Транспортные характеристики газов

Говоря о сжиженных газах, мы обычно имеем в виду вещества, которые при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающей среды находятся в газообразном состоянии.

Самой простой и наиболее важной характеристикой сжиженных газов, которая часто используется в процессе их переработки и транспортировки, является давление насыщенных паров, характеризующее равновесное состояние жидкостной и газовой фаз груза при заданной температуре.

ИМО с целью классификации грузов, перевозимых на танкерах, определяет понятие “сжиженный газ” следующим образом:

Сжиженным газом называется жидкость, которая при температуре +37,8 °С имеет давление насыщенных паров не ниже 2,8 бара.

Дополнительной характеристикой сжиженных газов является температура насыщения паров при атмосферном давлении. Эта температура – температура кипения при атмосферном давлении, и определяет возможные условия транспортировки груза.

Один, из перечисленных выше грузов, обработка которого наиболее строго определяется требованиями ИМО, а именно, этилен оксид, на самом деле не является сжиженным газом. Однако все международные правила не находят иного метода безопасной транспортировки этилена оксида, иначе чем на газовозах, из-за его низкой температуры кипения при атмосферном давлении. Многие подобные химические грузы, такие как пропилен оксид, диэтил эстер или же изопрен, также имеют высокое давление насыщенных паров и представляют значительную пожароопасность и опасность для здоровья человека, поэтому, несмотря на то, что в своей значительной части их перевозка осуществляется на танкерах-химовозах, все эти грузы включены и в IGC Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом.x, и в BCH Кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом. Применяется к химивозам, построенным до 1986 года, а также к переоборудованным и комбинированным танкерам.x и в IBC Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом. Применяется к новым химовозам, построенным после 1986 года.x кодексы.

Основные группы газов, перевозимых морем

Перевозимые морем сжиженные газы, можно разделить на 6 основных групп:

1. LPG – Liquefied Petroleum Gases (сжиженные нефтяные газы);
2. NGL – Natural Gas Liquids (природный газовый конденсат);
3. LEG – Liquefied Ethylene Gas (сжиженный этилен);
4. LNG – Liquefied Natural Gas (сжиженный натуральный газ);
5. NH3 – Ammonia (аммиак);
6. CL2 – Chlorine (хлор).

Причина для разделения грузов на такие группы в том, что эти газы имеют различные характеристики. Важными факторами для такого деления грузов являются их температура кипения при атмосферном давлении, химическая совместимость с другими газами и материалами конструкций судна, токсичность, взрывоопасность, и другие свойства.

Рассмотрим несколько подробнее характеристики каждой из групп в отдельности.

Сжиженные нефтяные газы

LPG – производят в результате крекинг – процесса из природного газа или же из сырой нефти путем дистилляции на нефтеперерабатывающих заводах. Примерно 1-3 % сырой нефти составляют нефтяные газы.

Термин «сжиженные нефтяные газы» используется в терминологии нефтяной индустрии для обозначения целой группы углеводородов или их смесей, большей частью состоящих из пропана и бутана. Однако такое определение не является достаточно точным, поскольку каждый из различных типов углеводородов может стать жидкостью при определенных условиях. По общепринятым меркам к числу сжиженных нефтяных газов относят обычно следующие газы:

• Пропан,
• Пропилен,
• Нормальный бутан,
• Изо-бутан,
• Бутилен.

Все эти газы имеют температуру кипения при атмосферном давлении от 0 до –50 °С. Нефтяные газы используются в основном как сырьё для химической промышленности, а также в качестве топлива.

Природный газовый конденсат

Природный газовый конденсат или, как его ещё называют, мокрый газ, обычно находится в растворённом состоянии в сырой нефти. При очистке нефти и её стабилизации происходит его отделение. Газовый конденсат представляет собой смесь этана, пропана, бутана и тяжелых углеводородов. Причем состав газа может меняться в зависимости от вида нефтяного месторождения. В основном природный конденсат используется для производства этилена.

Сжиженный этилен

В природе в свободном состоянии этилен практически не встречается, однако, в химической и нефтяной промышленности, этилен получают как побочный продукт производства при переработке натурального газового конденсата, сырой нефти или нефтяных газов. Температура кипения этилена при атмосферном давлении –104 °С, поэтому очень часто его называют ещё «холодный газ».

Основное применение этилен находит в химической промышленности при производстве великого множества продуктов, таких как пластик, полиэтилен, полиэтиленовая пена, стирол, пищевые красители, он используется также при сварке и резке металла.

Сжиженный природный газ

Природный газ представляет собой смесь различных газов, которые находятся в земле в виде месторождений, также как и нефть. В основном природный газ состоит из метана (95-98 %). Он также содержит и небольшие примеси неорганических газов: азот, углекислый газ, окислы серы, пары воды. При атмосферном давлении температура кипения метана при атмосферном давлении около –164 °С.

Промышленное применение метан нашел в качестве топлива взамен угля или нефти, а также при производстве минеральных удобрений и аммиака.

Аммиак

Аммиак не встречается в природе в свободном виде, и его производят сжиганием нефти и газа, а также при каталитических процессах при обработке природного газа. Температура кипения аммиака при атмосферном давлении составляет –33 °С.

Свое основное применение аммиак находит в производстве минеральных удобрений, пластмасс, красителей, взрывчатки и различных чистящих жидкостей.

Хлор

В свободном виде в природе хлор не встречается. Однако он довольно легко может быть получен искусственным путем, например, при электролизе раствора обычной поваренной соли. Температура кипения хлора при атмосферном давлении –34 °С.

Промышленное применение хлор нашел в химической индустрии и в целлюлозобумажной промышленности как отбеливатель.

Химические грузы

В дополнение к вышеперечисленным газам существует также множество различных химических веществ, которые в силу своих свойств также попадают под определение газов и перевозятся на судах-газовозах. Такие вещества не попадают ни в одну из перечисленных выше категорий, например, винил-хлорид мономер, пропадиен и бутадиен. Как известно к газам относят вещества, которые при температуре +37,8 °С имеют абсолютное давление насыщения не менее чем 2,8 бар.

Переводные коэффициенты

Типовые спецификации на некоторые газы

Когда говорят о сжиженных газах как о грузах, то подразумевают, что они состоят из смесей целого ряда органических и неорганических соединений. Наличие различных примесей в грузе, определяет условия его транспортировки и требования к подготовке грузовых емкостей перед погрузкой. Чем чище продукт, тем более строгие требования предъявляются к подготовке грузовых танков при смене груза.

Ниже приведены спецификации на некоторые сжиженные химические газы (можно использовать только как справочные данные).