Сжиженные углеводородные газы

Металлический пятилитровый баллон для сжиженных углеводородных газов

Стеклопластиковый баллон для сжиженных углеводородных газов

Сжи́женные углеводоро́дные га́зы (СУГ), или сжи́женный нефтяно́й газ (СНГ; англ. Liquefied petroleum gas (LPG)) — смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C. Предназначены для применения в качестве топлива, а также используются в качестве сырья для органического синтеза. Состав может существенно различаться; основн��е компоненты — пропан, изобутан и н-бутан. Производятся в процессе ректификации широкой фракции лёгких углеводородов (ШФЛУ).

Классификация

В зависимости от компонентного состава СУГ подразделяются на следующие марки:

Марки сжиженных углеводородных газов
Марка	Наименование	Код ОКП (общероссийский классификатор продукции)
ПТ	Пропан технический	02 7236 0101
ПА	Пропан автомобильный	02 7239 0501
ПБА	Пропан-бутан автомобильный	02 7239 0502
ПБТ	Пропан-бутан технический	02 7236 0102
БТ	Бутан технический	02 7236 0103

Свойства

Параметры торговых марок


Наименование показателя	Пропан технический	Пропан автомобильный	Пропан-бутан автомобильный	Пропан-бутан технический	Бутан технический
1. Массовая доля компонентов
Сумма метана, этана и этилена	Не нормируется
Сумма пропана и пропилена	не менее 75 % масс.	Не нормируется
в том числе пропана	не нормируется	не менее 85±10 % масс.	не менее 50±10 % масс.	не нормируется	не нормируется
Сумма бутанов и бутиленов	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не более 60 % масс.	не менее 60 % масс.
Сумма непредельных углеводородов	не нормируется	не более 6 % масс.	не более 6 % масс.	не нормируется	не нормируется
2. Доля жидкого остатка при 20 °C	не более 0,7 % об.	не более 0,7 % об.	не более 1,6 % об.	не более 1,6 % об.	не более 1,8 % об.
3. Давление насыщенных паров	не менее 0,16 МПа (при −20 °C)	не менее 0,07 МПа (при −30 °C)	не более 1,6 МПа (при +45 °C)	не нормируется	не нормируется
4. Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы	не более 0,013 % масс.	не более 0,01 % масс.	не более 0,01 % масс.	не более 0,013 % масс.	не более 0,013 % масс.
в том числе сероводорода	не более 0,003 % масс.
5. Содержание свободной воды	отсутствие
6. Интенсивность запаха, баллы	не менее 3

Сжиженные углеводородные газы пожаро- и взрывоопасны, малотоксичны, имеют специфический характерный запах углеводородов, по степени воздействия на организм относятся к веществам 4-го класса опасности. Предельно допустимая концентрация СУГ в воздухе рабочей зоны (в пересчёте на углерод) предельных углеводородов (пропан, бутан) — 300 мг/м³, непредельных углеводородов (пропилен, бутилен) — 100 мг/м³.

СУГ образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2,3 до 9,5 %, нормального бутана от 1,8 до 9,1 % (по объёму), при давлении 0,1 МПа и температуре 15 — 20 °C. Температура самовоспламенения пропана в воздухе составляет 470 °C, нормального бутана — 405 °C.

Физические характеристики


Показатель	Метан	Этан	Этилен	Пропан	Пропилен	н-Бутан	Изобутан	н-Бутилен	Изобутилен	н-Пентан
Химическая формула	СН₄	С₂Н₆	С₂Н₄	С₃Н₈	С₃Н₆	С₄Н₁₀	С₄Н₁₀	С₄Н₈	С₄Н₈	С₅Н₁₂
Молекулярная масса, кг/кмоль	16,043	30,068	28,054	44,097	42,081	58,124	58,124	56,108	56,104	72,146
Молекулярный объём, м³/кмоль	22,38	22,174	22,263	21,997	21,974	21,50	21,743	22,442	22,442	20,87
Плотность газовой фазы, кг/м³, при 0 °C	0,7168	1,356	1,260	2,0037	1,9149	2,7023	2,685	2,55	2,5022	3,457
Плотность газовой фазы, кг/м³, при 20°	0,668	1,263	1,174	1,872	1,784	2,519	2,486	2,329	2,329	3,221
Плотность жидкой фазы, кг/м³, при 0°	416	546	566	528	609	601	582	646	646	645,5
Температура кипения, при 101,3 кПа	−161	−88,6	−104	−42,1	−47,7	−0,50	−11,73	−6,90	3,72	36,07
Низшая теплота сгорания, МДж/м³	35,76	63,65	59,53	91,14	86,49	118,53	118,23	113,83	113,83	146,18
Высшая теплота сгорания, МДж/м³	40,16	69,69	63,04	99,17	91,95	128,5	128,28	121,4	121,4	158
Температура воспламенения, °C	545-800	530-694	510-543	504-588	455-550	430-569	490-570	440-500	400-440	284-510
Октановое число	110	125	100	125	115	91,20	99,35	80,30	87,50	64,45
Теоретически необходимое количество воздуха для горения, м³/м³	9,52	16,66	14,28	23,8	22,42	30,94	30,94	28,56	28,56	38,08

Критические параметры газов

Газы могут быть превращены в жидкое состояние при сжатии, если температура при этом не превышает определённого значения, характерного для каждого однородного газа. Температура, свыше которой данный газ не может быть сжижен никаким повышением давления, называется критической температурой. Давление, необходимое для сжижения газа при этой критической температуре, называется критическим давлением.


Показатель	Метан	Этан	Этилен	Пропан	Пропилен	н-Бутан	Изобутан	н-Бутилен	Изобутилен	н-Пентан
Критическая температура, °C	−82,5	32,3	9,9	96,84	91,94	152,01	134,98	144,4	155	196,6
Критическое давление, МПа	4,58	4,82	5,033	4,21	4,54	3,747	3,6	3,945	4,10	3,331

Упругость насыщенных паров

Упругостью насыщенных паров сжиженных газов называется давление, при котором жидкость находится в равновесном состоянии со своей газовой фазой. При таком состоянии двухфазной системы не происходит ни конденсации паров, ни испарения жидкости. Каждому компоненту СУГ при определённой температуре соответствует определённая упругость насыщенных паров, возрастающая с ростом температуры. Давление в таблице указано в МПа.


Температура, °C	Этан	Пропан	Изобутан	н-Бутан	н-Пентан	Этилен	Пропилен	н-Бутилен	Изобутилен
−50	0,553	0,07				1,047	0,100	0,070	0,073
−45	0,655	0,088				1,228	0,123	0,086	0,089
−40	0,771	0,109				1,432	0,150	0,105	0,108
−35	0,902	0,134				1,660	0,181	0,127	0,130
−30	1,050	0,164				1,912	0,216	0,152	0,155
−25	1,215	0,197				2,192	0,259	0,182	0,184
−20	1,400	0,236				2,498	0,308	0,215	0,217
−15	1,604	0,285	0,088	0,056		2,833	0,362	0,252	0,255
−10	1,831	0,338	0,107	0,068		3,199	0,423	0,295	0,297
−5	2,081	0,399	0,128	0,084		3,596	0,497	0,343	0,345
0	2,355	0,466	0,153	0,102	0,024	4,025	0,575	0,396	0,399
+5	2,555	0,543	0,182	0,123	0,030	4,488	0,665	0,456	0,458
+10	2,982	0,629	0,215	0,146	0,037	5,000	0,764	0,522	0,524
+15	3,336	0,725	0,252	0,174	0,046		0,874	0,594	0,598
+20	3,721	0,833	0,294	0,205	0,058		1,020	0,688	0,613
+25	4,137	0,951	0,341	0,240	0,067		1,132	0,694	0,678
+30	4,460	1,080	0,394	0,280	0,081		1,280	0,856	0,864
+35	4,889	1,226	0,452	0,324	0,096		1,444	0,960	0,969
+40		1,382	0,513	0,374	0,114		1,623	1,072	1,084
+45		1,552	0,590	0,429	0,134		1,817	1,193	1,206
+50		1,740	0,670	0,490	0,157		2,028	1,323	1,344
+55		1,943	0,759	0,557	0,183		2,257	1,464	1,489
+60		2,162	0,853	0,631	0,212		2,505	1,588	1,645

Зависимость плотности от температуры

Плотность жидкой и газовой фаз СУГ существенно зависит от температуры. Так, плотность жидкой фазы с ростом температуры падает, и наоборот, плотность паровой фазы — растет.

Необходимо отметить, что при изменении условий хранения (температура, давление) компонентный состав фаз СУГ также изменяется, что важно учитывать для некоторых приложений^[1].

В таблице ниже приведены удельные объем и плотность жидкой и равновесной с ней паровой фазы для основных компонентов СУГ.

Температура,°C	Пропан				Изобутан				н-Бутан
	Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность
	Жидкость, л/кг	Пар, м³/кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м³	Жидкость, л/кг	Пар, м³/кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м³	Жидкость, л/кг	Пар, м³/кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м³
−60	1,650	0,901	0,606	1,11
−55	1,672	0,735	0,598	1,36
−50	1,686	0,552	0,593	1,810
−45	1,704	0,483	0,587	2,07
−40	1,721	0,383	0,581	2,610
−35	1,739	0,308	0,575	3,250
−30	1,770	0,258	0,565	3,870	1,616	0,671	0,619	1,490
−25	1,789	0,216	0,559	4,620	1,639	0,606	0,610	1,650
−20	1,808	0,1825	0,553	5,480	1,650	0,510	0,606	1,960
−15	1,825	0,156	0,548	6,400	1,667	0,400	0,600	2,500	1,626	0,624	0,615	1,602
−10	1,845	0,132	0,542	7,570	1,684	0,329	0,594	3,040	1,635	0,514	0,612	1,947
−5	1,869	0,110	0,535	9,050	1,701	0,279	0,588	3,590	1,653	0,476	0,605	2,100
0	1,894	0,097	0,528	10,340	1,718	0,232	0,582	4,310	1,664	0,355	0,601	2,820
5	1.919	0.084	0.521	11.900	1.742	0.197	0.574	5.070	1.678	0.299	0.596	3.350
10	1,946	0,074	0,514	13,600	1,756	0,169	0,5694	5,920	1,694	0,254	0,5902	3,94
15	1,972	0,064	0,507	15,51	1,770	0,144	0,565	6,950	1,715	0,215	0,583	4,650
20	2,004	0,056	0,499	17,740	1,794	0,126	0,5573	7,940	1,727	0,186	0,5709	5,390
25	2,041	0,0496	0,490	20,150	1,815	0,109	0,5511	9,210	1,745	0,162	0,5732	6,180
30	2,070	0,0439	0,483	22,800	1,836	0,087	0,5448	11,50	1,763	0,139	0,5673	7,190
35	2,110	0,0395	0,474	25,30	1,852	0,077	0,540	13,00	1,779	0,122	0,562	8,170
40	2,155	0,035	0,464	28,60	1,873	0,068	0,534	14,700	1,801	0,107	0,5552	9,334
45	2,217	0,029	0,451	34,50	1,898	0,060	0,527	16,800	1,821	0,0946	0,549	10,571
50	2,242	0,027	0,446	36,800	1,9298	0,053	0,5182	18,940	1,843	0,0826	0,5426	12,10
55	2.288	0.0249	0.437	40.220	1.949	0.049	0.513	20.560	1.866	0.0808	0.536	12.380
60	2,304	0,0224	0,434	44,60	1,980	0,041	0,505	24,200	1,880	0,0643	0,532	15,400

Транспорт

От заводов производителей к потребителям сжиженные углеводородные газы доставляются в сосудах под давлением или в изотермических (то есть сохраняющих одинаковую температуру) ёмкостях, а также по трубопроводам. Доставка — сложный организационно-хозяйственный и технологический процесс, включающий транспортирование сжиженных газов на дальние расстояния, обработку газов на железнодорожных и морских терминалах, на кустовых базах и газонаполнительных станциях, транспортирование их на ближайшие расстояния для непосредственной доставки газа потребителям.

Железнодорожный транспорт

Для транспортировки сжиженных углеводородных газов по сети железных дорог используют железнодорожные вагон-цистерны специальной конструкции. Цистерна представляет собой сварной цилиндрический резервуар с эллиптическими днищами, расположенный на железнодорожных тележках. Крепление резервуара к раме осуществляется стяжными болтами.

**Техническая характеристика специальных вагонов-цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов**
Модель	15-1200	15-1200-02	15-1228	15-1209	15-1229
Грузоподъёмность, т	31	40,8	56,1	51	53,5
Масса тары, т	36 ± 3 %	37,6 ± 3 %	36,4…37,9 ± 3 %	36,7 ± 3 %	40
Объём кузова (котла), м³ (полный)	55,7	73,9	110	83,83	96,68
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	170	194,8	200	217,78	230,3
на один погонный метр, кН/м	56,6	64,8	70	72,5	76,6
Скорость конструкционная, км/ч	120	120	120	120	120
Габарит по ГОСТ 9238-83	02-BM	1-T	1-T	1-T	1-T
Длина, м
по осям автосцепок	12,02	12,02	15,28	12,02	15,28
по концевым балкам рамы	10,8	10,8	14,06	10,8	14,06
Ширина максимальная, м	3,056	3,056		3,282	3,198
Модель тележки	18-100	18-100	18-100	18-100	18-100
Диаметр котла внутренний, мм	2600	3000		3200	3000
Давление в котле, МПа
избыточное	2,0	2,0		1,65	1,8
создаваемое при гидравлическом испытании	3,0	3,0		2,5	2,5
Основной материал	Сталь 09Г2С — 13 ГОСТ 5520-79
Ширина колеи, мм	1520 (1435)	1520		1520	1520
Срок службы, лет	40	40	40	40	40

Автомобильный транспорт

В России на сравнительно небольшие расстояния (до 300 км) сжиженные углеводородные газы перевозят в автоцистернах. Автомобильная цистерна представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд, в заднее днище которого вварен люк с приборами. Автоцистерны по конструкции и назначению подразделяются на транспортные и раздаточные. Транспортные цистерны служат для перевозки относительно больших количеств сжиженного газа с заводов-поставщиков до кустовых баз и газонаполнительных станций, от КБ и ГНС до крупных потребителей и групповых установок со сливом газа в резервуары. Раздаточные автоцистерны предназначены для доставки сжиженного углеводородного газа потребителю с розливом в баллоны и снабжены полным комплектом оборудования (насос, раздаточная рамка) для розлива. При необходимости раздаточные автоцистерны могут использоваться как транспортные. Наружную поверхность всех автоцистерн окрашивают алюминиевой краской. С обеих сторон защитного кожуха цистерны по средней его линии на всю длину наносятся отличительные полосы красного цвета шириной 200 мм. Над отличительными полосами и по окружности фланца чёрным цветом делаются надписи «Пропан» (или другой сжиженный газ) и «Огнеопасно». На металлической табличке, прикрепляемой к автоцистерне, выбиваются следующие клейма: завод-изготовитель; номер цистерны по списку завода, год изготовления и дата освидетельствования, общая масса цистерны в тоннах, вместимость цистерны в м³, рабочее и пробное давление в МПа; клеймо ОТК завода.

**Технические характеристики автоцистерн-полуприцепов**
Показатель	Марка автоцистерны-полуприцепа
Показатель	ППЦТ-12	ППЦТ-15	ППЦТ-20	ППЦТ-31	ППЦТ-45
Давление, МПа, не более
Рабочее	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6
Расчетное	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
Пробное	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Вместимость геометричекая сосуда, м³	12,45	14,5 ± 0,1	19,72 ± 0,1	31,2 ± 0,1	45,75
Вместимость полезная резевуара, м³ (при коэффициенте наполнения 0,85)	10,58	12,32	16,76 ± 0,1	26,5 ± 0,1	38,89
Масса транспортируемого газа, кг, не более	6080	7076	9620	15 237	21 000
Тип тележки			ТПК-16, САТ-109	ТПК-16-0001100	ТПА-301
Полная масса полуприцепа, кг, не более	13 080	13 600	19 780, 20 160	26 762	35 000
Распределение полной массы полуприцеп-цистерны по осям, кг, не более
На седельное сцепное устройство	5880	6440	7980, 8100	11 027	11 000
На ось колес	7200	7200		15735	24000
На переднюю ось, кг, не более			5910, 6030
На заднюю ось, кг, не более			5910, 6030
Колея колес, мм	1850	1850	1850	1850	1850
Количество осей / колес полуприцепа-цистерны	1/4	1/4	2/8	2/8	3/6
База, мм	4765	5300	5365+1320, 5365+1370	5490+1320	4330+1320+1320
Производительност насоса, л/мин.	90	до 90
Габаритные размеры, мм, не более
Длина	8350	7890	10 420	10 435	11 500
Ширина	2500	2500	2430	2430	2490
Высота	3150	3190	3190	3535	3650
Мощность электродвигателя, кВт		2	2	2	5
Напряжение питанияэлектродвигателя насоса, В		380	380	380	380
Производительность насоса, л/мин.		90	90	90	220

Также автомобильный транспорт используется для перевозки сжиженных углеводородных газов в баллонах. Баллоны имеют два типа-размера 50 и 27 литров.

**Техническая характеристика баллоновозов типа «Клетка»**
Марка баллоновоза	АТБ-1-51	ЛС	ЛИ
Грузоподъёмность, т.	2,5	5,2
База автомобиля	ГАЗ-51	ГАЗ-53	МАЗ-504
Число баллонов:
вместимостью 50 л	32		112
вместимостью 27 л		132
Масса газа в баллонах, т	0,7	1,45	3

Перевозка сжиженных углеводородных газов танкерами

В 2006 году в мире насчитывалось 934 танкера-газовоза с суммарной вместимостью 8650 тыс. м³.

Современный танкер-газовоз представляет собой огромное судно, по размеру сравнимое с нефтяным супертанкером. В среднем грузовместимость газовозов в зависимости от вида газа и способа его сжижения составляет 100—200 тыс. м³.

Скорость газовозов варьируется от 9 до 20 узлов (16,7-37 км в час). В качестве двигателей чаще всего используются дизели. Средняя стоимость газовоза составляет 160—180 млн долл. США, что примерно в пять раз превышает затраты на постройку аналогичного по водоизмещению нефтяного танкера.

По архитектурно-конструктивному типу газовозы представляют собой суда с кормовым расположением машинного отделения и надстройки, двойным дном (в последнее время строятся исключительно газовозы с двойными бортами) и цистернами балласта.

Для перевозки сжиженных углеводородных газов, применяют вкладные грузовые танки с расчетным давлением в среднем не более 2 МПа. Они размещаются как на палубе, так и в трюмах на специальных фундаментах. В качестве материала для танков обычно выступает углеродистая сталь.

Существует три типа судов для транспорта сжиженных углеводородных газов.

Танкеры с резервуарами под давлением. Резервуары этих танкеров рассчитываются на максимальную упругость паров продукта при +45 °C, что составляет около 18 кгс/см². Вес грузовых резервуаров таких танкеров значительно превышает вес аналогичных устройств при других способах перевозки сжиженных газов, что соответственно увеличивает габаритные размеры и стоимость судна. Танкеры грузовместимостью резервуаров до 4000 м³, производительностью налива 30-200 т/ч применяются при сравнительно небольших грузопотоках и отсутствии специального оборудования на береговых базах и танкерах
Танкеры с теплоизолированными резервуарами под пониженным давлением — полуизотермические (полуохлажденные). Сжиженный газ транспортируется при промежуточном охлаждении (от −5 до +5 °C) и пониженном давлении (3–6 кгс/см²). Такие танкеры характеризуются универсальностью с береговых баз сжиженного газа при различных температурных параметрах. В связи с уменьшением массы грузовых резервуаров уменьшаются рамер танкера и повышается эффективность использования объёма резервуаров. Вместимость резервуаров 2000-15000 м³. Производительность налива-слива 100—420 т/ч. Применяются эти танкеры при значительных грузооборотах и при наличии соответствующего оборудования на береговых базах и танкерах.
Танкеры с теплоизолированными резервуарами под давлением, близким к атмосферному, — изотермические (низкотемпературные). В изотермических танкерах сжиженные газы транспортируются при давлении, близком к атмосферному, и низкой отрицательной температуре (−40 °C для пропана). Данный тип танкеров является наиболее совершенным, они позволяют увеличить производительность слива-налива и соответственно пропускную способность береговых баз и оборачиваемость флота. Вместимость резервуаров более 10 000 м³. Производительность налива 500—1000 т/ч и более. Характеризуются большими размерами и применяются при значительных грузооборотах.

**Мировой флот для перевозки сжиженных углеводородных газов**
№ п/п	Вместимость, м³	Высокого давления	Полуохлажденные	Низкотемпературные	ВСЕГО
1	до 1000	26			26
2	1000 — 10 000	405	240	19	664
3	10 000 — 20 000	2	56	14	72
4	20 000 — 60 000		5	72	77
5	свыше 60 000			95	95
6	Всего	433	301	200	934
7	Минимальная темп., °С	0	−50	−50…−104
8	Максимальное давление, атм.	18	4-6	0,3

**Характеристика некоторых танкеров сжиженных углеводородных газов**
Танкер	Вместимость м³ (т)	Резервуары				Технологическая характеристика			Двигатель
Танкер	Вместимость м³ (т)	Число	Тип	Давление, кгс/см²	Температура	Число компрессоров	Число насосов	Скорость загрузки, т/ч	Тип	Мощность, л. с.	Скорость, км/ч	Топливо
«Кегумс» (Россия)	2080 (1125)	4	Сферический	17,5	Окружающей среды	2	2	200	Двухтактный цилиндровый	2400	24	Газойль
«Краслава» (Россия)	2080 (1125)	4	Сферический	17,5	Окружающей среды	2	2	200	Двухтактный цилиндровый	3400	24	Дизельное
«Размус Толструм» (Дания)	1042 (520)	5	Вертикальный (2) Сферический (3)	17,5	Окружающей среды	2	2	45	Четырёхтактный восьмицилиндровый	1000	19	Газойль
«Медгаз» (Греция)	800 (400)	14	Вертикальный	17,45	Окружающей среды				Два двухтактных каждый по 4 цилиндра		13	Газойль
«Тоо Со Мару» (Япония)	13 355		Изотермический	0,05	Соответственно давлению				Турбоэлектрический	6000		Сжиженный газ, нефть
«Кеп Мартин�� (Франция)	13 196 (6900)	9	Горизонтальный полуизотермический	5	Соответственно давлению	3		420	Двухтактный пятицилиндровый	4650	27	Нефть
«Фростон» (Норвегия)	4100 (2215)	6	Горизонтальный полуизотермический	5	Соответственно давлению	3	4	250	Двухтактный шестицилиндровый	3450	25	Дизельное
«Джуле» (Англия)	2456 (1325)	6	Горизонтальный полуизотермический	8	Соответственно давлению	2	3	100	Четырёхтактный, десятицилиндровый	2670	26	Дизельное
«Ессо Флайм» (Финляндия)	1050 (500)	3	Горизонтальный полуизотермический	5	−1…+10 °C	3	2	85	Дизель	1200	24	Дизельное
«Ньютон» (Испания)	2180 (1170)	8	Горизонтальный полуизотермический	7,5	Соответственно давлению	3	2	105	Четырёхтактный, восьмицилиндровый	1500	24	Газойль
«Агипгаз Кворта» (Италия)	1850 (100)	18	Вертикальный	17,5	Окружающей среды	2	2	40	Четырёхтактный, восьмицилиндровый		21	Газойль
«Широяма Мару» (Япония)	46100	4	Изотермический	0,05	Соответственно давлению				Двухтактный, восьмицилиндровый	1200	26	Сжиженный газ, нефть
«Жюль Верн» (Франция)	25 500 (12060)	7	Цилиндрический, изотермический	0,01	−162 °C	14		3300	2 паровые турбины	11500	29	Нефть
«Тетан Принцесс» (Англия)	27400(12070)	9	Прямоугольный, изотермический	0,01	−162 °C	9		900	2 паровые турбины	11500	29	Нефть

Хранение

^[2]

Для хранения сжиженных углеводородных газов широко используются стальные резервуары цилиндрической и сферической форм. Сферические резервуары по сравнению с цилиндрическими имеют более совершенную геометрическую форму и требуют меньшего расхода металла на единицу объёма ёмкости за счёт уменьшения толщины стенки, благодаря равномерному распределению напряжений в сварных швах и по контуру всей оболочки^[3]^[4].

**Основные характеристики цилиндрических резервуаров**
Показатель			Условная вместимость, м³
Показатель			25	50	100	160	175	200
Вместимость, м³	действительная		27,8	49,8 / 49,8	93,3 / 93,9	152,4 / 154,3	175	192,6 / 192,6
Вместимость, м³	полезная		23,2	41,6 / 44,8	77,8 / 83,4	128,9 / 139,2	146	160,6 / 173,5
Внутренний диаметр, м.			2,0	2,4 /2,4	3,0 / 3,0	3,2 /3,2	3,0	3,4 / 3,4
Общая длина, м.			9,1	11,3 / 11,3	13,6 / 13,6	19,7 / 19,7	25,5	21,8 / 21,8
Длина цилиндрической части, м.			8,00 / 8,00	10,0 / 10,0	12,0 / 12,0	18,0 / 18,0	23,8 / 23,8	20,0 / 20,0
Расстояние между опорами, м.			5,5	6,6 / 6,6	8,0 / 8,0	11,5 / 11,5	15,1	12,8 / 12,8
Наибольшее рабочее давление, кгс/см².			18	18 / 7	18 / 7	18 / 7	16	18 / 7
Толщина стенок, мм.	Ст.3 (спокойная)	корпус	24	28 / 14	34 / 16	36 / 18	22	38 / 18
	Ст.3 (спокойная)	днище	24	28 / 16	34 / 16	36 / 18	28	38 / 18
	Ст.3 Н	корпус	20	24 / 15	28 / 14	30 / 14		32 / 16
	Ст.3 Н	днище	20	24 / 12	28 / 16	30 / 20		32 / 20
Расстояние между штуцерами, м.			1,1	1,4 / 1,4	1,1 / 1,1	1,4 / 1,4	0,9	1,1 / 1,1
Расстояние между штуцером и люком, м.			1,4	1,4 / 1,4	1,4 / 1,4	1,7 / 1,7	3,15	1,4 / 1,4
Общая масса, т.	Ст.3 (спокойная)		11,7	20,2 / 10,4	37,2 / 19,1	60,1 / 31,9	44,6	73,9 / 55,8
Общая масса, т.	Ст.3 Н		9,7	17,4 / 9,2	30,5 / 16,8	50,4 / 25,5		62,7 / 32,4
Удельный расход металла (ст.3) на 1 м³, т.			0,420	0,405 / 0,209	0,399 / 0,205	0,399 / 0,200	0,255	0,384 / 0,168

**Основные характеристики сферических резервуаров**
Номинальная вместимость, м³	Внутренний диаметр, м	Внутреннее давление, 10⁵ Па	Марка стали	Толщина стенки, мм	Масса одного резервуара, т	Число стоек	Относительная сметная стоимость, руб. на 1 кгс/см²
300	9	2,5	09Г2С (М)	12	24	6	1400
600	10,6	2,5	09Г2С (М)	12	33,3	8	1200
600	10,5	6	09Г2С (М)	16	43,3	8	700
600	10,5	10	09Г2С (М)	22	60	8 — 9	550
600	10,5	10	09Г2С (М)	34	94,6	8	500
600	10,5	18	12Г2СМФ	25	69,5	8	440
900	12	18	09Г2С(М)	38	140	8	480
900	12	18	12Г2СМФ	28	101,5	8	420
2000	16	2,5	09Г2С (М)	16	101,2	12	1070
2000	16	6	09Г2С (М)	22	143	10	650
4000	20	2,5	09Г2С (М)	20	218	16	1100
4000	20	6	09Г2С (М)	28	305	14	650

На крупных предприятиях все чаще используется способ хранения сжиженных углеводородных газов при атмосферном давлении и низкой температуре. Применение этого способа достигается путём искусственного охлаждения, что приводит к снижению упругости паров сжиженных углеводородных газов. При температуре −42 °C сжиженный пропан может храниться при атмосферном давлении, в результате чего уменьшается расчетное давление при определении толщины стенок резервуаров. Достаточно, чтобы стенки выдержали только гидростатическое давление хранимого продукта. Это позволяет сократить расход металла в 8-15 раз в зависимости от хранимого продукта и объёма резервуара. Замена парка стальных резервуаров высокого давления для пропана объёмом 0,5 млн м3 низкотемпературными резервуарами такого же объёма обеспечивает экономию средств в капиталовложения в размере 90 млн долларов США и металла 146 тыс. тонн., эксплуатационные расходы при этом снижаются на 30-35 %. На практике, в низкотемпературных резервуарах газ хранится под небольшим избыточным давлением 200—500 мм вод. ст. в теплоизолированном резервуаре, выполняющем в холодильном цикле функцию испарителя охлаждающего агента. Испаряющийся в результате притока тепла извне, газ поступает на приём компрессорного блока, где сжимается до 5-10 кгс/см². Затем газ подается в холодильник-конденсатор, где конденсируется при неизменном давлении (в качестве хладагента в данном случае чаще всего используется оборотная вода). Сконденсировавшаяся жидкость дросселируется до давления, соответствующего режиму хранения при этом температура образовавшейся газо-жидкостной смеси опускается ниже температуры кипения находящихся на хранении сжиженных углеводородных газов. Охлаждённый продукт подается в резервуар, охлаждая сжиженные углеводородные газы.

Наземные низкотемпературные резервуары сооружаются различной геометрической формы(цилиндрические, сферические) и обычно с двойными стенками, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом. Наибольшее распространение получили вертикальные цилиндрические резервуары объёмом от 10 до 200 тыс. м³., выполненные из металла и железобетона.

Применение

Топливо

Наиболее распространённым является использование СУГ в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Обычно для этого используется смесь пропан-бутан. В некоторых странах СУГ использовались с 1940 года как альтернативное топливо для двигателей с искровым зажиганием^[5]^[6]. СУГ являются третьим наиболее широко используемым моторным топливом в мире. В 2008 году более 13 млн автомобилей по всему миру работали на пропане. Более 20 млн тонн СУГ используются ежегодно в качестве моторного топлива.

СУГ могут не только заменить традиционное жидкое топливо, но и при незначительной реконструкции двигателей (увеличение степени сжатия) способны значительно повысить их номинальную мощность. Можно выделить следующие основные преимущества СУГ:

Максимально полное сгорание, а следовательно снижается количество вредных выбросов, что особенно важно в случае двигателей внутреннего сгорания в крупных городах, где вопросы экологии имеют первостепенное значение;
Снижение нагарообразования на поверхности поршней цилиндров, камеры сгорания и свечей двигателей;
Отсутствие конденсации топлива в цилиндрах двигателя (пары сжиженных газов перегреты), при этом не происходит смыва масляной плёнки с поверхности поршней и цилиндров, что значительно увеличивает срок службы двигателя;
Высокие антидетонационные свойства СУГ по сравнению с бензином, что повышает мощность двигателя и снижает удельный расход топлива.

**Сравнительные технико-экономические показатели работы автомобилей на бензине и пропан-бутане**
Марка автомобиля	Расход топлива		Пробег на 1 заправке, км.		при установке ГБО		Выбросы СО, %
Марка автомобиля	Бензин	Газ	Бензин	Газ	Увеличение массы, кг	Уменьшение багажника, %	Бензин	Газ
ВАЗ-2106-10	9	10,3	440	390	40	20	0,3	0,1
Газ-31029	13	14,95	460	400	60	10	0,3	0,2
Москвич-412	10	11,5	400	350	40	15	0,3	0,1
ГАЗ-33022	16,5	19	380	420	70		0,4	0,2
ГАЗ-53	25	29	520	450	90		1,0	0,4
ЗИЛ-130	41	47	490	425	120		1,0	0,4

Использование СУГ в качестве топлива в промышленных и коммунально-бытовых нагревательных аппаратах позволяет осуществлять регулирование процесса горения в широком диапазоне, а возможность хранения СУГ в резервуарах делает его более предпочтительным по сравнению с природным газом в случае использования СУГ на автономных узлах теплоснабжения.

Продукты для органического синтеза

Основное направление химической переработки СУГ — это термические и термокаталитические превращения. В первую очередь здесь подразумеваются процессы пиролиза и дегидрирования, приводящие к образованию ненасыщенных углеводородов — ацетилена, олефинов, диенов, которые широко применяются для производства высокомолекулярных соединений и кислородсодержащих продуктов. Это направление включает в себя также процесс производства сажи термическим разложением в газовой фазе, а также процесс производства ароматических углеводородов. Схема превращений углеводородных газов в конечные продукты представлена в таблице.

**Органические промышленные продукты, получаемые из продуктов крекинга и ароматизации углеводородных газов**
Продукты прямого превращения углеводородных газов	Производное вещество		Конечный продукт
Продукты прямого превращения углеводородных газов	первичное	вторичное	Конечный продукт
Этилен	Полиэтилен		Полиэтиленовые пластмассы
	Окись этилена		Поверхностно-активные вещества
		Этиленгликоль	Полиэфирное волокно, антифриз и смолы
		Этаноламины	Промышленные растворители, моющие вещества, мыло
	Хлорвинил	Хлорполивинил	Пластиковые трубы, плёнки
	Этанол	Этиловый эфир, уксусная кислота	Растворители, химические преобразователи
	Ацетальдегид	Уксусный ангидрид	Ацетатная целлюлоза, аспирин
		Нормальный бутан
	Винилцетат	Поливиниловый спирт	Пластификаторы
		Поливинилацетат	Пластиковые плёнки
	Этилбензол	Стирол	Полистироловые пластмассы
	Акриловая кислота		Волокна, пластмассы
	Пропиональдегид	Пропанол	Гербициды
		Пропионовая кислота	Консервирующие средства для зерна
Пропилен	Акрилонитрил	Адипонитрил	Волокна (нейлон-66)
	Полипропилен		Пластичные плёнки, волокна
	Окись пропилена	Пропиленкарбонат	Полиуретановые пены
		Полипропиленгликоль	Специальные растворители
		Аллиловый спирт	Полиэфирные смолы
	Изопропанол	Изопропилацетат	Растворители типографических красок
		Ацетон	Растворитель
	Изопропилбензол	Фенол	Фенольные смолы
	Акролеин	Акрилаты	Латексные покрытия
	Аллилхлориды	Глицероль	Смазочные вещества
	Нормальные и изомолярные альдегиды	Нормальный бутанол	Растворитель
		Изобутанол	Амидные смолы
	Изопропилбензол
Нормальные бутены	Полибутены		Смолы
	Вторичный бутиловый спирт	Метилэтиловый кетон	Промышленные растворители, покрытия, связывающие вещества
			Депарафинизирующие добавки к нефти
Изобутилен		Изобутиленметиловый бутадиеновый сополимер
	Бутиловая смола		Пластмассовые трубы, герметики
	Третичный бутиловый спирт		Растворители, смолы
	Метилбутиловый третичный эфир		Повыситель октанового числа бензина
	Метакролеин	Метилметакрилат	Чистые пластиковые листы
Бутадиен		Стирилбутадиеновые полимеры	Буна-каучуковая синтетическая резина
	Адипонитрил	Гексаметилендиамин	Нейлон
	Сульфолен	Сульфолан	Очиститель промышленного газа
	Хлоропрен		Синтетическая резина
Бензол	Этилбензол	Стирол	Полистироловые пластмассы
	Изопропилбензол	Фенол	Фенольные смолы
	Нитробензол	Анилин	Красители, резина, фотохимикаты
	Линейный алкилбензол		Разлагающиеся под действием бактерий моющие вещества
	Малеиновый ангидрид		Модификаторы пластмасс
	Циклогексан	Капролактам	Нейлон-6
		Адипиновая кислота	Нейлон-66
Толуол	Бензол	Этилбензол, стирол	Полистироловые пластмассы
		Изопропилбензол, фенол	Фенольные смолы
		Нитробензол, хлорбензол, анилин, фенол	Красители, резина, фотохимикаты

Кроме перечисленного СУГ используют в качестве аэрозольного энергоносителя. Аэрозолем является смесь активного компонента (духов, воды, эмульгатора) с пропеллентом. Это коллоидный раствор, в котором тонкодиспергированные (размером 10-15 мкм) жидкие или твердые вещества взвешены в газовой или жидкой, легкоиспаряющейся фазе сжиженного углеводородного газа. Дисперсная фаза — активный компонент, из-за которого и вводят пропеллент в аэрозольные системы, применяющиеся для распыления духов, туалетной воды, полирующих веществ и др.

См. также

Примечания

↑ Oleksiy Zivenko. LPG ACCOUNTING SPECIFICITY DURING ITS STORAGE AND TRANSPORTATION (англ.) // Measuring Equipment and Metrology. — 2019. — Vol. 80, iss. 3. — P. 21–27. — ISSN 2617-846X 0368-6418, 2617-846X. — doi:10.23939/istcmtm2019.03.021.
↑ http://www.firesprinkler.ru/dmdocuments/PZ_SP_S.pdf Архивная копия от 16 апреля 2015 на Wayback Machine «Склады сжиженных углеводородных газов. Требования пожарной безопасности»
↑ http://propane-butane.ru Архивная копия от 12 мая 2015 на Wayback Machine Горизонтальные резервуары
↑ http://gazovik-ongk.ru/ Архивная копия от 24 июня 2015 на Wayback Machine Резервуары и технологическое оборудование
↑ Zhang, Chunhua; Bian, Yaozhang; Si, Lizeng; Liao, Junzhi; Odbileg, N (2005). «A study on an electronically controlled liquefied petroleum gas-diesel dual-fuel automobile». Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering 219 (2): 207. doi:10.1243/095440705X6470.
↑ Qi, D; Bian, Y; Ma, Z; Zhang, C; Liu, S (2007). «Combustion and exhaust emission characteristics of a compression ignition engine using liquefied petroleum gas-fuel-oil blended fuel». Energy Conversion and Management 48 (2): 500.

Литература

Б. С. Рачевский Сжиженные углеводородные газы — Москва, 2009. 164с.
Н. Л. Стаскевич, Д. Я. Вигдорчик Справочник по сжиженным углеводородным газам — Лениниград, 1986. 36с.
ГОССТАНДАРТ РОССИИ ГОСТ Р 52087-2003 Технические условия — Газы углеводородные сжиженные топливные. — Москва, 2003. 164с.

Ссылки

[1] Oleksiy Zivenko. LPG ACCOUNTING SPECIFICITY DURING ITS STORAGE AND TRANSPORTATION (англ.) // Measuring Equipment and Metrology. — 2019. — Vol. 80, iss. 3. — P. 21–27. — ISSN 2617-846X 0368-6418, 2617-846X. — doi:10.23939/istcmtm2019.03.021.

[2] ttp://www.firesprinkler.ru/dmdocuments/PZ_SP_S.pdf Архивная копия от 16 апреля 2015 на Wayback Machine «Склады сжиженных углеводородных газов. Требования пожарной безопасности»

[3] ttp://propane-butane.ru Архивная копия от 12 мая 2015 на Wayback Machine Горизонтальные резервуары

[4] ttp://gazovik-ongk.ru/ Архивная копия от 24 июня 2015 на Wayback Machine Резервуары и технологическое оборудование

[5] Zhang, Chunhua; Bian, Yaozhang; Si, Lizeng; Liao, Junzhi; Odbileg, N (2005). «A study on an electronically controlled liquefied petroleum gas-diesel dual-fuel automobile». Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering 219 (2): 207. doi:10.1243/095440705X6470.

[6] Qi, D; Bian, Y; Ma, Z; Zhang, C; Liu, S (2007). «Combustion and exhaust emission characteristics of a compression ignition engine using liquefied petroleum gas-fuel-oil blended fuel». Energy Conversion and Management 48 (2): 500.

[1]