ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАРОВОЙ ФАЗЫ СУГ

Паровая фаза сжиженного углеводородного газа (СУГ) применяется в качестве топлива в основном на коммунально-бытовых объектах. В жилых домах из баллонов или резервуаров сжиженный углеводородный газ подается по газопроводам в газоиспользующее оборудование. Другое применение СУГ — промышленное: для газовой резки металлов, кровельных работ, сушки материалов и т. п.

Среди физико-химических свойств, которые во многом определяют практические требования к использованию паровой фазы СУГ, можно выделить следующие:

• плотность;

• низкая температура самовоспламенения;

• высокая теплота сгорания;

• нетоксичность.

Плотность СУГ

Ранее в статье про свойства природного газа было сказано, что он легче воздуха, и это положительно влияет на безопасность его использования. Со сжиженными углеводородными газами дело обстоит иначе. Плотность пропана составляет 2,019 кг/м³, бутана — 2,703 кг/м³. Смесь этих двух веществ — сжиженный углеводородный газ, тяжелее воздуха, плотность которого составляет 1,29 кг/м³.

В отличие от природного газа, СУГ плохо проветривается. При утечках сжиженный газ скапливается в нижней части помещения, резервуара, проникает в подвалы, погреба, колодцы коммуникаций. Это свойство учитывается в различных нормативных документах, определяющих порядок проектирования, строительства и эксплуатации объектов СУГ.

Датчики, контролирующие загазованность помещений сжиженным углеводородным газом, устанавливают внизу, на высоте 0,15–0,25 м от пола. В этом случае прибор находится в месте возможной максимальной концентрации СУГ.

По этой же причине не допускается установка баллонов СУГ в подвальных и цокольных помещениях и чердаках. Также нельзя размещать баллоны над цокольными и подвальными помещениями.

Вытяжка из производственных помещений, в которых обращаются СУГ, должна быть из нижней и верхней зон помещения, при этом из нижней зоны необходимо забирать не менее 2/3 объема удаляемого воздуха. Проемы систем общеобменной вытяжной вентиляции должны быть оборудованы на уровне 0,3 м от пола.

На колодцах инженерных сетей (водопровод, канализация и т. п.), располагаемых в зоне радиусом до 50 м от сооружений газонаполнительных станций с взрывоопасными зонами класса В-Iг, используют по две крышки. Пространство между крышками уплотняют материалом, исключающим проникновение газа в колодцы в случае его утечки.

При эксплуатации перед освидетельствованием резервуара СУГ проводят его дегазацию. Качество проверяют анализом проб воздуха, отобранного из нижней части сосуда.

Одоризация СУГ

Рис. 1. Молекула этилмеркаптана 

Сжиженный углеводородный газ бесцветен и практически не имеет собственного запаха. При утечке в помещении может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь, которая не обнаруживается человеком органолептическими методами, по запаху. Для придания СУГ запаха используют метилмеркаптан СН₃SН и этилмеркаптан С₂Н₅SН (рис. 1). При изготовлении их добавляют в количестве 42–90 граммов на тонну жидкого газа. Запах СУГ должен отчетливо ощущаться при наличии в воздухе 0,3 % от объема газовоздушной смеси.

Исключение составляют сжиженные углеводородные газы, в составе которых содержится меркаптановая сера в количестве более 0,002 %. Такие газы можно не одорировать. Интересно, что здесь все дело в сере. Именно меркаптаны придают отвратительный запах секрету скунса — небольшого зверька, проживающего в Северной Америке. А метилмеркаптан образуется при гниении белков, содержащих серу. Поэтому так неприятен запах гниющего мяса.

Температура самовоспламенения СУГ

В соответствии с пунктом 6.2 ГОСТ 20448-2018 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия» при атмосферном давлении температура самовоспламенения пропана составляет 470 °С, бутана — 372 °С. Воспламенение (вспышка) СУГ может произойти от нагретых, но еще не светящихся предметов, то есть без наличия открытого огня.

Теплота сгорания СУГ

Низшая теплота сгорания пропана составляет 93,18 МДж/м³, бутана — 123,57 МДж/м³. Теплота сгорания СУГ, который представляет собой смесь пропана и бутана, зависит от процентного содержания компонентов. Чем больше содержание бутана, тем больше тепла выделяется при сгорании СУГ. В сравнении с другими горючими газами, сжиженные углеводородные газы являются более высококалорийным видом топлива. Теплота сгорания СУГ выше, чем у природного газа, примерно в 3 раза.

Нетоксичность СУГ

СУГ не ядовит, но оказывает слабое наркотическое действие из-за содержащегося в нем пропилена и бутилена. Признаками наркотического действия являются недомогание и головокружение, затем наступает состояние опьянения, сопровождаемое беспричинной веселостью, возможна потеря сознания. Пары сжиженных углеводородных газов при вдыхании быстро накапливаются в организме и столь же быстро выводятся через легкие, в организме человека не накапливаются. В соответствии с пунктом 6.7 ГОСТ 20448-2018 при концентрациях, незначительно превышающих ПДК сжиженных газов, применяют промышленные фильтрующие противогазы с фильтрующей коробкой. При высоких концентрациях и работе в закрытых емкостях, сосудах, колодцах и т. д. — изолирующие противогазы.

Опасные свойства СУГ

Опасные свойства СУГ аналогичны опасным свойствам природного газа, описанным ранее. Заполняя замкнутые объемы, он оказывает удушающее действие, в сравнении с природным газом намного труднее вентилируется. В атмосфере с небольшим содержанием СУГ человек испытывает кислородное голодание, при значительных концентрациях может погибнуть от удушья.

При использовании сжиженных углеводородных газов взрывы и пожары происходят как по причине выброса из баллона жидкой фазы, так и по причине утечки паровой фазы СУГ из газопроводов и оборудования. Паровая фаза СУГ в смеси с воздухом взрывопожароопасна. В соответствии с пунктом 6.2 ГОСТ 20448-2018 концентрационные пределы распространения пламени в воздухе для пропана: нижний — 1,7 %, верхний — 10,9 %; для бутана: нижний — 1,4 %, верхний — 9,3 %; для изобутана: нижний — 1,3 %, верхний — 9,8 %. Так как СУГ представляет собой смесь этих веществ, для практических целей принято, что пределы взрываемости этих газов составляют от 1,3 до 9,3 %.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что в сравнении с природным газом СУГ является более опасным веществом. У него ниже температура самовоспламенения, он скапливается и хуже проветривается. СУГ имеет нижний предел взрываемости 1,3 %, тогда как природный газ — 4,4 %, то есть при одинаковых объемах утечки вероятность воспламенения и взрыва СУГ выше.

В соответствии с пунктом 6.11 ГОСТ 20448-2018 при возгорании СУГ применяют следующие средства пожаротушения: газовые огнетушащие составы на основе инертных газов, порошковые составы, тонкораспыленную воду для охлаждения; при объемном тушении — углекислый газ.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

ОПАСНЫЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии. По подписке

читать полностью

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОССИИ

По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения. По подписке

читать полностью

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАМЕНИ

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

читать полностью

S-2166 (А018)
6125