Сжатый и сжиженный газ разница

Что такое СПГ

Что такое КПГ

Различия КПГ и СПГ для потребителя

Что такое СПГ

СПГ — это сжиженный природный газ — метан, пропан или бутан, — который уменьшили в объеме в 600 раз. Сжижение происходит через поэтапное сжатие и охлаждение или только охлаждение до −160 °С с параллельным очищением от оксидов серы, углерода и воды. Продукт на выходе занимает минимально возможный объем резервуара, сохраняя при этом все физические и потребительские свойства природного газа.

Это не отдельный продукт, а агрегатное состояние газа, удобное для транспортировки. Его перевозят в криоемкостях — резервуарах, которые могут поддерживать температуру −160 °С в течение 70 суток. Перед применением СПГ регазифицируют — «размораживают», в результате чего он переходит в газообразное состояние.

Сжиженным газом снабжают крупные объекты и целые отрасли экономики некоторых стран без постройки трубопровода. Например, 100% потребностей Японии покрывает СПГ, доставленный по воде танкерами-газовозами.

Что такое КПГ

Компримированный, или сжатый природный газ, — это метан из нефтегазоносной скважины или техногенный нефтяной газ, сжатый в 200 раз. Его сжимают с помощью компрессоров. В результате образуется давление в 200 бар/атмосфер.

Газ сжимают для сокращения объема, уменьшения размеров транспортировочных емкостей. После компримирования (сжатия) его состав не изменяется. В промышленных объемах КПГ производят на предприятиях. Для заправки машин, техники, мелкой бытовой тары используют готовые АГНКС, которые подключают к газопроводу. В составе АГНКС для СПГ есть фильтры, осушители, компрессоры, которые доводят кондиции газа до пригодных к использованию в ДВС.

Для хранения и транспортировки КПГ требуется специальное оборудование:

Компримированный газ применяют в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Лишь небольшая часть моторов автомобилей создана под метан или пропан-бутан. В основном это бензиновые двигатели, на которые установлено нештатное газобаллонное оборудование. Автомобили с моторами, которые с завода декларируются как «газовые», — это те же бензиновые ДВС, минимально доработанные под метан.

Зачем машины переводят на КПГ

В чем различия сжатого и сжиженного газа

Насколько безопасен КПГ

Плюсы и минусы КПГ

КПГ — это компримированный природный газ.

Компримированный — значит сжатый. Чтобы получить КПГ, обычный газ из скважины сжимают компрессором до 190−240 бар/атмосфер или 190−240 кг/см2. Технические показатели регламентирует ГОСТ 27577-2000. Сжатие происходит на заводах по производству СПГ либо на месте на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) перед заправкой топливных баллонов машин.

200 лет назад газ производили пиролизом древесины и использовали только для освещения, но в 1850-х годах начали пробовать компримировать — сжимать. А уже в 1860-х годах Этьен Ленуар показал миру первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на газе для освещения. Его газовый двигатель стал первым коммерчески успешным.

Первый ДВС на водороде сконструировал Исаак де Ривас в 1807 году.

Сжатие газа стало актуальным по факту признания его эффективным топливом для двигателей — в начале ХХ века. Природный газ метан CH4 подается по трубопроводам и в естественном разреженном виде занимает большое пространство. Чтобы поместить его в баллоны удобного объема, инженеры стали сжимать его компрессорами. Чем мощнее становились компрессорные установки, тем выше получалось сжатие, пока не дошло до оптимальных 200−240 атмосфер.

В современном мире метан, добытый из нефтегазоносных скважин, не только компримируют, сжимают, но и сжижают, получая СПГ — сжиженный природный газ. Еще его называют СУГ — сжиженный углеводородный газ.

Разница между сжиженным и сжатым газом в баллонах

Стандартное топливо для оборудования и машин различного назначения получает все больше альтернативных вариантов. О двух таких альтернативах хорошо известно — это сжиженный и сжатый газ. Имеются в виду сжиженный нефтяной газ и его сжатый природный аналог. Несмотря на широкое распространение, разницу в них видят не все.

Сжиженный и сжатый природный газ

03 Апреля 2020 г.

Газ — как много в этом слове, и как много физических состояний он может иметь.

В этой статье мы подробно остановимся на сжиженном и сжатом газе, способах его получения, хранения и транспортировки.

Сжиженный природный vs сжатый природный газ

Газ является природным естественным ресурсом, который добывается из недр Земли, обрабатывается специальным образом и доставляется до потребителя.

Вне зависимости от способа обработки, газ необходимо где-то и как-то хранить, а затем транспортировать до любого города Свердловской области. Не всегда, а практически никогда, газовое месторождение располагается рядом с потребителем, когда можно было бы всего лишь построить магистральный трубопровод и пустить газ по трубе. Приходится искать пути и способы безопасной и экономически выгодной доставки газа.

И вот тут появляется два термина: сжиженный газ и сжатый газ. Оба типа газа представляют собой жидкую фазу, полученную различными технологиями:

Сжиженный газ (природный)

Сжиженный природный газ СПГ относится к криогенным жидкостям, то есть к жидкостям, температура хранения которых ниже -100ºС. Плотность СПГ в 2 раза меньше плотности воды. СПГ- это прозрачная жидкость, не имеющая запаха.

Природный газ сжижается исключительно только для удобства его транспортировки, так как занимает значительно (почти в 600 раз) меньше объема, чем в газовом состоянии. Для потребления СПГ преобразуется обратно в газовое состояние, для чего используется специальное оборудование — регазификационные установки, в которых происходит испарение газа без участия воздуха.

Хранение осуществляется при температуре кипения в изотермических резервуарах и емкостях наземного и подземного размещения. Нужная температура поддерживается благодаря испарению газа. Да-да, именно испарению, когда давление насыщенных паров близко к атмосферному.

Наземные емкости могут иметь цилиндрическую и шарообразную форму. Подземные и обвалованные емкости изготавливаются цилиндрическими. Их особенностью является наличие двух стенок, между которыми находится криогенные жидкости, которые поддерживают необходимую минусовую температуру. Из-за свойств хранимого газа резервуары изготавливаются из специальных металлов, имеющих низкий коэффициент теплового расширения и высокой степенью сопротивляемости к охрупчиванию при низких температурах хранения. Дополнительно резервуары тепло- и гидроизолируются.

Транспортировка СПГ до регазификационных заводов происходит в специальных изотермических сосудах и криоцистернах наземным или водным транспортом. До непосредственного потребителя газ поставляется по трубопроводам.

Физические свойства сжиженного природного газа позволяют получать из него широкие фракции легких углеводородов (этан, пропан, бутан, пентан и др.), которые, в свою очередь, потом выступают в качестве нефтехимического сырья и газомоторного топлива.

Сжатый (компримированный) газ

Особенностью сжатого природного газа КПГ является то, что он может использоваться в том же состоянии, что и транспортируется и хранится. Объясним почему.

Компримированный газ получается за счет увеличения его давления до 20 МПа, позволяющим уменьшить его в объеме до 200 раз. Сжатие газа осуществляется на специальных компрессорных установках или непосредственно на станциях АГНКС (если речь идет о газомоторном сжатом топливе). Кроме использования в качестве топлива, КПГ заливается в межпластовое пространство для поддержания давления, а также является промежуточным этапом при производстве сжиженного природного газа. При необходимости сжатый газ может также транспортироваться до потребителя посредством магистральных трубопроводов.

На заводах и установках по компримированию природного газа он (газ) осушается и под высоким давлением, то есть сжатый, подается для хранения в резервуары цилиндрической или шаровой формы.

Получение, транспортировка и хранение сжатого природного газа является менее энергозатратным, так как технологический процесс сжатия проще, нежели процесс сжижения при критических температурах. К тому же, емкости для хранения КПГ не такие технические сложные изделия по сравнению с криогенными резервуарами, хотя тоже имеют свою специфику. А получение паровой фазы достигается путем «выпуска» газа из емкости, в то время как, для эксплуатации сжиженного газа необходимы регазификационные установки.

Зачем машины переводят на КПГ

Бензин, дизель и газ — незаменимая троица углеводородного топлива для ДВС. Они конкурируют между собой по ряду показателей, борются за сердца и кошельки автовладельцев.

Потребительских недостатков у КПГ как топлива всего два.

В остальном же газ весьма конкурентен по своим потребительским свойствам. Например, его цена ниже — 22 р за 1 м3 КПГ против 56 р. за литр дизеля и 52 р. за бензин АИ-95. Газовые заправки распространены не так, как бензиновые, но все же дефицита и очередей не наблюдается. Чаще всего АГНКС с КПГ устраивают прямо на бензоколонках.

В надлежащем герметичном сосуде газ можно хранить неограниченное время без потери качества. Бензин и дизель портятся через полгода.

А вот главным достоинством, помимо цены, можно назвать высокое «от природы» расчетное котановое число компримированного газа. Оно достигает 125, что снимает вопросы о детонации, делает работу двигателя более ровной, тихой, увеличивает его ресурс.

Различия КПГ и СПГ для потребителя

КПГ — газ, пригодный для использования в качестве топлива без предварительной подготовки. Его сжимают для сокращения объема тары. Компримированный метан хранят, перевозят в стальных баллонах и емкостях с одинарной стенкой. Компримировать (сжать) его можно с помощью передвижной или модульной АГНКС.

СПГ — газ, пригодный для транспортировки и хранения в криоемкостях. Это резервуары, цистерны с двойными стенками, внутри которых циркулирует криожидкость. Она поддерживает температуру −160 °С, чтобы вещество оставалось в сжиженном состоянии. Для применения в качестве топлива необходима регазификация — переход из жидкого в газообразное состояние. Для этого используют регазификационные станции.

За удобство в транспортировке СПГ приходится мириться с его недостатками, которых нет у КПГ:

КПГ и СПГ сохраняют свойства исходного газа — пропана, метана, бутана — и все конкурентные преимущества перед жидким топливом. Они не образуют сажи, нагара, полностью сгорают при любой температуре, выделяют в разы меньше вредных веществ при сгорании.

Области применения

Первый вид топлива используют для обогрева помещений, поддержки работы различного оборудования, в качестве сырья для химической промышленности. Вещество в сжатой форме используется, как топливо для разных видов транспорта — от автомобилей, до самолетов.

В чем различия сжатого и сжиженного газа

КПГ и СУГ — это один и тот же газ, метан СН4, обработанный разными способами.

Оба газа не оставляют налета, нагара, показывают межремонтный период в 1,5 раза больше, чем на дизеле и бензине. СУГ имеет более сложный, дорогой технологический процесс, в котором задействованы не только компрессоры, но и промышленные охладители.

Для продажи КПГ достаточно подключить к трубопроводу готовую АГНКС, а чтобы доставить сжиженный продукт, требуется специальный газовоз.

Сжиженный газ

В данном случае понимается природное вещество, которое из своего обыкновенного состояния переходит в жидкое. Жидкая форма образуется под влиянием низкой температуры — около -163 С. Принимая новую форму, вещество значительно уменьшается в объеме — в несколько сотен раз.

Чтобы перемещать этот продукт, нужны специальные криогенные цистерны. Во внутреннем пространстве цистерн поддерживается подходящая температура. Этот газ легко доставлять, поэтому его часто отправляют районы, где нет налаженной системы трубопроводных магистралей. С помощью регазификационных терминалов топливо преобразуется в исходное состояние.

Сжатый газ

Сжатая форма — это так же, как и в первом случае, жидкое состояние, но достигаемое иным способом. В емкости, где размещается газ, возрастает давление, которое способствует уменьшению объема природного вещества примерно в 200 раз. Сжатие считается экономически более выгодным способом уменьшения объема вещества, чем сжижение. Транспортировать сжатое топливо можно в цистернах менее технологичных, с простой конструкцией. Их цена существенно ниже. Регазификация также не потребуется. Достаточно снизить давление, открыв вентили.

Насколько безопасен КПГ

Миф, что газ опасен тем, что легко может взорваться, отталкивает многих от потенциально выгодного перехода на этот вид топлива.

На самом деле газовые баллоны, редукторы, трубки, вентили имеют заводской запас прочности, чтобы выдержать давление в 300 атмосфер. Это добавляет им конструктивной надежности и преимущества перед штатными топливными баками для жидкого горючего.

Другой фактор безопасности КПГ заключается в его способности быстро смешиваться с воздухом.

Есть показатель, мало известный потребителям и владельцам машин с газовыми установками. Это чувствительность к возбуждению взрывных процессов. Определяется классами от 1 — особо чувствительные до 4 — слабочувствительные.

Приказом от 10.07.2009 МЧС РФ отнесло метан к наиболее безопасному, 4-му классу чувствительности. Для сравнения: бензин находится в «среднем» 3-м классе, а СУГ пропан-бутан — в более опасном 2-м.

Американская газовая ассоциация изучила данные о работе 2400 машин с газовыми установками, которые проехали в общей сложности 280 000 000 километров. Из 1350 ударов при ДТП на область расположения топливной емкости пришлось 180. Все баллоны остались целыми, а бензин загорелся в 5 случаях.

Также силен стереотип, что метаном можно отравиться. Этот газ в небольших концентрациях нетоксичен, а его резкий запах — от специальных ароматизаторов, чтобы люди смогли быстро почувствовать утечку.

Отдельно стоит упомянуть экологичность компримированного газа. Жидкое нефтяное топливо приходится постоянно доводить до экологических стандартов, которые становятся все жестче. Это дорогое удовольствие: чтобы перейти из класса «Евро-3» в класс «Евро-4», требуются суперсовременные присадки и фильтры, которые не каждому производителю по карману. Метан же «от природы» имеет экологический класс «Евро-5» / «Евро-6» без добавок и тонкой фильтрации. По сравнению с жидкотопливными ДВС метановая установка выбрасывает в атмосферу втрое меньше оксидов углерода, вдвое меньше оксидов азота. А угарного газа — меньше в десять раз.

Вне зависимости от способа обработки, газ необходимо где-то и как-то хранить, а затем транспортировать до места эксплуатации. Не всегда, а практически никогда, газовое месторождение располагается рядом с потребителем, когда можно было бы всего лишь построить магистральный трубопровод и пустить газ по трубе. Приходится искать пути и способы безопасной и экономически выгодной доставки газа.

В чем сходство и разница между сжиженным и сжатом газом

Общность двух веществ в их происхождении. В первом случае основой является метан, а во втором — пропан или бутан. Все это природные источники.

Отличие сжиженного газа от сжатого газа заключается в следующем:

Из-за необходимости задействовать сложное оборудование для транспортировки и хранения сжиженного газа, его средняя стоимость для обычного потребителя выше, чем цена сжатого аналога.

Плюсы и минусы КПГ

По сравнению с жидким нефтяным топливом газ имеет преимущества и недостатки. Также в «семействе» газового топлива есть внутренняя конкуренция СПГ и СУГ.

Перейти с бензина на газ или приобрести авто с газобаллонным оборудованием — разумное решение, особенно если от машины требуется большой побег. Например, такси, машины сервиса, грузоперевозки, общественный транспорт. Если автомобиль возит хозяина на работу и по бытовым делам, то газовая установка окупится нескоро. И разница в стоимости амортизации и горючего будет не так заметна.