Физико – химични и пожаро опасни свойства на пропан – бутана

4.1. Физико – химични и пожаро опасни свойства на пропан – бутана

Съгласно действащия у нас БДС 5670 – 71 в зависимост от предназначението му, въглеводородният втечнен газ в нашата страна се произвежда в три марки :

• 
  марка А – смес от технически пропан, пропилен. Използва се за рязане и заваряване на метали;
  
• 
  марка Б – смес от технически пропан, бутан и бутилен. Използва се за комунално – битови нужди;
  
• 
  марка В – смес от технически пропан, пропилен, бутан и бутилен. Използва се за промишлени и енергийни цели.
  

Като суровина за получаване на втечнени газове се използват такива, които съдържат пропан-бутан. Към тях спадат природният газ и от преработката на нефта.

Природният газ се добива от чисто газови находища. Основният компонент е метанът. Газообразните въглеводороди се намират в разтворено състояние в нефта и значителна част от тях се определят още при добиването на земното масло и носят името нефтен газ. Той съдържа метан, етан, пропан, бутан и пентан, както и малки количества азот и въглероден двуокис. При фракционната дестилация на нефта най-напред се определя нефтеният газ, а след него и следните фракции: 30180 – бензин; 180220 – керосин; 220350 – газьол ( нафта ); над 350 смазочни масла, вазелин, парафин, гресове.
Втечнен газ се получава и при крекинговите процеси, т.е. при разпадане на въглеводородите, съдържащи се в суровия нефт на по - ниско молекулярни фракции.

Газовете, получени при дестилация на земното масло, съдържат до 30% пропан-бутан. При каталитичния крекинг се получават газове със съдържание на пропан-бутан до 50%. При получаване на кокс – до 20% пропан-бутан.

Друг начин за получаване на пропан-бутан е хидрирането на нефта или т. нар. обогатяване на водород при висока температура и налягане. Така от тежките въглеводороди се получават леки въглеводороди. Невисокото налягане, необходимо за втечняването на тези газове дава възможност да бъдат съхранявани в сравнително тънкостенни и леки резервоари и бутилки, лесно да се транспортират и изливат. От тук произлиза и основната особеност на втечнените газове – съхраняват се и транспортират в течно, а се използват в газообразно състояние.

Пожарната и взривна опасност на пропан-бутана се определя от неговите свойства – той е безцветен газ, без мирис. Смесен с въздуха в определено съотношение образува взривоопасна смес. Пределът на взривяване в смес с въздуха за пропана и бутана е както следва:

Тъй като парите на втечнения газ са без мирис, това тяхно физическо свойство представлява пречка за откриването им евентуален пропуск. За целта съгласно изискванията на БДС същия се подлага на одоризация, т.е. към него се прибавя одорант, който му придава специфична миризма. Като такъв се употребява етилмеркаптана. През зимата следва да се прибавя одорант в по- големи количества, тъй като при ниска температура летливостта на етилмеркаптана е по - малка. На един тон втечнен газ пропан-бутан се прибавя 4 грама етилмеркаптан. Мирисът трябва да се усеща преди да е достигнал 20 % от С_ДГВ.

Относителното тегло на пропан-бутана показва, че в течно състояние е два пъти по- лек от водата, а в газообразно – над два пъти по- тежък от въздуха. Това означава, че смесен с водата той изплува над нея, а във въздуха пада над земята и се стеле по най - ниските места, изпълва вдлъбнатините, смесва се твърде бавно с въздуха, поради което може да се задържи дълго време в лошо проветрявани помещения. От тук произлизат забраните за съхраняване на газа в помещения, чиито подове се намират под общото ниво на терена (мазета, сутерени), до канализационни шахти и др., като по този начин представлява огнище за пожарна опасност.

Нормални условия за съхраняване и използване на пропан – бутан се приемат от (- 30+ 40)С. Налягането на газа при температура + 45С не трябва да превишава 1,6 МРа, а минималното налягане при температура – 20С да не е под 0,16 МРа.

При употребата на пропан – бутан в условията на високи положителни температури, бутанът има преимущество пред пропана, тъй като налягането на парите му при еднаква температура е около два пъти по- ниско отколкото на пропана. Това обстоятелство позволява разчетното налягане на резервоарите да бъде снижено и същия да се съхранява в обикновени резервоари, разчетени за налягане 1,6 МРа.

Изтичащият в течно състояние газ се изпарява веднага, при което 1kg течност с обем 1,96 литра дава 522,5 литра газова фаза. Въпреки, че в неподвижно състояние се смесва трудно с въздуха, изтичането му под налягане води до бързо смесване с въздуха, което при С_ДГВ едва 2,1% създава значителна опасност от пожар и взрив.

При изгаряне на 1cm³ газ пропан–бутан във въздуха се отделят 7880g/m³ въглеводороден двуокис и 4200g/m³ водни пари. Продуктите на пълното изгаряне на компонентите на втечнения газ пропан–бутан са: 3 обема въглероден двуокис и 4 обема водни пари. При пълното изгаряне пламъкът е син, а при непълното – жълтеникав, пушлив, с отровен мирис, резултат на отделящия се въглероден окис. При намаляване на количеството на газа в съда количеството въглероден окис, който се отделя при горенето, се увеличава. В тези случаи се препоръчва по – добро проветряване на помещенията.

В условията на горене на сместа газ – въздух, скоростта на протичане на процеса на изгаряне не надвишава 1 m/s. При взрив тази скорост е от порядъка на няколко метра до стотина метра за секунда. Детонационните взривове протичат със скорост 10003500 m/s.

Горенето, а също и взрива, са възможни само при определена концентрация на газа в газовъздушната смес. Парите на втечнените газове имат достатъчно ниско значение на С_ДГВ, което е едно от опасните свойства на пропан – бутана. Дори и незначително изпускане на газове в помещението може да доведе до образуване на взривоопасна газовъздушна смес. Взривът повишава налягането, което моме да доведе и до разрушаване на сградата. Винаги трябва да се има в предвид, че горенето може да започне само тогава, когато температурата на газовъздушната смес достига температурата на възпламеняване.
Произвежданите марки пропан–бутан съгласно стандарта трябва да отговарят на следните условия посочени в таблица 8.
Таблица 8

Физико-химични свойства	ПРОПАН	БУТАН		ИЗОБУТАН
1	2	3		4
Химическа формула	C3H8	C4H10		C4H10
Молекулно тегло	44,09	52,12		58,12
Втечнено състояние:
Температура на кипене, С	-42		-0,5	-11,7
Температура на топене, С	-187,6		-138,2	-159,6
Критична температура, С	95,6		153	135
Специфично тегло при 20С, в kg/m3	500,5		578,9	557,3
Калоричност, kkal/kg	12030		11840	11820
Относително тегло спрямо водата	0,5		0,58	0,56
Количество на парите, получени от 1 литър втечнен газ при 0С и 760mm/Hg, m3	0,26		0,22	0,28
Количество на парите, получени от 1kg газ при 0С и 760mm/Hg, m3	0,5		0,37	0,38
Газообразно състояние:
Специфично тегло при 0С, в kg/m3	2,019		2,672	2,672
Калоричност при 0С, в kkal/ m3	24120		32000	31510
Плътност на парите спрямо въздуха	1,562		2,066	2,066
Максимална температура на пламъка, в С	2155		2130	2118
Граница на възпламеняване във въздуха:
- долна в обемни %	1,9		1,9	1,8
- горна в обемни %	9,5		9,1	8,4
- долна в g/m3	38		45	43
- горна в g/m3	170		220	200
Граница на възпламеняване в кислород:
- долна в обемни %	2,00		1,30	-
- горна в обемни %	48		47	-
- долна в g/m3	37		31	-
- горна в g/m3	880		1136	-
Теоретически необходимо за изгаряне на газа количество:
- въздух	23,8		30,94	30,94
- кислород	5,00		6,50	6,50
Температура на смовъзпламеняване, С	466		405	462

Съгласно БДС 6403 – 67 както главните компоненти, така и примесите на пропан – бутан образуват с въздуха горими смеси, което ясно личи и от изложените по – горе физико – химични свойства на главните компоненти на сместа. Съгласно класификацията на взривоопасните смеси на газ с въздух по споменатия стандарт сместа пропан – бутан спада към условно означената група C-2 с температура на самовъзпламеняване 300400С.

Токсичното действие на пропан – бутана се изразява главно три направления:

1. 
   Затруднено дишане и задушаване – при големи концентрации;
   
2. 
   Действие върху кожата – засилва се с увеличаване броя на въглеводородните атоми във веригата;
   
3. 
   Наркотично действие – засилва се с увеличаване броя на въглеводородните атоми във веригата.
   

При съдържание на ненаситени въглеводороди токсичността значително нараства.

Трябва да държи сметка за съдържанието на сероводорода в пропан – бутана, който е силна отрова, действаща на нервната система. Под негово влияние се намалява способността на кръвта да поеме кислород. При концентрация 1mg/l се наблюдава действие върху очите, повръщане, помрачаване на съзнанието, халюцинации, апатия, разстройство на паметта. При отравяне със сяроводород има опасност и от хронично заболяване.

При продължително въздействие на пропан – бутан с ниски конценртрации се предизвиква болезнено дразнене на очите, главоболие, слабост, виене на свят.

2. 
   Анализ на пожарната и взривната опасност на резервоара за пропан – бутан и свързаните с него инсталации
   

Обемът на резервоара за пропан – бутан е запълнен изцяло с горим газ. За да има наличие на горима среда трябва да бъдат изпълнени следните условия 10:

• 
  наличие на смес от горим газ и окислител;
  
• 
  концентрацията на горимия газ да бъде между долната и горната концентрационни граници на възпламеняване, т.е.:
  

При нормалната експлоатация на газостанцията средата в цилиндричния резервоар е негорима, тъй като тези две условия не са изпълнени.

Пожарната му опасност се увеличава при евентуалното разхерметизиране в следствие скъсване на свързаните с него тръбопроводи и контролно-измервателни прибори, когато става изтичане на газ в околното пространство и при появата на източник на запалване става неговото възпламеняване.

Съществено влияние върху апаратите с горими газове оказват температурата и налягането. С увеличаване на температурата на газовата смес нейната долна граница пропорционално намалява, а горната граница нараства, т.е. при увеличаване на температурата областта на възпламеняване се разширява. Изменението на налягането оказва много слабо влияние върху долната концентрационна граница на възпламеняване на газовете и за нуждите на практиката може да се приеме, че тя остава практически непроменена.

Влиянието на налягането върху горната граница е по-голямо и се изразява главно в следното 10:

• 
  при повишаване на налягането над нормалното горната концентрационна граница нараства. Това нарастване е различно за различните газове, но приблизително може да се приеме, че на всеки 10 атмосфери горната граница нараства с около 10-20%;
  
• 
  при понижаване на налягането под атмосферното горната граница рязко намалява, като при налягане по-ниско от атмосферното сместа може да стане негорима.
  

• 
  монтиране на заглушки на тръбопроводите за течна и газова фаза;
  
• 
  изпразване на газта от резервоара и източване на всички утайки;
  
• 
  продухване на резервоара с пара или инертен газ;
  
• 
  напълва се с вода при отворен горен люк;
  
• 
  след изпразване на резервоара от водата и след проветряването му се взема проба от въздуха. Ако в пробата не се установят опасни концентрации на въглеводороди се започват работите по почистването на резервоара от ръжда и замърсявания и извършване на прегледа и ремонта му;
  
• 
  всички утайки от резервоара (кал, ръжда) трябва да се поддържат във влажно състояние до изнасянето им извън територията на станцията, като същите се извозват незабавно на определеното място от органите за ПАБ или веднага се закопават в земята.
  

Заледяването на газопроводите трябва да се премахва с пара, нагрят пясък или гореща вода. Използването на огън, стоманени прътове или други средства, които могат да предизвикат образуване на искри, представляват голяма пожарна опасност и не трябва да се допускат.

Пожарната опасност на газоколонката за зареждане на автомобилните газови уредби се проявява в загазоването на околното пространство при евентуален пропуск на газ от пълначния клапан; при повреди на пусково-спиращо устройство; при скъсване на гумения маркуч, при което се образуват зони, където концентрацията на газа е между долната и горната концентрационни граници на възпламеняване и при поява на източник за запалване ще се получи възпламеняване на газо-въздушната смес. За това по време на зареждане не се допуска затягане, отхлабване или снемане на болтове от газовата уредба, чукане по металически предмети около газовата уредба, по апаратурата на уредбата и газопроводите, намиращи се под налягане.

3. 
   
   Каталог: files -> files
   files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
   files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
   files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
   files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
   files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
   files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
   files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
   files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт
   
   
   
   Изтегляне 1.04 Mb.
   
   Сподели с приятели: