گاز ترکیبی مایع چیست؟چند نمونه مخلوط گازی مایع

گاز ترکیبی مایع چیست؟ سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146835980 – 09022734708

گاز ترکیبی مایع که به آن گاز مایع شده یا LPG (Liquefied Petroleum Gas) هم می‌گویند، مخلوطی از هیدروکربن‌های گازی سبک است که تحت فشار یا سرما به حالت مایع درآمده‌اند. این کار باعث می‌شود حجم آن‌ها به شدت کاهش یابد و نگهداری و حمل و نقلشان راحت‌تر شود.

 

گاز ترکیبی مایع (LPG): سوختی کارآمد و چندکاره

 

گاز ترکیبی مایع، که بیشتر با نام انگلیسی خود یعنی LPG (Liquefied Petroleum Gas) شناخته می‌شود، یک منبع انرژی حیاتی و چندمنظوره در دنیای امروز است. این ماده در واقع ترکیبی از گازهای هیدروکربنی سبک است که تحت فشار یا در دماهای پایین به حالت مایع درآمده‌اند. هدف اصلی از مایع‌سازی این گازها، کاهش چشمگیر حجم آن‌ها برای تسهیل در ذخیره‌سازی، حمل و نقل و استفاده است. تصور کنید یک لیتر از این گاز مایع، پس از تبخیر می‌تواند به حدود 270 لیتر گاز تبدیل شود؛ این نسبت حیرت‌انگیز، کارایی و اهمیت اقتصادی LPG را نشان می‌دهد.

ترکیب اصلی LPG :پروپان و بوتان

 

قلب تپنده LPG، مخلوطی از دو گاز هیدروکربنی اصلی است: پروپان و بوتان. نسبت این دو گاز در LPG می‌تواند متغیر باشد و این تغییرات بر خواص و کاربردهای آن تأثیر می‌گذارد.

 

پروپان :(Propane – C₃H₈) پروپان گازی است که نقطه جوش پایین‌تری دارد (حدود -42 درجه سانتی‌گراد). این ویژگی باعث می‌شود پروپان حتی در دماهای بسیار سرد نیز به راحتی تبخیر شده و به حالت گازی برگردد. به همین دلیل،  LPG با درصد پروپان بالاتر برای مناطق سردسیر و کاربردهایی که نیاز به تبخیر سریع و مداوم دارند (مانند گرمایش صنعتی یا سیستم‌های پرفشار) ایده‌آل است. پروپان همچنین فشار بخار بالاتری نسبت به بوتان دارد.

 

بوتان: (Butane – C₄H₁₀) بوتان نقطه جوش بالاتری دارد (حدود -0.5 درجه سانتی‌گراد) و برای تبخیر به دمای بالاتری نیاز دارد. این گاز در مناطق با آب و هوای معتدل‌تر و گرم‌تر، یا برای کاربردهای خانگی مانند پخت و پز که نیاز به فشار کمتری دارند، رایج‌تر است. بوتان در مقایسه با پروپان، چگالی انرژی حجمی بیشتری دارد، به این معنی که در حجم برابر، انرژی بیشتری تولید می‌کند.

 

ترکیب رایج در مناطق مختلف:

 

در بسیاری از کشورها، به خصوص در مناطق معتدل، نسبت 70% بوتان و 30% پروپان یا 60% بوتان و 40% پروپان رایج است. اما در مناطق سردسیر، معمولاً از مخلوط 100% پروپان استفاده می‌شود تا از مشکلات تبخیر در دمای پایین جلوگیری شود. در برخی کاربردهای خاص مانند سوخت خودرو، ممکن است نسبت‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد موتور تنظیم شوند.

 

فرآیند تولید LPG

 

LPG عمدتاً به دو روش به دست می‌آید:

 

از فرآیند پالایش نفت خام: حدود 60% از LPG جهان در پالایشگاه‌های نفت خام تولید می‌شود. در طی فرآیند تقطیر نفت خام، هیدروکربن‌های سبک‌تر مانند پروپان و بوتان از نفت جدا شده و پس از خالص‌سازی به عنوان LPG جمع‌آوری می‌شوند.

از میادین گاز طبیعی: حدود 40% از LPG از جداسازی مایعات گاز طبیعی (NGLs) از گاز طبیعی در میادین گازی به دست می‌آید. گاز طبیعی پس از استخراج، حاوی مقادیری از اتان، پروپان، بوتان و پنتان است که با فرآیندهای جداسازی، این اجزا از متان (جزء اصلی گاز طبیعی) جدا شده و به عنوان LPG یا سایر محصولات پتروشیمی استفاده می‌شوند.

پس از تولید،  LPG تحت فشار به حالت مایع درآمده و در مخازن یا سیلندرهای مخصوص ذخیره و حمل می‌شود.

 

کاربردهای گسترده LPG

 

تطبیق‌پذیری LPG آن را به یکی از پرکاربردترین منابع انرژی تبدیل کرده است:

 

گرمایش و پخت و پز خانگی: یکی از رایج‌ترین کاربردهای LPG ، به خصوص در مناطقی که به شبکه گاز طبیعی دسترسی ندارند سیلندرهای گاز LPG برای اجاق گاز، آبگرمکن و بخاری میباشد.

سوخت خودرو (Autogas): LPG به عنوان یک سوخت جایگزین پاک‌تر برای بنزین و دیزل در خودروها استفاده می‌شود. این سوخت آلایندگی کمتری نسبت به بنزین و دیزل دارد و در بسیاری از کشورها، خودروهای دوگانه‌سوز یا مخصوص LPG رایج هستند.

کاربردهای صنعتی: در صنایع مختلف برای گرمایش کوره‌ها، جوشکاری، برش فلزات، و به عنوان سوخت لیفتراک‌ها و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود.

کشاورزی: برای گرمایش گلخانه‌ها، خشک کردن محصولات کشاورزی و کنترل علف‌های هرز.

تولید برق: در برخی نیروگاه‌های کوچک و سیستم‌های تولید برق اضطراری به عنوان سوخت.

تولید آئروسل و مواد شیمیایی: به عنوان پیش‌ران در اسپری‌های آئروسل و همچنین به عنوان ماده اولیه در صنایع پتروشیمی برای تولید پلاستیک و سایر مواد شیمیایی.

کباب‌پز و فضای باز: کباب‌پزهای گازی و فانوس‌های کمپینگ اغلب از کپسول‌های کوچک LPG استفاده می‌کنند.

 

مزایای LPG

 

انرژی پاک: LPG در مقایسه با سوخت‌های فسیلی دیگر مانند زغال سنگ یا نفت کوره، سوختی پاک‌تر است. سوختن آن دی‌اکسید کربن کمتری تولید می‌کند و تقریباً فاقد ذرات معلق، گوگرد و نیتروژن است که به کاهش آلودگی هوا و باران‌های اسیدی کمک می‌کند.

انتقال و ذخیره‌سازی آسان: به دلیل قابلیت مایع‌سازی، LPG  به راحتی قابل حمل و ذخیره در سیلندرها و مخازن است و می‌تواند به مناطق دورافتاده که به شبکه گاز طبیعی متصل نیستند، منتقل شود.

راندمان بالا: LPG دارای ارزش حرارتی بالایی است، به این معنی که انرژی زیادی در واحد جرم خود آزاد می‌کند.

چندمنظوره بودن: همانطور که ذکر شد، کاربردهای بسیار متنوعی دارد.

ایمنی نسبی: با رعایت اصول ایمنی و استفاده از تجهیزات استاندارد، LPG سوختی ایمن است. بوی مخصوصی به آن اضافه می‌شود تا نشت آن به راحتی قابل تشخیص باشد.

 

معایب و ملاحظات ایمنی

 

نیاز به تهویه: از آنجایی که LPG سنگین‌تر از هوا است، در صورت نشت در فضاهای بسته تهویه نشده، در پایین‌ترین نقاط جمع می‌شود و خطر انفجار یا خفگی ایجاد می‌کند. تهویه مناسب در محل‌های نگهداری و استفاده از آن ضروری است.

قابلیت اشتعال بالا: LPG بسیار قابل اشتعال است و در صورت وجود منبع اشتعال و ترکیب با هوا می‌تواند منفجر شود.

نیاز به مخازن تحت فشار: برای نگهداری به حالت مایع، نیاز به مخازن محکم و تحت فشار دارد که هزینه تولید و نگهداری آن‌ها را بالا می‌برد.

 

چند نمونه مخلوط گازی مایع

 

علاوه بر LPG، چندین مخلوط گازی دیگر نیز برای کاربردهای خاص به حالت مایع درمی‌آیند:

 

    گاز طبیعی مایع (LNG – Liquefied Natural Gas):

 

ترکیبات اصلی: عمدتاً متان (Methane – CH₄) (بیش از 90%) به همراه مقادیر کمی اتان، پروپان و بوتان.

فرآیند تولید: گاز طبیعی با کاهش دما تا حدود -162 درجه سانتی‌گراد (نقطه جوش متان) به حالت مایع درمی‌آید. این فرآیند حجم گاز را تا 600 برابر کاهش می‌دهد.

کاربردها: عمدتاً برای حمل و نقل مقادیر بسیار زیاد گاز طبیعی در مسافت‌های طولانی از طریق کشتی‌های مخصوص (LNG) و ذخیره‌سازی آن همچنین به عنوان سوخت برای کشتی‌ها، کامیون‌های سنگین و نیروگاه‌ها استفاده می‌شود LNG به دلیل خلوص بالای متان، سوخت بسیار تمیزی محسوب می‌شود.

 

    هیدروژن مایع (LH2 – Liquid Hydrogen):

 

ترکیبات اصلی: هیدروژن خالص (H₂)

فرآیند تولید: هیدروژن با کاهش دما تا حدود -253 درجه سانتی‌گراد به حالت مایع درمی‌آید. این فرآیند نیاز به انرژی بسیار زیادی دارد.

کاربردها: به عنوان سوخت موشک‌ها در صنعت فضایی، سوخت برای پیل‌های سوختی در خودروهای آینده‌نگر (که تنها بخار آب تولید می‌کنند) و کاربردهای صنعتی خاص. چالش اصلی در استفاده از LH2، نگهداری آن در دماهای بسیار پایین است.

 

    اکسیژن مایع (LOX – Liquid Oxygen):

 

ترکیبات اصلی: اکسیژن خالص (O₂).

فرآیند تولید: با سرد کردن هوا تا دمای بسیار پایین و سپس تقطیر جزء به جزء آن، اکسیژن مایع به دست می‌آید (نقطه جوش -183 درجه سانتی‌گراد).

کاربردها: به عنوان اکسیدکننده در سوخت موشک‌ها، در صنایع فولاد و فلزات، پزشکی (برای بیماران نیازمند اکسیژن) و غواصی.

 

    نیتروژن مایع (LN2 – Liquid Nitrogen):

 

ترکیبات اصلی: نیتروژن خالص (N₂).

فرآیند تولید: همانند اکسیژن مایع، از تقطیر جزء به جزء هوای مایع به دست می‌آید (نقطه جوش -196 درجه سانتی‌گراد).

کاربردها: در پزشکی (برای نگهداری نمونه‌های بیولوژیکی، کرایوتراپی)، در صنعت (خنک‌کننده در فرآیندهای تولید، انجماد سریع مواد غذایی)، و تحقیقات علمی.

 

چشم‌انداز آینده LPG و گازهای مایع

 

با توجه به افزایش نگرانی‌ها در مورد تغییرات آب و هوایی و آلودگی هوا، LPG و سایر گازهای مایع به عنوان جایگزین‌های پاک‌تر برای سوخت‌های سنتی، نقش پررنگ‌تری پیدا می‌کنند. سرمایه‌گذاری‌ها در زیرساخت‌های LPG، توسعه فناوری‌های کارآمدتر برای استفاده از آن و افزایش آگاهی عمومی از مزایای این سوخت، همگی به رشد سهم آن در سبد انرژی جهانی کمک خواهند کرد.

علاوه بر این، پیشرفت در فناوری‌های مایع‌سازی و ذخیره‌سازی گازها، به ویژه برای LNG و هیدروژن مایع، مسیر را برای استفاده گسترده‌تر از این منابع انرژی در آینده هموار خواهد کرد و به تحقق اهداف کاهش کربن در مقیاس جهانی کمک می‌کند.

در پایان، گاز ترکیبی مایع نه تنها یک منبع انرژی کارآمد و قابل حمل است، بلکه به دلیل خواص زیست‌محیطی مطلوب خود، جایگاه مهمی در گذار به سمت یک اقتصاد با کربن کمتر دارد. تطبیق‌پذیری آن در بخش‌های مختلف از خانه تا صنعت، آن را به ابزاری کلیدی در تأمین نیازهای انرژی امروز و فردای جهان تبدیل کرده است.