گاز مایع (LPG) ترکیب دو هیدروکربن سه کربنه (پروپان) و چهار کربنه (نرمال و ایزوبوتان) با نسبت های مختلف است. گاز مایع به عنوان یکی از محصولات اصلی و ارزشمند پالایشگاه های نفت خام و گاز غنی محسوب می شود. این فراورده ی هیدروکربوری ارزشمند دارای کاربردهای مختلفی است از جمله به عنوان سوخت در مصارف خانگی، تجاری و صنعتی، حمل و نقل و همچنین به عنوان خوراک صنعت پتروشیمی در واحدهای کراکر با بخار مورد استفاده قرار می گیرد.
گاز مایع
LPG مخفف “گاز مایع” است. این اصطلاح به طور گسترده ای برای توصیف دو عضو برجسته خانواده هیدروکربن های سبک به نام “مایعات گاز طبیعی” (NGL) : پروپان (C3H8) و بوتان (C4H10) استفاده می شود.
اصطلاح “گاز مایع” ممکن است از نظر تناقض به نظر برسد زیرا همه چیز در طبیعت یا مایع است یا جامد است یا گاز. با این حال ، نقدینگی ویژگی منحصر به فرد LPG است که آن را به عنوان یک سوخت محبوب و مورد استفاده گسترده قرار می دهد. در دما و فشار طبیعی ، LPG گاز است. وقتی تحت فشار یا خنک کننده ملایم قرار بگیرید ، به مایع تبدیل می شود. در حالت مایع ، فشار مخزن تقریباً دو برابر فشار در یک تایر کامیون معمولی است ، به این معنی که در صورت استفاده صحیح از آن بسیار ایمن است. LPG مشتق شده از دو صنعت بزرگ انرژی است: فرآوری مایعات گاز طبیعی و تصفیه روغن خام
گاز مایع (LPG) یک منبع انرژی قابل حمل ، تمیز و کارآمد است که به راحتی در دسترس مصرف کنندگان در سراسر جهان است. LPG اساساً از تولید گاز طبیعی و روغن بدست می آید اما به طور فزاینده ای از منابع تجدید پذیر نیز تولید می شود.
LPG
گاز مایع LPG مخفف (Liquefied Petroleum Gas) می باشد که به دو گاز هیدروکربنی بوتان با فرمول شیمیایی ۱H4C ،H3C و پروپان گفته می شود که معمولا مقادیر کمی از ترکیباتی چون پروپیلن و بوتیلن در این گاز وجود دارد. گاز بوتان خود به تنهایی شامل دو ترکیب ایزوبوتان و نرمال بوتان است.
LPG دو خاستگاه دارد : تقریباً ۶۰٪ در هنگام استخراج گاز طبیعی و روغن از زمین بازیابی می شود و ۴۰٪ باقیمانده در طی تصفیه روغن خام تولید می شود.
این سوخت نیز جزء محصولات برج تقطیر نفت خام محسوب می‌گردد. با توجه به این که نقطه جوش بوتان ۰.۵oC و نقطه جوش پروپان 42oC- میباشد، این ترکیب در دمای معمولی به صورت گاز میباشد. ولی هنگامی که این گاز در مخازن تحت فشار، در حدود ۸ اتمسفر (بار) قرار می‌گیرد، به مایع تبدیل می شود. در بسیاری از اوقات فشار مخازن LPG تا حدود ۱۳ اتمسفر نیز افزایش می یابد و به همین دلیل است که به آن گاز مایع گفته میشود.
گاز مایع LPG بیشتر برای کاربردهای گرمایشی و به عنوان سوخت وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد و در پالایشگاه ها محصول فرعی تصفیه گاز طبیعی و پالایش نفت خام است. همچنین در ساخت افشانه ها به عنوان گاز خنک کننده در وسایل سرمازا همچون یخچال فریزر نیز استفاده می شود.
زمانی که گاز به مایع تبدیل می شود، حجم آن در حدود ۳۰۰ برابر کاهش می یابد و به عبارتی دیگر اگر یک لیتر از این مایع تبخیر شود حجم آن در حدود ۳۰۰ لیتر می شود.
لازم است بدانید درون مخزن گاز مایع، مقداری از آن به صورت مایع و مقداری دیگر به صورت گاز وجود دارد. به عبارتی دیگر یک تعادل بین دو حالت مایع و گاز برقرار گردیده است. به طوری که در قسمت پایین مخزن، مایع وجود دارد و در قسمت بالای آن گاز قرار گرفته است. هرگاه فشار درون مخزن افزایش یابد، مقداری از گاز تبدیل به مایع گردیده و حجم مایع افزایش می یابد. برعکس با کاهش فشار درون مخزن، مقداری از مایع به گاز تبدیل میشود.
ال‌پی‌جی را نباید با ال‌ان‌جی (گاز طبیعی مایع‌شده) اشتباه گرفت. ال‌ان‌جی در واقع همان گاز طبیعی (عمدتاً متان و اتان) است که برای حمل‌ونقل راحت‌تر و مقرون به صرفه تر به صورت مایع درمی‌اید. سی‌ان‌جی نیز گاز طبیعی است که فشرده شده تا حجم کمتری را اشغال کند.
مصارف خانگی (گرمایش و پخت و پز) با ۴۹ درصد سهم قابل توجهی از مصرف گاز مایع را به خود اختصاص داده است. چین، هند و ایالات متحده سه کشور برتر در میزان مصرف LPG در بخش مصارف خانگی می باشند. صنعت پتروشیمی ۲۳.۵ درصد از گاز مایع تولیدی در دنیا را به عنوان خوراک مورد استفاده قرار می دهد. سایر مصارف صنعتی، سوخت خودرو و خوراک بنزین نیز هر کدام به ترتیب با ۱۲، ۹ و ۶ درصد از گاز مایع تولیدی در دنیا را مصرف می نمایند.
گاز مایع فاقد رنگ و بو است و عمدتا به چهار صورت :
- پروپان تجاری
- بوتان تجاری
- مخلوط پروپان و بوتان تجاری
- پروپان ویژه
موارد مصرف گاز مایع LPG
گاز مایع به دلیل اینکه به سادگی قابل حمل و نقل است در بسیاری از مکانهایی که استفاده از منابع دیگر امکان پذیر نیست مورد استفاده قرار می گیرد.
صدها میلیون نفر در حال حاضر از LPG استفاده می کنند و برای هزاران کاربرد در تجارت تجاری ، صنعت ، حمل و نقل ، کشاورزی ، تولید برق ، پخت و پز ، گرمایش و اهداف تفریحی به آن وابسته هستند.
LPG کاربردهای بسیار گسترده ای دارد که عمدتا برای سیلندرها در بازارهای مختلف به عنوان یک کانتینر سوخت کارآمد در بخش های کشاورزی ، تفریحی ، مهمان نوازی ، صنایع ، ساخت و ساز ، قایقرانی و ماهیگیری استفاده می شود. این می تواند به عنوان سوخت پخت و پز ، گرمایش مرکزی و گرمایش آب باشد و به ویژه یک روش مقرون به صرفه و کارآمد برای گرم کردن خانه های خارج از شبکه است.
- استفاده در خانه ها برای اجاق گازها و وسایل گرمایشی
- آشپزخانه های صنعتی و تجاری
- کارخانه ها جهت سوخت کوره ها و مشعل ها
- سیستم های جرقه زن ، توربین های گازی در نیروگاه های سیکل ترکیبی
- سوخت دوم برای خودرو ها
مصرف ال پی جی در خودرو
امروزه در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا از جمله ترکیه، کره جنوبی، روسیه، ایتالیا، لهستان، انگلیس و آمریکا از گاز مایع به عنوان سوخت خودرو استفاده میکنند که به آن اتوگاز میگویند.
برای مثال در ترکیه سالانه ۳.۳ میلیون تن اتوگاز در ۴.۵ میلیون خودرو و در کره جنوبی سالانه ۳.۱ میلیون تن اتوگاز در ۲.۱ میلیون خودرو مصرف میشود. این سوخت در اروپا به سوخت پاک معروف است. سالانه ۲۸ میلیون تن اتوگاز در دنیا مصرف میشود.
چرا باید از LPG استفاده کرد؟
LPG یک منبع انرژی کارآمد ، قابل حمل ، تمیز ، همه کاره و قابل دسترسی است.
آیا ال پی جی یک سوخت خطرناک و غیرایمن است؟
بسیاری از مسئولان در ایران برای سوق دادن مردم به استفاده از گاز طبیعی فشرده (cng) طی وعده های دروغین این سوخت را سوختی غیر ایمن و خطرناک نام برده‌اند. در صورتی که با تبدیل مجاز و ایمن خودرو و استفاده از این سوخت ، حتی از بنزین و گازوئیل هم ایمن تر است
سه عامل اصلی در ایمنی LPG نقش دارند:
۱- فشار مخزن ۲- محدودیت‌های انفجار و اشتعال پذیری ۳- دوگانه سوز کردن ایمن به صورت کارخانه‌ای یا در کارگاه‌های استاندارد
فشار مخزن نگه داری گاز مایع ۸ بار است که بسیار ناچیز است و باعث انفجار نمیشود.
حدود قابل اشتعال مخلوط LPG با هوا ۴/۲ % تا ۶/۹ % است. این بدان معنی است که وقتی غلظت LPG در هوا کمتر از حدود ۴/۲٪ یا بیشتر از ۶/۹٪ است، مخلوط آتش نمی‌گیرد.
در صورت تبدیل استاندارد خودرو به دوگانه LPG سوز، هیچ اتفاقی نخواهد افتاد.
تفاوت گاز CNG با گاز LPG چیست ؟
با بالا رفتن قیمت بنزین، بسیاری از صاحبان خودرو تصمیم به دوگانه‌سوز کردن خودرو خود گرفتند؛ چرا که خودروهای دوگانه‌سوز از نظر هزینه، نسبت به خودروهایی که سوخت آن‌ها فقط بنزین است، بسیار مقرون به صرفه‌تر هستند. CNG و LPG دو گاز بسیار معروف و شناخته‌ای شده هستند که در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر کدام از این دو نوع گاز، کارایی و مزایای مختص به خود را دارند.
گاز CNG Compressed natural gas گاز فشرده‌ای است که بخش عمده آن را متان تشکیل می‌دهد. این گاز در دمای معمولی و در فشار ۲۰۰ تا ۲۴۸ بار نگهداری میشود. در حالی که گاز LPG Liquefied Petroleum Gas که در ایران با نام گاز مایع نیز معروف است، ترکیبی از پروپان و بوتان است. این گاز در دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱.۷ تا ۷.۵ بار مایع شکل می‌گیرد. برخی از انواع گاز ال پی جی که دارای پروپان با غلظت بالاتری هستند با نام پروپان نیز شناخته می‌شوند.
تا این قسمت از مقاله با مفهوم CNG و LPG آشنا شدیم ؛ از آنجایی که هر دوی این گازها به عنوان سوخت جایگزین بنزین در اتومبیل‌ها استفاده می‌شوند، بررسی تفاوت‌ها و خواصشان ضروری است .
مسافت پیمایش
خودروهای LPG به نسبت خودروهای CNG مسافت بسیار بیشتری را با یک باک پر، می‌توانند طی کنند؛ یعنی خودروهای ال پی جی با هر بار پر کردن باک، می‌توانند بیشتر از ۴۰۰ کیلومتر مسافت را طی کنند؛ در حالی که خودروهای سی ان جی با یک باک پر می‌توانند تنها حدود ۱۵۰ کیلومتر حرکت کنند.
شتاب و قدرت
دیگر تفاوت گاز CNG با گاز LPG که می‌توان به آن اشاره کرد میزان شتاب و قدرت خودرو است. خودروهایی با سوخت LPG از شتاب و قدرت بالاتری به نسبت خودروهای CNG برخوردارند. به همین دلیل خودروهای با سوخت سی ان جی در مسیرهای شیب‌دار بسیار ضعیف عمل میکنند و فشار زیادی به خودرو وارد میشود.
حتی در مواردی ماشین نیاز دارد تا از سوخت بنزین استفاده کند. در حالی که در خودروهای LPGاین اتفاق کمتر پیش می‌آید و این خودروها می‌توانند در بسیاری از مسیرها، بدون نیاز به سوخت بنزین حرکت کنند.
نکته: هر دو گاز LPG و CNG موجب فشار و آسیب به بخش‌های مختلف موتور خودرو می‌شوند اما میزان این فشار و آسیب در خودروهای سی ان جی درصد بیشتری دارد.
ایستگاه گاز LPG
ایستگاه LPG LPG – همچنین به عنوان پمپ بنزین سیار یا پمپ بنزین سیار و غیره شناخته می شود – برای ذخیره سازی و توزیع گاز مایع ، به ویژه برای وسایل نقلیه ، ماشین آلات ، تجهیزات و سیلندرهای گاز LPG استفاده می شود. واحد متشکل از یک حامل ، LPG ، پمپ ، جریان سنج و تجهیزات است که امکان کار ایمن و مطمئن را فراهم می کند (به عنوان مثال سوپاپ های ایمنی ، سنسورها ، سوئیچ ها …).
دستگاه را می توان تقریباً در هر جایی قرار داد تا وسایل نقلیه ، ماشین آلات و سایر دستگاه ها را با گاز مایع پر کند. ایستگاه متحرک SKID برای LPG ساده ، ارزان و دارای ماندگاری طولانی است.
وضعیت ال پی جی از منظر آلایندگی زیست محیطی
عمدتا در فرآوردههای پالایشگاهی گوگرد همراه مواد سنگین باقی میماند و چون گاز مایع جزو فرآوردههای سبک خروجی از برج تقطیر پالایشگاهها است، مقدار گوگرد موجود در آن بسیار کمتر از بنزین و دیزل است و البته این مقدار کم نیز در واحدهای جداگانهای به نام واحدهای مراکس پالایشگاهی کاملا قابل جداسازی است. پس در صورت استفاده از این سوخت به عنوان سوخت جایگزین در خودروها، میتوانیم بسیاری از مشکلات آلودگی کلانشهرها را نیز حل کنیم. شاید به همین دلیل است که LPG در اروپا به سوخت پاک معروف است.
انگلیس به‌طور گسترده LPG را در ناوگان اتوبوس‌رانی خود استفاده کرده و آمریکا نیز اخیرا به جایگزین کردن سوخت اتوبوس مدارس از گازوئیل به LPG روی آورده است . میزان انتشار SO2 و CO حاصل از سوخت گاز مایع حدود ۴۰ تا ۶۰ درصد کمتر از بنزین است . ذرات آلاینده (PM) و تولید شده از سوختن گاز مایع نسبت به بنزین به ترتیب ۵۲% و ۲۱% کاهش مییابد. مقدار تولید شده نیز نسبت به گازوییل ۲۱% کاهش مییابد.