Сжиженный углеводородный газ (СУГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) является одним из видов альтернативного топлива.

• использование сжиженного бутана в чистом виде не получится при отрицательных температурах,
• примененять чистый пропан опасно в условиях высокой температуры из-за чрезмерного повышения давления в газовом резервуаре.

СУГ — это смесь пропана, нормального бутана, изобутана, пропилена, этана, этилена и других углеводородов.

Способы получения СУГ:

• как продукт переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ),
• при добыче нефти и природного газа.

Использование смеси данных газов в качестве топлива обусловлено рядом физико-химических свойств:

• высокие температуры кипения при атмосферном давлении — позволяют хранить сжиженную пропан-бутановую смесь в диапазоне эксплуатационных температур: — 40°С — + 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа);
• СУГ не теряет и не изменяет своих свойств в течении долгого времени, не выветривается.
• октановое число СУГ — более благоприятно в сравнении с бензином и дизельным топливом и изменяется в интервале 90 -110, в зависимости от соотношения пропана и бутана в смеси.
• энергоэффективность СНГ ниже, чем у традиционных видов топлива из-за низкой энергии на ед. объема. Это повышает расход при сгорании на 10-20%, по сравнению с бензиновым топливом, но компенсируется в 2 раза меньшей ценой.
• СНГ сгорает более эффективно и безопасно даже в холодном двигателе, даже когда двигатель холодный, горит относительно чисто, без дыма и пепла, то есть более экологичен.

По сравнению с дизтопливом:

— 90 % меньше твердых частиц,

— 90 % меньше оксидов азота,

— 60 % меньше углекислого газа СО₂,

— СНГ не загрязняет почву, потому что не растворяется в воде.

Каждый из компонентов газа имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы СУГ зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.

Компонентный состав сжиженного углеводородного газа регламентируется ГОСТ 20448-90 «ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ».

Стандарт предусматривает 3 марки газа:

• ПТ (пропан технический),
• СПБТ (смесь пропана и бутана технических),
• БТ (бутан технический).

Содержание пропана, бутана и других примесей в СУГ влияет на многие его свойства, потому что значительно влияет на величину октанового числа и плотность паров топлива.

Октановое число (ОЧ) — показатель сопротивления топлива детонации:

• растет за счет увеличения содержания насыщенных углеводородов (пропана, н-бутана, изобутана и тд),
• ненасыщенные углеводороды полимеризуются, что способствует образованию осадка — нагара в баке, в топливной системе и камере сгорания.

Упругость паров (летучесть смеси) является очень важной в низких температурах окружающей среды. Удержание ее на соответствующем уровне дает возможность СНГ выйти из бака. Оба компонента смеси являются газообразными и низкокипящими.

Пропан кипит при атмосферном давлении уже при — 42 ° С, бутан, в тех же условиях температуры при -0,5 ° С, поэтому в зимний период содержание пропана в топливном газе увеличивают для роста упругости паров газа.

Летом соотношение смеси составляет около 40% пропана и 60% бутана, а зимой соотношение является противоположным: 60/40.

Пропан дороже бутана, поэтому «зимняя» смесь тоже дороже «летней».

На АГЗС должны следить за составом смеси и не хитрить, заменяя зимнюю смесь на летнюю.

В отличие от АГЗС, на АГНКС используется компримированный сетевой природный газ из газопроводов.

Что такое :: Сжиженный газ как вид топлива для автомобиля

Сейчас во всем мире сжиженный газ производят и используют как высококачественное бытовое и промышленное топливо, что является следствием основных его преимуществ. А именно: возможность существования сжиженного газа при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и газообразном состоянии. В жидком виде эти газы легко перерабатываются, хранятся, транспортируются, а в газообразном — имеют лучшую, чем природный и искусственные газы, характеристику сгорания при отсутствии вредных примесей.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие на газовом топливе, начали разрабатываться гораздо раньше бензиновых и дизельных, однако широкое применение в автомобильной сфере они стали находить только в последние годы. Тем более что перевод двигателя на газ не исключает возможность его эксплуатации на бензине. Причем переключение двигателя с одного вида топлива на другое происходит прямо в салоне машины.

Газовое топливо обладает многими преимуществами перед традиционным жидким. Пожалуй, самое главное из таких преимуществ для рядового автолюбителя — это низкая стоимость газа. Поэтому, даже притом, что один и тот же двигатель расходует газа несколько больше, чем бензина, использование газового топлива оказывается весьма выгодным. Одним из приятных особенностей газового топлива является тот факт, что после опустения топливного баллона машина будет в состоянии проехать еще 2-4 км.

В качестве автомобильного горючего используются два вида газового топлива — сжиженный нефтяной, или углеводородный, газ и сжатый компримированный газ. Сжиженный газ, используемый как автомобильное топливо, в основном состоит из пропана (С3Н8), газовой смеси бутана (С4Н10), получаемых при добыче природного газа и нефти, а также на различных стадиях ее переработки на заводах. и (около 1%) непредельных углеводородов. Их химические и физические свойства обеспечивают достаточную мощность и эффективной работы двигателя.

Сжиженный или сжатый газ?

Следует отличать сжиженный и сжатый газ. Сжатый газ — это, в основном, метан, сохраняющий свое газообразное состояние почти при любой температуре и при любом повышении давления.

Сжиженный газ пользуется наибольшей популярностью у владельцев легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением — 16 атмосфер, а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз. Поэтому для использования сжатого газа необходимы более громоздкие и тяжелые заправочные баллоны с более толстыми стенками. При этом пробег автомобиля, работающего на сжатом газе, от одной заправки вдвое меньше пробега авто, на котором установлено оборудование для сжиженного газа. Однако сжатый газ также употребляется в качестве автомобильного горючего, поскольку запасы метана в природе очень велики и себестоимость этого вида топлива небольшая. Машины, работающие на сжатом газе — это, в основном, грузовые автомобили и автобусы, используемые предприятиями. Кроме себестоимости, у сжатого газа есть и другие положительные отличия: он менее взрывоопасен, нежели сжиженный, так как очень легок и при утечке не скапливается на открытом пространстве; сжатый газ, сгорая, образует более чистый выхлоп; при использовании сжатого газа не нужно сливать периодически образующийся конденсат, обладающий неприятным запахом.

Свойства сжиженного газа

LPG или сжиженный газ, побочный продукт очищенной сырой нефти, является газом в комнатной температуре и давлении, и жидкостью в давлении 2Па. Плотность жидкой фазы газа зависит от температуры, с увеличением которой плотность уменьшается. При нормальном атмосферном давлении и температуре 15°С, плотность жидкой фазы пропана составляет 0,51 кг/л, бутана — 0,58 кг/л. Паровая фаза пропана тяжелее воздуха в 1,5 раза, бутана — в 2 раза. Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный газ испаряется при более низких температурах. Это означает, что бензин в баке находится, как правило, в жидком состоянии при атмосферном давлении, а сжиженный газ в баллоне — при давлении, соответствующем температуре окружающей среды.

Марки сжиженного газа

Существует две марки сжиженного нефтяного газа (ГСН): ПА — пропан автомобильный и ПБА — пропан-бутан автомобильный.

Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С. Марка ПА используется в зимний период в тех климатических районах, где температура воздуха опускается ниже -20°С (рекомендуемый интервал -20°С…-25°С). Пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже -42 градуса, для бутана эта температура составляет -0,5 °С. В весенний период времени с целью полной выработки запасов сжиженного газа марки ПА допускается ее применение при температуре до 10°С. Более высокая температура может привести к нежелательному повышению давления в газоподающей системе автомобиля и ее разгерметизации.

Преимущества сжиженного газа

Октановое число

Октановое число газового топлива выше, чем бензина, поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества. Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. Среднее октановое число сжиженного газа — 105 — недостижимо для любых марок бензина. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. Это снижает нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, позволяет двигателю работать ровно и тихо.

Диффузия

Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше.

Давление в баллоне

Сжиженный газ отличается от других видов автомобильного топлива наличием паровой фазы над поверхностью жидкой фазы. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем. Давление в баллоне зависит от давления насыщенных паров, которое в свою очередь зависит от температуры жидкой фазы и процентного соотношения пропана и бутана в ней. Давление насыщенных паров характеризует испаряемость ГСН. Испаряемость пропана выше чем бутана, поэтому и давление при отрицательных температурах у него значительно выше.

Выхлоп

При горении, выделяется меньшее количество углеродистых и азотных окисей и несожженных углеводородов чем бензин или дизельное топливо, без выделения ароматических углеводородов или диоксида серы.

Примеси

Качественное газовое топливо не содержит таких химических примесей, как сера, свинец, щелочи, которые усиливают коррозирующие свойства горючего и разрушают детали камеры сгорания, систему впрыска, лямбда-зонд (датчик, определяющий количество кислорода в топливной смеси), каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

Недостатки сжиженного газа

Взрывоопасность

При испарении 1 л сжиженного газа образуется около 250л газообразного. Таким образом, даже незначительная утечка может быть очень опасной, так как объем газа при испарении увеличивается в 250 раз.

Этот недостаток может проявиться при неправильной установке газобаллонного оборудования или несоблюдении автовладельцем правил эксплуатации такой аппаратуры. Для возгорания газа необходима более высокая концентрация этого вещества в воздухе, чем бензина. Однако повышенная летучесть газа позволяет опасному количеству накапливаться быстрее и в больших объемах. В движущемся автомобиле такая концентрация возникнуть не может, но в любом случае, при обнаружении характерного запаха водителю следует перекрыть подачу газа в двигатель и продолжать движение на бензине. Ставить при обнаружении утечки газа машину в гараж недопустимо.

Проверить герметичность газобаллонной аппаратуры можно, нанеся кистью мыльный раствор в места соединений трубопроводов. Если в таких местах появляются мыльные пузыри — автомобилю прямой путь на сервисную станцию. Ремонтировать газовое оборудование самостоятельно запрещается. Каждые два года установленная на машине газобаллонная аппаратура должна проходить освидетельствование специалистов. Исправное газовое оборудование полностью герметично. На каждом трубопроводе, отходящем от баллона, устанавливаются как минимум три независимых друг от друга запорных устройства.

Одорация

Поскольку газ не обладает запахом, то для определения негерметичности системы в газ добавляются в определенной пропорции особые вещества – меркаптаны. По своей химической структуре они похожи на алкогольные вещества, общая формула которых R-SH. Наличие этих веществ даже в небольших количествах чувствуется благодаря их неприятному запаху – если в закрытом автомобиле есть запах «газа», значит, система негерметична, и эксплуатировать такой автомобиль небезопасно. Сернистые соединения одоранта и самого газа снижают долговечность работы редуктора вследствие интенсивного старения мембран, резиновых уплотнений и вызывают коррозию трубопроводов.

Заправка топливного баллона

Полностью заполнять топливный баллон газом нельзя, поскольку даже небольшой рост окружающей температуры ведет к существенному повышению давления в баллоне. Поэтому при заправке топливного резервуара на 80% специальное устройство газовой аппаратуры автоматически перекрывает заправочный канал.

Нежелательная эксплуатация в условиях жаркого климата

Жаркий климат — не лучший для эксплуатации автомобилей на газовом топливе. В таких условиях, чтобы уменьшить давление в топливном резервуаре, баллон надо немного «выездить», прежде чем машина будет поставлена на стоянку.

Снижение мощности

По причине более низкой теплоты сгорания газово-воздушной смеси по сравнению со смесью воздуха и жидкого топлива наблюдается некоторое падение мощности двигателя — примерно на 10%. Однако существенного влияния на динамические характеристики автомобиля это не оказывает и, к тому же, это можно частично устранить, если установить угол опережения зажигания на 3-5° раньше.

Травмоопасность

Сжиженный газ, попав на кожу человека при низкой температуре воздуха, может вызывать обморожение.

Кроме всего вышесказанного можно отметить необходимость более частой замены воздушных фильтров. Детали для газобаллонного оборудования пока найти труднее, чем для системы питания жидким топливом. Топливный резервуар занимает некоторую часть багажника. Наконец, у машины, работающей на газе, иногда возникают проблемы с запуском холодного двигателя.

Обратно на бензин: почему перевод машины на газ превращается из выгоды в абсурд

Опасения перерастают в реальность: уже весной этого года цены на пропан-бутан достигли точки невозврата, когда ездить на газе стало примерно так же дорого, как на бензине. Но лето продолжает подкидывать события, а что будет в конце года – и вовсе вопрос открытый. Давайте посмотрим, почему переводить машину на газ прямо сейчас – абсурдная затея и почему до этого дошло.

Что происходит с ценами на пропан-бутан?

Чтобы не ударяться в панику с самого начала, обозначим объективный факт: цены на пропан-бутан, или СУГ (сжиженные углеводородные газы) имеют высокую волатильность – то есть, значительно колеблются в течение года. Например, если взглянуть на весь 2020 год, то в январе средневзвешенная цена СУГ на Санкт-Петербургской Международной Товарно-сырьевой Бирже составляла 18,7 тысяч рублей за тонну, к апрелю упала ниже 9 тысяч рублей за тонну, а уже в июне подскочила почти до 32 тысяч. На фоне цен на бензин динамика невероятная: для сравнения, АИ-92 в 2020 году прошел путь от 46 до 36 тысяч рублей за тонну и обратно к 48 тысячам. То есть, «ковидная весна» смогла пошатнуть цену бензина на 20%, после чего она вновь отыграла позиции. Газ же тем временем сначала подешевел вдвое, а затем подорожал чуть ли не вчетверо. Нынешний год обновил рекорды: весной тонна сжиженного газа стоила более 36 тысяч рублей, а в начале августа достигла исторического максимума в 53,3 тысячи рублей.

Для розничных покупателей это означает рост цены литра топлива почти на треть с начала этого года и вдвое по сравнению с 2020. Год назад пропан-бутан стоил около 16 рублей за литр, но в начале этого года перевалил за 20 рублей. Сейчас же цены на СУГ сильно разнятся в зависимости от торговой сети: где-то можно встретить цены в 31-34 рубля за литр, а где-то они уже пробили новый потолок, достигнув отметки в 42 (!) рубля за литр. Ценники на газовых заправках порой переписываются по нескольку раз в неделю, прибавляя сразу по 3-5 рублей. Бензин на этом фоне – просто образец стабильности, ведь АИ-92 с начала года подорожал «всего» на 3,5 рубля, с 42 до 45,5 рублей.

Почему так вышло?

На самом деле цены на СУГ планомерно росли с начала лета. Причины были вполне обычными: сезонное повышение спроса и экспортные запросы. Но август смог побить рекорды не без посторонней помощи. Ключевую роль в нынешнем скачке сыграл пожар на заводе «Газпром добыча Уренгой», случившийся в ночь с 4 на 5 августа. В результате поставка газоконденсата с завода почти полностью остановилась, и до выхода на штатные объемы пока далеко. Правительство отреагировало на проблему распоряжением Минэнерго, которое постановило перенаправить на внутренний рынок около 40 тысяч тонн СУГ, которые были предназначены для экспорта. Но это, разумеется, не компенсирует те объемы, которые выдавал завод в Уренгое – более 200 тысяч тонн в месяц. В последнюю неделю принятые меры вкупе с постепенным увеличением поставок газа позволили переломить график, снизив цену тонны СУГ до 47 тысяч рублей. Однако гарантий того, что тренд на снижение будет стабильным, никто дать не может.

При этом динамика цены на пропан-бутан может быть абсолютно любой, оставаясь лишь в рамках рыночных условий. Государство по закону не участвует в регулировании цен и не ограничивает, например, предельную отпускную стоимость литра на заправке. Более того, в отличие от бензина, цена которого более чем на 70% состоит из акцизов и пошлин и за счет этого более стабильна, газ сильнее подвержен влиянию рынка, поскольку именно корреляция спроса и предложения формирует конечную розничную стоимость. Этим же объясняется и большой разброс розничных цен: если крупные игроки вроде Газпрома могут позволить себе продавать газ по 32 рубля за литр, то мелкие сети, изначально закупающие СУГ с наценкой, вынуждены устанавливать более высокие цены, вплоть до упомянутых 40-42 рублей за литр.

Что это означает для автомобилистов?

Потребительская математика довольно проста: пропан-бутан остается выгодным топливом до тех пор, пока стоит примерно вдвое дешевле бензина. Ведь более низкая стоимость топлива отчасти нивелируется более высоким расходом: в зависимости от современности газового оборудования, режимов эксплуатации, конкретной машины и других факторов потребление газа может быть на 15-30% выше, чем бензина. Исходя из этого, минимальный порог выгоды – около 70% от стоимости бензина, и сейчас он фактически пройден. Ведь даже если отбросить экстремумы в виде 40-42 рублей за литр газа и взять средний показатель в 32 рубля за литр, то при стоимости 92-го бензина в 45,5 рублей за литр цена газа составляет от него 71%.

Еще нагляднее картина становится, если посчитать стоимость километра пробега на разных типах топлива. Например, для автомобиля со средним расходом бензина в 10 литров на сто километров эти самые сто километров будут стоить 450 рублей, а цена одного километра пробега – 4,5 рубля. Если принять расход пропан-бутана в 13 литров, то при цене в 32 рубля за литр это дает 4,2 рубля за километр пробега. Если же расход составит 14 литров на сотню, то экономия исчезает полностью: стоимость километра пробега становится равна 4,5 рублям и на бензине, и на газе. Ну а повышение стоимости газа хотя бы на рубль приводит и вовсе к абсурдной ситуации, когда ездить на газе становится дороже, чем на бензине.

Если же принять во внимание не только затраты на топливо, но и прочие накладные расходы, то выгодность газа становится сомнительной уже сейчас. Например, баллоны имеют срок службы и со временем требуют замены, система нуждается в обслуживании редуктора, форсунок и других элементов, а также регулярной замене газового фильтра. Само собой, в перспективе заплатить пару тысяч за ремонт форсунок и пару сотен за фильтр – не проблема, но если добавить все эти затраты, включая очень редкие, но дорогие, в стоимость пробега за год или несколько лет, то результаты могут быть неожиданными.

Но сильнее всего подорожание СУГ сказалось на тех, кто установил ГБО совсем недавно или только планирует его установить. Стоимость комплекта газобаллонного оборудования с установкой колеблется около 50 тысяч рублей для обычного четырехцилиндрового мотора, а кроме того, еще несколько тысяч рублей нужно отдать за его регистрацию в ГИБДД с внесением пометок в документы. Таким образом, при прошлогодней цене газа в 18 рублей за литр против 45 у бензина и расходе в 14 литров на сотню можно было бы окупить установку ГБО за 30 тысяч километров, или за 2-3 года обычной эксплуатации. Повышение цены газа до 23 рублей в начале этого года растянуло окупаемость до 47 тысяч километров, или 3-5 лет. Ну а при розничной стоимости в 32 рубля за литр вложение 60 тысяч рублей в установку ГБО и вовсе превращается в бессмысленную затею, ведь экономя 300 рублей с тысячи километров пробега, окупить его попросту невозможно.

А что с метаном?

На фоне кратных повышений стоимости сжиженного газа компримированный метан пока тоже кажется гораздо более стабильным. Правда, стоит помнить, что эта стабильность тоже обусловлена рыночными рамками. Кто-то может помнить, что в 1993 году в рамках программы по замещению моторных топлив природным газом было решено ограничить предельную отпускную цену на сжатый природный газ на отметке в половину цены реализуемого в данном регионе бензина А-76, но в 2015 году это постановление было отменено. Так что если цена природного газа для бытовых нужд населения контролируется ФАС, то к работе АГНКС (автомобильных газонаполнительных компрессорных станций) это не относится.

Однако пока цены на метан более стабильны, чем на пропан-бутан. Если в 2018 году кубометр стоил около 14 рублей, то в 2020 – 17 рублей, а сейчас достиг отметки в 20 рублей. На фоне СУГ, которые подорожали в рознице более чем на 30% с начала года, подорожание на четверть за три года – очень неплохой результат.

Вдобавок перевод автомобилей на метан дополнительно стимулируют государство и Газпром. В 2020 году предлагались программы по субсидированию установки метанового ГБО: 60% должно было субсидировать государство, а еще 30% брал на себя Газпром. По той же схеме несколько лет назад продавались заводские битопливные модификации Lada Vesta и Largus, которые с учетом субсидий были всего на 30-50 тысяч рублей дороже обычных бензиновых. Впрочем, программы субсидирования переоборудования автомобилей во многих регионах работают и сейчас, а с их условиями можно ознакомиться на сайте Минэнерго.

Математика затрат для автомобиля на метане чуть проще, чем для пропан-бутана. Расход топлива здесь практически один к одному, то есть, один литр бензина равен одному кубическому метру газа. Правда, расчет заправки для компримированного газа отличается от сжиженного: в стандартный баллон объемом 90 литров входит около 22 кубометров метана – то есть, на одной заправке автомобиль с расходом в 10 литров на сотню проедет всего 220 километров. К тому же в последнее время динамика прироста машин с метановым ГБО превышает скорость появления новых заправок, что вкупе с более долгой, чем для бензина, процедурой заправки провоцирует очереди на АГНКС. Однако пока все это с лихвой компенсируется выгодой: даже после подорожания до 20 рублей за кубометр метан остается в 2,5 раза дешевле бензина.

Источник https://neftegaz.ru/tech-library/energoresursy-toplivo/141734-szhizhennyy-uglevodorodnyy-gaz-sug-szhizhennyy-neftyanoy-gaz-sng/

Источник https://www.ikirov.ru/news/1130-chto-takoe-szhizhennyy-gaz-kak-vid-topliva-dlya-avtomobilya

Источник https://www.kolesa.ru/article/obratno-na-benzin-pochemu-perevod-mashiny-na-gaz-prevrashchaetsya-iz-vygody-v-absurd