Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
нереальным сжиженным газом. Он может применяться при есте ственном и искусственном испарении жидкости в пределах изменения наружных температур от г 45 до —35° С. За счет этого представля ется возможным устанавливать баллоны или резервуары с жидким техническим пропаном в отапливаемых и неотапливаемых помеще ниях, снаружи и в грунте в зимний период при температуре не ниже —35° С. Достоинством технического пропана является также и то, что как в начале, так и в конце его испарения из баллонов и резервуаров пары жидкости при любом методе испарения почти однородны по своему составу.
Практика показала, что технический пропан как бытовое топливо, несмотря на ряд его преимуществ, не выпускается, что объясняется ограниченностью ресурсов этого продукта.
Технический бутан, состоящий преимущественно из бутанов или смеси бутанов и бутиленов, может применяться при любом методе испарения жидкости только при положительных >температурах. Он обладает тем же преимуществом, что и пропан, образуя в начале и в конце испарения почти однородную паровую фазу.
Смесь технического пропана и бутана состоит главным образом из пропана и бутана или из пропана, пропилена, бутанов и бутиленов. Содержание этих компонентов в сжиженном газе государственный стандарт не регламентирует, поэтому соотношение между ними уста навливается дополнительным соглашением между потребителем и по ставщиком газа. Если резервуары и баллоны устанавливаются в отап ливаемых помещениях и в открытой атмосфере при положительной температуре наружного воздуха, смесь может иметь любые соотно
шения компонентов вплоть |
до применения технического |
бутана. |
|
При установке баллонов и |
резервуаров сжиженного |
газа |
в среде |
с отрицательной температурой состав смеси должен |
приближаться |
||
к составу технического пропана. |
|
|
Основной недостаток смеси пропан-бутана при естественном испарении жидкости — ее фракционированное испарение, приводя щее к испарению более легких углеводородов (пропана) и увеличению в емкости концентрации бутана.
Устранить это явление можно только путем искусственного испарения жидкости или смешением паров сжиженного газа с воз духом в специальных установках.
Недостатком технического бутана и смеси пропан-бутана явля ется наличие в них до 3% пентан-амилена, что приводит к неполному испарению сжиженного газа даже при положительных температурах и образованию неиспаряющихся остатков в баллонах и резервуарах.
Учитывая ограниченность ресурсов технического пропана и труд ность обеспечения в ближайшие 10 лет этим топливом, потребителям сжиженного газа необходимо применять такие способы использова ния газа или такую аппаратуру, которые позволили бы использовать технический бутан или смесь бутана и пропана с повышенным со держанием бутанов. Сюда относятся применение испарителей сжи женного газа, широкое использование баллонов емкостью 27 л
13
и газовых плит со встроенным баллоном, организация раздельного хранения сжиженного газа на кустовых базах и газораздаточных станциях.
Приведенные характеристики сжиженных углеводородных газов свидетельствуют о необходимости выдачи потребителям сжиженного газа строго определенного состава.
Контрольная проверка качества сжиженного газа осуществляется до начала его отпуска по специальной пробе, отбираемой из резер вуара завода-изготовителя или кустовой базы сжиженного газа, на все количество хранящегося продукта. Если резервуар доливали, пробу сжиженного газа для анализа отбирают после долива.
Компонентный состав сжиженных углеводородных газов обычно определяют с помощью хроматографов различных марок газа с точ ностью до ±0,25%.
Определение жидкого остатка при температуре +20° С произ водится следующим образом. В измерительный цилиндр емкостью 100 мл, помещенный в смесь мелкоистолченного льда или снега с поваренной солью, наливают около 100 мл сжиженного газа. После прекращения кипения жидкости цилиндр вынимают из охладитель ной смеси и помещают в водяную баню с температурой -|-20° С, выдерживая в ней цилиндр в течение 20 мин. Объем неиспарившейся жидкости считается жидким остатком при температуре +20° С.
Жидкий остаток при температуре —20° С определяют подобным способом. В измерительный цилиндр наливают около 100 мл сжи женного газа, устанавливают термометр на низкие температуры, и цилиндр помещают в вытяжной шкаф для удаления паров. Когда температура жидкости достигнет —20° С, цилиндр вынимают и от мечают объем оставшейся жидкости.
Для определения давления насыщенных паров пробу жидкой фазы отбирают в специальный пробоотборник, который имеет ука затель максимального заполнения, ограничивающий уровень жид кости не более чем на 85% от полного объема. На пробоотборнике также установлен манометр класса точности 0,25 с верхним пределом измерения 25 кгс/см2. Для определения давления насыщенных паров при температуре —20° С пробоотборник с пробой сжиженного газа помещают в смесь мелкоистолченного льда или снега с по варенной солью или в другую охладительную смесь с темпе ратурой — 20° С.
Температуру охладительной смеси определяют термометром, погруженным в смесь рядом со стенкой пробоотборника. Пробоот борник охлаждают до температуры —20° С (с колебаниями ±2° С) в течение времени, необходимого для получения постоянного показа ния манометра, которое отмечается как избыточное давление насы щенных паров при температуре —20° С.
Чтобы определить давление насыщенных паров сжиженного газа при температуре -j-45° С, пробоотборник со сжиженным газом по мещают в водяную баню или специальный термостат, нагретый до + 45° С, и выдерживают при этой температуре до получения постоян
14
ного показания манометра, которое отмечается как избыточное давление насыщенных паров при температуре ---45° С.
Содержание сероводорода в сжиженном газе и наличие в нем запаха определяют теми же методами, которые применяются для природных и искусственных газов.
Действующий в настоящее время ГОСТ 10196—62 на сжиженные углеводородные газы, как уже было указано, был введен в 1962 г. За истекшие годы изменились требования на выпускаемую продукцию со стороны как заводов-поставщиков, так и потребителей. Заложен ные в этом стандарте методы анализа сжиженных газов также тре буют пересмотра, так как уже не соответствуют современному уровню лабораторного контроля.
Во ВНИИГаз разработан проект нового государственного стан дарта на сжиженные углеводородные газы (табл. 6). Этот проект учитывает качество и количество продуктов, получаемых на газо перерабатывающих и на нефтеперерабатывающих заводах СССР. Разработаны также усовершенствованные конструкции приборов для определения показателей и новые методы анализа.
Таблица (S
Показатели
Пропан-пропилен
Бутан-бутилен Жидкий остаток, % об.:
при +20° С
»—20° С
Избыточное давление насыщенных паров, кгс/см2, при +45° С
Коррозия на медной пластинкс
Общая сера, % вес.
Плотность при +20° С
Влажность
Щелочь
Запах
Бутан |
Смесь пропан-бутана тех |
|
|
|
ническая |
Прибор |
|||
топливный |
летний |
зимний |
||
бытовой |
|
|
||
|
период |
период |
|
|
Не менее |
Не менее |
Не менее |
Хроматографы |
|
80 |
40 * |
80 |
различных |
|
|
|
|
марок |
|
Не более 2 |
Не более 2 |
Не более 3 |
ПИОВ-1 |
|
— |
— |
ВНИИгаз |
||
6 |
Не более |
Не более |
[1, |
2] |
Пикнометр |
||||
|
16 |
16 |
ВНИИгаз |
|
|
Выдерживает ** |
(2 -4) |
||
|
Бомба |
|||
|
Не более 0,015 |
|
Ламповый |
|
|
|
|
метод |
|
Определяется по ГОСТ |
по МРТУ |
|||
Пикнометр |
||||
Свободная влага отсутствует |
ВНИИгаз |
|||
ПИОВ-1 |
||||
|
Отсутствует |
|
ВНИИгаз |
|
|
|
ПИОВ-1 |
||
Должен ощущаться при содержании |
ВНИИгаз |
|||
|
|
ввоздухе 0,5% газа
*Для летнего топлива. Для районов Средней Азии и Закавказья содержание про
пана должно быть не более 80%. Для внутриквартирных установок нижний предел содер жания пропана не лимитируется.
**Проба не выдерживает испытания, если медная пластинка покрыта черными, темно-коричневыми или серо-стальными налетами и пятнами. При всех других изменениях или отсутствии изменения цвета пластинки проба считается выдержавшей испытания.
15
Основные технические требования к фракциям легкого углеводе сннтетичес
|
|
|
|
менеене3С |
ОЯ § и Е |
|
|
|
и |
*------------------------ Пропанне более |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
О |
|
|
Фракция |
МРТУ |
Назначение фракций |
о |
|
|
о |
|
|
|||
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
-0 |
|
|
Пропановая |
38-1-208-66 |
А |
|
Б |
|
В |
|
Изобутановая |
38-1-209-66 |
А |
|
Б |
|
Б |
|
Нормальная |
38-1-2Ю-66 |
бутановая |
|
А |
|
Б |
|
в |
|
Сырье для пиролиза, хла- |
2,0 |
96,0 |
|
доагент, другие цели |
4,0 |
92,0 |
— |
|
8,0 |
80,0 |
_ |
Сырье для производства синтетических изопрепового каучука, бутилкау-
чука, алкилирования и др.
Сырье для получения дивинила при производстве СК, пиролиза и др.
— _ 2,0
— — 5,0
—— 8,0
_ 0,5
—— 1,0
—— 2,0
Бутан-бутилено- 38-1-214-66 вая для полиме-
ризацпи и алки-
рования
А
Б
Иропан-пропи- 38-1-215-66 леновая для по-
лимеризации
и алкированпя
А
Б
Сырье для получения изооктиленов, СК и полимердистиллатов, а также сернокислотного алкпрования
Сырье для производства изопропилбензола и полимердестиллята
Бутан-бутилено- ; 38-1-216-66 вая для СК
А
Б
Пропан-бутан- 38-1-217-66 пентановая пиролиза
А
Б
Для выделения нормальных бутиленов, применяемых при производстве каучука
Сырье для пиролиза
_ _ 2,5
—— 8,0
6,0 |
90,0 |
— |
|
|
|
8,0 |
86,0 |
-- ■ |
_ |
_ |
3,0 |
—— 8,0
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
__ |
16
кнх продуктов
требования к фракциям по составу, % |
|
|
||
Нормальный |
Изобутан Бутилен |
Пропилен |
||
бутан |
||||
|
с |
о |
О. щ |
|
|
83 |
|||
|
|
о |
О Л |
|
»>а> |
3 |
га га |
||
о |
га _ |
|||
о т |
к |
о |
>=U t |
|
|
к |
|||
3.0 |
— |
|
Отсутствует |
|
5.0 |
3 |
|||
|
» |
|||
12,0 |
— |
|||
3 |
1 |
4.095.0 — 0,5 Отсут
8.0 |
87.0 |
_ |
0,5 |
ствует |
0,5 |
||||
Без ог |
60.0 |
|
12,0 |
3,0 |
раттпчепия
96.0
93.0
85.0
6,0
8,0
2 Заказ 685
2,0 |
— |
— |
1,0 |
5,0 |
|
2,0 |
|
12,0 |
|
|
12,0 |
42.01,8
32.05,0
|
Отсут |
35.0 |
|
ствует |
|
|
1,0 |
30.0 |
23 0 |
2,0 |
|
— 18,0 |
5,0 |
|
10,0 |
25.0 |
|
12,0 |
50.0 |
|
Таблица 7
Изобутилены
Отсутствует
0.5
2,0
2,5
Не норми ровано
>17
Сжиженные углеводородные газы отпускают потребителям после полного удаления выделившейся жидкой воды. Железнодорожные или автомобильные цистерны, баллоны и резервуары, предназначен ные для перевозки и хранения сжиженных газов, должны иметь соответствующую отметку органов Госгортехнадзора о разрешении транспортировать и хранить сжиженный газ.
Учитывая специфику применения сжиженных углеводородных газов в качестве сырья для нефтехимической промышленности, в 1966 г. были разработаны межреспубликанские технические усло вия на легкое углеводородное сырье, вырабатываемое па газопере рабатывающих и нефтеперерабатывающих заводах.
Перечень основных фракций легкого углеводородного сырья и требования к их качеству приведены в табл. 7.
Глава 2
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОРОДОВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ
К основным свойствам углеводородов, используемых для опре деления характеристики сжиженного газа, относятся плотность, удельный объем, вязкость, упругость паров, скрытая теплота испа рения, теплота сгорания и др. (табл. 8).
Плотность сжиженного углеводородного газа — это масса еди ницы объема жидкой фазы углеводорода рж, или насыщенных паров рш или газовой фазы при стандартных условиях рг.
На рис. 3 представлены графики плотности жидкой и паровой фаз основных компонентов сжиженного газа в зависимости от тем пературы.
Удельный объем сжиженного газа — это объем единицы массы газа. В отличие от большинства жидкостейкоторые при изменении температуры незначительно изменяют свой объем, жидкая фаза сжи женных газов резко увеличивает свой объем при повышении темпе ратуры.
При расчетах изменения объема жидкой фазы сжиженного газа следует пользоваться известной формулой
Г * а = Гж 1[1 + р U a -fi)]. |
( 2. 1) |
гДе УЖ1 — объем жидкости при температуре tx\ Гж2 — объем жид кости при температуре t2; р — коэффициент объемного расширения, который зависит от температуры:
|
От—20 д о +10° С |
От+10 д о +40 9С |
Пропан |
0,0029 |
0,00372 |
Бутан . . |
0,00209 |
0,0022 |
2* |
|
19 |