Отличаются ли газ трубопроводный и газ в баллонах, природный, сжиженный и компримированный, для приготовления пищи и для автомобиля? Чтобы больше не путаться, давайте разберемся.
В быту используется два вида газообразного топлива. Во-первых, это природный газ. Мы знаем его как трубопроводный: это именно тот газ, рост доступности которого сегодня обеспечивает президентская программа газификации. Добывают его на газовых месторождениях. А основной его компонент — метан, самый простой и легкий углеводородный газ, молекула которого состоит из одного атома углерода (C) и четырех атомов водорода (H) (вспоминаем школьный курс химии).
Во-вторых, более тяжелые углеводородные газы — пропан и бутан. Они также знакомы многим как газ в баллонах или сжиженный газ. Правильно эта смесь именуется сжиженным углеводородным газом (СУГ). Пропан и бутан добывают на нефтяных месторождениях вместе с нефтью (они входят в так называемый попутный газ), а также на газовых и газоконденсатных месторождениях. Еще СУГ получают при переработке нефти.
С мест добычи топливо надо как-то доставить потребителям. И тут возможны разные способы. Для природного газа самый доступный и удобный — транспортировка по трубам. Его также можно охладить до очень низкой температуры, и он станет жидким — сжиженным природным газом (СПГ). Либо сжать под большим давлением и получить компримированный природный газ (КПГ).
И СПГ, и КПГ можно перевозить в емкостях: так природный газ занимает значительно меньший объем. Особенно сильно он уменьшается в объеме при сжижении, благодаря чему танкеры-газовозы способны транспортировать в виде СПГ впечатляющее количество газа. Но для этого газ нужно сильно охладить. Что же касается пропана и бутана, они превращаются в жидкость даже при комнатной температуре — при относительно небольшом повышении давления (чем больше в смеси пропана — тем больше должно быть давление). Их легко транспортировать, хранить и использовать в небольших баллонах.
Как природный газ транспортируют по трубам?
В России функционирует самая большая в мире газотранспортная система с общей протяженностью магистральных газопроводов свыше 180 тысяч км. Топливо по ним движется под высоким давлением, которое создают компрессорные станции. Они строятся, как правило, на расстоянии около 100 км друг от друга.
К потребителям природный газ поступает по газораспределительным сетям, их общая протяженность в России около 1 миллиона км. Желтые трубы вдоль улицы, которые иногда можно видеть из окна — если они проложены по воздуху, а не под землей — входят в их состав. Отвод к жилому дому в пределах земельного участка называется сетью газопотребления. По ней газовое топливо поступает в плиту, колонку или котел.
Как получают сжиженный природный газ и зачем он нужен?
Строительство труб не всегда экономически обоснованно и технически выполнимо. К счастью, существует и другой способ — перевозка топлива в сосудах под избыточным давлением.
Сжиженный природный газ получают, сжимая и охлаждая его в несколько этапов. На выходе получается жидкость с температурой примерно –163 °С, которая занимает объем в 600 раз меньше первоначального. Она находится в изотермических резервуарах под небольшим избыточным давлением, близким к атмосферному. Эти емкости — многослойные, в них металлические оболочки чередуются с теплоизоляционными слоями.
Первым в лабораторных условиях сжиженный метан в 1886 году получил российский подданный — польский ученый К. Ольшевский. Промышленное производство СПГ было налажено в 1941 году в Кливленде (США). В России первый завод по сжижению метана начал функционировать в 2009 г. на Сахалине.
СПГ транспортируется судами-газовозами или криогенными цистернами, железнодорожными или автомобильными. Доставка по воде применяется для больших объемов и на большие расстояния. Автоцистернами СПГ везут в небольших количествах и не далеко, в случаях, когда строительство газопроводов не рентабельно. Такой способ газоснабжения называется автономной газификацией.
После доставки на место использования СПГ нужно снова превратить из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс называется регазификацией. Затем он поступает в газопроводы и становится обычным трубопроводным газом.
При использовании СПГ в качестве моторного топлива регазификация происходит на самом транспортном средстве. Начиная с 1990-х СПГ применяется на водном, железнодорожном и грузовом автомобильном транспорте.
Тот же природный газ, только в сжатом виде
Но основная масса автомобилей на природном газе использует его сжатый (компримированный) вариант — КПГ. Его получают, сжимая топливо компрессором до давления в 200-250 атмосфер. Затем закачивают в специальные баллоны, которые изготавливаются из стали и полимерных материалов. Автомобили заправляются КПГ на автомобильных газонаполнительных станциях (АГНКС), куда поступает трубопроводный газ. Всего на территории России расположено более 940 газозаправочных объектов.
Сжиженный углеводородный газ: то же назначение, но другой состав
Пропан и бутан перед транспортировкой превращают в жидкость, как и СПГ, но для этого их достаточно сжать — повысить давление. Понижение температуры не требуется. Полученную жидкость (СУГ) перевозятся по железной дороге или в автоцистернах. На газонаполнительных станциях (ГНС) СУГ заполняют баллоны, которые затем используют в быту.
Также у дома можно установить специальный резервуар — газгольдер, для заполнения которого СУГ будет время от времени привозить автоцистерна. Газ из этого резервуара можно использовать для различных бытовых нужд: приготовления пищи, отопления, нагрева воды. Это еще один способ автономной газификации, который можно использовать там, где нет газопроводов с природным газом.
Коротко о главном
- В быту и в качестве топлива на транспорте используют природный газ (метан), а также смесь пропана и бутана. Основной компонент природного газа — метан. Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это смесь пропана и бутана.
- Природный газ бывает трубопроводным, сжиженный (СПГ) и компримированный (КПГ). Пропан и бутан хранят и перевозят в сжиженном виде и называют сжиженным углеводородным газом (СУГ).
- В России основной способ поставки газового топлива — по трубам.
- Чтобы получить СПГ, природный газ нужно охладить до очень низкой температуры (–163 °С). При этом его объем уеньшится в 600 раз.
- Если природный газ сжать до давления в 200 атмосфер, получится компримированный природный газ (КПГ). Он газообразный, но занимает меньше места. А пропан и бутан при сжатии превращаются в жидкость (СУГ).
- Для заправки автомобилей обычно используют КПГ, но некоторые большие грузовики могут заправляться СПГ. Также СПГ используют как судовое и железнодорожное топливо.
- СУГ также применяют в качестве автомобильного топлива. А для использования в жилых домах он поставляется в баллонах или поступает из резервуаров (газгольдеров).
👉 Подпишитесь, чтобы узнать больше о газе и газификации в России!