виды и применение в промышленности

Рядовой обыватель ассоциирует сочетание СУГ с газом, к примеру пропан-бутаном. И считает, что его используют для газификации коммерческих индивидуальных объектов. Но каждый специалист скажет, что сжиженный углеводородный газ включает в себя целую линейку различного топлива на углеводородной основе: пропан, бутан, изобутан, этилен и разнообразные соединения.В госдокументах и стандартах есть понятие СУГ, к которому относится как сжиженный нефтяной газ (СНГ), так и сжиженный природный газ (СПГ). Но в ближайшем будущем все стандарты хранения и использования природного газа выйдут в отдельный документ.

СУГ — что означает аббревиатура

Аббревиатура «СУГ» расшифровывается как «сжиженный углеводородный газ». Ошибочно его путают с природным газом, добываемым из земли. Но данный вид топлива получают за счет трансформирования СУГ сырья, которое набирают в местах добычи нефти и предприятиях по переработке и обработке нефти.

Виды сжиженных газов

Порядок обработки этого вида топлива называется «сжижением газа». Это достаточно сложный пошаговый переход из газа в жидкое агрегатное состояние. Изменение происходит за счет увеличения давления и/или снижения температуры. При этом газ конденсируется и охлаждается. На любом шаге объем сжатия составляет от  5 до 13 раз, как следствие происходит уменьшение в шестьсот раз. СУГ — пропан и бутан – остаточный нефтепродукт при переработке чистой нефти. Это процесс, в ходе которого нефть нагревают до закипания, вследствие чего она раскладывается на легкие и тяжелые вещества. В свою очередь тяжелые оседают и образуют масло и мазут, а легкие вещества перегоняются в бензин и керосин. В результате «кипения» нефтепродукта на стенках баллонов-конденсаторов образуются пары, а непосредственно газы собирают по отдельности. Эти газы — пропан и бутан, иначе СУГ. Пропан и бутан дополняют друг друга поэтому их используют вместе:

• пропан устойчив к экстремально низким показаниям температуры, но опасен в местах с высокими температурами воздуха
• бутан теряет свойства в холодном климате, но результативен и безопасен при нагревании

Бутан превращается в жидкость при температуре воздуха 20 oС.  и давлении 1,6 Мпа. А его точка закипания составляет -1 градус Цельсия, за счет чего при сильном понижении температуры он сохранит жидкое состояние, также и при открытом вентиле баллона.Температура кипения пропана равна -42 oС, по этой причине при экстремально пониженных температурах он способен перейти в состояние газа.Метан трансформируется в жидкость при показаниях до минус 160 оС, поэтому его редко используют в быту, но он незаменим при транспортировке газа на дальние расстояния. Характерная особенность всех углеводородных газов СУГ — способность к расширению.

В наполненном пятидесятилитровом баллоне содержится 21 килограмм жидкого пропана-бутана. При полном испарении этого СУГ образуется 11 кубометров газообразного вещества, что соизмеримо 240 Мкал.Многие параметры СУГ схожи, большое различие лишь в точке кипения.

Характеристики пропана

• Удельная теплота сгорания 48 Дж/кг
• Градус кипения  -42 С
• Градус замерзания -188С
• Градус кипения +97С
• Критическое давление 4,3 мПа
• Характеристики бутана
• Удельная теплота сгорания 45,8 Дж/кг
• Температура кипения -1С
• Температура замерзания -138С
• Температура кипения  +152С
• Максимальное давление — мПа 4,3 3,8

Именно при смешивании всех полезных свойств, получается качественная смесь топлива для автотранспорта в любое время года. % добавления газа зависит от климата, в котором его будут применять:

• Регионам с теплым или умеренным климатом поставляют «обычную смесь», где содержится максимум 60% бутана.
• В районах севера «зимний» вариант, где имеется 75% метана.

Пропан считают достаточно ценным СУГ за счет его «противоморозных» качеств. Для оборудования, которое работает в умеренной температуре, производя смесь с добавлением большого количества бутана. Тем самым реализуют газ и избавляются от остатков. Требования качества к углеводородному автомобильному топливу, полные описания свойств СУГ — бутана, пропана и метана – составных частей топливных газов – указаны в государственном стандарте No 27578-2018.

Где используется сжиженный газ

В целом СУГ используется в разных отраслях промышленности. Самое известное применение – в качестве топлива в сфере автотранспорта, как аналог бензину и дизелю. При заправке автомобилей на азс часто применяют смесь пропан и бутана, так как её стоимость на заправочных станциях почти в 2 раза ниже бензина, а расход лишь немного превышает жидкое топливо в расчёте на один и тот же пробег. Данный вид топлива гораздо выгоднее и безопаснее, а также не наносит ущерба экологии при сгорании. Еще смесь очень полезна в переносных газовых установках, при огневых работах. Но есть и менее известные места применения углеводородного газа:

• расплавка битума для дорожных или кровельных работ;
• обработка металла;
• в газогенераторах, работающих на электричестве;
• в тепловых установок как топливо;
• для обогрева офисов или зданий складского назначения;
• термообработка продуктов;
• сырье для изготовления полипропилена и растворителей;
• добавка к пище Е944.

СУГ из смеси изобутана и осушенного пропана используют как хладагент при заправке криогенной установки и классического холодильника.

Подходит ли СУГ для автомобилей

Пропан и пропан-бутан применяют для бензинового двигателя внутреннего сгорания. При переходе с бензина на газ, двигатель не нужно переконструировать, лишь добавить набор газобаллонного оборудования (ГБО), а подача топлива будет отличаться значительно. Нормативы установки и применения газообразного топлива для авто регулируется в государственном стандарте 27578-2018.Самопроизвольный взрыв пропана и бутана исключен, так как смесь работает стабильно. Современные ГО стандарта Евро−4 имеют несколько ступеней защиты:

• баллон наполняется максимально на 80% исключает появления избыточного давления;
• клапан контролирует сброс давления, если «поплавок» не среагировал;
• специальное отсечное устройство останавливает поставку газа при обрыве трубопровода;
• пожарный клапан помогает избежать взрыва баллона за счет сбрасывания давления при нагревании;
• ручной вентиль принудительного перекрытия подачи;
• «катушка» закрывает подачу после отключения двигателя

Вернуться к списку

Сжиженный газ и СУГ: что такое, технология, сферы применения

Просмотров: 1 171

09.01.2023 12:44

Сжиженные газы (природный и углеводородный) широко используются в качестве топлива для бытовых и промышленных нужд. Рассмотрим их особенности, свойства, достоинства и сферы применения.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ)

СУГ — это углеводородные смеси на основе бутана и пропана, находящиеся в газообразном состоянии при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха не менее 0 °C. В случае небольшого снижения температуры или повышения давления они превращаются в жидкость.

Особенности производства СУГ

Сжиженный углеводородный газ получают как сопутствующее вещество в ходе добычи нефти или при ее переработке на предприятии. Хотя современные технологии позволяют отделять друг от друга летучие фракции, обычно этим не занимаются.

Достоинства и недостатки

Продукт, включающий в себя пропан, бутан и изобутан, применяется в качестве сжиженного топлива. По отдельности эти газы не могут служить горючим: первый при температуре выше 0 °C становится взрывоопасным, а другие сжижаются даже при небольшом похолодании.

Смесь СУГ избавлена от этих недостатков. К ее плюсам следует отнести:

• возможность хранения в жидком виде при давлении не более 1,6 МПа и в температурном диапазоне -40…+45 °C;
• удобство хранения и транспортировки;
• устойчивость параметров — по сравнению с бензином и дизтопливом характеристики СУГ дольше остаются неизменными;
• высокое октановое число (90–110), которое зависит от процентного соотношения компонентов смеси;
• экономичность — при сопоставимом расходе цена такого горючего почти в 2 раза ниже по сравнению с бензином и соляркой;
• экологическая чистота — СУГ лучше сгорает, выделяя при этом меньшее количество вредных веществ.

Есть у СУГ и свои минусы, к которым относятся:

• переменность состава. На соотношение компонентов в газовой смеси влияет место добычи нефти, а также особенности производства. От этого зависят химические и физические характеристики смеси, что должно учитываться при эксплуатации;
• плотность. Она почти в два раза выше, чем у воздуха, из-за чего при утечке СУГ скапливается в нижней части зданий — на первом этаже и в подвалах. В результате возникает взрывоопасная ситуация, а люди или животные, находящиеся в этих местах, могут быть отравлены;
• прямая зависимость давления в емкостях для транспортировки и хранения газов от внешней температуры. Под воздействием солнечных лучей или в жарком климате повышается взрывоопасность смеси.

Особенностью сжиженных углеводородных газов является отсутствие запаха, что создает трудности при обнаружении утечек. Для решения проблемы в состав добавляется этилмеркаптан (этантиол). Это жидкое вещество отличается резким запахом сероводорода, что позволяет быстрее обнаружить разгерметизацию системы.

Транспортировка СУГ

С нефтеперерабатывающих предприятий закачанный в железнодорожные цистерны СУГ отправляется на газонаполнительные станции. Там углеводородной смесью заполняют специальные баллоны, в которых она хранится и передается потребителям.

Внутри цистерн (баллонов, резервуаров) СУГ находится одновременно в жидком и парообразном агрегатном состоянии. Собственные пары газа, скапливающиеся вверху емкости, обеспечивают давление, необходимое для поддержания основной части углеводородов в жидком состоянии.

Это позволяет снабжать коммунальные хозяйства, промышленные предприятия и рядовых потребителей большим количеством топлива. Дело в том, что сжиженные углеводороды занимают намного меньший объем, что удобно для хранения и транспортировки. При распределении по проводным магистралям и использовании (сжигании) смесь находится в газообразном состоянии.

Области применения

Высокая экологичность при сгорании, относительно небольшие расходы на изготовление и переработку — благодаря этим качествам сжиженный углеводородный газ широко применяется в различных производственных и хозяйственных сферах. Его используют как источник тепла в отопительных системах, как топливо для автомобильной и специальной техники, а также в качестве сырья при изготовлении аэрозолей.

В промышленных отраслях СУГ (пропан-бутан и изобутан) используется как горючее и сырье. В строительстве сжиженная смесь применяется для газовой сварки и переработки металлов.

СУГ широко используется крупными торговыми и складскими предприятиями. Пропан-бутановой смесью заправляют инфракрасные излучатели (обогреватели). Отсутствие запаха и экологическая чистота — достоинства, благодаря которым этому газу отдают предпочтение при заправке автопогрузочной техники, работающей в пищевой промышленности, а также на складах, где хранятся продукты.

Сжиженный углеводородный газ пользуется популярностью в качестве топлива для автомобилей, успешно конкурируя с традиционным горючим — бензином и соляркой. Решающую роль в этом случае играет более низкая цена СУГ.

Сжиженный природный газ (СПГ)

СПГ — это смесь природных газов, основой которой является метан (75…99 %). Вещество превращается в жидкость способом конденсации под воздействием криогенной температуры.

Основные характеристики СПГ

В условиях атмосферного давления конденсация природного газа происходит при температуре -161,5 °C. При сжижении СПГ его объем уменьшается приблизительно в 600 раз. В этом агрегатном состоянии природный газ не имеет цвета и запаха, а его плотность по сравнению с водой в 2 раза ниже. Он не горит, не обладает химической агрессивностью и токсичностью. Жидкое вещество закипает при температуре -158…-163 °C.

Технология производства

Процесс превращения газа в жидкость происходит поэтапно. На каждой стадии производится сжатие с кратным уменьшением объема (от 5 до 12 раз), охлаждением и переходом на следующую ступень. Окончательное сжижение происходит при понижении температуры на последнем этапе. Процесс требует больших затрат энергии — до 25 % от ее общего количества, содержащегося в веществе.

Современная промышленность использует следующие технологии производства СПГ:

• компримирование — конденсация под воздействием постоянного давления;
• рефрижераторный процесс в сочетании с дросселированием, обеспечивающий охлаждение с резким расширением вещества.

Для успешного сжижения газа важны качество теплоизоляционных материалов и эффективная работа теплообменного оборудования.

Порядок транспортировки

Транспортировка СПГ включает следующие этапы:

• морской переход танкера со сжиженным газом;
• перевозка специальным автотранспортом;
• доставка к месту регазификации с помощью железнодорожных цистерн;
• перевод вещества в газообразное состояние.

После регазификации осуществляется доставка до конечных потребителей по газопроводным магистралям.

Сферы применения

Сжиженный природный газ используется в качестве топлива:

• легковыми, грузовыми и пассажирскими автомобилями;
• железнодорожным и водным транспортом;
• энергетическими установками на предприятиях и отдельных объектах;
• населением для хозяйственных и бытовых нужд.

В зависимости от стоящих задач сжиженный природный газ задействуют в качестве источника электрической или тепловой энергии, а также холода, который может быть использован в хозяйственных целях.

Достоинства СПГ

По сравнению с традиционными видами горючего СПГ имеет определенные плюсы энергетического, экологического, а также коммерческого плана. Это проявляется при использовании сжиженного природного газа в качестве топлива как для газовых моторов, так и для энергоустановок.

СПГ отличается:

• увеличенными показателями минимальной массовой теплоты сгорания и коэффициентом полезного действия оборудования;
• относительно низкой стоимостью, что позволяет экономить на топливных расходах;
• высокой чистотой, которая способствует увеличению эксплуатационного ресурса оборудования.

Сжиженный природный газ используется в качестве топлива для котельных вместо традиционного мазута. Его применение позволяет снизить энергозатраты, поскольку СПГ не требует разогрева и рециркуляции. Газовое топливо по сравнению с углеводородным меньше изнашивает оборудование, поскольку не способствует коррозии. Наконец, использование СПГ упрощает уход за системой, поскольку не приходится часто очищать камеры сгорания, дымовые трубы и горелки.

Расшифровка воздействия RIN на нефтепереработку в США

Летом 2016 года цены на кредиты на биотопливо в США (RIN) достигли уровня около 1,00 доллара за галлон (приложение 1). Для
нефтеперерабатывающим предприятиям это привело к дополнительным операционным затратам в размере 3–4 долл. США за баррель переработанной нефти. Для
для более крупных нефтеперерабатывающих заводов это приводит к дополнительным затратам в сотни миллионов долларов. Например,
Valero Energy прогнозирует, что ежегодные расходы на RIN в 2016 году могут составить 850 миллионов долларов.

Это вызывает опасения, что стоимость RIN, добавленная к и без того худшему году для перерабатывающей маржи в целом, может подвергнуть некоторые нефтеперерабатывающие активы риску остановки.

Волатильность на рынке RIN не нова. В 2013 году также наблюдался резкий скачок цен на RIN и обеспокоенность
о влиянии на прибыльность нефтеперерабатывающих заводов. И даже в более умеренный год, такой как 2015, цены
резко возрастут в летние месяцы с высоким спросом на бензин. Так что же рыночные тенденции вызывают
эти высокие значения?

Значения RIN отражают нехватку рынка

Неудивительно, что цены RIN имеют тенденцию к росту в летние месяцы, когда спрос на бензин и
производство находится на пике. Спрос на RIN основан на поставках бензина и дизельного топлива в
рынок (от переработчиков и импортеров), пик которого приходится на летние месяцы. Однако в 2016 г.
были и другие факторы спроса и предложения.

Что касается спроса, то уровень требований RIN для промышленности был повышен США.
Агентство по охране окружающей среды (EPA). В мае EPA опубликовало правила соответствия на 2017 год.
повышение требований к RIN для обычного этанола более чем на 3 процента по сравнению с 2016 годом.
реально доступны на рынке. RIN можно хранить в банке для использования в течение года после того, как они
произведено, поэтому текущее производство RIN не является четким показателем объема, доступного в
данный год. Кроме того, RIN могут принадлежать и продаваться неотраслевыми игроками, и нет
система для отслеживания, кто держит RIN в определенный момент времени, открывая дверь для трейдеров, чтобы держать RIN в
надежды на ужесточение рынка. Наконец, было несколько заметных случаев мошенничества, которые
оставил некоторых переработчиков, которые думали, что они приобрели RIN, необходимые для соблюдения их требований
обязательство внезапно не хватает RIN и вынуждены вернуться на рынок, чтобы приобрести больше.

Это не означает, что рынок не может реагировать. Имеются явные доказательства того, что рынок
создание дополнительных RIN из более дорогостоящих источников. Это включает в себя производство RIN для биодизеля.
который, хотя и дорог в производстве, может быть использован для удовлетворения обязательств по производству возобновляемого этанола, а также
обязательство по биодизелю.

Топливные смеси с более высоким содержанием этанола (например, E85) также добавляются к поставкам. На самом деле чем выше
стоимость RIN, по-видимому, больше, чем покрывает скидку на топливо, которую могут предложить смесители.
потребителей, чтобы побудить их использовать это топливо с более низким содержанием энергии. Это должно стать стимулом для
большее смешивание E85 и, с конкуренцией, более низкие затраты на RIN. Однако ограниченное количество E85
маркетологи могут быть препятствием. Без конкуренции на заправке маркетологи могут предпочесть продолжать получать высокую прибыль от уже проданных объемов, а не увеличивать объем, передавая часть этой прибыли потребителям в виде более низких цен.

Получается, что переработчики должны иметь возможность приобретать необходимые им RIN, но по более низкой цене.
высокая стоимость. Степень, в которой это действительно вредит прибыльности, зависит от того, насколько эта более высокая
стоимость проходит через более высокие цены на продукт.

Стоимость РИН проходит, но на сколько?

Обязательство RIN фактически является дополнительными переменными денежными затратами, с которыми сталкиваются нефтеперерабатывающие заводы при производстве
бензин или дизельное топливо для внутреннего рынка. Таким образом, рыночная экономика предполагает, что
когда эта стоимость растет, цены на бензин и дизельное топливо также растут, что, по сути, удерживает нефтеперерабатывающие заводы.
в целом и перенос экономического воздействия на потребителей.

К сожалению, количество данных для проверки такого поведения рынка ограничено. Для самых важных
продукт — бензин, нет четких рыночных цен, доступных для измерения, если на самом деле более высокие затраты RIN
проходят через более высокие внутренние цены на бензин по сравнению, скажем, с экспортными сортами бензина, которые
не подвергаются воздействию RIN.

Однако это не значит, что доказательств нет. Для дизельных рынков есть немного больше
прозрачность. На побережье Мексиканского залива теперь доступны цены на ULSD как для внутреннего
водный и экспортный (также водный) рынок, при этом основная разница в котировках заключается в
воздействие RIN. Сравнение надбавки внутренней котировки к экспортной котировке показывает
дифференциал, величина и изменчивость которого, по-видимому, довольно близко отслеживают стоимость соблюдения
по ценам РИН.

Аналогичным образом котировки на ULSD, продаваемые на внутреннем рынке, по сравнению с продаваемым по трубопроводу теплоснабжением с низким содержанием серы.
масло, та же история. В качестве внедорожного топлива мазут не имеет обязательств RIN, даже
хотя по составу он очень похож на ULSD. Несмотря на изменчивость, этот дифференциал также, по-видимому, отслеживает
движение цен RIN.

Так насколько же тогда уязвимы переработчики? Несмотря на то, что есть доказательства прохождения, это все еще возможно.
что это компенсирует лишь часть затрат нефтепереработчиков. Дизельные спреды в среднем, кажется, совпадают с
более 90 процентов переноса затрат (Приложение 2). Но опять же, нет данных, с помощью которых можно было бы оценить влияние
по ценам на бензин. Кроме того, даже если существует высокая степень переноса затрат, нефтеперерабатывающие заводы по-прежнему
подвержены временному риску, если они не приобретут RIN в момент принятия обязательства.

Расшифровка этикеток о пищевых продуктах – звук

Этикетки о пищевых продуктах отчасти вводят в заблуждение. Каждый бренд стремится найти способы, чтобы вы могли потратить на них свои доллары, поэтому иногда границы становятся немного размытыми, когда дело доходит до изложения фактов. Такие термины, как «несладкий» и «без добавления сахара», не означают, что там нет натурального сахара — это не значит, что он не содержит сахара. Например, OJ может сказать «без добавления сахара», но в апельсиновом соке есть тонны натурального сахара, который все равно значительно поднимет уровень сахара в крови. С другой стороны, без сахара не означает без подсластителей; может быть, внутри нет сахара, но вполне может быть натуральный или искусственный подсластитель, такой как сукралоза, скрытый в списке ингредиентов

Наш штатный зарегистрированный диетолог / специалист по комплексному питанию, Лорен, сегодня взяла на себя руководство нашим блогом, чтобы помочь вам сделать чтение этикеток с пищевыми продуктами немного менее запутанным, помогая вам выбирать продукты, которые вам нужны. Мы часто сосредотачиваемся на продуктах питания, когда дело доходит до чтения этикеток, но напитки тоже важны — посмотрите это видео, которое Лорен сняла, чтобы все стало более понятным 🥰

Будьте детективом . Сахар имеет много кодовых названий: патока, коричневый сахар, различные виды сиропа, агава, фруктовый сок, сахароза, список можно продолжать и продолжать. Итак, как потребители, мы вынуждены провести небольшую детективную работу и не ограничиваться простым поиском слова «сахар» в списке ингредиентов. Особенно, если форма сахара указана в качестве одного из первых 3-5 ингредиентов на этикетке, скорее всего, лучше держаться подальше. Ингредиенты, перечисленные первыми, являются самыми тяжелыми в этом продукте, поэтому, если, скажем, сироп из коричневого риса (как показано ниже) указан в качестве первого ингредиента, довольно много в этом продукте является сахаром, поэтому я бы посоветовал выбрать другой вариант.

А как насчет «без сахара»? Часто эти варианты «без сахара» включают заменитель сахара. Это не обязательно все плохо, но, вероятно, лучше не переусердствовать с ними. Некоторые могут даже вызывать довольно значительный дискомфорт в желудочно-кишечном тракте (например, газы/вздутие живота).

Вердикт Лорен : Если одним из первых ингредиентов является сахар, пропустите его. Избегайте сахарных спиртов (например, сорбита), если вы склонны к газообразованию и вздутию живота. Натуральные подсластители, такие как стевия, монах и аллюлоза, могут быть в порядке здесь и там. Ищете примеры из жизни? Ниже приведены некоторые из моих любимых закусок!

Расшифруйте «общее количество углеводов» . Раздел об углеводах на этикетке с пищевой ценностью сам по себе является загадкой. Раздел углеводов состоит из двух подразделов: клетчатки и сахара. Часто мы как потребители смотрим на сахар, и если он довольно низкий, мы говорим: «Готово!» но история немного сложнее, чем это. Чтобы по-настоящему понять, сколько углеводов составляет сахар, вы должны взять общее количество углеводов, вычесть клетчатку, и это число будет эквивалентно количеству сахара, которое ваше тело собирается расщепить.

Таким образом, используя приведенный здесь пример, 45 — 6 = 39 г. Это общее количество углеводов, которое ваше тело будет переваривать в виде сахара (не 6 г). Это эквивалентно примерно 2,5 ломтикам обычного нарезанного хлеба.

Вердикт Лорен : В хлебобулочных изделиях я обычно рекомендую клиентам искать не менее 2-3 г клетчатки на порцию и менее 8 г сахара на порцию, помня о том, насколько велико это общее количество углеводов. Включение белков, клетчатки и/или жиров в пищу поможет замедлить скачок сахара в крови, который происходит, когда вы едите только углеводы.



Любимые обмены Лорен :

Бар : Батончики почти всегда содержат сахар или заменители сахара. Мне нравится возможность делать свои собственные, или, если вы в крайнем случае, Elemental Superfoods — хороший выбор.

Йогурт : Ароматизированный йогурт – это еще один продукт, который почти всегда содержит добавленный сахар, поэтому я обычно рекомендую искать продукты с содержанием сахара менее 10 г на порцию.