Свойства газомоторных топлив

В качестве моторного топлива можно применять практически любой горючий газ. Принято различать следующие виды газов, использующихся для питания двигателей внутреннего сгорания: природный газ, нефтяной газ, биогаз. Имеют некоторое распространение и другие виды горючих газов, например, коксовый, но для транспортных двигателей их не используют.

В начале 70-х годов внимание многих фирм и исследователей привлекло водородное топливо, которое рассматривается, как экологически чистое. Однако до настоящего времени этот вид газового топлива остается только в виде перспективного, поскольку не разработаны промышленные способы его производства в достаточных для массового применения количествах. Тем не менее водород следует рассматривать, как важный вид газового моторного топлива.

Состав природного газа существенно зависит от месторождения, где он добыт, но всегда основную его часть составляет метан, не менее 85% по объему. Именно по этому показателю газ и относят к природному, независимо от способов получения. Газ с таким содержанием метана можно добывать и на нефтяных месторождениях, однако его и в этом случае считают природным, а не нефтяным. Другими компонентами природного газа, как правило, оказываются легкие углеводороды метанового ряда: этан, пропан, нормальный бутан и изобутан, пентаны. Часто в природном газе встречаются инертные компоненты: азот, углекислый газ, реже содержатся водород, оксид углерода, кислород. Общее содержание добавок к метану не превышает 15%.

Нефтяной газ в основной массе добывают в качестве попутного на нефтяных месторождениях или получают при переработке нефти, также в виде технологического спутника. При этом основными составляющими нефтяного газа оказываются пропан и нормальный бутан. Причем примеси изобутана, как правило, не превышают 20% от содержания нормального бутана. Соотношение между пропаном и бутаном и в добываемом нефтяном газе, и в получаемом при переработке нефти колеблется в широких пределах – от почти чистого пропана до почти чистого бутана. Однако, в общей массе газа преобладает бутан. Следует также учитывать, что пропан является более ценным химическим сырьем, чем бутан. Нефтяной газ может также содержать и другие углеводороды, в том числе и непредельные (пропилен, бутилен).

Различие соотношения главных компонентов нефтяного газа в исходном сырье (попутном газе при добыче и переработке нефти), а также относительная простота разделения сырья на фракции создают условия для производства специального моторного топлива с контролируемым в определенных пределах составом. Это обстоятельство является важным отличием нефтяного газа от природного. Природный газ в пределах применяемых на практике технологий не допускает контроля состава, что накладывает определенные особенности на условия его использования.

Биогаз – является продуктом анаэробного сбраживания органических остатков, в качестве которых используют отходы, главным образом, сельскохозяйственного производства. Состав получаемого биогаза во многом зависит от характера процесса сбраживания, однако горючей частью биогаза всегда является метан (по этой причине биогаз иногда называют биометаном). В этом биогаз близок к природному газу. Содержание метана в биогазе существенно ниже, чем в природном газе, и колеблется от 30 до 70%. Главное же отличие биогаза от природного состоит в том, что он содержит весьма значительную долю инертных составляющих: от 30 до 70%. Обычно инертная часть состоит из углекислого газа, что определяет относительно низкую теплоту сгорания этого вида топливного газа, которая не превышает 23000 кДж/м3, в то время как теплота сгорания природного газа в среднем составляет 34500 кДж/м3 [2].