Gaz w butlach

Różne pakiety butli gazowych na Duke University

Butla z butanem

Linia butli ze skroplonym gazem naftowym na ulicy w Katmandu w Nepalu

Gaz w butlach to termin używany w odniesieniu do substancji, które są gazowe w standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP) i zostały skompresowane i przechowywane w butlach ze stali węglowej , stali nierdzewnej , aluminium lub kompozytowych , zwanych butlami gazowymi .

Stan gazu w butlach

Istnieją cztery przypadki: albo substancja pozostaje gazem w normalnej temperaturze, ale pod zwiększonym ciśnieniem, substancja przechodzi w stan ciekły w normalnej temperaturze, ale pod zwiększonym ciśnieniem, substancja rozpuszcza się w rozpuszczalniku lub substancja przechodzi w stan ciekły w obniżonej temperaturze i zwiększonym ciśnieniu. W tym ostatnim przypadku butelka jest skonstruowana z wewnętrzną i zewnętrzną powłoką oddzieloną próżnią ( kolba Dewara ) tak , aby można było utrzymać niską temperaturę poprzez chłodzenie wyparne . ^{[ potrzebne źródło ]}

Przypadek I

Substancja pozostaje gazem w normalnej temperaturze i podwyższonym ciśnieniu , a jej temperatura krytyczna jest niższa od normalnej temperatury. Przykłady obejmują:

Przypadek II

Substancja upłynnia się w normalnej temperaturze , ale pod zwiększonym ciśnieniem . Przykłady obejmują: ^{[ potrzebne źródło ]}

amoniak
butan
dwutlenek węgla (również zapakowany jako gaz kriogeniczny, przypadek IV)
chlor
podtlenek azotu
propan
dwutlenek siarki

Przypadek III

Substancję rozpuszcza się w rozpuszczalniku w standardowej temperaturze . Przykłady obejmują:

dwutlenek węgla w postaci napoju bezalkoholowego
trójtlenek siarki w postaci dymiącego kwasu siarkowego
dwutlenek azotu w postaci czerwonego dymiącego kwasu azotowego
chlorowodór w postaci kwasu solnego
- Uwaga: te cztery najczęściej znajdują się w pojemnikach innych niż metalowe butelki i pod niskim ciśnieniem, np. od 3 do 7 atmosfer normalnych (300 do 710 kPa).
acetylen
- Uwaga: butle z acetylenem zawierają obojętny materiał opakowaniowy, którym może być agamassan , i są wypełnione rozpuszczalnikiem, takim jak aceton lub dimetyloformamid . Acetylen jest pompowany do butli i rozpuszcza się w rozpuszczalniku. Kiedy butla jest otwarta, acetylen wychodzi z roztworu, podobnie jak bąbelki w napojach gazowanych po otwarciu. Jest to obejście problemu skłonności acetylenu do wybuchania pod ciśnieniem powyżej 200 kPa lub w stanie ciekłym.

Przypadek IV

Substancja ulega upłynnieniu w obniżonej temperaturze i zwiększonym ciśnieniu . Nazywa się je również kriogenicznymi . Przykłady obejmują: ^{[ potrzebne źródło ]}

ciekły azot (LN ₂ )
ciekły wodór (LH ₂ )
ciekły tlen (LO _X )
dwutlenek węgla (również pakowany jako gaz skroplony, przypadek II)

Uwaga: gazy kriogeniczne są zwykle wyposażone w pewnego rodzaju urządzenie „odpowietrzające”, które zapobiega rozerwaniu butli przez nadciśnienie i umożliwia dalsze chłodzenie przez odparowanie .

Ekspansja i objętość

Ogólna zasada jest taka, że jedna jednostka objętości cieczy rozpręży się do około 800 jednostek objętości gazu w standardowej temperaturze i ciśnieniu, z pewnymi odchyleniami wynikającymi z sił międzycząsteczkowych i wielkości cząsteczek w porównaniu z gazem idealnym . Zwykłe butle gazowe pod wysokim ciśnieniem będą utrzymywać gaz pod ciśnieniem od 200 do 400 barów (3000 do 6000 psi). Gaz doskonały sprężony do 200 barów w cylindrze zawierałby 200 razy więcej niż objętość cylindra pod ciśnieniem atmosferycznym, ale gazy rzeczywiste będą zawierały mniej o kilka procent. Przy wyższych ciśnieniach niedobór jest większy.

Specjalne uwagi dotyczące obsługi

Ponieważ zawartość znajduje się pod wysokim ciśnieniem i czasami jest niebezpieczna, istnieją specjalne przepisy bezpieczeństwa dotyczące obchodzenia się z gazami w butlach. Obejmują one łączenie butelek łańcuchem, aby zapobiec upadkowi i pęknięciu, odpowiednią wentylację, aby zapobiec obrażeniom lub śmierci w przypadku wycieków oraz oznakowanie wskazujące na potencjalne zagrożenia.

W Stanach Zjednoczonych Compressed Gas Association (CGA) sprzedaje szereg broszur i broszur dotyczących bezpiecznego obchodzenia się i używania gazów w butlach. (Członkowie CGA mogą otrzymać broszury za darmo.) Europejskie Stowarzyszenie Gazów Przemysłowych i Brytyjskie Stowarzyszenie Gazów Sprężonych zapewniają podobne obiekty w Europie i Wielkiej Brytanii.

Różnice w nomenklaturze

W Stanach Zjednoczonych „gaz w butlach” zazwyczaj odnosi się do skroplonego gazu ropopochodnego . „Gaz w butlach” jest czasami używany w zaopatrzeniu medycznym, zwłaszcza w przenośnych butlach z tlenem . Pakowane gazy przemysłowe są często nazywane „gazem z butli”, chociaż czasami używa się „gazu z butli”.

Wielka Brytania i inne części Europy częściej odwołują się do „gazu w butlach” przy omawianiu jakiegokolwiek zastosowania, czy to ropy naftowej przemysłowej, medycznej czy skroplonej. Jednak dla kontrastu to, co Stany Zjednoczone nazywają skroplonym gazem ropopochodnym, jest ogólnie znane w Zjednoczonym Królestwie jako „LPG”; i można go zamówić pod jedną z kilku nazw handlowych lub konkretnie jako butan lub propan , w zależności od wymaganej mocy cieplnej.

Kodowanie kolorów

Różne kraje mają różne kody kolorów gazu, ale podejmowane są próby ujednolicenia kolorów ramion butli: ^{[ potrzebne źródło ]}

Kolory butli do gazów medycznych są objęte normą Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO), ISO 32; ale nie wszystkie kraje stosują ten standard.
W Europie kolory butli gazowych są standaryzowane zgodnie z normą EN 1089-3, przy czym standardowe kolory dotyczą tylko kołnierza butli; tj. górna część cylindra blisko zaworu słupkowego.
W Stanach Zjednoczonych kodowanie kolorami nie jest regulowane przez prawo.

Użytkownik nie powinien polegać na kolorze cylindra, aby wskazać, co zawiera. Etykietę lub naklejkę należy zawsze sprawdzać pod kątem identyfikacji produktu.

Europejskie kolory cylindrów

Poniższe kolory to konkretne odcienie, określone w Normie Europejskiej pod względem współrzędnych RAL . Wymagania opierają się na kombinacji kilku wymienionych gazów, w przeciwnym razie na podstawowym zagrożeniu związanym z zawartością gazu:

Specyficzne gazy

Gaz		Notatki
Acetylen	kasztanowaty
Argon	ciemnozielone ramię
Dwutlenek węgla	szare ramię
Chlor	żółte ramię
Hel	brązowe ramię
Wodór	czerwone ramię
Podtlenek azotu	niebieskie ramię
Azot	czarne ramię	wcześniej szary w Wielkiej Brytanii
Tlen	białe ramię	wcześniej czarny w Wielkiej Brytanii

Na podstawie właściwości gazu

Właściwości gazu			Przykłady
Toksyczne lub żrące	żółte ramię		amoniak , chlor , fluor , arsen , tlenek węgla , dwutlenek siarki
Zapalny	czerwone ramię		wodór , metan , etylen , gaz formujący
Utleniające	jasnoniebieskie ramię		podtlenek azotu , mieszanki zawierające tlen
Obojętny (nietoksyczny, niepalny, nieutleniający)	jasno zielony		neon , krypton , ksenon
Toksyczne i łatwopalne lub Toksyczne i żrące		żółte i czerwone ramiona (dwa pasma lub ćwiartki)
Toksyczne i utleniające lub Żrące i utleniające		żółte i jasnoniebieskie ramiona (dwa paski lub ćwiartki)

Mieszanki gazowe, głównie do nurkowania

Butle do nurkowania pozostawia się niepomalowane (w przypadku aluminium) lub pomalowane, aby zapobiec korozji (w przypadku stali), często w jasnych kolorach, najczęściej fluorescencyjnie żółtym, w celu zwiększenia widoczności. Nie należy tego mylić z gazami przemysłowymi, gdzie żółte ramię oznacza chlor.

Gaz
Powietrze	biało-czarne ćwiartowane ramię lub biały top i czarny pasek
Nitrox mieszanina azotu i tlenu	biało-czarne ćwiartowane ramię lub biały top i czarny pasek		zielony pasek na żółtym spodzie
Helioks mieszanina helu i tlenu	białe i brązowe ćwiartowane ramię
Trimix mieszanina helu, azotu i tlenu		białe, czarne i brązowe segmentowane ramię

Zobacz też

Butla nurkowa - Butla dostarczająca gaz oddechowy dla nurków
Mieszanie gazów – Wytwarzanie specjalnych mieszanek gazów zgodnie ze specyfikacją
Gaz przemysłowy – Materiały gazowe produkowane do użytku w przemyśle

Notatki

Normy

ISO 32: Butle gazowe do użytku medycznego — Oznakowanie w celu identyfikacji zawartości .
CEN EN 1089-3: Przewoźne butle gazowe, Część 3 – Kodowanie kolorami .

Linki zewnętrzne