Втечняване на газове и използване на течни газове в техниката. Какво е втечнен природен газ (LNG)

ГАЗ. Газообразно състояниее състояние на материята, при което силите, действащи между молекулите, са изключително малки и размерите на самите молекули са незначителни в сравнение с пространствата между тях. Между сблъсъците газовите молекули се движат по права линия, равномерно и напълно произволно. При нагряване и разреждане всички газове се стремят към граничното състояние на така наречения идеал, или перфектна газ.

IN идеален газмеждумолекулните сили са нула, а обемът на самите молекули е безкрайно малък в сравнение с обема на междумолекулното пространство. Състоянието на идеален газ е това гранично разредено състояние на материята, към което всички природни тела се стремят при достатъчно високи температури и достатъчно ниско налягане; Това е особеното значение на състоянието на идеален газ, който е и най-лесен за изследване и следователно най-пълно изучен. Субстанция, която запълва изключителен вакуум междупланетно пространство, може да се счита, че е в състояние на идеален газ.

Налягането на газа (p) се определя от ударите на газовите молекули върху стените на съда. Според кинетичната теория средната кинетична енергия на газовите молекули е пропорционална на абсолютната температура. В кинетичната теория е показано, че идеалният газ стриктно се подчинява на следното уравнение на състоянието, свързващо три параметъра на състоянието: v, T и p, от които два са независими, а третият е функция от тях:

Това уравнение ( Уравнение на Клапейрон) съдържа в ясна форма трите основни закона на състоянието на идеален газ:

1) Законът на Бойл-Мариот. При постоянна температура(T) произведението (p∙v) за дадено количество идеален газ е постоянна стойност (p∙v = Const), т.е. обемът на идеален газ (v) е обратно пропорционален на неговото налягане (p): идеален газовите изотерми в координатната система (v, p) са равнобедрени хиперболи, чиито асимптоти са координатните оси.

2) . При константа (p), обемът на дадено количество идеален газ нараства линейно с температурата:

(v 0 - обем при температура = 0°C, α - коефициент на разширение на идеален газ). Промяната в (p) с температура при v = Const се подчинява на същия закон:

(α) в уравнение (3) е коефициентът на налягане, числено равен на коефициента на разширение (α) в уравнение (2) = 1/273,1 = 0,00367 - стойност, независима от природата на газа и еднаква за всички идеални газове ; p 0 - налягане при температура = 0°C. Като въведете абсолютна температура вместо температура

намираме вместо уравнения (2) и (3):

3) Закон на Авогадро. От уравнение (1) става ясно, че газова константа R = p 0 ∙v 0 /273,1 е пропорционален на нормалния обем v 0, зает от дадено количество газ при нормални условия(p 0 = 1 Atm и t 0 = 0 ° C = 273,1 ° K), т.е. тя е обратно пропорционална на плътността на газа при нормални условия D 0. Съгласно закона на Авогадро, при еднакви (p) и (T) всички идеални газове съдържат еднакви обеми (например, равни на v 0) равен броймолекули. Обратно: равен брой молекули (например 1 mol = 1 грам молекула) от всеки газ в идеално състояние заема същия обем v 0 при нормални условия, независимо от естеството на газа (1 mol от всяко вещество съдържа N 0 = 6.06∙10 23 отделни молекули - числото на Авогадро). С голяма точност се установи, че нормален моларен обемот всеки идеален газ (V 0) m е равно на 22,412 литра/мол. От тук можем да изчислим броя на молекулите в 1 cm 3 всеки идеален газ при нормални условия: n0 = 6,06∙10 23 /10 3 ∙22,416 = 2,705∙10 19 cm 3 (число на Лошмит). Използвайки уравнение (1), законът на Авогадро се изразява във факта, че газовата константа R, изчислена за 1 мол от всеки газ, ще бъде една и съща, независимо от природата на газа. Че. R е универсална константа с размерност [ работа]/[тегло][температура] и изразява работата по разширение на 1 мол идеален газ, когато той се нагрее с 1°C при p = Const:

Това е физическият смисъл на R.

намерете числената стойност

В други единици стойностите на R (на 1 мол) са:

В допълнение към трите обсъдени закона, следните основни закони следват от уравнение (1) на състоянието на идеален газ във връзка с двата принципа на термодинамиката:

4) Закон на Джаул. Едно от общите уравнения на термодинамиката

дава, заедно с уравнение (1), следните условия за вътрешната енергия U на идеален газ:

т.е. U на идеален газ е функция само на T (закон на Джаул); по време на изотермично разширение на идеален газ цялата погълната топлина се превръща във външна работа, а по време на изотермично компресиране цялата консумирана работа се превръща в освободена топлина.

5) Топлинният капацитет на идеален газ при постоянен обем c v и при постоянно налягане c p е функция само на T. Термодинамиката дава общи уравнения

но за идеален газ (p) и (v) зависят линейно от (T), съгласно закона на Гей-Лусак (4) и (5); следователно, дясната страна на уравнения (9) се превръща в 0 и

Топлинните мощности c p и c v не са независими една от друга, а са свързани за идеален газ с просто условие:

произтичащи от газовите закони (R има размерността на топлинния капацитет), т.е. ако c p и c v са свързани с 1 мол идеален газ, тогава те се различават един от друг с 2 (по-точно с 1,986) - cal/mol ∙град.

В кинетичната теория се приема, съгласно принципа на равномерното разпределение на енергията, че за всяка степен на свобода на газова молекула има енергия k 0 ∙T/2, а за 1 мол има

(k 0 = –R/N 0 е газовата константа, изчислена за 1 молекула - Константа на Болцман). Броят на степените на свобода (i) е броят на независимите видове механична енергия, притежавана от газова молекула. Тогава енергията е 1 мол

(приблизително, като се има предвид R = 2, c v = i, c p = i+2).

В учението за газ важна роляиграе връзката c p /c v = γ; от уравнения (11) и (12):

В най-простия случай едноатомен газ(чиято молекула се състои от 1 атом, като благородните газове и парите на много метали) i е най-малкото и е равно на 3: цялата енергия на молекулата се свежда до нейната кинетична енергия транслационни движения, който може да се изпълнява в три независими взаимно перпендикулярни направления; Тогава

и γ има най-голямата възможна стойност: γ = 5/3 = 1,667. За двуатомни газове(H 2, O 2, N 2, CO и други) може да се разглежда като I = 3+2 (две завъртания около две взаимно перпендикулярни оси, перпендикулярни на линията, свързваща двата атома); тогава c v = 4,96 ≈ 5, cр = 6,95 ≈ 7 и γ = 7/5 = 1,40. За триатомен газ(H 2 O, CO 2, H 2 S, N 2 O)i = 3+3 (въртене около три взаимно перпендикулярни оси) и c v = 5,96 ≈ 6, cр = 7,95 ≈ 7 и γ = 4/ 3 = 1,33.

С по-нататъшно усложняване на структурата на молекулата, т.е. с увеличаване на i, c v и c p се увеличават, а γ = 1 + 2/i и клони към 1. Таблица. 1 показва, че всичко казано е в добро съответствие с експерименталните данни, че γ винаги е >1 и ≤1,667 и не може да бъде = 1,50 (за i = 4).

За моноатомни газове c v и c p, в съответствие с теорията, практически не се променят с температурата (по този начин за Ar стойностите на c v и c p са в диапазона от 2,98 до 3,00 между температури = 0 ° и 1000 ° ° С). Промените в c v и c p с температура се обясняват в квантовата теория. Въпреки това, топлинният капацитет на газовете, близки до идеалния, практически не се променя в широк температурен диапазон. c p и y обикновено се определят експериментално, а c v се изчислява от тези данни.

Реални газове. Всички газове, които съществуват в реалността, са реални газове b. или м. се отклоняват от законите на идеалните газове, но колкото по-малко, толкова по-висока е температурата и толкова по-ниско е налягането. Че. законите на идеалните газове са ограничаващи за реалните газове. При обикновени температури отклоненията са най-малко за газове, чиито критични температури са изключително ниски (т.нар. постоянни газове: He, H2, N2, O2, въздух); за газове с относително висока критична температура и за пари (парата е газ с температура под критичната температура) отклоненията са много значителни. Причините за отклоненията на реалните газове от газовите закони са, че: 1) в тях действат междумолекулни сили; следователно, повърхностните молекули се изтеглят в газовете от сили, чиято резултатна, изчислена за единица повърхност и насочена перпендикулярно на нея, се нарича молекулярно (вътрешно) налягане K; 2) не целият обем газ (v), а само част от него (v-b) дава свобода за движенията на молекулите; част от обема (b), covolum, е, така да се каже, заета от самите молекули. Ако газът беше идеален, неговото налягане би било по-голямо от наблюдаваното (p) с количество K; следователно уравнението на състоянието на реален газ ще бъде написано във формата.

В това общо уравнение K и b могат да зависят от T и v.

Ван дер Ваалс показа, че в най-простия случай K = a/v 2 и b е постоянна стойност, равна на четири пъти обема на самите газови молекули. Така уравнението на Ван дер Ваалс има формата:

a и b, константите на Ван дер Ваалс, както показва опитът, все още зависят от T и v и следователно уравнение (15) е само първо приближение; той предава добре качествената форма на изотермите на реалните газове.

На фиг. 1 са показани за теоретичната изотерма на CO 2: S-образните части на тези изотерми съответстват термодинамично метастабилни състояния.

На фиг. Фигура 2 показва експериментални изотерми за CO 2: S-образните части на кривите са заменени с прави части; вдясно от тези части кривите съответстват на газ (ненаситена пара), вляво - на течност, а самите прави сегменти - на равновесие на пара и течност. Уравнение (15), в пълно съгласие с опита, показва, че с повишаване на температурата размерите на правите сегменти на изотермите стават все по-малки (фиг. 2) и накрая, при определена температура, равна на критичната температура, дължината на този сегмент става 0. При по-висока температура При критична температура газът не може да се превърне в течност под никакво налягане: течността престава да съществува. Че. Уравнението на Ван дер Ваалс обхваща две състояния - газообразно и течно - и служи като основа за доктрината за непрекъснатостта на прехода между тези две състояния. Критичните температури за някои газове имат следните стойности: +360°C за H 2 O, +31°C за CO 2, –241°C за H 2 и –254°C за He.

Втечняване на газ. Всеки газ може да се превърне в течност чрез подходящо налягане, след като първо се охлади под критичната температура. Налягания, необходими за втечняване на CO 2 (в Atm) при различни температуриса дадени в табл. 2.

Ясно е, че този натиск си е натиск наситена паратечен въглероден диоксид и колкото по-ниска е температурата.

За предварително охлаждане на газа силно за втечняване, техническите инсталации използват ефекта на Джаул-Томсън, който се състои в това, че по време на адиабатно разширение (например при рязък спад на налягането, когато газът изтича от дупката), вътрешната енергия на газа нараства с ΔU, а Т се изменя с ΔТ, и термодинамично

В случай на идеални газове ΔU = 0 и ΔТ = 0 [тъй като според уравнение (1) T∙dv/dT – v = 0].

За реалните газове ΔТ ≠ 0, т.е. настъпва охлаждане или нагряване в зависимост от това дали T∙dv/dT – v ≠ 0 (Δp< 0). По уравнению Ван-дер-Ваальса,

(с достатъчно приближение). Че. при достатъчно високи температури всички газове се нагряват по време на адиабатно разширение (ΔТ > 0, тъй като a/R∙T< b), но с понижением температуры для каждого газа наступает точка на инверсия T i , определена от условието

под който газовете започват да се охлаждат по време на адиабатно разширение (a/R∙T> b при T< Т i). Для всех газов, кроме Н 2 и Не, Т i лежит выше обычных температур (так, для воздуха Т i соответствует +360°С), и потому газы могут быть сжижены по принципу Линде , без предварительного охлаждения. Для Н 2 инверсионная точка Т i - 80,5°С, а для Не - даже 15°К; поэтому Н 2 и Не для сжижения д. б. предварительно охлаждены ниже этих температур.

Съответстващи държави. Критична температура Tk, налягане pk и обем vk m.b. изразено чрез ван дер ваалсови константи a, b и R, както следва:

Ако вземем съответно критичните стойности като мерни единици за T, p и v, тогава вместо T, p и v състоянието ще се характеризира с дадени стойности:

Ако въведем θ, π и ϕ в уравнението на ван дер Ваалс (15), тогава константите a, b и R ще се съкратят и ще получим намалено уравнение на състоянието, с числени коефициенти

не съдържа количества, които зависят от естеството на веществото. Уравнение (19) обаче предполага правилността на уравнението на Ван дер Ваалс и следователно отклоненията от него често са доста значителни, особено в случай на свързани вещества. Доктрината за съответните състояния (така наречените състояния, съответстващи на едни и същи θ, π и ϕ) позволява да се намерят голямо числоуниверсални зависимости, подобни на уравнение (19).

Приложение на газове. Сгъстените и втечнените газове се използват в технологиите навсякъде, където са необходими значителни количества газ в малък обем; Така CO 2 се използва за газиране на вода, Cl 2 и фосген - във военната химия, O 2 - за медицински цели, сгъстен въздух - за стартиране на двигатели с вътрешно горене. Втечнените газове (CO 2 и NH 3) са от особено значение в охлаждането, в хладилните машини (например за получаване на изкуствен лед). Леки газове (H 2, осветителен газ, ин напоследъкНе се използва за пълнене на балони. Инертни газове (N 2 и благородни газове, особено Ar) се използват за пълнене на половин ватови лампи с нажежаема жичка. Откроява се използването на газ за осветление или като гориво: осветление, енергия, водни газове и др.

Въведение

газове-агрегатно състояние на вещество, при което неговите частици не са свързани или много слабо свързани чрез сили на взаимодействие и се движат свободно, запълвайки целия предоставен им обем. Газовете имат редица характерни свойства. За разлика от твърдите вещества и течностите, обемът на газа зависи значително от налягането и температурата.

Всеки газ може да се превърне в течност чрез просто компресиране, ако температурата на газа е под критичната.Онези вещества, които сме свикнали да считаме за газове, просто имат много ниски критични температури, тоест температури, след които газът придобива свойствата на течност и следователно при температура, близка до стайната, не може да бъде в течно състояние. Напротив, веществата, които класифицираме като течности, имат високи критични температури.

Интересувах се от въпроса за какви свойства има втечненият газ, в какви области се използва?? Темата на работата е актуална днес, тъй като втечнените газове са търсени в много области на медицината, науката и технологиите.В тази връзка си поставям следните цели и задачи:

Мишена:- разглеждане на естеството на явлението и свойствата на втечнените газове

Задачи:

* Учебни материали за втечнени газове

* Определете свойствата на втечнените газове

ñ История

Експерименталният факт за охлаждане на вещество по време на изпаряване е известен отдавна и дори се използва практически (например използването на порести съдове за запазване на свежестта на водата). Но първото научно изследване на този въпрос е предприето от Gian Francesco Cigna и описано в неговия труд от 1760 г. „De frigore ex evaporatione“ („За студа поради изпарение“).

Проблемът с втечняването на газовете има вековна история, датираща от втората половина на 18 век. Всичко започна с втечняването на амоняка чрез просто охлаждане, което беше извършено от van Marum, серен анхидрид - Monge и Clouet, хлор - Northmore (1805) и втечняването на амоняка чрез метода на компресия, предложен от Baccelli (1812).

Решаващият принос за решаването на този проблем е направен едновременно и независимо от Шарл Каняр дьо Латур (1777-1859) и Майкъл Фарадей (1791-1867).

Какво е втечнен газ и неговите свойства

Втечняването на газове е превръщането на газовете в течно състояние. Може да се получи чрез компресиране на газ (увеличаване на налягането) и едновременно с това охлаждане.

Всеки газ може да бъде преведен в течно състояние, но необходимо условие за това е предварителното охлаждане на газа до температура под „критичната“. Въглеродният диоксид, например, може да бъде втечнен при стайна температура, тъй като неговата критична температура е 31,1 0 C. Същото може да се каже за газове като амоняк и хлор.

Но има и газове, които не могат да се превърнат в течно състояние при стайна температура. Такива газове включват въздух, водород и хелий, чиито критични температури са значително по-ниски от стайната. За да се втечнят такива газове, те първо трябва да се охладят до температура малко под критичната, след което газът може да се преведе в течно състояние чрез повишаване на налягането.

Използване на втечнени газове

Втечнените газове се използват широко в технологиите. Азотът се използва за производство на амоняк и азотни соли, използвани в селско стопанствоза наторяване на почвата. Аргон, неон и други инертни газове се използват за зареждане на електрически лампи с нажежаема жичка, както и на газови лампи. Кислородът има най-голяма полза. Когато се смеси с ацетилен или водород, той дава много висока температура, използвани за рязане и заваряване на метали. Инжектирането на кислород (кислородна струя) ускорява металургичните процеси. Кислородът, доставен от аптеките във възглавници, действа като болкоуспокояващо. Особено важно е използването на течен кислород като окислител за двигатели на космически ракети.

Течният водород се използва като гориво в космически ракети. Например зареждането с гориво на американската ракета Сатурн 5 изисква 90 тона течен водород.

Течният амоняк се използва широко в хладилниците - огромни складове, където се съхраняват нетрайни храни. Охлаждането, което възниква по време на изпаряването на втечнените газове, се използва в хладилниците при транспортиране на нетрайни продукти.

Газовете, използвани в промишлеността, медицината и др., се транспортират по-лесно, когато са във втечнено състояние, тъй като в същия обем се съдържа по-голямо количество вещество.

Фарадеева тръба

Английски физик - експериментатор, химик.

Открива електромагнитната индукция, която е в основата на съвременното промишлено производство на електроенергия и много от нейните приложения. Създава първия моделелектрически мотор. Сред другите му открития е първототрансформатор , химически ефект на тока,законите на електролизата, действие магнитно полев светлината. Той е първият, който предсказа електромагнитните вълни. Фарадей въвежда термините йон в научна употреба,катод, анод, електролит , диелектрик, диамагнетизъм, парамагнетизъм и др.

Фарадей е основател на доктрината за електромагнитното поле, която след това формализира и развива математическиМаксуел.

По това време Фарадей е само скромен лаборант на Хъмфри Дейви.

Хъмфри Дейви - английски химик, физик и геолог, един от основателитеелектрохимия . Известен с откриването на много химични елементи, както и с покровителството си на Фарадей в началния етап от научната му дейност.

От негово име той изучава хидрохлорид, кристално съединение, образувано от реакцията на вода и хлор при ниски температури. За да провери как това съединение се държи при нагряване, Фарадей постави няколко кристала хлор хидрат в затвореното коляно на извит V -образна тръба, след което другото коляно беше запечатано. След това той нагрява кристалите, докато свободното коляно остава студено. Кристалите се разтопиха и отделиха зеленикаво-жълти пари, парите се кондензираха в студения лакът, за да образуват мазна течност, която се оказа течен хлор.

1) извита и запечатана тръба

2) вещество или смес, която освобождава основен газ при нагряване

3) охладено коляно, където се събира втечненият газ

4) вода или охлаждаща течност

Фарадей открива нов метод за втечняване на газове: не е необходимо да се получават газове в един съд и да се изпомпват в друг съд, където ще се извърши втечняване. Удобно е газовете да се преобразуват в течно състояние в същия съд, в който се образуват. По този начин през 1823 г. Фарадей успява да превърне сероводорода, серен диоксид, въглероден диоксид и азотен оксид в течно състояние.

заключения
Всеки газ може да се превърне в течност чрез просто компресиране
Втечняването на газове е сложен процес, който включва много компресии
Втечняването може да се получи чрез компресиране на газ и едновременното му охлаждане
Втечнените газове са широко използвани
Втечнените газове се използват не само в технологиите, медицината и селското стопанство, но и в науката.

Библиография

h ttp://ru.wikipedia.org/wiki/Liquefaction_of_gases

Превръщането на всеки газ в течност - втечняване на газ - е възможно само при температура под критичната (виж § 62). При ранните опити за втечняване на газове се оказа, че някои газове (C1 2, CO 2, NH 3) лесно се втечняват чрез изотермично компресиране, но редица газове (O 2, N2, hz, He) не могат да бъдат втечнени. Такива неуспешни опити бяха обяснени от Д. И. Менделеев, който показа, че втечняването на тези газове се извършва при температура, по-висока от критичната, и следователно е обречено на неуспех предварително. Впоследствие е възможно да се получат течен кислород, азот и водород (критичните им температури са съответно 154,4, 126,1 и 33 К), а през 1908 г. холандският физик Г. Камерлинг Оннес (1853-1926) постига втечняване на хелий, което има най-ниската критична температура (5,3 K).

За втечняване на газове най-често се използват два промишлени метода, които се основават или на ефекта на Джаул-Томсън, или на охлаждане на газа, докато извършва работа.

Диаграмата на една от инсталациите, която използва ефекта на Джаул-Томсън, машината на Линде *, е показана на фиг. 95. Въздухът в компресора (K) се компресира до налягане от десетки мегапаскала и се охлажда в хладилника (X) до температура под температурата на инверсия, в резултат на което при по-нататъшно разширяване на газа се получава положителен Наблюдава се ефект на Джаул-Томсън (охлаждане на газа при разширяването му). След това сгъстеният въздух преминава през вътрешната тръба на топлообменника (HE) и преминава през дросела (Dr), като при това се разширява силно и се охлажда. Разширеният въздух се засмуква обратно във външната тръба на топлообменника, охлаждайки втора порция сгъстен въздух, преминаващ през вътрешната тръба. Тъй като всяка следваща порция въздух се охлажда предварително и след това преминава през дросела, температурата пада все повече и повече. В резултат на 6-8-часов цикъл част от въздуха (> 5%), охладен до температура под критичната, се втечнява и влиза в колбата на Дюар (DS) (виж § 49), а останалата част се връща обратно към топлообменника.

Вторият метод за втечняване на газове се основава на охлаждане на газа, докато извършва работа. Сгъстеният газ, влизащ в бутална машина (разширител), се разширява и извършва работа, за да премести буталото. Тъй като работата се извършва поради вътрешната енергия на газа, неговата температура намалява.

Академик П. Л. Капица предложи да се използва турборазширител вместо разширител, в който газът, компресиран само до 500-600 kPa, се охлажда, извършвайки работа за въртене на турбината. Този метод беше успешно използван от Капица за втечняване на хелий, който беше предварително охладен течен азот. Модерните мощни хладилни агрегати работят на принципа на турборазширителя.

Повече от 30 години в СССР, след това в Русия, се използват втечнени и сгъстени газове в национална икономика. През това време е покрито достатъчно труден начинза организиране на отчитането на втечнените газове, разработване на технологии за тяхното изпомпване, измерване, съхранение и транспортиране.

От изгаряне до разпознаване

Исторически потенциалът на газа като енергиен източник е подценяван у нас. Не виждайки икономически оправдани области на приложение, производителите на петрол се опитаха да се отърват от леките фракции въглеводороди и ги изгориха безполезно. През 1946 г. отделянето на газовата индустрия в независима индустрия революционизира ситуацията. Обемът на производство на този вид въглеводороди рязко се увеличи, както и съотношението в горивния баланс на Русия.

Когато учени и инженери се научиха да втечняват газове, стана възможно да се изграждат предприятия за втечняване на газ и да се доставя синьо гориво до отдалечени райони, които не са оборудвани с газопровод, и да се използва във всеки дом, като автомобилно гориво, в производството, а също и да се изнася за твърда валута.

Какво представляват втечнените нефтени газове

Те са разделени на две групи:

1. Втечнените въглеводородни газове (LPG) са смес от химични съединения, състоящи се главно от водород и въглерод с различни молекулни структури, тоест смес от въглеводороди с различно молекулно тегло и различни структури.
2. Широки фракции леки въглеводороди (NGL) - вкл през по-голямата частсмеси от леки въглеводороди от фракции хексан (C6) и етан (C2). Техният типичен състав: етан 2-5%, втечнени газови фракции С4-С5 40-85%, хексанова фракция С6 15-30%, остатъкът е пентановата фракция.

Втечнен газ: пропан, бутан

В газовата промишленост LPG се използва в индустриален мащаб. Основните им компоненти са пропан и бутан. Те също така съдържат по-леки въглеводороди (метан и етан) и по-тежки (пентан) като примеси. Всички изброени компоненти са наситени въглеводороди. LPG може да съдържа и ненаситени въглеводороди: етилен, пропилен, бутилен. Бутан-бутилените могат да присъстват под формата на изомерни съединения (изобутан и изобутилен).

Технологии за втечняване

Те се научиха да втечняват газове в началото на 20-ти век: през 1913 г. беше присъдена награда за втечняване на хелий. Нобелова наградана холандеца К. О. Хайке. Някои газове се довеждат до течно състояние чрез просто охлаждане без допълнителни условия. Въпреки това повечето въглеводородни „промишлени“ газове (въглероден диоксид, етан, амоняк, бутан, пропан) се втечняват под налягане.

Производството на втечнен газ се извършва в заводи за втечняване на газ, разположени или в близост до въглеводородни находища, или по пътя на газопроводите в близост до големи транспортни възли. Втечнен (или компресиран) природен газможе лесно да се транспортира с автомобилен, железопътен или воден транспорт до крайния потребител, където да се съхранява, преди да се преобразува обратно в газообразно състояние и да се достави в газопреносната мрежа.

Специално оборудване

За втечняване на газове се използват специални инсталации. Те значително намаляват обема на синьото гориво и увеличават енергийната плътност. С тяхна помощ можете да извършите различни начиниобработка на въглеводороди в зависимост от последващото приложение, свойствата на суровината и условията заобикаляща среда.

Инсталациите за втечняване и компресиране са предназначени за преработка на газ и имат блокова (модулна) конструкция или са изцяло контейнерни. Благодарение на регазификационните станции става възможно да се осигурят дори най-отдалечените региони с евтино природно гориво. Системата за регазификация също ви позволява да съхранявате природен газ и да доставяте необходимото количество в зависимост от търсенето (например в периоди на пиково търсене).

Повечето от различните газове във втечнено състояние намират практическо приложение:

• Течният хлор се използва за дезинфекция и избелване на тъкани и се използва като химическо оръжие.
• Кислород - в лечебни заведения за пациенти с проблеми с дишането.
• Азот - в криохирургията, за замразяване на органични тъкани.
• Водородът е като реактивно гориво. Напоследък се появиха автомобили, задвижвани от водородни двигатели.
• Аргон - в промишлеността за рязане на метали и плазмено заваряване.

Възможно е също така да се втечнят въглеводородни газове, най-популярните от които са пропан и бутан (n-бутан, изобутан):

• Пропанът (C3H8) е вещество от органичен произход от класа на алканите. Получава се от природен газ и чрез крекинг на петролни продукти. Безцветен газ без мирис, слабо разтворим във вода. Използва се като гориво, за синтеза на полипропилен, производството на разтворители, в Хранително-вкусовата промишленост(добавка E944).
• Бутан (C4H10), клас алкани. Безцветен, без мирис, запалим газ, лесно втечняващ се. Получава се от газов кондензат, нефтен газ (до 12%), по време на крекинг на нефтопродукти. Използва се като гориво в химическата промишленост, в хладилници като хладилен агент, в хранително-вкусовата промишленост (добавка E943).

Характеристики на LPG

Основното предимство на LPG е възможността за съществуването им при температура на околната среда и умерено налягане както в течно, така и в газообразно състояние. В течно състояние лесно се обработват, съхраняват и транспортират, а в газообразно състояние най-добра характеристикаизгаряне.

Състоянието на въглеводородните системи се определя от комбинацията от влияния на различни фактори, следователно, за пълни характеристикитрябва да знаете всички параметри. Основните, които могат да бъдат директно измерени и влияят на режимите на потока, включват: налягане, температура, плътност, вискозитет, концентрация на компоненти, фазови отношения.

Системата е в равновесие, ако всички параметри останат непроменени. В това състояние в системата не настъпват видими качествени и количествени метаморфози. Промяната на поне един параметър нарушава равновесното състояние на системата, предизвиквайки един или друг процес.

Имоти

При съхранение и транспортиране на втечнени газове се променя агрегатното им състояние: част от веществото се изпарява, преминавайки в газообразно състояние, част кондензира и се превръща в течност. Това свойство на втечнените газове е едно от определящите при проектирането на системи за съхранение и разпределение. Когато кипяща течност се взема от резервоари и се транспортира през тръбопровод, част от течността се изпарява поради загуба на налягане, образува се двуфазен поток, чието налягане на парите зависи от температурата на потока, която е по-ниска от температурата в резервоара. Ако движението на двуфазна течност през тръбопровода спре, налягането във всички точки се изравнява и става равно на налягането на парите.

Инструкции

Прилича на втечнен натурален газ(LNG) е безцветна течност без мирис, 75-90% чистота и има много важни свойства: в течно състояние не е запалим, неагресивен, което е изключително важно при транспортиране. Процесът на втечняване на LNG има характер, при който всеки нов етап означава компресия 5-12 пъти, последвано от охлаждане и преминаване към следващия етап. LNG става течен след завършване на последния етап на компресия.

Ако газът трябва да се транспортира на много дълги разстояния, тогава е много по-изгодно да се използват специални съдове - газови танкери. От местоположението на газа до най-близкото подходящо място на морски брягопъват тръбопровода и строят терминал на брега. Там газът е силно компресиран и охладен, превръщайки го в течно състояние и изпомпван в изотермични контейнери на танкери (при температури от порядъка на -150°C).

Този метод на транспортиране има редица предимства пред тръбопроводите. Първо, един от тях може да транспортира огромно количество газ в един полет, тъй като плътността на веществото в течно състояние е много по-висока. На второ място, основните разходи не са за транспорт, а за товарене и разтоварване на продукта. Трето, съхранението и транспортирането на втечнен газ е много по-безопасно от сгъстения газ. Няма съмнение, че делът на транспортирания втечнен природен газ непрекъснато ще нараства в сравнение с доставките по тръбопроводи.

Втечнен натурален газе търсен в различни области на човешката дейност - в промишлеността, в автомобилния транспорт, в медицината, в селското стопанство, в науката и др. Втечнените течности са със значителна популярност газСпечелихме благодарение на лесната им употреба и транспортиране, както и на екологичността и ниската цена.

Инструкции

Преди втечняване на въглеводород гази първо трябва да се почисти и да се отстранят водните пари. въглероден газотстранява се с помощта на тристепенна молекулярна филтърна система. Пречистен по този начин газв малки количества се използва като регенериращо средство. Възстановими газили изгорени, или използвани за производство на енергия в генератори.

Сушенето става с помощта на 3 молекулярни филтъра. Един филтър абсорбира водните пари. Другият изсъхва газ, който след това преминава през третия филтър. За понижаване на температурата газпреминали през воден охладител.

Азотният метод включва производството на втечнен въглеводород гази от всякакви газнови източници. Предимствата на този метод включват простота на технологията, ниво на безопасност, гъвкавост, лекота и ниска цена на работа. Ограниченията на този метод са необходимостта от източник на енергия и високи капиталови разходи.

При смесен методпроизводство на втечнени гази смес от азот и се използва като хладилен агент. Получете газсъщо от всякакви източници. Този метод се характеризира с гъвкавост на производствения цикъл и малък променливи разходиза производство. В сравнение с метода на втечняване на азот, капиталовите разходи са по-значителни. Необходим е и източник на електричество.

източници:

• Какво е втечняване на газ?
• Втечнен газ: получаване, съхранение и транспорт
• какво е втечнен газ

Природният газ се добива от дълбините на Земята. Този минерал се състои от смес от газообразни въглеводороди, която се образува в резултат на разлагането на органични вещества в седиментни скали земната кора.

Какви вещества са включени в природния газ?

80-98% природният газ се състои от (CH4). Физичните и химичните свойства на метана определят характеристиките на природния газ. Наред с метана, природният газ съдържа съединения от същия структурен тип - етан (C2H6), пропан (C3H8) и бутан (C4H10). В някои случаи, в малки количества, от 0,5 до 1%, в природния газ се срещат: (C5H12), (C6H14), хептан (C7H16), (C8H18) и нонан (C9H20).

Природният газ също включва съединения на сероводород (H2S), въглероден диоксид (CO2), азот (N2), хелий (He) и водни пари. Съставът на природния газ зависи от характеристиките на находищата, където се произвежда. Природният газ, произведен от находища с чист газ, се състои основно от метан.

Характеристики на компонентите на природния газ

Всички химични съединения, които съставляват природния газ, имат редица свойства, които са полезни в различни области на промишлеността и в ежедневието.

Метанът е безцветен, запалим газ без мирис, който е по-лек от въздуха. Използва се в промишлеността и бита като гориво. Етанът е безцветен, запалим газ без мирис, който е малко по-тежък от въздуха. По принцип от него се получава етилен. Пропанът е отровен газ без цвят и мирис. Свойствата му са подобни на бутана. Пропанът се използва например за заваръчни работи, при обработка на скрап. Втечненият и бутанът се използват за презареждане на запалки и газови бутилки. Бутанът се използва в хладилни агрегати.

Пентан, хексан, хептан, октан и нонан - . Пентанът е включен в малки количества моторни горива. Хексанът се използва и при извличането на растителни масла. Хептан, хексан, октан и нонан са добри органични разтворители.

Сероводородът е отровен, безцветен тежък газ, подобен на развалени яйца. Този газ, дори в малки концентрации, причинява парализа на обонятелния нерв. Но поради факта, че сероводородът има добри антисептични свойства, той се използва в медицината в малки дози за сероводородни вани.

Въглеродният диоксид е незапалим, безцветен газ без мирис и кисел вкус. Въглеродният диоксид се използва в хранително-вкусовата промишленост: при производството на газирани напитки за насищане с въглероден диоксид, за замразяване на храни, за охлаждане на стоки по време на транспортиране и др.

Азотът е безвреден, безцветен газ, без вкус и мирис. Използва се в производството на минерални торове, използва се в медицината и др.

Хелият е един от най-леките газове. Той е без цвят и мирис, не гори и не е токсичен. Хелият се използва в различни области на промишлеността - за охлаждане на ядрени реактори, пълнене на стратосферни балони.