Безопасная перевозка газов  

Огромными преимуществами природного газа по сравнению с другим топливом (энергоресурсом) являются его относительно низкая стоимость, большая экологическая безопасность продуктов сгорания, а также очевидные удобства при хранении и транспортировке. Сжиженный природный газ (СПГ) не токсичен, химически не активен. При сжижении его объем уменьшается более чем в 600 раз, что создает технические предпосылки для широкого использования СПГ в экономике страны, включая железнодорожный транспорт.

Анализ показывает, что сегодня существует достаточно безопасная технология обращения с СПГ при сжижении, хранении и транспортировке его до потребителей. А использование для перевозок контейнеров-цистерн (танк-контейнеров) одновременно решает проблему как транспортного средства, так и транспортной тары. Свои приемлемые варианты отработаны в этом плане всеми видами транспорта (автомобильным, железнодорожным, речным, морским).

Особое место в списке потенциально опасных продуктов перевозки занимают вещества с низкими температурами кипения. В первую очередь к ним относятся сжиженные углеводородные газы (СУГ).

Такие газы должны соответствовать требованиям ГОСТ 20448-80 "Газы углеродные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления.

Технические условия. В условиях транспортировки, хранения и регазификации углеводородные газы находятся в виде двухфазовой системы "жидкость–пар”, т. е. состоят из жидкой и паровой фаз. Основные свойства жидкой фазы – это способность к сильному объемному сжатию и расширению, охлаждающая способность при регазификации. Паровая фаза сжиженного газа вследствие высокой плотности долгое время не рассеивается в окружающей атмосфере, стелется по поверхности земли или по полу помещения. Пределы воспламеняемости газовоздушной смеси являются одновременно пределами ее взрываемости. Состав сжиженного газа меняется в зависимости от условий его применения, соответственно меняется и диапазон его воспламеняемости.

Давление, или упругость, насыщенных паров углеводородов, входящих в состав сжиженного газа, имеет важное значение. Желательно, чтобы давление насыщенных паров в сосуде, баллоне или цистерне было невысоким для снижения металлоемкости и стоимости оборудования. Сжиженные углеводородные газы при обычном атмосферном давлении не оказывают токсичного действия на организм человека, поскольку очень мало растворяются в крови. Но, проникая в воздух, сжиженные газы смешиваются с ним, вытесняют кислород и уменьшают там его содержание. Входящие в состав подобных газов пропилен и бутилен обладают наркотическими свойствами.

При содержании 15% пропилена в воздухе через 30 минут после начала вдыхания у человека наступает потеря сознания, при 24% сознание теряется через 3 минуты, а при 40% – через 20 секунд.

Из-за этого компоненты сжиженных газов включены в список вредных для человеческого организма веществ. СУГ имеют высокий коэффициент объемного расширения. При температуре 288о К (15^оС) у пропана он 3,06, пропилена – 2,94, керосина – 0,95, а воды – 0,19. Из этих данных видно, что коэффициент расширения жидкого пропана в 16 раз больше, чем воды, бутана – в 11 раз.

И это необходимо учитывать при заполнении цистерн. В момент повышения температуры жидкой фазы объем газа резко увеличивается. Так, при изменении температуры пропана от 15 ^оС до 25 ^оС объем его увеличивается на 11%. Поэтому цистерны для перевозки СУГ следует рассчитывать на прочность по максимальной температуре окружающей среды. Это имеет важное значение, так как все цистерны изготавливают из стали, а коэффициент объемного ее расширения при 15^оС в 93 раза меньше, чем пропана при той же температуре.

При 100-процентном заполнении цистерны жидкими углеродами и последующем увеличении температуры окружающей среды произойдет разрушение конструкции от объемного расширения жидкой фазы.