Gaz skroplony, obecnie najczęściej spotykany jako paliwo silnikowe, jest mieszaniną propanu i butanu. W literaturze zagranicznej szeroko stosuje się dla niego oznaczenie LPG, będące skrótem angielskiej nazwy "Liquified Petroleum Gas". Stosowane u nas określenie: gaz skroplony, jest mało precyzyjne, gdyż nie wyjaśnia o jaki rodzaj gazu skroplonego chodzi. Mieszaninę propanu i butanu w temperaturze otoczenia, można przechowywać w stanie ciekłym pod stosunkowo niskim ciśnieniem od 0,2 do 0,1 MPa. Gaz ten odznacza się znaczną odpornością na spalanie stukowe, umożliwiającą stosowanie w silnikach spalinowych z zapłonem iskrowym wysokich stopni sprężania. Teoretycznie liczba oktanowa wynosi 90 - 110 jednostek, jest więc wyższa lub równa liczbie oktanowej stosowanych obecnie paliw benzynowych. Wartość opałowa skroplonej mieszaniny propanu-butan u (LPG) wynosi 46,1 MJ/kg przy gęstości 0,557 kg/dm3, podczas gdy benzyny 43,9 MJ/kg. Gaz skroplony uzyskuje się głównie jako produkt uboczny, podczas rafinacji ropy naftowej, w ilości około 2% przerobionej masy ropy. Produkuje się go również z gazu ziemnego. Gaz skroplony (LPG) znajduje bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, chemii jak i gospodarstwach domowych. Możliwe jest również jego zastosowanie do napędu pojazdów samochodowych różnych typów ( samochód osobowy, ciężarowy, autobus) jak i innych maszyn i urządzeń napędzanych silnikami spalinowymi. Bo przechowywania gazu ( LPG ) w samochodzie służą umieszczone w nim zbiorniki ciśnieniowe, spełniające rolę zbiornika paliwa. Przebiegowe zużycie paliwa w kg/100 km jest w przybliżeniu jednakowe dla gazu skroplonego (LPG) i dla benzyny, natomiast zużycie wyrażone w dm/lOO km jest dla gazu o około 10-15 % większe niż dla benzyny.
Nazywane potocznie gazem płynnym paliwo, stanowi skroploną mieszaninę gazów, której głównymi składnikami są dwa nasycone węglowodory alifatyczne:- propan C3H6,- butan C4H10, mogący występować w dwu różnych strukturach jako 1-butan lub N-butan.Oba składniki są otrzymywane w procesie przeróbki ropy naftowej, przy czym ich średni uzysk nie przekracza na ogół 2% masy przerobionego surowca. Oba węglowodory mają względnie niską temperaturę wrzenia, która dla propanu wynosi - 42,5°C, a dla butanu - 8°C. W wyższych temperaturach dają się one skroplić pod ciśnieniem rzędu 1,6 MPa (16 barów). Ciśnienie wymagane do skroplenia mieszaniny (prężność pary) jest określone przez właściwości składnika bardziej lotnego, tj, propanu i wynosi ono przy temperaturze 20°C około 0,8 MPa (8 barów). Jest więc to ciśnienie, pod którym omawiane paliwo gazowe LPG praktycznie jest magazynowane w zbiornikach samochodowych przy podanej przeciętnej temperaturze.Przy średnich temperaturach otoczenia ciśnienie mieszaniny gazu LPG nie przekracza 10 barów, a jedynie przy większej zawartości propanu w wysokich temperaturach otoczenia osiąga wartość nieco większą. Proporcje ilościowe obu składników w mieszaninie są różne w poszczególnych krajach. Przy stosowaniu LPG jako paliwa silnikowego w okresie zimowym jest istotny podwyższony udział propanu w celu zapewnienia możliwości właściwego odparowania gazu. Z tego względu np. w Kanadzie stosuje się czysty propan natomiast we Włoszech tylko 30 % propanu. Obowiązująca w Polsce norma PN-82C-9600 nie określa ściśle proporcji propanu i butanu w mieszaninie. Gęstość gazu, a więc i jego głównych składników jest zależna od temperatury i wynosi przeciętnie 0,55 kg/dm3. W tabeli wyszczególnione są wartości gęstości propanu i butanu w stanie płynnym i gazowym.
Składnik
Gęstość w stanie płynnymT=15°C(kg/dm3)
Gęstość w stanie lotnymT - 0°C; p. = 1 bar (kg/m3)
Propan
0,507
2,011
N-butan
0,585
2,708
I-butan
0,563
2,697
Z powyższej tabeli wynika, że gęstość omawianych gazów w stanie płynnym jest ponad 200 razy większa od gęstości w stanie lotnym. Wartość gęstości w stanie lotnym wskazuje, że gazy te są blisko dwa razy cięższe od powietrza. Z właściwości tej wynikają pewne zagrożenia bezpieczeństwa, gdyż gazy te w stanie uwolnionym pozostają przy powierzchni ziemi, a po zmieszaniu z powietrzem stanowią od 13,5 do 18% objętości.
CHARAKTERYSTYKA (bardziej szczegółowa)1) gaz płynny propan-butan o maksymalnej zawartości ciężkich frakcji
temperatura zapłonu
-95 °C
tamperatura samosapalenia
+470°C
ciężary właściwe par czystych składu:
etan
1,36 kg/m3
propan
2,02 kg/m3
izobutan
2,67 kg/m3
butan
2,70 kg/m3
pentan
3,46 kg/m3
ciężar właściwy cieczy (15oC
0,59 kg/l
lepkość obliczeniowa cieczy (15oC)
15,8 kg sek 106/m2
lepkość kinetyczna (15oC)
0,262 m2x 106/sek
prężność par obliczeniowa:
przy temp. +15 oC
1,8 kg/cm2
przy temp. 0oC
2,9 kg/cm2
cieczy przy temp. +15oC
4,5 kg/cm2
cieczy przy temp. +30oC
6,6 kg/cm2
wartość opałowa
10 950 kcal/kg
równowagowy skład par (+15 oC)
etanu
30
propanu
izobutanu
19 molowy
butanu
21
ciapło parowania par równowagowych (+15oC)
80 kcal/kg
ciężar właściwy par równowagowych
2,1 kg/Nm3
lepkość kinetyczna par równowagowych (+15oC)
3,92 m2106/sek
1) gaz płynny propan-butan o maksymalnej zawartości lekkich frakcji
0,54 kg/l
14,0 kg sek 106/m2
0,254 m2x 106/sek
2,4 kg/cm2
3,9 kg/cm2
6,0 kg/cm2
8,8 kg/cm2
11 000 kcal/kg
28
50
12 molowy
10
84 kcal/kg
2,0 kg/Nm3
4,18 m2106/sek
ZAGROŻENIA
Nazwa handlowa "gaz płynny" lub "mieszanina B" oznacza mieszaninę gazowych węglowodorów, głównie propanu i butanu. Na wolnym powietrzu, w temperaturze pokojowej mieszanina ta jest gazem.Niewielkie ciśnienie, wystarczające do skroplenia umożliwia jej magazynowanie i transport w cienkościennych lekkich butla oraz zbiornikach. Gaz płynny występuje wtedy jako ciało dwupostaciowe, gdyż ciśnienie jego par własnych utrzymuje część zawartości naczynia w stanie skroplonym.Pary gazu są bezbarwne i mają słaby zapach benzyny co powoduje, że są trudno wykrywalne. Choć gaz płynny nie jest trujący Jednak dłuższe przebywanie w nim może spowodować omdlenie, zatrucie, a nawet uduszenie.Wpływ temperatury na właściwości gazu, jest duży gdyż jego rozszerzalność cieplna, w porównaniu z wodą i innymi cieczami, jest wysoka. Nawet przy niewielkim wzroście temperatury otoczenia następuje zwiększenie ciśnienia i objętości gazu zmagazynowanego w zbiornikach. Dlatego w każdej butli zostawia ślę wolną przestrzeń - ok. 20 % pojemności - która zabezpiecza jego swobodną rozszerzalność.Przy otwarciu zaworu gaz płynny ulatnia się na zewnątrz w postaci białej, szybko zanikającej mgły. Przemianie fazy ciekłej w gazową towarzyszy intensywne pobieranie ciepła, co powoduje obniżenie temperatury otoczenia butli i osprzętu. Przy zetknięciu się oziębionych przedmiotów z ręką może dojść nawet do miejscowego odmrożenia.Jeżeli ciepło nie jest pobierane z otoczenia, wówczas dostarcza go mieszanina płynna propanu-butanu. Powoduje to ochłodzenie fazy ciekłej i zmniejszenie jej skłonności do parowania, aż do całkowitego Jego zaprzestania.Odstawiając więc butlę nie dającą gazu należy dokładnie zamknąć zawór i założyć zaślepkę króćca bocznego, ponieważ może się zdarzyć, że pozornie opróżniona butla zawiera jeszcze nie odparowany gaz.W celu uniknięcia kłopotów eksploatacyjnych nie powinno się w zimie ustawiać butli w sposób narażający je na działanie mrozu. Nie należy również ich izolować materiałem źle przewodzącym ciepło, trzeba natomiast dbać o dobry opływ powietrza wokół butli. W tym celu najlepiej ustawiać je w szafkach z otworami zapewniającymi swobodny przepływ powietrza.Gaz płynny Jest około dwóch razy cięższy od powietrza i podczas niekontrolowanego wypływu spływa jak ciecz ku ziemi, w kierunku najniżej położonych miejsc. Przy braku przewietrzania nisko położonych pomieszczeń pary gazu płynnego mogą zalegać bardzo długo, stwarzając zagrożenie pożarowe i wybuchowe. Są bowiem łatwo zapalne, szybko mieszają się z powietrzem, a dolna granica ich wybchowości w mieszaninie z powietrzem wynosi 1,5 %, górna zaś 11%.Poważne zagrożenie stanowi też stosunkowo mała prędkość spalania się strumienia gazu. Może to spowodować, zwłaszcza przy dużej prędkości wypływu gazu z butli, oderwanie się /zgaśnięcie/ płomienia palnika w konsekwencji czego następuje niekontrolowany wypływ gazu, co prowadzi najczęściej do powstania pożaru i wybuchu mieszaniny powietrzno-gazowej.
DZIAŁANIE NA ORGANIZM CZŁOWIEKA.Propan - butan działa narkotycznie. Przy zatruciu ostrym występują bóle w jamie brzusznej, wymioty, ślinotok, zwężenie źrenic, upośledzenie słuchu, ból głowy, osłabienie, zwolnienie tętna do 40-50 uderzeń na minutę, podniecenie, a później sen trwający kilka godzin. W cięższych postaciach zatrucia może występować zapalenie płuc oraz utrata przytomności. Przy wdychaniu większych ilości występują objawy podrażnienia nerwu błędnego. W rzadkich przypadkach występuje psychoneurologiczny zespół osłupienny oraz zaburzenia oddechu.
NISZCZENIE I NEUTRALIZACJA.Propan - butan można niszczyć przez spalenie. W tym celu należy go wypuszczać małym strumieniem do atmosfery przez przewód rurowy, spalając gaz u jego wylotu. Przy wykonywaniu tej czynności uważać, aby nie dopuścić do powstania mieszaniny wybuchowej z powietrzem, co ,może nastąpić przy zbyt późnym podpaleniu strumienia gazu lub zgaśnięciu płomienia. Pojemniki po cieczy należy oczyszczać przedmuchując je gazem obojętnym / azot lub dwutlenek węgla /. Nie należy stosować do tego celu powietrza.
PIERWSZA POMOCW małych ilościach pary gazu płynnego nie są trujące, Jednak mogą spowodować oszołomienie podobne do alkoholowego, a następnie omdlenie lub zatrucie. Zatrucie objawia się podrażnieniem układu nerwowego, podnieceniem, upośledzeniem słuchu, zwolnieniem tętna, bólami głowy i balami brzucha, wymiotami. W razie pojawienia się wymienionych objawów należy natychmiast usunąć przyczyny uchodzenia gazu, otworzyć drzwi i okna w mieszkaniu, a poszkodowanego skierować do lekarza.Jeżeli chory utracił przytomność, należy:- wynieść go na świeże powietrze,- wezwać lekarza,- aż do obwili odzyskania przytomności stosować sztuczne oddychanie,- chorego okryć kocem i nie dopuszczać do przeziębienia organizmu,- podać środki pobudzające oddech i krążenie krwi jak: kardiamid, kofeinę, ciepłą i mocną kawę lub herbatę.
RODZAJE ZBIORNIKÓWPodział i główne rodzaje zbiorników 1. Pojemnik gazowy ( aerozolowy) - zbiornik o pojemności nie przekraczającej 1dm3, przeznaczony do jednorazowego napełnienia czynnikiem roboczym i wyposażony w zawór roboczy lub urządzenie rozpylające.2. Nabój gazowy - zbiornik o pojemności nie przekraczającej l dm3 nie wyposażony w zawór zaporowy ani urządzenie odbiorcze.3. Butla - jednoprzestrzeniowy zbiornik nieizolowany o pojemności nie przekraczającej 150dm34. Wiązka butli- zestaw butli zawierający jeden rodzaj gazu, zamocowany w ramie i połączony kolektorem.5. Beczka - zbiornik o pojemności 100 - 1000 dm3 mający obręcze do przetaczania, płozy do przesuwania lub uchwyty do zawieszania.6. Cysterna - zbiornik o pojemności większej niż 1000 dm3...
stecza