WŁAŚCIWOŚCI GAZU PŁYNNEGO

Gazy płynne (LPG, ang. Liquefied Petroleum Gas), to skroplone gazy węglowodorowe, składające się z mieszaniny propanu, butanu i innych węglowodorów. Otrzymuje się je z gazu ziemnego mokrego lub gazów rafineryjnych. W normalnych warunkach atmosferycznych LPG występują w postaci gazowej, zamieniając się jednak w ciecz pod zwiększonym ciśnieniem (np. 2,6 MPa dla propanu-butanu).

Do rodziny gazów skroplonych C3—C4 należą:
—    butan techniczny, oznaczany symbolem B (mieszanina węglowodorów alifatycznych, w której jest co najmniej 95% butanu);
—    propan techniczny, oznaczany symbolem P (mieszanina węglowodorów alifatycznych w których jest co najmniej 90% propanu);
—    propan-butan, oznaczany symbolem B/P (mieszanina węglowodorów alifatycznych, w której jest od 18% do 55% propanu i co najmniej 45% butanu).
W celach grzewczych korzysta się głównie z propanu (z niewielkimi domieszkami butanu i innych składników)
Gazy płynne charakteryzują się dwu fazowością i mają zdolność przechodzenia z fazy ciekłej w gazową i na odwrót. Na rysunku

tmp2c18-1

pokazano zależność ciśnienia par gazów płynnych w funkcji temperatury. Wymiana ciepła z otoczeniem przy niezbyt dużym poborze gazu (jak to ma miejsce w przypadku małych i średnich kotłowni) zapewnia właściwą pracę układu, tj. utrzymanie odpowiedniego ciśnienia fazy gazowej i stabilny pobór gazu przez palniki (przy dużym poborze konieczne jest podgrzewanie zbiornika w celu intensyfikacji parowania lub też — pobieranie fazy ciekłej).
Z wykresu wynika, iż propan w temperaturze 0°C ma ciśnienie około 4 bar, a w temperaturze 30°C około 10 bar. Natomiast w temperaturze -42°C (temperatura wrzenia) nie odparowuje i jest tylko w stanie ciekłym.
Tymczasem butan już w temperaturze niższej niż 0°C jest wyłącznie w fazie ciekłej, czyli nie paruje. Nie nadaje się więc do potrzeb grzewczych, gdyż podczas mrozów zbiornikach stojących poza budynkiem nie byłoby fazy gazowej, tylko ciekła. Także mieszanina P-B nie może być używana w zbiornikach naziemnych do celów grzewczych, gdyż przy niskiej temperaturze zewnętrznej odparowywać będzie tylko propan i ciśnienie może spaść poniżej wartości wymaganej do właściwej pracy reduktora i palnika kotłowego. Po dłuższej eksploatacji w zbiorniku pozostałby tylko butan. Mieszaninę propan-butan można stosować w zbiornikach podziemnych, przykrytych warstwą ziemi o grubości co najmniej 1 m. Pozwoli to na zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych, gdyż butan jest tańszy od propanu o około 20%.

Gaz skroplony jest bezbarwny, a jego gęstość w przybliżeniu 1,8 razy mniejsza od gęstości wody. Objętość właściwa gazu skroplonego jest niewielka w porównaniu z fazą gazową (propan około 1:260), dlatego można go łatwo magazynować w zbiornikach. Gazowy propan lub propan-butan jest odpowiednio około 1,5 i 2,0 razy cięższy od powietrza i ma tendencje do zalegania w dolnych częściach pomieszczenia oraz w miejscach usytuowanych poniżej poziomu terenu.

Na rysunku

tmp2c18-2

przedstawiono zmiany gęstości ciekłego propanu w zależności od temperatury, a w tablicy niektóre parametry propanu i propan-butanu.

Propan  Propan-butan
Stan skupienia Gaz skroplony Gaz skroplony
Wartość opalowa co najmniej 45,64 MJ/kg

91,77 MJ/m3

45,22 MJ/kg

90,93 MJ/m3

Prężność par nasyconych, co najmniej 0,2 MPa w -15°C 3,04 MPa w 70°C 0,1 MPa w -15°C

2,55 MPa w 70°C

Gęstość 495 kg/m3 w15,6°C 500 kg/m3 w 15°C
Temperatura wrzenia -42°C (propan) W zależności od proporcji składników w mieszaninie od -42°C (propan) do -0,5°C (butan)
Gęstość względna par (powietrza wynosi 1) 1,52 w 15°C 2,0 w 15°C
Temperatura zapłonu 510°C 480-510°C
Dolna granica wybuchowości 2,1% 1,5%
Górna granica wybuchowości 10,1% 9,0%
Ciśnienie nominalne gazu przed urządzeniami gazowymi kPa                                              2,9-4,4

Granica wybuchowości gazu płynnego wynosi od około 2% do 10% zawartości gazu w powietrzu. Detektory w kotłowniach nastawiane są na stężenie 1/5 dolnej granicy wybuchowości (czyli 0,4%).

Pary gazu są bezbarwne i mają słaby zapach benzyny, co powoduje ich trudną wykrywalność (ze względów bezpieczeństwa gaz jest sztucznie nawaniany). Gaz płynny nie jest trujący. Jednak w dużych stężeniach, przy dłuższym przebywaniu w pomieszczeniu nim wypełnionym, może spowodować omdlenie, zatrucie, a nawet uduszenie. Gaz skroplony może powodować poważne odmrożenia skóry, ponieważ szybko parując znacznie obniża temperaturę otoczenia.