteks brülörler, gaz ve hava akışlarını birkaç küçük akışa ayırma ilkesine dayalı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. İçlerinde enjeksiyon karıştırma işlemi gerçekleşir, verimlilikleri 40-940 m3/h'dir.

Karıştırma brülörleri genellikle birleştirilir. Üniteyi bir yakıt türünden diğerine hızlı bir şekilde aktarmanıza izin verir. Ayrıca içlerindeki gaz, diğer yakıt türleri ile aynı anda sıkıştırılabilir.

Yer değiştirme yöntemi.

100 ila 1200 m derinlikte (tuz yataklarında) yer altı depolama tesislerinde LPG depolanırken kullanılır.

Sıvılaştırılmış gazın seçimi, inert bir sıvı veya gazlı ortam ile değiştirilerek gerçekleştirilir. En sık kullanılan tuzlu su.

1-merkezi tuzlu su kolonu

2-tuzlu su boru hattı

LPG beslemesi için 3-dış kolon

4 boru hattı sıvılaştırılmış gaz

5-yeraltı kapasitesi

7-sıvılaştırılmış gaz

Yüzey 2 sütunlu sistemle iletişim kuran yeraltı tankı:

Muhafaza borusu (3) ve merkezi kolon kuyu başında 1 serbestçe asılıdır.

LPG, halka yoluyla tanktan verilir ve alınır.

Merkezi sütun, tankın en altına indirilir. Tuzlu suyun yoğunluğu LPG'nin yoğunluğundan 2 kat daha fazla olduğu için LPG bir tuzlu su pedi üzerinde depolanır.

Yeraltı tankını boşaltmak için, tuzlu suyu merkezi kolonun ağzına getirmek yeterlidir ve hidrostatik basıncı (100 m derinlikte 1,3 MPa) altında, LPG aşırı basınçla dağıtım boru hattına girecektir. Pompa kullanılmadan taşınabilir.

LPG, tuzlu su sütununun karşı basıncı ve sıvı dairesel boşluktan ve merkezi sütundan geçerken sürtünmeden kaynaklanan basınç kaybıyla belirlenen basınç altında depoya pompalanır.

"+" yöntemi:

1. tasarımın sadeliği

2. harici bir enerji kaynağının yokluğunda bile 1 seferde gaz salma yeteneği

3. tüm cihazların güvenilir çalışması

4. sıvılaştırılmış gaz depoya pompalanırken yalnızca tuzlu suyun çıkarılması için enerji maliyetleri

5. Yalnızca yüksek verimliliğe sahip yüksek performanslı pompaların pompalanması ihtiyacı

"-" yöntem:

1. Boşaltma sırasında yeterli güce sahip harici bir enerji kaynağına duyulan ihtiyaç

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları (LHG), ilgili petrol gazından üretilir. Bunlar, ev ısıtmasında, otomotiv yakıtı olarak ve ayrıca petrokimya ürünlerinin üretiminde kullanılabilen saf gazlar veya özel karışımlardır.

NGL'den HFC'ye dönüştürücü

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları, ilgili petrol gazından (APG) ayrılan geniş bir hafif hidrokarbon fraksiyonundan (NGL) elde edilir.

NGL'nin kendisini oluşturan bileşenlere (tek tek hidrokarbonlar) ayrılması, gaz fraksiyonlama birimlerinde (GFU) gerçekleşir. Ayırma işlemi, APG'nin ayrılmasına benzer. Ancak bu durumda ayırmaya daha dikkat edilmelidir. Gaz fraksiyonasyonu sürecindeki NGL'lerden çeşitli ürünler elde edilebilir. Propan veya bütan olabileceği gibi propan-bütan karışımı da olabilir (buna SPBT veya teknik propan-bütan karışımı denir). SPBT, en yaygın sıvılaştırılmış gaz türüdür - bu ürün nüfusa, endüstriyel işletmelere tedarik edilir ve ihraç edilir. Böylece Gazprom Gazenergoset tarafından 2012 yılında satılan 2.034 milyon ton LPG'nin %41'ini propan-bütan karışımı, teslimatların üçte biri olan bütan, yaklaşık %15'ini propan oluşturdu.

Ayrıca NGL ayrıştırılarak teknik bütan ve teknik propan, otomobil propan (PA) veya PBA (propan-bütan otomobil) karışımı elde edilir.

NGL'ler işlenerek izole edilen başka bileşenler de vardır. Bunlar izobütan ve izobütilen, pentan, izopentandır.

Sıvılaştırılmış petrol gazları nasıl kullanılır?

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları çeşitli şekillerde kullanılabilir. Muhtemelen, herkes Sovyet döneminden beri parlak kırmızı propan tüplerine aşinadır. Ev ocaklarında yemek pişirmek veya kır evlerinde ısınmak için kullanılırlar.

Ayrıca, çakmaklarda sıvılaştırılmış gaz kullanılabilir - genellikle oraya propan veya bütan pompalanır.

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları, doğal gazın henüz boru hatlarıyla ulaşmadığı bölgelerde sanayi kuruluşlarının ve konutların ısıtılmasında da kullanılmaktadır. Bu durumlarda LPG, hem yer altı hem de yer altı olabilen gaz kaplarında - özel kaplarda depolanır.

Verimlilik açısından propan-bütan, ana doğal gazdan sonra ikinci sırada yer almaktadır. Aynı zamanda LPG kullanımı, örneğin motorin veya fuel oil'e göre daha çevre dostudur.

Motorlarda ve paketlerde gaz

Doğal gaz (metan) ile birlikte propan, bütan ve bunların karışımları, arabalara yakıt ikmali yapmak için alternatif bir yakıt olarak kullanılır.
Gazlı motor yakıtı kullanımı şu anda çok önemlidir, çünkü her yıl 34 milyondan fazla araçtan oluşan yerli araç filosu, egzoz gazlarıyla birlikte 14 milyon ton zararlı madde salmaktadır. Ve bu, atmosfere salınan toplam endüstriyel emisyonların %40'ı. Gazla çalışan motorlardan çıkan egzoz gazları birkaç kat daha az zararlıdır.

Gaz motorlarının egzozu 2-3 kat daha az karbon monoksit (CO) ve 1,2 kat daha az nitrojen oksit içerir. Aynı zamanda benzine göre LPG'nin maliyeti yaklaşık %30-50 daha düşüktür.

Gaz motoru yakıt pazarı aktif olarak gelişiyor. Şu anda ülkemizde 3.000'den fazla benzin istasyonu ve 1 milyondan fazla LPG'li araç bulunmaktadır.

Son olarak, sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları petrokimya endüstrisinin hammaddesidir. LPG ürünlerinin üretimi için, çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen karmaşık bir süreçten geçerler - piroliz. Sonuç, daha sonra polimerizasyon işleminin bir sonucu olarak polimerlere veya plastiklere - polietilen, polipropilen ve diğer ürün türlerine dönüştürülen olefinler - etilen ve propilendir. Yani günlük hayatta kullandığımız plastik poşetler, tek kullanımlık sofra takımları, kaplar ve birçok ürünün ambalajı sıvılaştırılmış gazlardan yapılmaktadır.

Yakıt karışımlarının mükemmel performansı hakkındaki iddialar genellikle çok geneldir ve bilgilendirici değildir. Bilgi eksikliğini gideriyoruz - bu makale sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları (LHG) hakkında gerçek veriler sağlıyor. Halihazırda bu tür yakıt kullanan veya sadece evlerinin (ticari tesis) otonom gazlaştırılmasını planlayan herkes için faydalı olacaktır.

LPG nedir ve başlıca özelliği nedir?

"Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları" adı, düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonların - propan ve bütan karışımlarını ifade eder. Ana farkları, gaz fazından sıvıya kolay geçiş ve bunun tersi de geçerlidir:

• Normal atmosferik basınç koşulları altında ve normal ortam sıcaklığında, karışımın bileşenleri gazlardır.
• Basınçta hafif bir artışla (sıcaklık düşmeden) LPG hidrokarbonları sıvıya dönüşür. Aynı zamanda, hacimleri keskin bir şekilde azalır.

Bu özellikler LPG'nin taşınmasını ve depolanmasını kolaylaştırır. Sonuçta, sıvı hale gelmesi ve küçük bir hacim alması için karışımı basınç altında kapalı bir kaba pompalamak yeterlidir. Ve çalıştırmadan önce LPG buharlaşır ve ardından normal doğal gazla aynı şekilde kullanılabilir. Aynı zamanda, bütan ve propan karışımı daha yüksek verimliliğe sahiptir. Sıvılaştırılmış gazın özgül yanma ısısı, doğal gazınkinden yaklaşık %25 daha yüksektir.

LPG, ilgili petrol gazı veya doğal gaz kondens fraksiyonundan gaz işleme tesislerinde üretilir. İşleme sırasında ham maddeler hafif ve ağır fraksiyonlara ayrılır - etan, metan, doğal benzin vb. Bunlardan ikisi - propan ve bütan - ayrıca sıvılaştırılmış gaza işlenir. Safsızlıklardan arındırılır, doğru oranda karıştırılır, sıvılaştırılır ve depoya veya tüketiciye taşınır.

LPG bileşenlerinin özellikleri - propan ve bütan

Her iki gaz da düşük moleküler ağırlıklı doymuş hidrokarbonlardır:

• Propan (C3H8). Doğrusal bir molekül, üç karbon atomu ve sekiz hidrojen atomu içerir. Gaz, Rus iklim koşullarında kullanım için idealdir - kaynama noktası -42,1 °C'dir. Aynı zamanda -35 °C'ye kadar propan yüksek buhar basıncını korur. Yani doğal bir şekilde iyi buharlaşır ve en şiddetli kış aylarında bile dış boru hattıyla taşınır. Saf sıvılaştırılmış propan, yer üstü gaz tanklarında ve silindirlerinde kullanılabilir - don sırasında gaz akışında herhangi bir arıza olmaz.
• Bütan (C4H10). Dört karbon atomu ve on hidrojen atomundan oluşur. Molekül lineer veya dallanmış olabilir. Bütan, propandan daha yüksek bir ısıtma değerine sahiptir ve daha ucuzdur. Ama ciddi bir dezavantajı var. Bütanın kaynama noktası sadece -0,5 °C'dir. Bu, en ufak bir donda sıvı halde kalacağı anlamına gelir. -0,5 °C'nin altındaki sıcaklıklarda bütanın doğal buharlaşması durur ve gaz elde etmek için ilave ısıtma kullanılması gerekir.

Yukarıdaki bilgilerden önemli bir sonuç çıkarıyoruz: Bir gaz tankı veya silindirindeki sıvılaştırılmış propan-bütan karışımının sıcaklığı her zaman pozitif olmalıdır. Aksi takdirde bütan buharlaşmaz ve gaz beslemesinde sorunlar yaşanır. İstenilen sıcaklığa ulaşmak için, gaz tutucular yeraltına kurulur (burada jeotermal ısı ile ısıtılırlar). Diğer bir seçenek de tankı elektrikli ısıtma (evaporatör) ile donatmaktır. Dolu tüpler her zaman kapalı alanda tutulur.

LPG'nin kalitesini ne belirler?

Bu nedenle, otonom gazlaştırma sistemleri için sağlanan sıvılaştırılmış gaz her zaman bir karışımdır. Resmi belgelerde, bir propan ve teknik bütan karışımı olan SPBT olarak geçmektedir. Bu iki gaza ek olarak, LPG her zaman az miktarda safsızlık içerir - su, alkaliler, doymamış hidrokarbonlar, vb. Karışımın kalitesi, içindeki propan ve bütan oranına ve ayrıca safsızlıkların miktarına ve türüne bağlıdır:

1. SPBT'de ne kadar çok propan varsa, soğuk mevsimde o kadar iyi buharlaşır. Doğru, yüksek konsantrasyonda propan bileşeni içeren sıvılaştırılmış gazlar daha pahalıdır, bu nedenle genellikle yalnızca kış yakıtı olarak kullanılırlar. Her durumda, Rus iklimi koşullarında, bütan içeriği% 60'tan fazla olan bir karışım kullanmak mümkün değildir. Sadece bir evaporatör varsa buharlaşacaktır.
2. LPG'de ne kadar fazla kirlilik varsa, gaz ekipmanı için o kadar kötüdür. Doymamış hidrokarbonlar tamamen yanmaz, polimerleşir ve koklaşır. Kalıntıları ekipmanı kirletir ve hizmet ömrünü büyük ölçüde azaltır. Ağır fraksiyonlar - su ve alkaliler - teknolojiye de fayda sağlamaz. Tank ve boru hatlarında birçok madde buharlaşamayan kondens olarak kalır ve bu da sistemin verimini düşürür. Ek olarak, safsızlıklar propan ve bütan kadar ısı üretmezler, bu nedenle artan konsantrasyonları yakıt verimliliğini azaltır.

Sıvılaştırılmış gazlar hakkında faydalı gerçekler

• Propan-bütan karışımı hava ile mükemmel bir şekilde karışır, eşit şekilde yanar ve tamamen yanar, ekipman elemanları üzerinde kurum ve tortu bırakmaz.
• Gaz halindeki LPG havadan daha ağırdır: propan - 1,5 kat, bütan - 2 kat. Sızıntı yaparken, karışım çöker. Bu nedenle, sıvılaştırılmış gaz tankları bodrumların ve kuyuların üzerine kurulamaz. Ancak yer altı gaz deposu kesinlikle güvenlidir - hasar görse bile gaz karışımı toprağın alt katmanlarına gidecektir. Orada hava ile karışıp patlayamayacak veya alev alamayacak.
• LPG'nin sıvı fazı çok yüksek bir termal genleşme katsayısına sahiptir (her bir derece sıcaklık artışı için propan için 0,003 ve bütan için 0,002). Bu sudan yaklaşık 16 kat daha fazladır. Bu nedenle gaz depoları %85'ten fazla doldurulamaz. Aksi takdirde, sıcaklık yükseldiğinde sıvı karışım büyük ölçüde genleşebilir ve en iyi ihtimalle tankın tüm hacmini kaplayabilir. O zaman buharlaşmaya yer kalmayacak ve sisteme gaz girmeyecektir. En kötü durumlarda, sıvı karışımın aşırı genleşmesi gaz tanklarının delinmesine, büyük sızıntılara ve hava ile patlayıcı ve yanıcı karışımların oluşmasına neden olur.
• LPG'nin sıvı fazından 1 litre buharlaştığında 250 litre gaz oluşur. Bu nedenle, iç mekana monte edilmiş sıvılaştırılmış karışıma sahip tanklar çok tehlikelidir. Hafif bir sıvı faz sızıntısı olsa bile anında buharlaşır ve oda büyük miktarda gazla dolar. Bu durumda gaz-hava karışımı hızla patlayıcı bir orana ulaşır.
• Havadaki sıvı fazın buharlaşması çok hızlıdır. İnsan derisine dökülen sıvılaştırılmış gaz donmalara neden olur.
• Saf propan ve bütan kokusuz gazlardır. Güçlü kokulu maddeler - koku vericiler - bunlara özel olarak eklenir. Kural olarak, bunlar çoğunlukla etil merkaptan olan kükürt bileşikleridir. Bir kişiyi gaz sızıntısı hakkında "bilgilendiren" çok güçlü ve hoş olmayan bir kokuları vardır.
• Karışım yüksek kalorifik değere sahiptir. Yani, 1 cu yakarken. m gaz propan 24 metreküp kullanılır. m hava, bütan - 31 metreküp. m hava. 1 kg karışımın yanması sonucunda ortalama 11,5 kwh enerji açığa çıkar.

Isı temin sistemi konut, idari, endüstriyel binalar ve tesislere sıcak su, gaz, ısı ve elektrik sağlar. Böyle bir sistemin bir parçası olarak, çalışması için yeterli miktarda yakıtın gerekli olduğu bir gaz kullanan ekipman kompleksi söz konusudur.

Şu anda, sıvılaştırılmış hidrokarbon gazı (LHG) ve sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG), ana gaz besleme hattına bağlı olmayan otonom gaz besleme sistemleri için depolanmış yakıt olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Sırasıyla LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) ve LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) etiketlemesi İngilizce'de.

LNG- Bu, organik bileşiklerin anaerobik ayrışması sırasında Dünya'nın derin katmanlarında oluşan bir gaz karışımıdır. Üretim, rezervuarlardan ve gazın petrolün bir yan ürünü olabileceği petrol sahalarından yapılır. Bazı durumlarda doğal gazın kristal hali olan gaz hidratlar karşımıza çıkabilir.

LPG- bu aynı zamanda bir gaz karışımıdır, ancak ilgili petrol gazından veya doğal gazın yoğuşma fraksiyonundan, bir absorpsiyon gazı fraksiyonlama ünitesi kullanılarak ayırma nedeniyle elde edilir.

LPG ve LNG değiştirilebilir. Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazı, ana yakıt türü ve sıvılaştırılmış doğal gazdaki gaz besleme sisteminde bir rezerv görevi görebilir.

Her iki gaz da birkaç yönden birbirine benzer:

• uygulama kapsamı: ısı ve gaz temini;
• buharlaşma yeteneği: gaz, belirli bir sıcaklığa tabi olarak gaz haline dönüştürülen sıvı fazda depolanır ve taşınır;
• çevre dostu olma: yanma sırasında kükürt bileşikleri atmosfere salınmaz, kurum ve kül olmaz;
• az toksisite.

Saf haliyle, her iki gazın da belirgin bir kokusu yoktur, bu nedenle, havadaki bir maddenin zamanında tespiti için, koku veren maddeler gaza karıştırılır - etantiyol, doğal merkaptanların bir karışımı vb.

Sıvılaştırılmış gazlar LPG ve LNG arasındaki farklar

Benzer yapıya, parametrelere ve fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olan her iki gazın da birbirinden farklı olması, tesisin gaz besleme sistemlerinin teknolojik hattı için en uygun yakıtın seçilmesini mümkün kılmaktadır.

dizin	Sıvılaştırılmış petrol gazı LPG	Sıvılaştırılmış doğal gaz LNG
Birleştirmek	Temel maddeler: propan ve bütan, içerik %95'ten az değildir Ek maddeler: pentan, metan, etan, etilen, propilen, butilen	Ana madde: metan, içerik %85-95 Ek maddeler: etan, propan, bütan, nitrojen, hidrojen sülfit, merkaptan kükürt
Depolama yöntemi	veya gaz tankları	azaltılmış bir sıcaklığın muhafaza edildiği kriyo-tanklar
1 Gcal üretmek için normal yakıt yakmak gerekir	99,84 kilo*	104,48 kilo*
Üzerinde gaz sıvılaştırmanın imkansız olduğu kritik sıcaklık	96.84°C (propan)	-82,5°C (metan)
0°C'de gaz fazı yoğunluğu	0,7168 kg/m3	2.0037 kg/m3
0°C'de sıvı fazın yoğunluğu	416 kg/m3	528 kg/m3
Özgül yanma ısısı	45,58 MJ/kg	43,56 MJ/kg
Ateşleme için gerekli gaz konsantrasyonu	%2,3 ila %9,5 propan buhar konsantrasyonu, %1,8 ila %9,1 normal bütan (hacimce)	%4,4 ila %17 (V/V)
* Değer koşullu olarak verilmiştir, çünkü. hesaplamanın doğruluğu doğrudan tesiste kullanılan gazın bileşimine bağlıdır.

Yukarıdaki tablodaki verilere göre, anahtar ve en önemli fark depolama sıcaklığıdır. LPG, ortam sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta basınç altında gaz tanklarında depolanır. Hava sıcaklığının -60°C'nin altında olabildiği Uzak Kuzey'de sıvı fazın yetersiz buharlaşması gözlemlenebilir. Bu tür bölgelerde yeniden gazlaştırma sürecini iyileştirmek için sıvı veya elektrikli bir tip kurulur.

LNG depolama koşulları temelde farklıdır. Sıvılaştırılmış doğal gaz, yalnızca ürün depolama sıcaklıklarına dayanıklı malzemelerden yapılmış tamamen kapalı izotermal tanklarda (kriyotanklar) depolanabilir. Konteynerin içinde, yaklaşık -163 ° C gibi düşük bir sıcaklık sürekli olarak muhafaza edilmelidir.

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları otomotiv yakıtı olarak kullanılmaktadır.

Nispeten kısa bir süre içinde, sıvılaştırılmış gazların muhasebesinin düzenlenmesi, pompalama, ölçüm, depolama ve nakliye sırasında meydana gelen süreçlerin net bir şekilde anlaşılması konusunda oldukça zor bir yol kat edildi.

Rusya'da petrol ve gazın çıkarılması ve kullanılmasının uzun bir geçmişi olduğu iyi bilinmektedir. Ancak 20. yüzyıla kadar saha gazı ekonomisinin teknik düzeyi son derece ilkeldi. Ekonomik olarak haklı bir uygulama alanı bulamayan petrol sahipleri, yalnızca gazın veya hafif hidrokarbon fraksiyonlarının korunmasını umursamadılar, aynı zamanda onlardan kurtulmaya da çalıştılar. Petrolün benzin fraksiyonlarına karşı da, parlama noktasında artışa ve yangın ve patlama tehlikesine neden olduğu için olumsuz tutumlar gözlendi. 1946'da gaz endüstrisinin bağımsız bir endüstriye ayrılması, durumda devrim niteliğinde bir değişikliğe ve hem gaz üretim hacminde hem de ülkenin yakıt dengesindeki payında keskin bir artışa izin verdi. Gaz üretimindeki hızlı büyüme, ana gaz üretim bölgelerini gaz tüketicileri, büyük sanayi merkezleri ve kimya fabrikaları ile birbirine bağlayan ana gaz boru hatlarının inşası üzerindeki çalışmaların radikal bir şekilde yoğunlaşması nedeniyle mümkün oldu.

Bununla birlikte, ülkemizde sıvılaştırılmış gazların doğru ölçümü ve muhasebesine yönelik kapsamlı bir yaklaşım, en fazla 10-15 yıl önce ortaya çıkmaya başladı. Karşılaştırma için, İngiltere'de 20. yüzyılın 30'lu yıllarının başından beri sıvılaştırılmış gaz üretiliyor, bunun gelişmiş bir pazar ekonomisine sahip bir ülke olduğu göz önüne alındığında, sıvılaştırılmış gazları ölçme ve muhasebeleştirme teknolojisi ve bu amaçlar için özel ekipman üretimi neredeyse üretimin başından itibaren gelişmeye başladı.

Öyleyse, sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının ne olduğuna ve nasıl üretildiğine hızlıca bir göz atalım. Sıvılaştırılmış gazlar iki gruba ayrılır:

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları (LHG)- esas olarak farklı moleküler yapılara sahip hidrojen ve karbondan oluşan kimyasal bileşiklerin bir karışımıdır, yani; çeşitli moleküler ağırlıklara ve yapılara sahip hidrokarbonların bir karışımı. LPG'nin ana bileşenleri propan ve bütandır, kirlilik olarak daha hafif hidrokarbonlar (metan ve etan) ve daha ağır hidrokarbonlar (pentan) içerirler. Listelenen tüm bileşenler doymuş hidrokarbonlardır. LPG ayrıca doymamış hidrokarbonlar içerebilir: etilen, propilen, butilen. Bütan-bütilenler, izomerik bileşikler (izobütan ve izobütilen) halinde mevcut olabilir.

NGL - geniş bir hafif hidrokarbon fraksiyonu, esas olarak etan (C2) ve heksan (C6) fraksiyonlarının hafif hidrokarbonlarının bir karışımını içerir.

Genel olarak, tipik bir NGL bileşimi aşağıdaki gibidir: %2 ila %5 etan; sıvılaştırılmış gaz fraksiyonları C4-C5 %40-85; heksan fraksiyonu C6 %15 ila %30, pentan fraksiyonu geri kalanı oluşturur.

LPG'nin gaz endüstrisindeki yaygın kullanımı göz önüne alındığında, propan ve bütanın özellikleri üzerinde daha ayrıntılı olarak durmak gerekir.

Propan, alkan sınıfından organik bir maddedir. Petrol ürünlerinin parçalanması sırasında oluşan doğal gazda bulunur. Kimyasal formül C3H8 (Şekil 1). Renksiz, kokusuz gaz, suda çok az çözünür. Kaynama noktası -42.1C. %2,1 ila %9,5 buhar konsantrasyonlarında hava ile patlayıcı karışımlar oluşturur. 0,1 MPa (760 mm Hg) basınçta havadaki propanın kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 466 °C'dir.

Propan, polipropilen sentezi için monomerlerin üretiminde sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının ana bileşeni olan yakıt olarak kullanılır. Solvent üretimi için hammaddedir. Gıda endüstrisinde propan, itici gaz olarak gıda katkı maddesi E944 olarak tescil edilmiştir.

Bütan (C4H10), alkan sınıfından bir organik bileşiktir. Kimyada, isim esas olarak n-bütana atıfta bulunmak için kullanılır. Kimyasal formül C4H10 . n-bütan ve izomeri izobütan CH(CH3)3'ün karışımı aynı ada sahiptir. Renksiz, yanıcı gaz, kokusuz, kolayca sıvılaştırılabilir (0 °C'nin altında ve normal basınçta veya yüksek basınçta ve normal sıcaklıkta - oldukça uçucu bir sıvı). Gaz kondensatı ve petrol gazında bulunur (%12'ye kadar). Yağ fraksiyonlarının katalitik ve hidrokatalitik parçalanmasının bir ürünüdür.

Hem sıvılaştırılmış gaz hem de NGL'lerin üretimi, aşağıdaki üç ana kaynak pahasına gerçekleştirilir:

• petrol üretim işletmeleri - LPG ve NGL üretimi, ilgili (bağlı) gazın işlenmesi ve ham petrolün stabilizasyonu sırasında ham petrol üretimi sırasında meydana gelir;
• gaz üretim işletmeleri - LPG ve NGL elde edilmesi, kuyu gazının veya serbest gazın birincil işlenmesi ve kondens stabilizasyonu sırasında gerçekleşir;
• petrol rafinerileri - rafinerilerde ham petrolün işlenmesi sırasında sıvılaştırılmış gaz ve benzeri NGL'lerin üretimi meydana gelir. Bu kategoride NGL, az miktarda etan ve propan ile bütan-heksan fraksiyonlarının (C4-C6) karışımından oluşur.

LPG'nin ana avantajı, hem sıvı hem de gaz halinde ortam sıcaklığında ve orta basınçlarda var olma olasılığıdır. Sıvı haldeyken kolayca işlenir, depolanır ve taşınırlar, gaz halindeyken daha iyi yanma özelliğine sahiptirler.

Hidrokarbon sistemlerinin durumu, çeşitli faktörlerin etkilerinin bir kombinasyonu ile belirlenir, bu nedenle tam bir karakterizasyon için tüm parametrelerin bilinmesi gerekir. Doğrudan ölçülebilen ve LPG akış rejimlerini etkileyen ana parametreler basınç, sıcaklık, yoğunluk, viskozite, bileşenlerin konsantrasyonu ve faz oranını içerir.

Tüm parametreler değişmeden kalırsa sistem dengededir. Bu durumda, sistemde gözle görülür niteliksel ve niceliksel değişiklikler yoktur. En az bir parametredeki değişiklik, sistemin denge durumunu ihlal ederek bir veya başka bir işleme neden olur.

Hidrokarbon sistemleri homojen veya heterojen olabilir. Sistem homojen fiziksel ve kimyasal özelliklere sahipse homojendir; heterojen ise veya farklı kümelenme halindeki maddelerden oluşuyorsa heterojendir. İki fazlı sistemler heterojendir.

Bir faz, sistemin diğer fazlar ile net bir arayüzü olan belirli bir homojen parçası olarak anlaşılmaktadır.

Depolama ve nakliye sırasında, sıvılaştırılmış gazlar sürekli olarak toplanma durumlarını değiştirir, gazın bir kısmı buharlaşarak gaz haline dönüşür ve bir kısmı yoğunlaşarak sıvı hale dönüşür. Buharlaşan sıvı miktarının, yoğunlaşan buhar miktarına eşit olduğu durumlarda, sıvı-gaz ​​sistemi dengeye gelir ve sıvı üzerindeki buhar doymuş hale gelir ve bunların basıncına doyma basıncı veya buhar basıncı denir.

LPG'nin buhar basıncı artan sıcaklıkla artar ve azalan sıcaklıkla azalır.

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları, demiryolu ve karayolu tanklarında taşınır, çeşitli hacimlerdeki tanklarda doygunluk halinde depolanır: gemilerin alt kısmına kaynar sıvı ve üst kısma kuru doymuş buharlar yerleştirilir. Tanklardaki sıcaklık düştüğünde, buharların bir kısmı yoğunlaşır, yani sıvının kütlesi artar ve buharın kütlesi azalır, yeni bir denge durumu oluşur. Sıcaklık yükseldikçe, fazlar yeni sıcaklıkta dengede olana kadar ters işlem gerçekleşir. Böylece, iki fazlı ortamlarda sabit basınç ve sıcaklıkta ilerleyen tanklarda ve boru hatlarında buharlaşma ve yoğuşma işlemleri gerçekleşirken, buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıkları eşittir.

Gerçek koşullarda, sıvılaştırılmış gazlar şu veya bu miktarda su buharı içerir. Ayrıca, gazlardaki miktarları doygunluğa kadar artabilir, bundan sonra gazlardan gelen nem su şeklinde çökelir ve sınırlayıcı çözünürlük derecesine kadar sıvı hidrokarbonlarla karışır ve ardından tanklara yerleşen serbest su salınır. LPG'deki su miktarı, hidrokarbon bileşimine, termodinamik durumuna ve sıcaklığa bağlıdır. LPG'nin sıcaklığı 15-30 0 C düşürülürse, suyun çözünürlüğünün 1,5-2 kat azalacağı ve serbest suyun tankın dibinde birikeceği veya boru hatlarında yoğuşma suyu şeklinde döküleceği kanıtlanmıştır. Tanklarda biriken su periyodik olarak uzaklaştırılmalıdır, aksi takdirde tüketiciye ulaşabilir veya ekipman arızasına neden olabilir.

LPG test yöntemlerine göre sadece serbest suyun varlığı belirlenir, çözünmüş suyun varlığına izin verilir.

Yurtdışında, LPG'de su bulunması için daha katı gereklilikler vardır ve miktarı, filtrasyon yoluyla ağırlıkça %0,001'e getirilir. Bu, sıvılaştırılmış gazlarda çözünmüş su bir kirletici olduğu için haklıdır, çünkü pozitif sıcaklıklarda bile hidratlar şeklinde katı bileşikler oluşturur.

Hidratlar, kesin olarak tanımlanmış bir bileşime sahip oldukları için kimyasal bileşiklere atfedilebilir, ancak bunlar moleküler tipteki bileşiklerdir, ancak hidratların elektronlara dayalı kimyasal bir bağı yoktur. İç hücrelerin moleküler özelliklerine ve yapısal şekline bağlı olarak, çeşitli gazlar, çeşitli şekillerde açıkça tanımlanmış şeffaf kristalleri ve türbülanslı bir akışta elde edilen hidratları - yoğun şekilde sıkıştırılmış kar şeklinde amorf bir kütle - dışa doğru temsil eder.

Çoğu durumda, sıvılaştırılmış gazlardan bahsederken, GOST 20448-90 “Ev içi tüketim için sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları” ve GOST 27578-87 “Karayolu taşımacılığı için sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları”na karşılık gelen hidrokarbonları kastediyoruz. Esas olarak propan, bütan ve izobütandan oluşan bir karışımdır. Moleküllerinin yapısının özdeşliği nedeniyle, toplama kuralı yaklaşık olarak gözlemlenir: karışımın parametreleri, ayrı ayrı bileşenlerin konsantrasyonları ve parametreleri ile orantılıdır. Bu nedenle, bazı parametrelere göre gazların bileşimini yargılamak mümkündür.

Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları, doymuş buhar basıncı altında sıvı halde olabilen düşük kaynama noktalı sıvılardır.

1. Kaynama noktası: Propan -42 0 С; Bütan - 0,5 0 C
2. Normal koşullar altında, gaz halindeki propanın hacmi, sıvılaştırılmış propanın hacminden 270 kat daha fazladır.
3. Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazları, yüksek bir termal genleşme katsayısı ile karakterize edilir.
4. LPG, hafif petrol ürünlerine kıyasla düşük yoğunluk ve viskozite ile karakterize edilir.
5. Sıcaklığa, hidrolik dirence, düzensiz koşullu geçişlere bağlı olarak boru hatlarından akış sırasında LPG'nin toplam durumunun kararsızlığı.
6. LPG'nin taşınması, depolanması ve ölçülmesi, yalnızca kural olarak 1,6 MPa çalışma basıncı için tasarlanmış kapalı (mühürlü) sistemler aracılığıyla mümkündür. GOST R 55085-2012
7. Pompalama, ölçüm işlemleri özel ekipman, malzeme ve teknolojilerin kullanılmasını gerektirir.

Tüm dünyada, hidrokarbon sistemleri ve ekipmanları ile teknolojik sistemlerin düzenlenmesi, tek tip gerekliliklere ve kurallara tabidir.

Sıvılaştırılmış gaz bir Newton sıvısıdır, bu nedenle pompalama ve ölçüm işlemleri genel hidrodinamik yasalarıyla tanımlanır. Ancak hidrokarbon sistemlerinin işlevi, yalnızca sıvının basit hareketine ve ölçümüne indirgenmekle kalmayıp, aynı zamanda LPG'nin "negatif" fiziksel ve kimyasal özelliklerinin etkisinin azaltılmasını da sağlar.

Temel olarak, LPG pompalayan sistemler su ve petrol ürünlerine yönelik sistemlerden çok farklı değildir ve yine de ölçümün niteliksel ve niceliksel özelliklerini garanti etmek için ek donanıma ihtiyaç vardır.

Buna dayanarak, teknolojik hidrokarbon sistemi asgari olarak bir tank, bir pompa, bir gaz ayırıcı, bir sayaç, bir diferansiyel vana, bir kapatma veya kontrol vanası ve aşırı basınç veya debiye karşı emniyet cihazlarını içermelidir.

Depolama tankında, basınç dengeleme, gaz ayırıcıdan buhar geri kazanımı veya sistem kalibrasyonu için kullanılan bir ürün yükleme girişi, bir tahliye boşaltma hattı ve bir buhar fazı hattı bulunmalıdır.

Pompa - Ürünü dağıtım sisteminden geçirmek için gereken basıncı sağlar. Pompa kapasite, performans ve basınca göre seçilmelidir.

Metre - elektronik veya mekanik olabilen bir ürün miktarı dönüştürücü ve bir okuma cihazı (gösterge) içerir.

Gaz ayırıcı - sıvı akışı sırasında oluşan buharı sayaca ulaşmadan ayırır ve tankın buhar boşluğuna geri döndürür.

Diferansiyel valf - sayaçtan sonra kaptaki buhar basıncından açıkça daha büyük olan aşırı bir diferansiyel basınç oluşturarak sayaçtan yalnızca sıvı bir ürünün geçmesini sağlamaya yarar.