Лекция 1. 3 Требования, предъявляемые к сжиженным углеводородным газам. Сжиженные газы должны соответствовать требованиям введенного с 01. 82 ГОСТ 20448— 90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия» . Для систем газоснабжения используются сжиженные углеводородные газы, являющиеся продуктами переработки попутного нефтяного газа и газов нефтеперерабатывающих заводов. В зависимости от назначения объекта, использующего сжиженный газ, имеют значение состав газа и способ его испарения. К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) переходят в жидкое состояние. При снижении давления эти углеводородные жидкости испаряются и переходят в паровую фазу. Это позволяет перевозить и хранить сжиженные углеводороды с удобствами, характерными для жидкостей и контролировать, регулировать и сжигать газообразные углеводороды с удобствами для природных и других горючих газов. Для обеспечения условий безопасности при использовании сжиженных углеводородных газов, а также правильного обращения с этим топливом необходимо учитывать следующие основные особенности газообразных углеводородов, входящих в состав сжиженных газов. 1. При небольшом давлении они легко переходят в жидкое состояние, поэ-
тому их хранят, транспортируют, распределяют и используют под давлением собственных паров. Давление этих паров является функцией температуры окружающей атмосферы. 2. В газообразном состоянии они значительно тяжелее воздуха; их относительная плотность по отношению к воздуху находится в пределах 1. 5 – 2. 1, что должно предопределить многие приёмы безопасной эксплуатации систем газоснабжения с помощью сжиженных газов различного назначения. Плотность сжиженных газов по отношению к воде составляет 0. 51 – 0. 58 г/см 3, т. е. они почти в два раза легче воды. . 3. Скрытая теплота парообразования весьма незначительна (примерно 116 к. Вт/кг), поэтому расход тепла на испарение сжиженных газов составляет около 0. 7 % потенциально содержащейся в них тепловой энергии. 4. Вязкость очень мала, что облегчает транспортировку газа по трубопроводам, но благоприятствует утечкам (чему, в свою очередь, способствует повышенное давление паров). 5. Низки пределы воспламенения (взрываемости) в воздухе. Разница между низким и верхним пределами взрываемости незначительна, следовательно, при сжигании газов допускается применение высокого отношения воздух – сжиженный газ. 6. Диффузия газов в атмосферу осуществляется медленно, в особенности при отсутствии ветра. Только при большой скорости ветра смешение паров сжиженных газов и воздуха ускоряется.
7. Открытое пламя зажигает газовоздушную смесь в пределах нижней и высшей границ взрываемости. 8. Они обладают невысокими температурами воспламенения относительно большинства других горючих газов. 9. Газовоздушная смесь может быть доведена до концентрации ниже границы взрываемости при условии смешения этой смеси со значительными объёмами азота, двуокиси углерода или водяного пара. 10. Значительные объёмы воды, распыляемые в газовоздушную смесь, снижают возможность зажигания газовоздушной смеси. 11. Давление паров сжиженных газов значительно выше давления паров бензина. Поэтому сжиженные газы должны храниться в закрытых резервуарах под давлением, оборудованных устройствами, обеспечивающими безопасность эксплуатации. 12. При хранении сжиженных газов в открытых резервуарах газы испаряются, образуя с воздухом взрывоопасную смесь даже при условии, если температура воздуха несколько ниже температуры кипения жидкости, т. е. при температурах значительно ниже 0 ºС. 13. При ускоренном отборе паров сжиженных газов из резервуаров температура жидкости снижается , уменьшается также давление паров в резервуаре. Ускоренный отбор жидкости не снижает давление в резервуаре. 14. Коэффициент объёмного расширения сжиженных газов очень велик. При повышении наружной температуры жидкость значительно расширяется в резер-
вуарах. Поэтому при заполнении резервуаров сжиженными газами сохраняют свободное пространство (примерно 15 % вместимости резервуара). Категорически запрещается заполнять полностью резервуары. Система регулировки степени наполнения резервуаров должна быть такой, чтобы можно было контролировать степень их заполнения или определять наливную массу сжиженных газов. 15. При контакте со сжиженными газами во время их откачки или закачки в резервуары в результате ускоренной абсорбции тепла жидкости при её испарении в открытом пространстве возможно обмораживание рук. 16. Возможно образование конденсата при снижении температуры до точки росы или при повышении давления. 17. Сжиженные газы являются хорошими растворителями нефтепродуктов и резины. В связи с этим в распределительных системах сжиженных газов должны применяться специальные смазки для устранения утечек газа и заменители резины, стойкие против их растворения сжиженными газами. 18. В нормальном состоянии сжиженные газы неядовиты и не обладают запахом. Их содержание в воздухе более 30 % (чего на практике не бывает) вызывает некоторую потерю чувствительности у человека. Основные сведения о сжиженных углеводородных газах В зависимости от содержания основного компонента марки сжиженных газов в соответствии ГОСТ 20448— 90 приняты следующие: ПТ – пропан технический (сумма пропана и пропилена, не менее 75%) , СПБТ – смесь пропана и бутана технических (сумма бутанов и бутиленов не бо-
лее 60 %), БТ – бутан технический (сумма бутанов и бутиленов не менее 60%). Сжиженные углеводородные газы пожаро- и взрывоопасны, малотоксичны, имеют специфический характерный запах. Сжиженные газы образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2, 1 до 9, 5%, нормального бутана от 1, 5 до 8, 5% (по объему) при атмосферном давлении и температуре 15 -20 °С. Температура самовоспламенения пропана в воздухе при давлении 0, 1 МПа составляет 466 °С, нормального бутана - 405 °С, изобутана 462 °С. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (в пересчете на углерод) предельных углеводородов (пропана, нормального бутана) - 300 мг/м 3, непредельных углеводородов (пропилен, бутилен) - 100 мг/м 3. Все производственные помещения должны быть оборудованы приточновытяжной вентиляцией, обеспечивающей десятикратный воздухообмен в 1 ч и чистоту воздуха рабочей зоны производственных помещений. В помещениях производства, хранения и перекачивания сжиженных углеводородных газов запрещается обращение с открытым огнем, искусственное освещение должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении, все работы следует проводить инструментами, не дающими при ударе искру. Основными требованиями, обеспечивающими сохранение природной среды, является максимальная герметизация емкостей, коммуникаций, насосных агрегатов и другого оборудования, строгое соблюдение технологического режима. В производственных помещениях и на открытых площадках должен
быть периодический контроль содержания углеводородов в воздухе рабочей зоны. Для анализа используют газоанализаторы. Для различных систем газоснабжения сжиженным углеводородным газом используются различные марки сжиженного газа в разное время года, т. е. зимой – летом. Основные компоненты сжиженных углеводородных газов. Этан С 2 Н 6 - газ, по плотности близкий к воздуху. Входит в состав сжиженных газов в незначительном количестве. Самая главная причина ограничения его содержания в том, что при температуре 45 ºС этан не может находиться в сжиженном состоянии. При 30 °С упругость его насыщенных паров достигает 4. 8 МПа, тогда как стальные сварные баллоны для сжиженных газов выпускаются на рабочее давление до 1. 6, а подземные резервуары - до 1. 0 МПа. В то же время незначительное количество этана в пропан-бутановой смеси повышает общее давление насыщенных паров газовой смеси, что обеспечивает в зимнее время избыточное давление, необходимое для нормального газоснабжения потребителей. Пропан С 3 Н 8 - тяжелый газ (плотность по воздуху 1. 52). Технический пропан является основной составляющей сжиженных газов. С учетом оптимальной упругости насыщенных паров ГОСТ предусматривает содержание пропана и пропилена в СПБТ (зимой) не менее 75% (по массе), а в СПБТ (летом) и БТ - не нормируется. На территории России с учетом разнообразия климатических зон максимальная расчетная температура применения сжиженных газов
принимается 45 ºС. Этой температуре соответствует упругость насыщенных паров пропана 1, 6 МПа. Упругость паров пропана при -35 °С составляет 0, 14 МПа, что является необходимым давлением, при котором регулятор давления обеспечивает минимально допустимую производительность. Следовательно, пропан (как сжиженный газ) в качестве топлива можно использовать без регазификации при температуре до -30 °С. Пары технического пропана при температуре ниже -42 °С в газопроводе низкого давления начинают нденсироваться и газоснабжение может прекратиться. Бутан С 4 Н 10 - газ, имеющий два изомера (плотность по воздуху 2, 06 -2, 09), т. е. разновидности с одинаковой химической формулой и, следовательно, с одинаковой молекулярной массой, но различающиеся расположением атомов в молекуле. Бутан и его изомеры являются тяжелокипящими жидкостями. Пары технического бутана начинают конденсироваться при -0, 5 °С. Это не даёт возможности использовать бутан в зимний период с температурой наружного воздуха ниже 5 °С в баллонах, установленных внутри помещения. В соответствии с требованиями ГОСТ сумма бутанов и бутиленов в СПБТ (зимой) не нормируется, в СПБТ (летом) - не более 60 и в БТ — не менее 60% (по массе). Пентан С 5 Н 12 - тяжелый газ (плотность по воздуху 2, 49). В состав топливного газа входят технический бутан и смесь пропана и бутана. С 5 Н 12 в большинстве случаев находится в жидком остатке, при 20 °С его не должно быть больше в СПБТ (зимой) -1 об. %, а в СПБТ (летом) и БТ - 2 об. %. Пентан резко снижает упругость паров и повышает точку росы. Температура конденса-
ции пентана около 3 °С. В связи с этим на газопроводах от установок, оборудованных испарителями, необходимо устанавливать конденсатосборники, конструкция которых обязана обеспечивать удаление тяжелых сконденсировавшихся фракций.
Скачать презентацию Лекция 1 3 Требования предъявляемые к сжиженным углеводородным
Презентация 27.ppt