Сжиженного газа давление: Баллоны с пропаном на 5, 12, 27, 50 л

By alexxlab No comments

Содержание

Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения

Это природный газ, искусственно сжиженный  путем охлаждения до −160 °C

ИА Neftegaz.RU. Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C, для облегчения хранения и транспортировки.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды.
На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.
В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.
Для использования подвергается испарению до исходного состояния.
При сгорании паров образуется диоксид углерода( углекислый газ, CO2) и водяной пар. В промышленности газ сжижают как для использования в качестве конечного продукта, так и с целью использования в сочетании с процессами низкотемпературного фракционирования ПНГ и природных газов, позволяющие выделять из этих газов газовый бензин, бутаны, пропан и этан, гелий.
СПГ получают из природного газа путем сжатия с последующим охлаждением.
При сжижении природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз.

Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м

3).

1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м3 природного газа после регазификации.
Примерно — потому что плотность газа и компонентный на разных месторождения разная.
Формулу Менделеева — Клайперона никто не отменял.
Кроме метана в состав природного газа могут входить: этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.
Плотность газа изменяется в интервале 0,68 — 0,85 кг/м³, но зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.
Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101. 325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP).

Плотность компонентов газа сильно различается:

  • Метан — 0,668 кг/м³, 

  • Этан — 1,263 кг/м³, 

  • Пропан — 1,872 кг/м³.

Поэтому, в зависимости от компонентного состава изменяется и количество м3 газа при переводе из тонн.

Перевод 1 м³ СПГ в 1 м³ регазифицированного природного газа

Пропорции тоже зависят от компонентного состава.

В среднем принимается соотношение 1: 600.

1 м³ СПГ — это примерно 600 м3 природного газа после регазификации.

Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень.  Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия.

Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.


Ныне применяются 2 техпроцесса:

  • конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости,
  • теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.


В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов.


При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м3 газа.


Недостаток технологии дросселирования — низкий коэффициент ожижения — до 4%, что предполагает многократную перегонку.


Применение компрессорно-детандерной схемы позволяет повысить эффективность охлаждения газа до 14 % за счет совершения работы на лопатках турбины.


Термодинамические схемы позволяют достичь 100% эффективности сжижения природного газа:

  • каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения,
  • цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана,
  • расширительные циклы сжижения.


Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:

  • для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products,
  • технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips,
  • использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях,
  • локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива (ГМТ),
  • использование морских судов с установкой сжижения природного газа (FLNG), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры,
  • использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.

Процесс сжижения газа

Оборудование СПГ-завода

  • установка предварительной очистки и сжижения газа,
  • технологические линии производства СПГ,
  • резервуары для хранения, в тч специальные криоцистерны, устроенные по принципу сосуда Дюара,
  • для загрузки на танкеры — газовозы,
  • для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Существует технология, позволяющая сэкономить на сжижении до 50% энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях (ГРС) при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4-6 МПа) до давления потребителя (0,3-1,2 МПа):

  • используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления.
  • дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается.
На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе.
При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.
Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %.
Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.
Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.
СПГ является важным источником энергоресурсов для многих стран, в том числе Японии ,Франции, Бельгии, Испании, Южной Кореи.


Транспортировка СПГ— это процесс, включающий в себя несколько этапов:

  • морской переход танкера — газовоза,
  • автодоставка с использованием спецавтотранспорта,
  • ж/д доставка с использованием вагонов-цистерн,
  • регазификация СПГ до газообразного состояния.


Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по газопроводам.

Основные производители СПГ по данным 2009 г:


Катар -49,4 млрд м³, Малайзия — 29,5 млрд м³; Индонезия-26,0 млрд м³; Австралия — 24,2 млрд м³; Алжир — 20,9 млрд м³; Тринидад и Тобаго -19,7 млрд м³.

Основные импортеры СПГ в 2009 г: Япония — 85,9 млрд м³; Республика Корея -34,3 млрд м³; Испания- 27,0 млрд м³; Франция- 13,1 млрд м³; США — 12,8 млрд м³; Индия-12,6 млрд м³.

Производство СПГ в России


На 2021 г в РФ действует 4 СПГ-завода.


СПГ-завод проекта Сахалин-2 запущен в 2009 г, контрольный пакет принадлежит Газпрому, у Shell доля участия 27,5%, японских Mitsui и Mitsubishi — 12,5% и 10% . 


По итогам 2015 г производство составило 10,8 млн т/год, превысив проектную мощность на 1,2 млн т/год.


Однако из-за падения цен на мировом рынке доходы от экспорта СПГ в долларовом исчислении сократились по сравнению с 2014 г на 13,3% до 4,5 млрд долл США/год.


2м крупным игроком на рынке российского СПГ становится компания НОВАТЭК, которая в январе 2018 г ввела в эксплуатацию СПГ — завод на проекте Ямал-СПГ.


Новатэк-Юрхаровнефтегаз (дочернее предприятие Новатэка ) выиграл аукцион на право пользования Няхартинским участком недр в ЯНАО.


Няхартинский участок недр нужен компании для развития проекта Арктик СПГ. Это 2й проект Новатэка, ориентированный на экспорт СПГ.


В США введены в эксплуатацию 5 терминалов по экспорту СПГ общей мощностью 57,8 млн т/год. 


На европейском газовом рынке началось жесткое противостояние американского СПГ и российского сетевого газа.

Почему под давлением? //GW №54, 2017//

Скачать статью (4.36 MБ)



Гелий, азот, кислород, водород и аргон чаще всего попадают к конечным потребителям в газовых баллонах высокого давления. Природный газ все шире применяется как моторное топливо, причем тоже в сжатом виде, и называют его в этом случае КПГ – компримированный природный газ. Большинство промышленных газов применяются потребителями в газообразном виде. Гелий применяют для сварки, в аналитике и при испытаниях оборудования на герметичность. Аргон незаменим в качестве защитной газовой среды и в электроламповой промышленности, водород в аналитике и стекольной промышленности, кислород в процессах резки и горения, а азот как защитная инертная газообразная атмосфера и в других самых разнообразных применениях.

Почему газы хранят и транспортируют под высоким давлением? Газы не имеют формы. Их можно хранить и транспортировать только в замкнутых герметичных оболочках или в сконденсированном охлажденном виде. То есть для того что работать со сколько-нибудь заметными количествами газов, необходимо существенно увеличить их плотность. Сравним, например, плотность в кг/м3 и коэффициент сжимаемости самых распространенных технических газов: азота, кислорода, метана и гелия при различных давлениях. Для сравнения так же приведена плотность этих веществ в сжиженном виде в состоянии равновесия.

При низких давлениях плотность сжатых газов практически пропорциональна давлению. Чем выше давление, тем существеннее становится отклонение свойств реальных газов от уравнения состояния идеального газа. На свойства газов начинает оказывать влияние собственный объем молекул и их силовое взаимодействие.


Изучение свойств реальных газов и жидкостей стало основным направлением научных исследований выдающегося голландского ученого Йоханнеса Дидерика Ван дер Ваальса (1837-1923), который прославился своими работами в области молекулярной физики. Йоханнес Дидерик родился в семье плотника, в которой он был старшим из десяти детей. Семья не имела средств и стремления к обучению своих детей в гимназии. Йоханнес окончил начальную и среднюю школу и стал, как один из лучших выпускников, школьным учителем. Он не имел права поступать в университет, но посещал лекции по математике, физике и астрономии в Лейденском университете как вольнослушатель, затем сдал сложный экзамен на право работы школьным учителем и стал директором школы в Гааге. К этому времени университетские правила в Голландии смягчились. Студентов освободили от обязательного предварительного классического образования в гимназиях, и Ван дер Ваальс смог поступить в аспирантуру. 14 июня 1873 года в Лейдене он защитил докторскую диссертацию «О непрерывности газообразного и жидкого состояния». Ван дер Ваальс модернизировал уравнение идеального газа до уравнения состояния реального газа, которое сейчас носит его имя. Силы межмолекулярного взаимодействия ныне называют ван-дер-ваальсовыми. Уравнение состояния реального газа помогло математически объяснить одно ранее непонятное явление, а именно: если температура газа превышает некоторую критическую (для данного вещества величину), то никакие изменения давления не смогут вызвать его сжижения. Дело в том, что при критических температурах все три корня уравнения Ван дер Ваальса сливаются в один. Именно за эти работы над уравнениями состояния газов и жидкостей ученому была присуждена Нобелевская премия в 1910 году.










Газ Атм. давление, 20°С 150 бар, 20°С 200 бар, 20°С 250 бар, 20°С 300 бар, 20°С 400 бар, 20°С 500 бар, 20°С Атм. давление, жидкость
азот 1.15 169 219 264 303 369 421 807
1.00 1.02 1.05 1.09 1.14 1.25 1.37
кислород 1.31 210 280 344 402 498 574 1136
1.00 0.94 0.94 0.95 0.98 1. 05 1.14
метан 0.66 120 162 182 201 239 278 426
1.00 0.82 0.81 0.87 0.94 1.06 1.19
гелий 0.166 23.1 30.1 36.8 43.2 55.3 66.3 125
1.00 1.07 1.1 1.12 1.15 1.2 1.25

Из данных представленных в таблице хорошо видно, что плотность реальных сжатых газов растет при повышении давления не в соответствии с уравнением идеального газа. Для таких газов, как аргон, кислород и метан, коэффициент сжимаемости при средних давлениях от 100 до 300 бар меньше единицы и отклонения в поведении этих газов от уравнения идеального газа облегчают их хранение и транспортировку. Для других распространенных газов, таких как гелий, водород и азот, коэффициент сжимаемости при комнатной температуре больше единицы для всех значений давления.

Повышение рабочего давления стальных баллонов свыше 400 бар для целей транспортировки становится нерациональным практически для всех технических газов и ограничено значительным ростом коэффициента сжимаемости, который достигает, например для азота, значения 2.0 при давлении около 900 бар. Если для кислорода, аргона и природного газа влияние сжимаемости до давления 300 бар приводит к небольшому сокращению удельного веса тары, а при давлении 400 бар это влияние можно признать незначительным, то
для гелия и азота это уже не так. Сравним для этих газов соотношение массы газа к массе баллона без учета вентиля для наиболее распространенных рабочих давлений (200, 300 и 400 бар) применительно к облегченным баллонам всемирно признанного лидера рынка – компании Worthington Cylinders. Расчет выполнен для баллонов объемом 50 литров с рабочим давлением 200 и 300 бар и объемом 55 литров с давлением 400 бар. Для азота это соотношение равно соответственно 0.24; 0.23 и 0.21, а для гелия 0.033; 0.034 и 0.033. Небольшое снижение металлоемкости тары для гелия при переходе с рабочего давления 300 бар на рабочее давление 400 бар cвязано с увеличением объема баллона и соответственно со снижением относительной доли дна и горловины баллонов в общей металлоемкости. При транспортировке азота увеличение давления приводит, хоть и к незначительному, но к явному увеличению металлоемкости тары, а при перевозке гелия металлоемкость тары практически не зависит от рабочего давления баллонов. Это означает, что увеличение рабочего давления приводит к сокращению транспортных издержек не за счет снижения металлоемкости груза, а только за счет резкого сокращения размеров пространства, занимаемого моноблоками и баллонами и сокращения количества необходимых доставок. Транспортировка гелия под давлением 400 бар облегчает его дальнейшую переработку: очистку и расфасовку в баллоны с меньшим рабочим давлением. Существует целый ряд практических применений, для которых необходимо повышенное давление газов 300-400 бар. Это применение азота, воздуха и гелия при испытаниях на прочность и герметичность. Гелий удобен для применения в низкотемпературных испытаниях на прочность при температуре жидкого азота. Гелий и аргон высокого давления применяют в медицине и других отраслях техники в связи с существенным и разнонаправленным дроссель-эффектом. Аргон при дросселировании охлаждается, а гелий наоборот нагревается.



Поршневые насосные агрегаты с насосами ACD RPB для кислорода и аргона

Из перечисленных газов только на азот и гелий есть постоянная большая потребность как на хладоносители в сжиженном виде. Жидкий аргон иногда используется для научных исследований в пузырьковых камерах. Другие газы потребители применяют, главным образом, в виде газа. Поэтому при выборе способа хранения и транспортировки руководствуются объемами потребления и экономической целесообразностью того или иного технического решения. Когда это удается, газы доставляют к месту потребления от мест производства по трубопроводам. Если такая возможность отсутствует, газы сжижают, перевозят к месту потребления и газифицируют или доставляют на наполнительные станции, а уже там заправляют в баллоны под высоким давлением и доставляют конечным потребителям в баллонах или в моноблоках (баллонных сборках).



Поршневой насосный агрегат с вертикальным насосом ACD P2K для сжиженного природного газа

Ранее все технические сжатые газы хранили и транспортировали при давлении 150 бар. И происходило это только потому, что промышленность не выпускала массово баллоны на другие рабочие давления. Теперь баллоны с таким рабочим давлением уже называют устаревшими, хотя реальный их парк еще велик. Продукты разделения воздуха и водород хранят и перевозят при давлениях 200 и 300 бар, природный газ при давлении 250 и 300 бар (рабочее давление автомобильных баллонов 200 бар), гелий транспортируется при давлении 400 бар, азот и сжатый воздух часто хранят при давлении 400 бар. Нередко в тех или иных технологических процессах требуются газы с более высоким значением давления, которое создают непосредственно на месте применения с помощью дожимающих компрессоров или криогенных поршневых насосов. Это, например, природный газ с давлением 600-690 бар при непосредственном впрыске в специализированные поршневые двигатели внутреннего сгорания; автомобильные водородные баки на рабочее давление 800 бар; аргон или азот в газостатах; азот при проведении испытаний на прочность и разрушение; азот при давлении 800 бар и более для повышения нефтеотдачи скважин; аргон как рабочая среда при получении холода в дроссельных циклах за счет эффекта Джоуля-Томпсона и т.п. Таким образом, массовое применение в технике все более высоких давлений следует сразу за разработкой соответствующих средств заправки и хранения газов. Чем выше плотность хранимого и транспортируемого вещества, тем компактнее система
хранения и может быть более явным то или иное преимущество конкретного технологического процесса, обусловленного высоким давлением. По мере развития техники хранения сжатых газов меняются материалы и снижается вес тары. Углеродистая сталь, применявшаяся для производства баллонов на 150 бар, сменилась легированной. Появились и постоянно развиваются облегченные баллоны сначала второго, а затем третьего и четвертого типа. Специалисты компании Worthington Industries постоянно работают над улучшением потребительских свойств и расширением ассортимента как стальных кованных, так и металлокомпозитных баллонов высокого давления.



Пароэлектрический испаритель большой производительности с промежуточным теплоносителем в виде алюминиевого блока

Компания Мониторинг Вентиль и Фитинг (MV&F) является официальным складским дистрибьютором Worthington Industries. На совместном складе Worthington Industries и MV&F в Москве постоянно поддерживается большой ассортимент кованых стальных баллонов
высокого давления с рабочим давлением 200, 250, 300 и 400 бар для гелия, водорода, кислорода, аргона, углекислоты и газовых смесей, азота, воздуха и природного газа. Наше предприятие специализируется так же на поставке и изготовлении основных компонентов наполнительных станций: криогенные емкости для приема и хранения сжиженных продуктов разделения воздуха и сжиженного природного газа; криогенные металлорукава с экранно-вакуумной изоляцией; поршневые насосные агрегаты со шкафами автоматизации и управления; атмосферные испарители высокого давления как с естественной, так и с принудительной конвекцией воздуха; электрические и паровые испарители и нагреватели, наполнительные рампы, моноблоки и баллонные аккумуляторы газа.

Поршневые насосные агрегаты предлагаются с насосами всемирного лидера отрасли — компании ACD — как горизонтального типа (RPB, ACPD), так и высокопроизводительные для тяжелых условий эксплуатации вертикального типа (P2К). Рабочие давления от 240 до 420 бар.

Для газификации продуктов разделения воздуха и сжиженного природного газа компания MV&F производит атмосферные испарители высокого давления, как с естественной, так и с принудительной конвекцией воздуха, а так же электрические и паровые испарители высокого давления.



Дожимающий двухступенчатый компрессорный агрегат MV&F с двойным пневматическим поршнем, максимальное давление 1725 бар

Если для целей конкретного технологического процесса нужны более высокие значения давления сжатых газов, то здесь существуют два решения. Для задач с высокой производительностью типа закачки азота в пласты для повышения нефтеотдачи применяют многоплунжерные криогенные насосы, а для задач с малой производительностью применяют пневматические или пневмо-гидравлические дожимающие компрессорные агрегаты. Наша компания предлагает такие агрегаты собственного производства с рабочим давлением до
4100 бар. Они успешно эксплуатируются в различных отраслях промышленности в основном для научных исследований и испытаний.

Что такое сжиженный газ? — Утечки газа

Основным компонентом сжиженного газа является пропан. Как и метан, пропан является бесцветным газом без запаха, чрезвычайно огнеопасным и взрывоопасным. Пропан взрывоопасен, когда 2-11% пространства заполнено газом. К взрыву может привести искра, даже вызванная статическим электричеством. Непосредственной токсичностью пропан не обладает, но когда он в большом количестве попадает в воздух, то может вызвать удушье в связи с уменьшением содержания кислорода. При вдыхании он может вызывать сонливость, тошноту, плохое самочувствие, головную боль и слабость.

Пропан тяжелее воздуха, и поэтому при утечке газ стремится в низкие места — на пол комнаты, в углубления, подвалы, канализационные колодцы и т. д. Поэтому в случае утечки опасны, главным образом, расположенные ниже квартиры, подвалы.

Для того чтобы человек мог понять, что имеет место утечка газа, к используемым в быту газам добавляют небольшое количество пахучих веществ. Пахучие вещества придают газу характерный запах. Если газ утекает из подземного газопровода и поднимается на поверхность сквозь землю, то одоранты фильтруются и характерный запах теряется, поэтому обнаружить содержание газа в воздухе можно только при помощи газоанализатора.

Для взрыва газа характерно то, что в момент взрыва гаснет также и огонь, вызвавший взрыв. Это означает, что обычно после взрыва газа не возникает пожара. Это происходит по двум причинам: во-первых, взрыв происходит за очень короткое время. Другие предметы в помещении за это время не успевают загореться, а воспламенившийся газ сразу же гаснет сам. Во-вторых, взрыв в помещении создает настолько высокое давление, что оно гасит пламя. Возникающее давление достаточно велико, чтобы разрушить самые слабые конструкции, и газы вырываются наружу.

Чтобы уменьшить воздействие взрыва, двери, окна и люки в газовых сооружениях устанавливают таким образом, чтобы они открывались наружу и, таким образом, выпускали взрывные газы. Кроме того, перекрытия выполняют ​​из легких панелей и увеличивают размеры застекленных поверхностей. Если те же условия выполняются и в других помещениях или зданиях, где используется газ, то разрушения, вызванные взрывом, будут небольшими. Если в помещении происходит утечка газа, но нет контакта с источником воспламенения, то в какой-то момент образуется насыщенная смесь (слишком много газа и слишком мало кислорода), которая уже не огнеопасна.

Использование сжиженного углеводородного газа на нефтехимические нужды

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА НА НЕФТЕХИМИЧЕСКИЕ НУЖДЫ

Смотрите также: [PDF формат]

Введение количественного показателя по содержанию меркаптановой серы в ГОСТ «Газы углеводородные сжиженные топливные» создает возможность аналитического контроля концентрации одоранта в газе по ГОСТ 22985-78. Сжиженный углеводородный газ для коммунально-бытового потребления вырабатывается по ГОСТ 20448-75, а для промышленных целей- по ГОСТ 10196-62, которые по своим качественным показателям дублируют друг друга. Поэтому нами предлагается единый ГОСТ «Газы углеводородные сжиженные топливные», предусматривающий выработку сжиженного газа трех марок с различными направлениями его использования:

СПБТЗ – смесь пропан – бутан техническая зимняя для коммунально-бытового потребления;

СПБТЛ – смесь пропан – бутан летняя для коммунально-бытового потребления и других целей;

БТ – бутан технический для коммунально-бытового потребления и других целей.

Основные показатели, определяющие потребительские свойства сжиженного газа, — давление насыщенных паров и содержание сернистых соединений. Углеводородный состав является косвенным показателем, который используется для первоначальной оценки качества сжиженного газа, а также для определения давления насыщенных паров, плотности и теплоты сгорания расчетным методом.

Как показал опыт, для обеспечения нормальных эксплуатационных свойств газовых бытовых приборов при температуре окружающей среды минус 200С давление насыщенных паров должно быть не ниже 0,16 МПа. Проведенные технологические расчеты по определению давления насыщенных паров при минус 200С показали, что этот показатель находится в прямой зависимости от количественного содержания этана в сжиженном газе. Так, для обеспечения давления насыщенных паров сжиженного газа 0,16 МПа при минус 200С содержание этана в нем должно быть не ниже 3% при содержании пропана 75 мас.%.

Обследование установок газоразделения, выполненные ВНИИУСом, показали, что сернистые соединения в сжиженных углеводородных газах (пропане и бутанах) представлены преимущественно (на 95%) меркаптановой серой (метилмеркаптаном с Ткип = 60С и этил меркаптаном с Ткип = 360С) и сероводородом. Поэтому при разработке ГОСТа показатель «содержание общей серы» заменен нами показателем «содержание сероводорода и меркаптановой серы», определяемым по ГОСТ 22985-78.

Необходимым условием безопасного использования сжиженного газа является появление запаха в помещении при его утечке. Для своевременного обнаружения утечки газа проводится его одоризация. Одна из нерешенных проблем как для предприятий-поставщиков, так и потребителей – определение степени одоризации. Для предотвращения образования взрывоопасной смеси газа в помещении запах должен обнаруживаться при концентрациях газа менее 20% его нижнего предела взрываемости. Поэтому определение запаха по ГОСТ 20448-75 проводится при концентрации паров сжиженных углеводородных газов в воздухе, равной 0,3-0,5 об.%, в зависимости от марки газа.

Определение показателя «запах» в настоящее время проводят органолептически по ГОСТ 22387.5-77 камерным или приборным методами. Предприятия испытывают большие затруднения в определении этого показателя, так как камерный метод требует специального оборудованного помещения и периодического контакта испытателей с высокой концентрацией одорированного газа.  При определении показателя «запах» испытатели (пять человек одновременно) должны находиться в помещении, где создаваемая концентрация углеводородного газа в 20-30 раз превышает предельно допустимую концентрацию углеводородов в воздухе рабочей зоны, что противоречит санитарным нормам проектирования промышленных предприятий (СН-245-71), т.е., опасно для здоровья работающих без индивидуальных средств защиты. Проведение испытаний по второму методу аналогично камерному, разница лишь в том, что вместо оборудованного помещения установлен прибор – одориметр.

В качестве одоранта при одоризации сжиженных углеводородных газов на всех предприятиях используется технический этилмеркаптан. Это дает возможность контролировать степень одоризации аналитическим методом по концентрации меркаптановой серы в газе. Органолептическими испытаниями образцов сжиженного углеводородного газа установлено, что требуемая по ГОСТ 22387.5-77 интенсивность запаха одорированного этилмеркаптаном сжиженного пропана достигается при концентрации одоранта 20 мг/м3 газа, что в пересчете на меркаптановую серу составляет всего 0,0005 мас. %. Для бутана технического, содержание которого в воздухе при определении запаха должно быть 0,3 об.%, норма одоризации должна быть примерно в 1,7 раза выше, чем для пропана и составляет около 0,0008 мас.% в пересчете на меркаптановую серу.

Для приведения в соответствие нормы одоризации с требованиями ГОСТ 22387.5-77 в проекте ГОСТа нижний предел содержания одоранта в пересчете на меркаптановую серу для всех марок газа, при котором сжиженный газ не одорируется, принят равным 0,002 мас.%, а при содержании меркаптановой серы ниже 0,002 мас.% сжиженный газ должен быть одорирован.

виды баллонов и области применения

В перечень оборудования, необходимого для проведения сварочных и других технологических операций, неизбежно входят газовые баллоны. Их назначение состоит в обеспечении безопасной транспортировки и хранения газа, находящегося в сжатом, сжиженном или растворенном состоянии. Рабочий объем газового баллона составляет от 0.4 до 5 кубических дециметров. Наиболее распространенные газовый баллоны имеют собственный объем 40 литров, при этом давление газа в них зависит от типа наполняемого газа туры и температуры окружающего воздуха.

Для повышения безопасности транспортировки газовые баллоны должны быть закреплены в кузове. Допускается перевозка баллонов в лежачем положении, но не более 3 рядов, а также в вертикальном положении в специальных контейнерах — кассетах или паллетах с фиксацией баллонов, для предотвращения их падения. На вентили баллонов при перевозке должны одеваться защитные колпаки

Особенности устройства газовых баллонов

Баллоны, в которые наполняется сжатый газ (кислород, азот и др. или сварочная смесь), производятся в соответствии с требованиями стандартов (ГОСТ 949). Для изготовления корпуса изделия используется бесшовная труба, которая и определяет специфику конструкции изготавливаемого баллона:

  1. Колба цилиндрической формы, ее объем определяет вместимость баллона.
  2. Зауженная горловина с коническим резьбовым отверстием для вкручивания запорного вентиля, назначение которого состоит в регулировании подачи газа. Принцип действия вентиля состоит в передвижении шпинделя, который открывает или закрывает подающий клапан в процессе вращения маховика. Его конструкция в свою очередь имеет отличительные особенности в зависимости от типа наполняемого газа (горючий газ или кислород).
  3. Натяжное кольцо с резьбой, зафиксированное на горловине, предназначенное для последующей установки предохранительного колпака.
  4. Натяжной «башмак» — цилиндрическое кольцо, закрепляемое на выпуклое дно, для обеспечения баллону устойчивости в вертикальном положении.
  5. На горловине баллона для установки вентиля делается специальная коническая резьба, позволяющая обеспечить плотную посадку вентиля, исключающую утечки газа через резьбовое соединение. Однако при этом после нескольких ремонтов резьбовое соединение немного расширяется и каждый новый вентиль завинчивается глубже предыдущего. Поэтому на исправном баллоне вентиль всегда должен иметь сверху не менее 3х ниток резьбы.

ТОЛЩИНА СТЕН БАЛЛОНА РАССЧИТЫВАЕТСЯ НА ПОЛУТОРАКРАТНОЕ ДАВЛЕНИЕ. На баллоне недопустимо наличие вмятин, рисок или объемной коррозии, глубиной более 0,7 мм.

Маркировка газовых баллонов для проведения сварочных работ

Баллоны для хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов отличаются по объему и цвету, который используется для их маркировки. Кроме того, техническим регламентом определятся и цвет надписи, выполненной на изделии. Такой подход позволяет максимально облегчить идентификацию нужного газа и обеспечение соответствующих правил техники безопасности в обращении с ним. В частности, баллоны для ацетилена и пропана имеют меньшую толщину стенок и не могут использоваться для наполнения воздушными газами (кислород и пр.).
На баллонах применяются следующие виды маркировки:

  • баллон для кислород окрашивается в синий цвет с черной надписью;
  • белый цвет и красная надпись применяются для балонов с ацетиленом;
  • баллоны с углекислотой, а также с азотом и сварочными смесями окрашиваются в черный цвет и маркируются белой надписью.
  • баллоны с аргоном окрашиваются в серый цвет ;
  • водород наполняется в зеленые баллоны с красными буквами;
  • пропан наполняется в красные баллоны с белыми надписями.

Особенности использования ацетиленовых газовых баллонов

Для проведения сварочных работ нередко применяется ацетилен – бесцветный газ, отличающийся характерным неприятным запахом. Стандартный объем баллона для его хранения составляет 40/25/10 литров, при этом давление в баллоне не должно превышать 1.9 МПа. Ввиду повышенной взрывоопасности ацетилена следует исключить ударные воздействия и любой тип нагрева баллонов, включая нагрев от солнечных лучей. Баллон заполнен внутри пористой массой или порошком угля, а также дозированным количеством ацетона. Для оптимального расхода ацетона скорость отбора ацетилена не должна превышать 1700 литров в минуту. Перед каждым наполнением необходимо проверять (взвешивать( фактическое количество угольной массы и ацетона.

Первая партия российского сжиженного газа отправлена из Екатеринбурга в Казахстан | В бизнесе

Уральские специалисты разработали технологию сжижения, которая уменьшает стоимость конечного продукта в четыре раза

Первая партия российского сжиженного природного газа (СПГ) в 17 тонн отправлена в Казахстан, передает корреспондент ТАСС с места события.

«Сегодня отправилась первая партия, по условиям контракта они будут каждый год увеличиваться», — сказал на церемонии отправки губернатор Свердловской области Евгений Куйвашев.

Производство малотоннажного сжиженного природного газа на ГРС-4 Екатеринбурга — уникальная технология, разработанная и внедренная в компании «Газпром трансгаз Екатеринбург» (ГТЕ, дочернее общество ПАО «Газпром»). Технология, разработанная уральскими специалистами впервые в мире, уменьшает стоимость конечного продукта в четыре раза за счет резкого снижения давления. Давление газа в магистральных трубопроводах — 50-70 атмосфер, по городу он раздается под давлением 8-12 атмосфер. На всех стадиях снижения давления газ расширяется и охлаждается до очень низких температур. До сих пор этот холод никак не использовали, и он попросту «охлаждал атмосферу».

По словам генерального директора ГТЕ Давида Гайдта, нигде такая технология не используется — газ везде сжижают традиционно, используя значительные объемы электроэнергии извне.

Первый контракт на поставку малотоннажного СПГ автомобильным транспортом из России в Казахстан подписали в декабре 2016 года ООО «Газпром экспорт» и ТОО Global Gas Regazification, входящее в группу компаний Global Gas Group. Первым объектом в Казахстане, где будет использоваться уральский метан, станет университет в Астане. В будущем этот энергоноситель планируется использовать и для газификации других объектов столицы Казахстана. Планируется, что всего в 2017 году в Казахстан будет экспортировано более 320 тыс. кубометров метана.

По словам генерального директора компании Global Gas Group Олега Гончарова, на сегодняшний день реализация и газификация автономных предприятий, населения, перевода транспорта на газ с точки зрения экологической безопасности является для Астаны актуальной. «Поэтому развитие программы подразумевает выход к 2021 году на объем реализации в полмиллиарда кубометров», — сказал он.

Первая партия российского сжиженного газа отправлена из Екатеринбурга в Казахстан — Новости Урала

ЕКАТЕРИНБУРГ, 30 января. /ТАСС/. Первая партия российского сжиженного природного газа (СПГ) в 17 тонн отправлена в Казахстан, передает корреспондент ТАСС с места события.

«Сегодня отправилась первая партия, по условиям контракта они будут каждый год увеличиваться», — сказал на церемонии отправки губернатор Свердловской области Евгений Куйвашев.

Производство малотоннажного сжиженного природного газа на ГРС-4 Екатеринбурга — уникальная технология, разработанная и внедренная в компании «Газпром трансгаз Екатеринбург» (ГТЕ, дочернее общество ПАО «Газпром»). Технология, разработанная уральскими специалистами впервые в мире, уменьшает стоимость конечного продукта в четыре раза за счет резкого снижения давления. Давление газа в магистральных трубопроводах — 50-70 атмосфер, по городу он раздается под давлением 8-12 атмосфер. На всех стадиях снижения давления газ расширяется и охлаждается до очень низких температур. До сих пор этот холод никак не использовали, и он попросту «охлаждал атмосферу».

По словам генерального директора ГТЕ Давида Гайдта, нигде такая технология не используется — газ везде сжижают традиционно, используя значительные объемы электроэнергии извне.

Первый контракт на поставку малотоннажного СПГ автомобильным транспортом из России в Казахстан подписали в декабре 2016 года ООО «Газпром экспорт» и ТОО Global Gas Regazification, входящее в группу компаний Global Gas Group. Первым объектом в Казахстане, где будет использоваться уральский метан, станет университет в Астане. В будущем этот энергоноситель планируется использовать и для газификации других объектов столицы Казахстана. Планируется, что всего в 2017 году в Казахстан будет экспортировано более 320 тыс. кубометров метана.

По словам генерального директора компании Global Gas Group Олега Гончарова, на сегодняшний день реализация и газификация автономных предприятий, населения, перевода транспорта на газ с точки зрения экологической безопасности является для Астаны актуальной. «Поэтому развитие программы подразумевает выход к 2021 году на объем реализации в полмиллиарда кубометров», — сказал он.

Сжиженный газ – обзор

Охлаждение сжиженных газов может повысить внутреннюю безопасность. Охлаждение имеет ряд потенциальных преимуществ.

1.

Давление при хранении будет ниже, в некоторых случаях допустимо хранение при давлении, близком к атмосферному. Это приводит к уменьшению скорости утечки в случае разгерметизации системы хранения из-за более низкого давления. При хранении при давлении, близком к атмосферному, утечка из паровой части резервуара для хранения будет очень небольшой, поскольку практически отсутствует давление, создающее движущую силу для утечки.

2.

Утечка из резервуара для хранения сжиженного газа при температуре окружающей среды и повышенном давлении приведет к значительному выбросу паров в атмосферу из места утечки. Утечка из рефрижераторного резервуара будет вспыхивать меньше или вообще не вспыхивать, если хранилище близко к атмосферному. Хотя разлитый материал будет кипеть или испаряться, поскольку он поглощает тепло из атмосферы и земли, эта скорость высвобождения часто будет меньше, чем в результате мгновенной утечки под давлением.Кроме того, у проектировщика будет возможность снизить скорость испарения разлитого материала за счет конструкции дамбы для минимизации площади поверхности, изолирующих материалов дамбы, покрытия разлива или вторичной локализации.

3.

Количество выброса в атмосферу из резервуара для хранения сжиженного газа может фактически быть значительно выше, чем то, которое можно было бы рассчитать по расчету вспышки. Когда материал вытекает из резервуара для хранения, большая часть материала испаряется в результате снижения давления до атмосферного.Многое, а может быть, и все вещество, остающееся в жидком состоянии согласно расчету вспышки, будет присутствовать в виде мелких капелек, аэрозоля. Эти капли могут быть слишком маленькими, чтобы быстро осесть и образовать жидкую лужу на земле. Вместо этого они могут быть унесены по ветру с выпущенным паром в виде тонкого тумана или тумана. Двигаясь по ветру, они поглощают тепло из атмосферы и испаряются. Фактическое количество материала, выброшенного в атмосферу в результате утечки сжатого газа, может быть в несколько раз больше, чем можно было бы ожидать на основе расчета вспышки.Охлаждение сжатого газа исключает вскипание и образование аэрозолей.

Сжиженный газ – обзор

1 Введение

Концепция криогенного хранения энергии (CES) заключается в хранении энергии в виде сжиженного газа. Когда позже потребуется энергия, жидкий газ нагнетается до высокого давления и испаряется; затем газ высокого давления можно использовать для привода турбины для выработки электроэнергии. Технология CES впервые применяется в Великобритании (Chen et al., 2008; Harrabin, 2012), где компания Highview Power Storage с 2011 года эксплуатирует пилотную установку жидкостно-воздушного накопителя энергии (LAES). известна и по существу является частью каждой воздухоразделительной установки (ВРУ), в которой используется криогенная сепарация. При криогенном разделении воздуха воздух разделяется на отдельные компоненты при низких температурах, и, как правило, сжижаются большие количества кислорода и азота.Перед раздачей клиентам жидкие продукты хранятся в больших резервуарах. Следовательно, добавив несколько единиц оборудования, а именно насос, теплообменник и турбину, можно испарять хранящиеся жидкие продукты и вырабатывать электроэнергию, что по определению делает ее системой CES.

В связи с этим возникает следующий вопрос: каковы потенциальные преимущества воздухоразделительной установки с дополнительными возможностями CES? Здесь мы видим три непосредственных возможности для такой интегрированной системы ASU-CES: (1) В целом, ASU имеет ограниченный диапазон отношения кислорода к азоту, при котором он может эффективно работать.Это часто приводит к перепроизводству одного продукта, который обычно выбрасывается и, следовательно, тратится впустую. Благодаря CES мы можем не выбрасывать излишки продуктов, а хранить их и извлекать из них энергию, чтобы повысить гибкость предприятия при смене нагрузки. (2) Электроэнергия, вырабатываемая системой CES, может продаваться на рынке электроэнергии. (3) Аналогичным образом завод может получить дополнительный доход, предоставляя оперативные резервные мощности, которые могут быть задействованы по запросу. Операционные резервы требуются, когда спрос на электроэнергию в сети в реальном времени превышает предложение, например.г. из-за неожиданного увеличения нагрузки или отказа генератора.

В духе управления промышленным спросом (Samad and Kiliccote, 2012; Merkert et al., 2014) мы разрабатываем модель планирования для оценки потенциальных преимуществ интегрированной установки ASU-CES. В предлагаемой структуре для моделирования неопределенности спроса на операционные резервы применяются надежные методы оптимизации. Эта статья дополняет работу Zhang et al. (2015) с более сложным промышленным примером, который дает дополнительное представление о взаимодействии между добычей газа и жидкости на таком заводе.

Газы, сжижение | Encyclopedia.

com

Критические температура и давление

Методы сжижения

Работа газа против внешней силы

Работа газа против внутренней силы

Практическое применение

История

Сжижение газов

3 Ресурсы

3 процесс, при котором вещества из газообразного состояния переходят в жидкое состояние. Когда давление на газ увеличивается, его молекулы сближаются, а его температура снижается, что отнимает достаточно энергии, чтобы заставить его перейти из газообразного состояния в жидкое.

При разработке методов их сжижения важны два важных свойства газов: критическая температура и критическое давление. Критическая температура газа — это температура, при которой никакое давление, каким бы большим оно ни было, не может привести к сжижению газа. Минимальное давление, необходимое для сжижения газа при критической температуре, называется критическим давлением.

Например, критическая температура для двуокиси углерода составляет 304 К (87,8°F [31°C]). Это означает, что к образцу углекислого газа при температуре 304К или выше (87.8°F [31°C]) приведет к сжижению газа. Однако при этой температуре или ниже газ может быть сжижен при условии приложения достаточного давления. Соответствующее критическое давление для двуокиси углерода при температуре 304 К (87,8 ° F [31 ° C]) составляет 72,9 атмосферы. Другими словами, приложение давления 72,9 атмосфер к образцу газообразного диоксида углерода при температуре 304 К (87,8 ° F [31 ° C]) приведет к сжижению газа.

Различия в критических температурах газов означают, что одни газы легче сжижаются, чем другие.Критическая температура углекислого газа достаточно высока, чтобы его можно было относительно легко превратить в жидкость при комнатной температуре или близкой к ней. Для сравнения, критическая температура газообразного азота составляет 126 К (–232,6 °F [–147 °C]), а критическая температура гелия составляет 5,3 К (–449,9 °F [–267,7 °C]). Очевидно, что сжижение таких газов, как азот и гелий, представляет гораздо большие трудности, чем сжижение углекислого газа.

Обычно газы можно сжижать одним из трех способов: (1) путем сжатия газа при температурах ниже его критической температуры; (2) заставляя газ совершать некоторую работу против внешней силы, которая заставляет газ терять энергию и переходить в жидкое состояние; и (3) заставляя газ работать против собственных внутренних сил, что также приводит к потере энергии и сжижению.

При первом подходе одного приложения давления достаточно, чтобы газ превратился в жидкость. Например, аммиак имеет критическую температуру 406 К (271,4°F [133°C]). Эта температура значительно выше комнатной, поэтому преобразовать газообразный аммиак в жидкое состояние относительно просто, просто применяя достаточное давление. При критической температуре это давление составляет 112,5 атмосфер, хотя чем холоднее газ, тем меньшее давление требуется для его конденсации.

Простым примером второго метода сжижения газов является паровая машина. Принцип работы паровой машины заключается в том, что вода кипятится, а образующийся пар вводится в цилиндр. Внутри цилиндра пар давит на поршень, который приводит в движение какой-то механизм. Когда пар давит на поршень, он теряет энергию. Эта потеря энергии отражается в понижении температуры пара. Пониженной температуры может быть достаточно, чтобы пар снова превратился в воду.

На практике сжижение газа этим методом происходит в два этапа. Сначала газ охлаждается, а затем он вынужден совершать работу против какой-то внешней системы. Например, он может приводиться в движение через небольшую турбину, где он заставляет вращаться набор лопастей. Потери энергии в результате приведения в действие турбины могут быть достаточными для того, чтобы газ превратился в жидкость.

Описанный выше процесс аналогичен принципу работы холодильных систем.Хладагент в холодильнике сначала преобразуется из газа в жидкость одним из способов, описанных выше. Затем он поглощает тепло из холодильника, превращаясь при этом обратно в газ. Однако разница между сжижением и охлаждением заключается в том, что в первом процессе сжиженный газ постоянно удаляется из системы для использования в другом процессе, тогда как во втором процессе сжиженный газ постоянно рециркулируется в системе охлаждения.

В некотором смысле простейший способ сжижения газа — просто воспользоваться силами, действующими между его собственными молекулами.Это можно сделать, заставив газ пройти через маленькое сопло или пористую пробку. Изменение, происходящее в газе при этом процессе, зависит от его исходной температуры. Если эта температура меньше некоторого фиксированного значения, известного как температура инверсии, то газ всегда будет охлаждаться при прохождении через сопло или пробку.

В некоторых случаях охлаждения, происходящего во время этого процесса, может быть недостаточно для сжижения газа. Однако процесс можно повторять более одного раза.С каждым разом у газа отнимается все больше энергии, его температура падает все больше и, в конце концов, он превращается в жидкость. Этот вид каскадного эффекта фактически можно использовать с любым из двух последних методов сжижения газа.

Важнейшим преимуществом сжиженных газов является то, что их можно затем хранить и транспортировать в гораздо более компактном виде, чем в газообразном состоянии. По этой причине в коммерческих целях широко используются два вида сжиженных газов: сжиженный природный газ (СПГ) и сжиженный нефтяной газ (СНГ).Сжиженный нефтяной газ представляет собой смесь газов, полученных из природного газа или нефти, переведенных в жидкое состояние. Смесь хранится в прочных емкостях, выдерживающих очень высокое давление. СНГ используется в качестве топлива в домах на колесах, лодках и домах, которые не имеют доступа к другим видам топлива.

Сжиженный природный газ похож на СНГ, за исключением того, что из него удалены почти все, кроме метана. LNG и LPG имеют много схожих применений.

В принципе любой газ может быть сжижен, поэтому их компактность и простота транспортировки сделали их популярными для ряда других применений.Например, жидкий кислород и жидкий водород используются в ракетных двигателях. В сварочных работах можно использовать жидкий кислород и жидкий ацетилен. А сочетание жидкого кислорода и жидкого азота можно использовать в аквалангах.

Сжижение газов также играет важную роль в области исследований, известной как криогеника. Жидкий гелий широко используется для изучения поведения вещества при температурах, близких к абсолютному нулю, 0 К ( 459°F [ 273°С]).

Пионерские работы по сжижению газов были проведены английским ученым Майклом Фарадеем (1791-1867) в начале 1820-х гг.Фарадей смог сжижать газы с высокими критическими температурами, такие как хлор, сероводород, бромистый водород и углекислый газ, одним лишь приложением давления. Однако лишь полвека спустя исследователи нашли способы сжижать газы с более низкими критическими температурами, такие как кислород, азот и монооксид углерода. Французский физик Луи-Поль Кайлете (1832-1913) и швейцарский химик Рауль-Пьер Пикте (1846-1929) разработали устройства для сжижения этих газов методом сопел и пористых пробок.Только в конце девятнадцатого века два газа с самыми низкими критическими температурами, водород (–399,5 °F [–239,7 °C; 33,3 K]) и гелий (–449,9 °F [–267,7 °C; 5,3 K]) были превращены в жидкость благодаря работам шотландского ученого Джеймса Дьюара (1842–1923) и голландского физика Хайке Камерлинг-Оннеса (1853–1926) соответственно.

КНИГИ

Кент, Энтони. Экспериментальная физика низких температур. Нью-Йорк: Американский институт физики, 1993.

МакКлинток, П.В.Э., Д.Дж. Мередит и Дж.К. Вигмор. Материя при низких температурах. Глазго: Блэки и сыновья, 1984.

Мендельсон, К. В поисках абсолютного нуля: значение низкотемпературной физики. 2-е изд. London: Taylor and Francis, 1977.

ДРУГОЕ

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Отдел истории . «Сжижение газов в девятнадцатом веке» (по состоянию на 25 ноября 2006 г.).

Лестерский университет, химический факультет «Реальные газы: сжижение газов» < http://www.le.ac.uk/chemistry/thermodynamics/pdfs/3000/topic2615.pdf http://www.le .ac.uk/chemistry/thermodynamics/pdfs/3000/topic2615.pdf> (по состоянию на 25 ноября 2006 г.).

Дэвид Э. Ньютон

Сжатые газы – Опасности – Опасности: Ответы по охране труда

Горючие газы

Горючие газы, такие как ацетилен, бутан, этилен, водород, метиламин и винилхлорид, могут гореть или взрываться при определенных условиях:

Концентрация газа в пределах воспламеняемости: Концентрация газа в воздухе (или контакт с окисляющим газом) должен находиться между его нижним пределом воспламеняемости (НПВ) и верхним пределом воспламенения (ВПВ) [иногда называемым нижним и верхним пределами взрываемости (НПВ и НПВ)]. Например, LFL газообразного водорода в воздухе составляет 4 процента, а его UFL — 75 процентов (при атмосферном давлении и температуре). Это означает, что водород может воспламениться, когда его концентрация в воздухе составляет от 4 до 75 процентов. Концентрация водорода ниже 4 процентов слишком «бедна» для сжигания. Уровни газообразного водорода выше 75 процентов слишком «богаты» для сжигания.

Диапазон воспламеняемости газа включает все его концентрации в воздухе между НПВ и НПВ. Диапазон воспламеняемости любого газа расширяется в присутствии окисляющих газов, таких как кислород или хлор, а также при более высоких температурах или давлениях.Например, диапазон воспламенения водорода в газообразном кислороде составляет от 4 до 85 процентов, а диапазон воспламенения водорода в газообразном хлоре составляет от 4,1 до 89 процентов.

Источник воспламенения: Для воспламенения легковоспламеняющегося газа в пределах его пределов воспламеняемости в воздухе (или окисляющего газа) должен присутствовать источник воспламенения. На большинстве рабочих мест существует множество возможных источников воспламенения, включая открытый огонь, искры и горячие поверхности.

Температура самовоспламенения (или воспламенения) газа – это минимальная температура, при которой газ самовоспламеняется без каких-либо очевидных источников воспламенения.Некоторые газы имеют очень низкие температуры самовоспламенения. Например, температура самовоспламенения фосфина 100 ° C (212 ° F) достаточно низка, чтобы он мог воспламениться от паровой трубы или зажженной лампочки. Некоторые сжатые газы, такие как силан и диборан, пирофорны — они могут самовозгораться на воздухе.

Воспламенение может произойти с горючими газами. Многие горючие сжатые газы тяжелее воздуха. Если баллон протекает в плохо проветриваемом помещении, эти газы могут осесть и скапливаться в канализации, ямах, траншеях, подвалах или других низких помещениях.Газовый след может распространяться далеко от баллона. Если газовый след соприкоснется с источником воспламенения, возникшее пламя может вспыхнуть обратно в цилиндр.

Окисляющие газы

Окисляющие газы включают любые газы, содержащие кислород в концентрациях выше атмосферных (выше 23-25 ​​процентов), оксиды азота и газообразные галогены, такие как хлор и фтор. Эти газы могут быстро и бурно реагировать с горючими материалами, такими как:

  • органические (углеродосодержащие) вещества, такие как большинство легковоспламеняющихся газов, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, масла, смазки, многие пластмассы и ткани
  • мелкодисперсные металлы
  • прочие окисляемые вещества, такие как гидразин, водород, гидриды, сера или соединения серы, кремний и аммиак или соединения аммиака.

Возможны пожары или взрывы.

Нормальное содержание кислорода в воздухе составляет 21 процент. При несколько более высоких концентрациях кислорода, например 25%, горючие материалы, в том числе ткани для одежды, легче воспламеняются и горят гораздо быстрее. Пожары в атмосфере, обогащенной окисляющими газами, очень трудно тушить и они могут быстро распространяться.

Опасно реактивные газы

Некоторые чистые сжатые газы химически нестабильны. При воздействии небольшого повышения температуры или давления или механического удара они могут легко вступать в определенные типы химических реакций, таких как полимеризация или разложение.Эти реакции могут стать бурными и привести к пожару или взрыву. В некоторые опасные химически активные газы добавляются другие химические вещества, называемые ингибиторами, для предотвращения этих опасных реакций.

Распространенными опасными реактивными газами являются ацетилен, 1,3-бутадиен, метилацетилен, винилхлорид, тетрафторэтилен и винилфторид.

Сжатый газ | Управление охраны окружающей среды и безопасности

Сжатые газы — это любые материалы или смеси в контейнерах, абсолютное давление которых превышает 40 фунтов на квадратный дюйм при 70°F (20°C) или превышает 104 фунта на квадратный дюйм при 130°F (54.5°С). Эти цилиндры можно найти в разных местах кампуса, особенно в лабораториях, медицинских учреждениях и магазинах обслуживания объектов.

Работа со сжатыми газами может считаться более опасной, чем работа с жидкими и твердыми материалами, из-за следующих свойств: высокое давление, легкость диффузии, низкие температуры воспламенения горючих газов, низкие температуры кипения и, в некоторых случаях, отсутствие визуальных и /или обнаружение запаха опасных газов. Из-за этих свойств несоблюдение надлежащих процедур может привести к травмам и повреждению имущества.Таким образом, сотрудники, работающие со сжатыми газами, должны обладать необходимыми знаниями, чтобы защитить себя от опасностей, связанных с этим материалом.

Типы сжатых газов

В целом, существует три основных типа хранимых сжатых газов: сжиженные, несжиженные и растворенные газы.

Сжиженные газы – Это газы, которые могут переходить в жидкое состояние при нормальной температуре, когда они находятся внутри баллонов под давлением. Они существуют внутри цилиндра в жидкостно-паровом балансе или равновесии. Примерами являются хлор, двуокись углерода, безводный аммиак, сжиженная закись азота, сжиженный нефтяной газ (LPG) и т. д.

Несжиженные газы – В отличие от сжиженных газов, эти газы не становятся жидкими при сжатии при нормальных температурах, даже при очень высоких температурах. Они также известны как сжатые или сжатые газы. Общие примеры включают азот, кислород, воздух, двуокись углерода, гелий, аргон и т. д.

Растворенные газы – Это газы, растворенные в жидкофазном растворителе.Баллоны с растворенным газом заполнены инертным пористым фильтром, пропитанным растворителем, стабилизирующим летучий газ. Наиболее распространенным примером является ацетилен, который может взорваться при атмосферном давлении. Эти газы очень нестабильны. Например, баллоны с ацетиленом должны быть полностью заполнены инертным пористым фильтром, пропитанным ацетоном, чтобы предотвратить взрыв. Когда ацетилен добавляется в цилиндр, газ растворяется в ацетоне, делая раствор ацетилена стабильным.

Типы баллонов со сжатым газом

Баллоны со сжатым газом бывают разных форм и конструкций, которые в основном зависят от давления содержащихся в них газов.Как правило, они группируются как баллоны высокого давления, баллоны низкого давления и криогенные контейнеры.

Цилиндры высокого давления, как правило, высокие и узкие, толстостенные, тяжелые в пустом состоянии, обычно изготавливаются из стали или алюминия и могут выдерживать давление до 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Типичными примерами являются баллоны с азотом, гелием, водородом, кислородом и углекислым газом.

Баллоны низкого давления обычно толще и легче, чем баллоны высокого давления; они имеют тонкостенные сварные швы и могут выдерживать давление до 500 фунтов на квадратный дюйм.Типичными примерами являются сжиженные нефтяные газы (LPG, такие как пропан) и газообразные хладагенты.

Криогенные контейнеры – эти контейнеры работают при давлении от 20 до 500 фунтов на квадратный дюйм. У них есть предохранительные клапаны, которые помогают стравливать давление при повышении температуры. Примерами криогенных материалов являются азот, кислород, аргон, двуокись углерода и т. д.

 

Опасность сжатого газа

Существует множество опасностей, связанных со сжатыми газами. Они могут быть токсичными (например, бромистый метил, безводный аммиак, хлор и т.), горючие (например, водород, ацетилен и т. д.), коррозионные (например, аммиак, хлор, хлористый/бромид водорода и т. д.) и окисляющие (например, закись азота, кислород и т. д.). Напротив, некоторые из них могут быть инертными (химически нетворческими), негорючими и/или нетоксичными. Например, азот и углекислый газ негорючи, а аргон и гелий — инертные газы. Несмотря на это свойство, они все же могут быть вредны в некоторых других отношениях. В случае утечки инертные газы могут быстро вытеснить воздух на большой площади, создав атмосферу с дефицитом кислорода, токсичные газы могут создать ядовитую атмосферу, а легковоспламеняющиеся или химически активные газы могут привести к пожару и взрыву.

Помимо химических характеристик этих газов, баллоны сами по себе могут быть опасны из-за своего физического размера и веса. Газовый баллон может разбить контейнеры и раздавить ноги. Если их клапаны сломаны, они могут перемещаться далеко и выходить из-под контроля, вызывая серьезные травмы и повреждения. Некоторые из конкретных опасностей сжатых газов перечислены ниже:

  • Пожар или взрыв в результате выброса легковоспламеняющихся газов вблизи источников воспламенения (например, ацетилена)
  • Самовозгорание от окисляющих газов (например,г. закись азота, кислород)
  • Токсичность при воздействии концентраций выше допустимых пределов воздействия (например, безводный аммиак)
  • Удушье вытеснением кислорода (например, азота)
  • Утечки
  • Неправильное хранение
  • Неисправное оборудование и/или соединения
  • Физические риски
  • Ручное обращение
  • Плотность газа
  • Внезапный выброс газа при повреждении баллона
  • Давление

 

Получение

При получении баллонов в любом месте на территории кампуса ответственное лицо должно обеспечить следующее:

  • Убедитесь, что содержимое баллона соответствует заказанному.
  • Осмотрите их на наличие повреждений
  • Убедитесь, что цилиндр(ы) имеют правильную маркировку (см. фото ниже).
  • Баллоны, поставленные без маркировки или идентификации, не должны приниматься.
  • Не полагайтесь на цвет в качестве основного метода идентификации. Цвет баллона меняется у разных поставщиков, что делает его ненадежным методом идентификации
  • Если вы обучены этому, убедитесь, что клапан на месте и его можно легко снять. Ожидается, что каждый баллон, полученный от утвержденных поставщиков, будет поставляться с защитным колпачком клапана.
  • Получите или распечатайте паспорт безопасности и вложите его в свою папку безопасности

Примечание. Места, представляющие инвентаризацию химических веществ в EH&S, должны также включать информацию о сжатых газах.

Изображение предоставлено: Trainex

 

Хранение

Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают в EH&S, касается правильного хранения и защиты баллонов со сжатым газом. Мы надеемся, что представленная ниже информация ответит на эти вопросы.Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с офисом EH&S по телефону (252) 328-6166 или по электронной почте [email protected]

Как правило, баллоны со сжатым газом должны храниться на ровном, прохладном, сухом, хорошо проветриваемом, пожаробезопасном участке, соответствующем всем применимым федеральным, государственным и местным нормам. Хранение также должно соответствовать стандартам Ассоциации сжатых газов (CGA).

Общие требования к хранению

Храните баллоны вдали от источников воспламенения или чрезмерного нагрева.Их следует хранить вдали от прямых солнечных лучей или любых других источников чрезмерного тепла. Не подвергайте баллоны воздействию температур выше 125 o F. На большинстве баллонов установлены устройства для сброса давления, чтобы предотвратить разрыв баллона, находящегося под нормальным давлением, при непреднамеренном воздействии огня или высоких температур.

Храните баллоны в вертикальном положении, как полные, так и пустые. Кроме того, баллоны всегда должны быть закреплены в вертикальном положении, за исключением, если это необходимо, коротких периодов времени, когда баллоны фактически поднимаются или переносятся.

Баллоны не следует хранить рядом с лифтами или трапами, а также в местах, где на них могут удариться или упасть тяжелые движущиеся предметы. Их следует хранить вдали от интенсивного движения, аварийных выходов или мест, где они могут быть взломаны посторонними лицами. Не храните баллоны в коридорах.

Все цилиндры должны быть прикреплены к стене, скамье или другой неподвижной опоре с помощью двойной цепи на высоте 1/3 и 2/3 высоты цилиндра (см. фото ниже). Стойки-цилиндры (см. фото ниже) являются альтернативой ремням.Примечание: хранение на переносных тележках не допускается, только для транспортировки.

Баллоны должны быть индивидуально закреплены ремнями или закреплены для предотвращения падения или скатывания.

Примечание: Эластичные шнуры, стяжки, веревки или провода не являются приемлемыми средствами крепления баллонов.

 

Изображение предоставлено: hopkinssafety.edu               Изображение предоставлено USAsafety.com

Другие требования к хранению

  • Не используйте транспортное устройство или тележку для удерживания используемого баллона
  • Наименования и классы опасности газов должны быть вывешены в зоне хранения баллонов.
  • При хранении разделите баллоны по классам опасности. Если есть необходимость в смешанном хранении, храните баллоны только с другими совместимыми газами.
  • Не храните легковоспламеняющиеся газы (например, ацетилен) рядом с окислителями (например, кислородом) или горючими материалами. Храните кислород (полный или пустой) вдали от горючих газов.
  • Кислород должен храниться на расстоянии не менее 20 футов от легковоспламеняющихся газов или на расстоянии 5 футов. высокая негорючая стена с пределом огнестойкости не менее получаса.
  • Никогда не храните баллоны с жидким или газообразным хлором вместе с баллонами с аммиаком.
  • Когда баллоны пусты или не используются, убедитесь, что клапан закрыт, регулятор снят, а защитный колпачок клапана закреплен на месте.
  • Сведите количество баллонов в каждом месте к минимуму, чтобы снизить физическую (пожар) и химическую (воздействие токсичных газов) опасность.
  • Цилиндры не следует размещать там, где они могут стать частью электрической цепи.
  • Отметить или пометить пустые баллоны «ПУСТОЙ»
  • Полные и пустые баллоны следует хранить отдельно в четко обозначенных местах.Предметы не должны храниться на газовых баллонах
  • Для агрессивных газов системы газораспределения должны быть совместимы с газом. Агрессивные газы следует хранить в течение как можно более короткого времени, чтобы предотвратить коррозию клапанов, этикеток и регуляторов; а также во избежание потенциальной утечки.

 

Использование и обращение

Установка

Цилиндры должны устанавливаться непосредственно поставщиком, персоналом, прошедшим обучение в Службе эксплуатации, или персоналом лаборатории, прошедшим обучение для такой работы.

Все ответственные пользователи баллонов со сжатым газом должны быть обучены правильному использованию и методам обращения с ними.

Необученный персонал лаборатории не должен устанавливать или вмешиваться в работу баллонов со сжатым газом, включая предохранительные клапаны и этикетки продуктов.

Установка баллона должна быть оценена перед использованием, чтобы гарантировать, что его работа не создаст дополнительных опасностей для зоны.

Перед использованием

Прочтите всю информацию на этикетках и паспорт безопасности, чтобы ознакомиться со свойствами газа и связанными с ним опасностями.

Носите соответствующие СИЗ – см. Паспорт безопасности

Фитинги для проверки герметичности с помощью Snoop или мыльного раствора. Никогда не используйте открытое пламя для обнаружения утечек.

Проверить целостность трубопроводов и соединений перед использованием

Убедитесь, что вентили баллонов расположены таким образом, чтобы всегда быть доступными.

Все баллоны со сжатым газом должны использоваться с устройством регулирования давления для снижения давления в баллоне до значений, рекомендованных производителем.

Во время использования

Всегда используйте баллоны в хорошо проветриваемых помещениях.

Используйте соответствующий регулятор, совместимые материалы коллектора, а также трубки и трубопроводы, рассчитанные на номинальное давление, для всех применений. Не изменяйте, не адаптируйте и не используйте тефлоновую ленту на регуляторах

.

Необходимо периодически проверять целостность всех трубок. Поврежденная трубка должна быть снята с эксплуатации

Ремонт или переделка баллонов со сжатым газом запрещены

Никогда не опорожняйте баллон до давления ниже 172 кПа (25 фунтов на кв. дюйм/кв. дюйм). Не опорожняйте цилиндр полностью, чтобы предотвратить обратный поток загрязняющих веществ или воздуха.

 

Клапаны, регуляторы и трубопроводы

Клапаны

Клапан баллона — это устройство, используемое для удержания содержимого баллона, находящегося под давлением. Они действуют как основной предохранительный механизм

Не вскрывайте клапаны баллонов.

Клапаны нельзя открывать без установленного регулятора.

Никогда не открывайте клапаны баллона, если регулятор полностью не закрыт. Аналогичным образом, всегда выключайте цилиндр, сначала закрывая главный вентиль цилиндра, а затем регулятор.Манометры должны вернуться к нулю

Всегда открывайте клапан главного цилиндра медленно и не открывайте его полностью.

Не смотрите на манометр при открытии цилиндра. Встаньте сбоку на случай неисправности клапана. Клапан баллона должен быть закрыт, когда баллон не используется.

Не используйте гаечные ключи или плоскогубцы для открытия главного клапана баллона. Если клапан не вращается, немедленно свяжитесь с поставщиком

Регулятор

Регулятор — еще одно предохранительное устройство, устанавливаемое на баллон со сжатым газом.Он снижает высокое давление в цилиндре до безопасного рабочего давления. Поэтому правильный выбор регулятора имеет решающее значение для обеспечения безопасности, так и для эффективности газовых цилиндров. Существуют различные типы регуляторов для разных применений. Они бывают одноступенчатыми или двухступенчатыми.

Регуляторы

предназначены для установки непосредственно на клапаны баллонов. Никакие другие фитинги, соединения или смазочные материалы не должны использоваться для соединения регулятора с клапаном газового баллона

.

Никогда не используйте поврежденный или дефектный регулятор. Регулятор может взорваться, если он неисправен.

Не используйте регулятор цилиндра, если вы не обучены этому. Всегда обращайтесь к своему руководителю или поставщику, если вы не прошли обучение.

Трубопровод

Не используйте медные трубы для ацетилена

Не используйте чугунную трубу для хлора

Не используйте масло или смазку на оборудовании, работающем с кислородом

Не используйте Tygon и пластиковые трубы для какой-либо части системы высокого давления

Обеспечьте герметичность соединений с трубопроводом

Периодически проверяйте соединения трубопроводов на наличие утечек и повреждений

Заземлите все баллоны и трубопроводы, содержащие легковоспламеняющиеся газы, от статического электричества

При подаче водорода используйте трубы из нержавеющей стали, чтобы предотвратить накопление и возможную искру из-за статического электричества.

Все трубопроводы и оборудование должны соответствовать стандартам Ассоциации производителей сжатого газа

.

 

Транспорт

Все подключенное оборудование (например, регулятор, трубопровод и т. д.) должно быть удалено перед транспортировкой баллона

Перед работой с баллоном убедитесь, что клапан на месте и надежно закреплен. Клапаны должны быть закрыты

Носите соответствующие СИЗ

Транспортировка баллона с помощью подходящей тележки или ручной тележки                         

Переместить цилиндры с установленной защитной крышкой

Не поднимайте и не перемещайте цилиндр за крышку

Не тяните, не катите и не двигайте цилиндры

Не роняйте и не ударяйте баллоны друг о друга

Всегда обращайтесь с баллонами так, как если бы они были полными                           Изображение предоставлено: ccohs.около

Не работайте с цилиндром в одиночку, если это небезопасно. Лучше получить помощь, чем получить травму

Перевозите по одному цилиндру за раз. Если используется тележка с двумя баллонами, убедитесь, что баллоны правильно закреплены перед транспортировкой

Только транспортный цилиндр в грузовом лифте, если имеется

 

Утилизация

Закройте и затяните клапаны

Замена предохранительных колпачков на цилиндрах

Храните пустые баллоны отдельно от полных или находящихся в эксплуатации баллонов. Примечание. Баллон пуст при давлении 25 фунтов на кв. дюйм

.

Свяжитесь с поставщиком/поставщиком или контактным лицом вашего отдела для получения инструкций по возврату использованных баллонов

Примечание. Подразделения должны включать сжатые газы в свои ежегодные инвентаризации, представляемые в EH&S

.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Центр данных по альтернативным видам топлива: основы использования природного газа

Как и природный газ, полученный из ископаемого топлива, возобновляемый природный газ, который производится из разлагающихся органических материалов, должен быть сжат или сжижен для использования в качестве транспортного топлива.

Природный газ представляет собой газообразную смесь углеводородов без запаха, состоящую преимущественно из метана (Ch5). На его долю приходится около 30% энергии, используемой в Соединенных Штатах. Около 40% топлива идет на производство электроэнергии, а оставшаяся часть распределяется между жилыми и коммерческими объектами, такими как отопление и приготовление пищи, а также на промышленные нужды. Хотя природный газ является проверенным, надежным альтернативным топливом, которое уже давно используется для питания транспортных средств, работающих на природном газе, только около двух десятых 1% используется для транспортного топлива.

Подавляющее большинство природного газа в Соединенных Штатах считается ископаемым топливом, потому что он производится из источников, образовавшихся в течение миллионов лет под действием тепла и давления на органические материалы. В качестве альтернативы, возобновляемый природный газ (RNG), также известный как биометан, представляет собой автомобильное топливо трубопроводного качества, производимое из органических материалов, таких как отходы со свалок и домашнего скота, путем анаэробного сбраживания. RNG квалифицируется как усовершенствованное биотопливо в соответствии со стандартом возобновляемого топлива.

Поскольку RNG химически идентичен обычному природному газу, полученному из ископаемых источников, он может использоваться в существующей системе распределения природного газа и должен быть сжат или сжижен для использования в транспортных средствах.

СПГ и СПГ как альтернативные виды топлива для транспорта

В настоящее время в транспортных средствах используются две формы природного газа: компримированный природный газ (СПГ) и сжиженный природный газ (СПГ). Оба производятся внутри страны, относительно недороги и доступны в продаже. Считающиеся альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года, СПГ и СПГ продаются в единицах эквивалента галлонов бензина или дизельного топлива (GGE или DGE) в зависимости от содержания энергии в галлоне бензина или дизельного топлива.

Сжатый природный газ

CNG производится путем сжатия природного газа менее чем до 1% его объема при стандартном атмосферном давлении. Чтобы обеспечить достаточный запас хода, СПГ хранится на борту транспортного средства в сжатом газообразном состоянии при давлении до 3600 фунтов на квадратный дюйм.

CNG используется в легких, средних и тяжелых условиях эксплуатации. Автомобиль, работающий на сжатом природном газе, получает примерно такую ​​же экономию топлива, как и обычный бензиновый автомобиль на основе GGE. Один GGE равен примерно 5.66 фунтов СПГ.

Сжиженный природный газ

СПГ – это природный газ в жидкой форме. СПГ производится путем очистки природного газа и его переохлаждения до -260°F, чтобы превратить его в жидкость. Во время процесса, известного как сжижение, природный газ охлаждается ниже точки кипения, удаляя большую часть посторонних соединений, содержащихся в топливе. Остальной природный газ представляет собой в основном метан с небольшим количеством других углеводородов.

Из-за относительно высокой себестоимости производства СПГ, а также необходимости хранить его в дорогостоящих криогенных резервуарах широкое использование этого топлива в коммерческих целях ограничено. СПГ должен храниться при низких температурах и храниться в сосудах высокого давления с двойными стенками и вакуумной изоляцией. СПГ подходит для грузовых автомобилей, которым требуется более длинная дистанция, поскольку жидкость плотнее газа и, следовательно, может хранить больше энергии по объему. СПГ обычно используется в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности. Один GGE равен примерно 1,5 галлонам СПГ.

Чтобы найти топливо, см. раздел Расположение заправочных станций природного газа.

.

Добавить комментарий