Газгольдер (подземный или наземный резервуар для бытового/промышленного использования) в подавляющем большинстве случаев заполняют сжиженным нефтяным газом — смесью пропана и бутана (LPG, в русскоязычной практике — СНГ — сжиженные нефтяные газы). Ниже — подробности о составе, отличиях от сжиженного метана и о том, почему состав может быть разным.
1. Что такое «газ для газгольдера»
• Основной продукт: пропан‑бутановая смесь (LPG). Это пары углеводов C3H8 (пропан) и C4H10 (бутан), которые при умеренной температуре и давлении находятся в двухфазном состоянии: жидкость внизу и пар над ней. Газгольдер хранит преимущественно жидкую фазу; пар используется для отопления, варки, котельных и т. п.
• Также иногда используют чистый пропан (в холодных регионах) или специфические составы для промышленных нужд, но массовый вариант — именно смесь пропана и бутана.
2. Почему смесь?
• У пропана более низкая температура кипения (около −42 °C), у бутана — около −0,5 … +1 °C. Бутан легче сжижать при тёплой погоде, но в морозы он плохо отдает пар и может «не испаряться» в приёмнике.
• Смешивание даёт баланс: зимой в смесь добавляют больше пропана (чтобы сохранить нужное давление паров при низких температурах), летом — больше бутана (экономичнее и менее летуче).
3. Составы и сезонность
• Состав LPG варьируется: бывают смеси с преобладанием бутана (летние смеси), с преобладанием пропана (зимние), а также чистый пропан для очень холодного климата.
• Типичные ориентиры (примерно): в летних смесях доля бутана может достигать 70–90 %, в зимних — доля пропана увеличивается до 50–100 %. Точные пропорции зависят от поставщика, региона и сезона.
• Для потребителя это означает: в сильный мороз в газгольдере чаще используется пропан или «зимний» состав.
4. Отличие сжиженного пропан‑бутана от сжиженного метана (LNG)
• Химический состав: LPG = пропан/бутан (C3–C4); LNG = почти чистый метан (CH4).
• Условия хранения:
– LPG (пропан/бутан): сжижен при относительно невысоком давлении при атмосферных температурах (жидкая фаза при температурах выше −40 °C возможна при давлении, зависящем от состава). Газгольдеры обычно рассчитаны на рабочие давления в диапазоне нескольких бар — фактическое насыщенное давление паров сильно зависит от состава и температуры.
– LNG (сжиженный метан): хранится при криогенных температурах (~−162 °C) почти при атмосферном давлении в хорошо изолированных ёмкостях. Чтобы поддерживать LNG в жидкой фазе, используют глубокое охлаждение, а не большое давление.
• Давление и поведение:
– LPG: парциальное давление паров смеси при обычной температуре может быть от пары атмосфер до нескольких десятков атмосфер (в таблицах насыщенное давление пропана при +20 °C ≈ 8–9 бар, бутана при +20 °C ≈ 2–3 бар — при смешивании итоговое давление промежуточное и зависит от долей и температуры). Поэтому при проектировании газгольдера и запорной арматуры учитывают зависимость давления от состава и температуры.
– LNG: при нормальной эксплуатации сосуды держат давление, близкое к атмосферному, плюс небольшое избыточное давление для контроля кипения и вывода паровой фазы; пары LNG при нормальной температуре быстро нагреваются и требуют особых мер.
• Плотность (приблизительно, ориентировочно):
– Жидкий пропан: порядка 0,50–0,52 кг/л (приблизительно).
– Жидкий бутан: порядка 0,58–0,61 кг/л.
– Жидкий метан (LNG): порядка 0,41–0,45 кг/л (в зависимости от условий).
Эти значения даются ориентировочно; реальные плотности зависят от температуры и давления.
• Практическое следствие: при равном объёме в газгольдере LPG хранится более «энергоёмко» (из‑за большей плотности жидкой фазы и свойств смеси) по сравнению с LNG на тех же условиях, но способы хранения разные: LPG — при умеренном давлении, LNG — при криогенных температурах.
5. Важные моменты
• Давление в газгольдере и паровое давление продукта зависят от температуры и состава: чем больше пропана, тем выше давление при той же температуре; чем больше бутана — тем ниже давление. Это учитывают при заполнении, выборе регуляторов и обслуживании.
• В холодных регионах используют более «пропановую» смесь, иначе в системе не будет достаточно парового давления для работы бытовых приборов.
• В смесь обычно добавляют одорант (запахистую добавку) для обнаружения утечек — сам по себе пропан/бутан почти без запаха.
• Стандарты и качество: поставщики обязаны соблюдать нормативы по чистоте, содержанию серы и прочих примесей; потребителю полезно проверять сертификаты качества.
6. Краткое сравнение (по пунктам)
• Состав: LPG = пропан + бутан; LNG = метан.
• Температура хранения: LPG — при обычных температурах, под давлением; LNG — при −162 °C, практически при атмосферном давлении.
• Давление: LPG — зависит от состава и температуры (от нескольких бар и выше); LNG — низкое избыточное давление в криоёмкости.
• Плотность жидкости: LPG (пропан/бутан) ≈ 0,50–0,61 кг/л; LNG ≈ 0,41–0,45 кг/л.
• Применение: газгольдеры и бытовое/автомобильное/промышленное LPG; LNG — магистральные поставки, крупные хранилища и транспортировка метана на большие расстояния.
7. Выводы для владельцев газгольдеров
• Практически всегда для газгольдера используется пропан‑бутановая смесь. Важно знать, какая именно смесь поставляется (летняя/зимняя/пропан), потому что от этого зависит рабочее давление и поведение системы при низких температурах.
• При заказе топлива уточняйте у поставщика состав (долю пропана/бутана), наличие серных примесей, одоранта и сертификаты качества — это влияет на безопасность и корректную работу оборудования.
• Для эксплуатации оборудования учитывайте температурный режим площадки и, при необходимости, выбирайте более «пропановую» заправку для холодного климата.