Использование пропана и бутана. Чем отличается пропан от бутана Добывают пропан бутан

С появлением двигателей внутреннего сгорания поиск экономных и экологичных видов топлива не прекращается. Углеводородные газы уверенно, постепенно занимают нишу в этой области.

Несколько десятилетий владельцев транспортных средств волнует вопрос: какой вид газа оптимально решает проблемы экономичности топлива, пропан-бутан или метан?

Для чего нужно знать особенности пропана и метана?

Когда-то наиболее экономичным топливом было дизельное. Водители выбирали автомобили с соответствующим двигателем либо выполняли переоборудование. Со временем стоимость дизельного горючего намного увеличилась, самым дешёвым современным способом экономии топлива стало использование газа.

Сегодня газовые автомобильные системы активно внедряются в автопарках коммерческих, производственных предприятий, бюджетных учреждений. Переводят на ГБО свои автомобили многие владельцы частных транспортных средств.

Подключился и автопром. Появляются модели марок машин отечественного и зарубежного производства, которые на конвейере оборудованы газобаллонной системой. Причины понятны - газ позволяет существенно экономить средства на заправках. Если для кого-то не важен финансовый вопрос, экологичность применения газового топлива не оставляет сомнений.

Какой газ лучше для авто - пропан-бутановая смесь или метан? У каждого претендента на замену бензина есть положительные и отрицательные стороны. Автовладельцы делают выбор, исходя из условий использования альтернативного топлива. Разобраться в эксплуатационных характеристиках пропана и метана, значит сделать осознанный, просчитанный во всех отношениях выбор для своего автомобиля.

Если принято решение об установке газовой системы, следует учесть ряд особенностей. Нужно знать, как правильно заправлять автомобиль, определиться, ГБО какого поколения и производителя приобретать, куда обращаться за установкой, какой вид газового топлива для авто выбрать. Для начала нужно разобраться: чем отличается пропан от бутана и метана?

Метан, пропан и бутан

Пропан-бутановое топливо - сжиженная газовая смесь, метановое горючее - сжатая субстанция. Два вида газового горючего имеют различия по составу, особенностям и специфике применения.

Углеводородный газ пропан имеет органическое происхождение. Является продуктом переработки нефтепродуктов либо выделенным компонентом природного газа.

Каким газом заправляют автомобили? Существуют две марки газовых смесей:

1. Пропан бутан автомобильный, используется как транспортное топливо;
2. Техническая пропан-бутановая смесь, для расхода в быту.

Потребительские свойства пропановому горючему придают следующим образом:

• газ подвергается процедуре тщательной очистки;
• пропан соединяют с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии нагнетают в ёмкости с давлением 10-15 атм.

Таким образом, в состав горючего входят пропан и бутан разница у которых заключается в том, что первый - зимний газ, второй - летний.

Сжиженный бутан не работает на морозе. Чистому «зимнему» пропану противопоказано лето, высокая температура повысит давление в газовом баллоне.

C 3 H 8 тяжелее воздуха, становится взрывоопасным, вредным для человека, если концентрация превышает 2,1%.

Сжиженный нефтяной газ сохраняет газообразные свойства при нормальном температурном режиме, любом давлении. Тот факт, что пропан-бутан может сжижаться, позволяет загружать в автомобиль большие объёмы топлива, значительно увеличивая запас хода. Пропан авто не повредит, если будет высокого качества.

Метан газ — это углеводород, легче воздуха, практически не растворим в воде. Добывают газ из недр земли.

Чтобы попасть к потребителю, CH 4 проходит несколько технологических этапов:

1. Газ фильтруют.
2. Дополняют одорантами.
3. Метан сжимают компрессором до 200-250 атм.
4. Автомобильную топливную смесь помещают в тяжёлые толстостенные резервуары повышенной прочности.

Взрывоопасным газ становится при концентрации в окружающей среде более 4,4%. Метан топливо имеет способность к накоплению в закрытых пространствах, быстро рассеивается. Стоит дешевле пропана, относится к самому чистому газовому топливу, в отличие от пропана, примесей в нём ничтожно мало, не требуется глубокая очистка.

На заметку! Влияние на человеческий организм метана минимально на открытых площадях из-за низкого веса.

В качественном компримированном метане не менее 90% природного газа.

Какое газовое горючее принесёт больше экономии автовладельцу?

Сравнительные характеристики метана и пропан-бутана:

1. Установка пропанового газобаллонного оборудования обойдётся более чем в два раза ниже по цене.
2. По стоимости топлива - метан гораздо дешевле пропан-бутана.
3. Суг снижает показатели мощности автомобиля по сравнению с бензином до 3-5%, что проявляется на скорости от 140 км в час. Метан способен «ослабить» двигатель автомобиля до 20%. Современные поколения ГБО этот показатель нивелируют.
4. По степени экологичности - у сжиженного газа больше примесей, пропан-бутан не относится к полностью безопасным веществам. Метановый газ отличается тем, что на данный момент это самый чистый топливный ресурс наряду со спиртовым, превосходит по безопасности электродвигатели.
5. По весу газовых баллонов и объему горючего, у пропана-бутана, сжатого под невысоким давлением, явное преимущество, его объёма хватит на путь в три раза длиннее.
6. Уровень взрывоопасности метана, который моментально рассеивается на открытом воздухе, в два раза ниже. Прочные метановые резервуары при аварии меньше подвержены деформации.
7. По доступности заправочных азс - пропановые искать не нужно, они почти на одном уровне с бензиновыми. Метановые автозаправки - в крупных городах.
8. Октановое число у пропан-бутановой смеси 100, у метановой 110.

Итоговая разница следующая: газ метан дешевле и безопасней, но дороже по монтажу и обслуживанию. Чтобы заправляться пропан-бутаном, не обязательно жить в большом городе. ГБО доступное по цене, баллоны более лёгкие, но газ более вредный и опасный.

Поэтому понятно, почему владельцы частных и коммерческих грузовых автомобилей останавливают выбор на метане. Машины не чувствуют веса баллонного оборудования, потеря мощности не чувствительна. Экономия на горючем существенная.

Почему выгодно заправлять авто газом

При всех достоинствах и недостатках, у разновидностей газового горючего есть общие «бонусы», привлекательные для автовладельцев:

• автогаз имеет более низкую стоимость относительно бензина;
• высокая экологическая составляющая, газ оказывает меньшее негативное воздействие на человека, токсичность газовых выхлопов незначительна;
• установка ГБО увеличивает запас гсм в автомобиле, если залить полный бак бензина и наполнить газовый баллон;
• использование газа в комплексе с бензиновым горючим замедляет износ деталей машины (эффективнее, если двигатель приспособлен к газу с завода).

Эти качества позволяют автовладельцам использовать газ вместо бензина, сеть агзс год от года расширяется.

Мнение о том, что газобаллонное оборудование способно выводить из строя верхнюю часть блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, справедливо, когда ГБО на автомобиль установлено кустарным способом.

Газовая система будет иметь статус отличной надёжности, полную безопасность, высокий кпд, если устанавливать её у профессионалов, заправлять автомобиль качественным газом, не игнорировать регулярное прохождение технического осмотра. Правильно выполненный монтаж газового баллона поможет избежать повреждения оборудования в ДТП.

На заметку! Что касается утечек газа, то добавленные в газ меркаптаны с характерным запахом позволят сразу заметить дефекты в системе.

Пропан - бесцветный, не обладающий запахом газ. Его химическая формула - C3H8 .

Существует совместно в ассорти с бутаном, который также, принадлежит к разряду алканов. В зависимости от времени года, пропорции каждого газа изменяются - летом в смеси преобладает пропан, зимой - бутан.
Пропан в воде плохо растворяется. Его точка кипения - 42,1°С. При такой пониженной температуре, газ пропан, имевший жидкий вид, переходит в газообразное состояние.

Как газ углеводородного типа, он очень взрывоопасен как обособленно, так и когда его концентрация в воздухе составляет от 2,1% - 9,5%.

В природных условиях, пропан распространен совместно с природным газом, однако в этой смеси его содержание небольшое. Для промышленного производства пропана, необходима переработка нефти, в условиях повышенной температуры.

Добыча пропана

Для получения пропана, при помощи природного газ, его для начала трансформируют в газово - паровую смесь, которая называется синтез - газ, и отправляют на синтезирование. После проведения синтеза, из полученного газа отделяют газовый бензин. Последний, транспортируется на фракционирующие оборудования, где из этого состава отторгается пропан.

Углеводородные тяжелые газы, такие как пропан, бутан и др. в составе нефти обладают высоко растворимыми свойствами. Они, в процессе обработки, собираются в специальном резервуаре, который называется газовым сепаратором. Именно в такой сепаратор нефть перебрасывается из места добычи. Далее, в этом сепараторе, при помощи изменения давления, и скорости перемещающегося нефтегазового течения, совершается отсоединение (сепарация) пропана от нефти, воды и других механических примесей. Процесс отделения происходит в результате различия в плотностях нефти, газа, воды и примесей. Из цокольной части трапа, выводится вода, из центральной части - нефть, из верхушки нефтяной тяжелый газ, который далее поступает в фильтрацию и по трубопроводу поступает на газоперерабатывающий комбинат.

Тяжелые нефтяные газы, употребляют как топливо, а также для извлечения различных химических веществ. Посредством химической обработки, из этих веществ, приобретают бутилен, пропилен, бутадиен. Эти вещества применяют для изготовления каучука и пластмассы.

Техника безопасности при наполнении баллонов

Для транспортировки и хранения пропана, необходимы баллоны и цистерны. В этих емкостях, для безопасного хранения пропана, не нужны стабилизирующие добавки, однако необходимо температурный баланс поддерживать не выше 50°С.

Перед наполнением пропановых баллонов, необходимо, чтобы жидкий объем массы, не превосходил 85% объема баллона. Кроме того, баллоны поступающие на заправку, должны в себе иметь остаточный газ.

Более 30 лет в СССР, затем в России сжиженные и сжатые газы применяются в народном хозяйстве. За это время пройден достаточно трудный путь по организации учета сжиженных газов, разработке технологий по их перекачке, измерению, хранению, транспортировке.

От сжигания до признания

Исторически сложилось, что потенциал газа как источника энергии был недооценен в нашей стране. Не видя экономически обоснованных сфер применения, нефтепромышленники старались избавиться от легких фракций углеводородов, сжигали их без пользы. В 1946 году выделение газовой промышленности в самостоятельную отрасль революционно изменило ситуацию. Объём добычи этого типа углеводородов резко увеличился, как и соотношение в топливном балансе России.

Когда ученые и инженеры научились сжижать газы, стало возможным строить газосжижающие предприятия и доставлять голубое топливо в отдаленные районы, не оборудованные газопроводом, и использовать в каждом доме, в качестве автомобильного топлива, на производстве, а также экспортировать его за твердую валюту.

Что такое сжиженные углеводородные газы

Они делятся на две группы:

1. Сжиженные углеводородные газы (СУГ) - представляют собой смесь химических соединений, состоящую в основном из водорода и углерода с различной структурой молекул, то есть смесь углеводородов различной молекулярной массы и различного строения.
2. Широкие фракции легких углеводородов (ШФЛУ) - включают большей частью смеси легких углеводородов гексановой (С6) и этановой (С2) фракций. Их типичный состав: этан 2-5 %, сжиженный газ фракций С4-С5 40-85%, гексановая фракция С6 15-30%, на пентановую фракцию приходится остаток.

Сжиженный газ: пропан, бутан

В газовом хозяйстве именно СУГ применяются в промышленном масштабе. Их основными компонентами являются пропан и бутан. Также в виде примесей в них содержатся более легкие углеводороды (метан и этан) и более тяжелые (пентан). Все перечисленные компоненты являются предельными углеводородами. В состав СУГ могут входить также непредельные углеводороды: этилен, пропилен, бутилен. Бутан-бутилены могут присутствовать в виде изомерных соединений (изобутана и изобутилена).

Технологии сжижения

Сжижать газы научились в начале XX века: в 1913 году за сжижение гелия вручена Нобелевская премия голландцу К. О. Хейке. Некоторые газы доводятся до жидкого состояния простым охлаждением без дополнительных условий. Однако большинство углеводородных «промышленных» газов (углекислый, этан, аммиак, бутан, пропан) сжижаются под давлением.

Производство сжиженного газа осуществляется на газосжижающих заводах, расположенных либо около месторождений углеводородов, либо на пути магистральных газопроводов около крупных транспортных узлов. Сжиженный (или сжатый) природный газ можно легко доставить автомобильным, железнодорожным или водным транспортом к конечному потребителю, где его можно хранить, после чего снова преобразовать в газообразное состояние и подавать в сеть газоснабжения.

Специальное оборудование

Для того чтобы сжижать газы, используются специальные установки. Они значительно уменьшают объём голубого топлива и повышают плотность энергии. С их помощью можно осуществлять различные способы переработки углеводородов в зависимости от последующего применения, свойств исходного сырья и условий окружающей среды.

Установки по сжижению и сжатию предназначены для обработки газа и имеют блочное (модульное) исполнение либо полностью контейнеризированы. Благодаря регазификационным станциям становится возможным обеспечение дешёвым природным топливом даже самых отдалённых регионов. Система регазификации также позволяет хранить природный газ и подавать его необходимое количество в зависимости от потребности (например, в периоды пикового потребления).

Большинство различных газов в сжиженном состоянии находят практическое применение:

• Жидкий хлор используют для дезинфекции и отбеливания тканей, применяется как химическое оружие.
• Кислород - в лечебных учреждениях для пациентов с проблемами дыхания.
• Азот - в криохирургии, для замораживания органических тканей.
• Водород - как реактивное топливо. В последнее время появились автомобили на водородных двигателях.
• Аргон - в промышленности для резки металлов и плазменной сварки.

Также можно сжижать газы углеводородного класса, наиболее востребованные из которых - пропан и бутан (н-бутан, изобутан):

• Пропан (C3H8) является веществом органического происхождения класса алканов. Получают из природного газа и при крекинге нефтепродуктов. Бесцветный газ без запаха, малорастворим в воде. Применяют как топливо, для синтеза полипропилена, производства растворителей, в пищевой промышленности (добавка E944).
• Бутан (C4H10), класс алканов. Бесцветный горючий газ без запаха, легко сжижаемый. Получают из газового конденсата, нефтяного газа (до 12%), при крекинге нефтепродуктов. Используют как топливо, в химической промышленности, в холодильниках как хладоген, в пищевой промышленности (добавка E943).

Характеристики СУГ

Основное преимущество СУГ - возможность их существования при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и в газообразном состоянии. В жидком состоянии они легко перерабатываются, хранятся и транспортируются, в газообразном имеют лучшую характеристику сгорания.

Состояние углеводородных систем определяется совокупностью влияний различных факторов, поэтому для полной характеристики необходимо знать все параметры. К основным из них, поддающимся непосредственному измерению и влияющим на режимы течения, относятся: давление, температура, плотность, вязкость, концентрация компонентов, соотношение фаз.

Система находится в равновесном состоянии, если все параметры остаются неизменными. При таком состоянии в системе не происходит видимых качественных и количественных метаморфоз. Изменение хотя бы одного параметра нарушает равновесное состояние системы, вызывая тот или иной процесс.

Свойства

При хранении сжиженных газов и транспортировании их агрегатное состояние меняется: часть вещества испаряется, трансформируясь в газообразное состояние, часть конденсируется - переходит в жидкое. Это свойство сжиженных газов является одним из определяющих при проектировании систем хранения и распределения. При отборе из резервуаров кипящей жидкости и транспортировании ее по трубопроводу часть жидкости испаряется из-за потерь давления, образуется двухфазный поток, упругость паров которого зависит от температуры потока, которая ниже температуры в резервуаре. В случае прекращения движения двухфазной жидкости по трубопроводу давление во всех точках выравнивается и становится равным упругости паров.

Смесь пропана и бутана с давних времен используется во многих сферах промышленности, производства и быта, это обусловлено особыми свойствами смеси этих газов. Пропан-бутан отличается уникальной способностью переходить из жидкой консистенции в газообразную ее форму и наоборот. При этом для получения необходимого состояния не требуется задействовать какие-либо криогенные агрегаты.

Как получают пропан-бутан

Пропан-бутан получают из нефти и конденсата попутных ее газов, иное название пропан-бутана – сжиженный нефтяной газ. Жидкую или газообразную его форму определяют климатические условия: при повышении температуры он преобразуется в пар, при ее снижении и одновременном увеличении давления, принимает жидкую форму.

Где и как используется пропан-бутан

Нефтяной газ считается экологически чистым видом топлива, поэтому его используют в системах отопления домов, применяют в агропромышленности, иных производстве в качестве топлива для котельных или автотранспорта, а также при сварочных работах или резке металлов. При этом бутан выступает как само топливо, а пропан создает необходимое давление. Пропан-бутан выпускается в баллонах, пропорции строго регулируются государством, поскольку смесь крайне взрывоопасна.

Как происходят газосварочные работы на производстве:

Для производственных работ смесь пропан-бутана выпускается в виде специальных газосварочных горелок, в которые из баллонов подаются горючий газ и кислород. Если требуется разрезать металл, процесс происходит за счет его сжигания в кислородной струе и удаления оксидов, которые она образует.

В процессе сварки с помощью пропан-бутановой смеси металл, который нужно приварить и присадочный его аналог, расплавляются пламенем, который образует нефтяной газ. Края изделий расплавляются, и щель между ними заполняет присадочный металл, который аккуратно вводят в центр пламени горелки со смесью.

Пропан-бутановая смесь неспроста широко используется в бытовых и производственных сферах. Наряду со своими уникальными свойствами, она имеет относительно низкую и стабильную стоимость. Кроме того, большинство котельных домов и предприятий рассчитаны на два типа топлива – их устройства горения попеременно могут сжигать пропан-бутановую смесь и природный газ, что дает хорошую экономию.