ข้อมูลที่ควรรู้เกี่ยวกับแก๊ส (๑)

ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LIQUEFIED PETROLEUM GAS:LPG) ตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.450-2525) ได้กำหนดไว้ว่า หมายถึงก๊าซ

ไฮโดรคาร์บอน 4 ชนิด คือ

โปรเพน(PROPANE) โปรพีน(PROPENE) บิวเทน(BUTANE) บิวทีน(BUTENE) อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างผสมกันได้ อย่างไรก็ตาม ก๊าซปิโตรเลียมเหลวที่ใช้กันทั่วไปนั้นจะมีโปรเพนกับบิวเทนเพียงสองอย่างเท่านั้นเป็นส่วนประกอบหลัก โดยอาจมีอัตราส่วนระหว่างโปรเพนกับบิวเทนตั้งแต่ 30 ต่อ 70 ไปจนถึง 70 ต่อ 30

         

 ก๊าซโปรเพนและบิวเทนนี้ในสภาพปกติ ณ อุณหภูมิและความกดดันของบรรยากาศจะอยู่

ในสถานะเป็นก๊าซ เมื่ออัดก๊าซดังกล่าวด้วยความดันสูง หรือลดอุณหภูมิให้ต่ำลงเพียงพอ ก๊าซทั้งสองก็จะเปลี่ยน ภาวะจากก๊าซเป็นของเหลว ดังเช่นก๊าซปิโตรเลียมเหลวที่เก็บอยู่ในภาชนะบรรจุ แต่ถ้าความดันลดลง หรือ อุณหภูมิสูงขึ้น ก๊าซปิโตรเลียวเหลวก็จะเปลี่ยนภาวะกลับไปเป็นก๊าซตามเดิม

ก๊าซปิโตรเลียมเหลวมาจากไหน ?

ก๊าซปิโตรเลียมเหลว มีที่มา 2 แหล่ง คือ

     

     1. จากการกลั่นน้ำมันดิบ (CRUDE OIL)    

               เมื่อนำน้ำมันดิบมากลั่นในโรงกลั่นน้ำมัน ก๊าซชนิดต่าง ๆ ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีจุดเดือดต่ำของน้ำมันดิบ จะเดือดเป็นไอแยกออกมาก่อน ก๊าซที่ได้เอามาแยกก๊าซชนิดไม่ต้องการออกก็จะเหลือโปรเพน กับ บิวเทน สำหรับทำก๊าซปิโตรเลียมเหลว

       

   2. จากก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas)    

              

 ก๊าซธรรมชาติที่ขุดเจาะขึ้นมาได้จากใต้ดิน มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรคาร์บอนหลายชนิดได้แก่ มีเทน (Methane) อีเทน (Ethane) โปรเพน บิวเทน และ เพนเทน (Pentane) เมื่อผ่านกรรมวิธีการแยกในโรงแยกก๊าซ องค์ประกอบแต่ละชนิดจะถูกแยกออกจากกันเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ต่าง ๆ มีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิง อีเทน เป็นวัตถุดิบสำหรับทำพลาสติก ส่วนโปรเพนกับบิวเทนเอามาทำก๊าซปิโตรเลียมเหลว 

• คุณสมบัติบางประการของก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG)

•           1. จะไม่มีสี  เราไม่สามารถมองเห็นก๊าซที่รั่วซึมออกมาได้ นอกจากก๊าซรั่วออกมามากจึงจะสามารถมองเห็นละอองขาว ตามความจริงแล้ว “ละอองขาว” นั้น คือ ไอน้ำที่อยู่ในอากาศทำการกลั่นตัวเป็นละออง เนื่องจากได้รับความเย็นจัดจากการระเหยของก๊าซ

•           2. ไม่มีกลิ่น  จึงมีความจำเป็นต้องใส่สารที่มีกลิ่นฉุนลงไป เพื่อเป็นการ “เตือน” เมื่อเกิดก๊าซรั่ว สารที่เติมนั้นส่วนใหญ่จะใช้ เอธิลเมอร์แคปเทน ( C2H10SH )

•           3. ก๊าซไม่มีพิษ  ส่วนมากผู้ที่ใช้ก๊าซมักจะหายใจ หรือสูดดมเข้าไป โดยไม่รู้ตัวอยู่เป็นประจำ เนื่องมาจากก๊าซรั่ว หรือการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ส่วนมากพบจากรถแท็กซี่รุ่นเก่าที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง รถที่ใช้เป็นรถเก่า มีเครื่องยนต์และตัวถังที่ไม่สมบูรณ์ จึงทำให้ก๊าซจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ทำให้มีกลิ่นเข้ามาในห้องผู้โดยสาร เป็นเหตุหนึ่งที่ทำให้ผู้ที่อยู่ในรถดังกล่าวมีอาการวิงเวียน คลื่นเหียน และเป็นลมได้ เนื่องจากเพราะร่างกายได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ

• (แต่ในรถติดแก๊สรุ่นใหม่ที่ใช้อุปกรณ์แก๊สใหม่ และมีการติดตั้งที่ได้มาตรฐาน จะไม่เกิดปัญหาดังกล่าว...บรรณาธิการ)

•           4. เบากว่าน้ำเมื่อก๊าซมีสภาพเป็นของเหลว  ก๊าซจะมีน้ำหนักประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำ ดังนั้นก๊าซเหลวจะลอยอยู่เหนือน้ำ ถ้าก๊าซรั่วลงในคูน้ำ ลำน้ำ หรือแม่น้ำลำคลอง อาจจะลอยไปติดไฟ ณ จุดที่ห่างออกไปแล้วลุกลามมายังจุดที่ก๊าซรั่วได้อย่างรวดเร็ว

•           5. หนักกว่าอากาศเมื่อมีสภาพเป็นไอ  ไอก๊าซจะหนักประมาณเกือบ 2 เท่าของอากาศ ดังนั้นเมื่อก๊าซรั่วก็จะเคลื่อนตัวไหลไปรวมตัวในที่ต่ำ ดังนั้นที่ตั้งก๊าซควรเป็นพื้นที่มีระดับพื้นทั่ว ๆ ไป ถังก๊าซไม่ควรเก็บหรือตั้งไว้ในห้องใต้ดิน ใกล้ท่อระบายน้ำ หรือบ่อน้ำ

•           6. มีจุดเดือดต่ำ  ก๊าซมีจุดเดือดประมาณ 0 องศาเซลเซียส อุณหภูมิเฉลี่ยของประเทศไทยไม่ต่ำกว่า 20 องศา ดังนั้นเมื่อก๊าซถูกปล่อยออกมาจากภาชนะบรรจุก็จะเดือดเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอทันที โดยดูดความร้อนจากบริเวณใกล้เคียงมาช่วยในการระเหยและจะทำให้บริเวณนั้น หรือปลายท่อที่ปล่อยไอก๊าซออกจะเย็นจนมีน้ำแข็งเกาะจนกระทั่งอุดตันได้

•           7. มีความข้นใสต่ำ  จึงทำให้ก๊าซรั่วง่าย ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้กับก๊าซจึงต้องออกแบบให้แข็งแรง แน่นหนา ทนต่อความดันสูง การใช้ภาชนะและอุปกรณ์ เช่น ถังก๊าซที่ไม่ได้มาตรฐานมาบรรจุก๊าซเพื่อใช้งานอาจจะทำให้ก๊าซรั่วจนเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้

•           8. มีอัตราการขยายตัวสูง  ดังนั้นการเติมแก๊สใส่ลงในภาชนะจึงไม่ควรเติมเต็ม ต้องมีช่องว่างสำหรับการขยายตัวของก๊าซเมื่อได้รับความร้อน (ในถังก๊าซรุ่นใหม่จะมีระบบตัด 85% โดยอัตโนมัติ)

•           9. อัตราการขยายตัวจากสภาพก๊าซเหลวกลายเป็นไอ  ก๊าซเหลว 1 หน่วยปริมาตรจะเปลี่ยนเป็นไอก๊าซ ได้ประมาณ 250 หน่วยปริมาตร (ลองนึกภาพว่าจากน้ำก๊าซ 1 แก้ว เมื่อขยายตัวจะเท่ากับก๊าซ 250 แก้ววางเรียงกัน!)

•         10. ส่วนผสมของก๊าซกับอากาศที่ทำให้ติดไฟ  อัตราส่วนของก๊าซในอากาศที่ทำให้ติดไฟคือประมาณ 1.5 – 10 ส่วนใน 100 ส่วนของส่วนผสมก๊าซและอากาศ จะเห็นได้ว่า ถ้ามีอากาศน้อยหรือมากกว่าสัดส่วนดังกล่าว ก๊าซจะไม่ติดไฟ

• ข้อควรระวังเกี่ยวกับก๊าซปิโตรเลียมเหลว

•           1. จุดเดือด

•                จุดเดือดของโปรเพน เท่ากับ – 42.1°C และของบิวเทน – 0.5°C ซึ่งต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ ดังนั้นก๊าซปิโตรเลียมที่อยู่ในภาวะเป็นของเหลวจะมีความเย็นจัดในตัวของมันเอง

•           2. ความร้อนแฝงของการระเหย

•                ความร้อนแฝงของการระเหย หมายถึง ความร้อนที่ต้องใช้เมื่อเปลี่ยนภาวะจากก๊าซเหลวเป็นก๊าซ เมื่อก๊าซเหลวออกมาอยู่นอกภาชนะบรรจุมันจะเดือดหรือระเหยเป็นก๊าซทันที ก๊าซเหลวที่กำลังระเหยจะดูดความร้อนแฝงนี้จากตัวเองและจากสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ทำให้อุณหภูมิลดลงโดยรวดเร็วจนกระทั่งก๊าซเหลวระเหยหมด หรือ จนกระทั่งอุณหภูมิของตัวมันเองลดลงต่ำกว่าจุดเดือด

•           3. ความหนาแน่นของไอก๊าซ

•                ก๊าซโปรเพนและบิวเทน จะมีน้ำหนักมากกว่าอากาศประมาณ 1.5 และ 2 เท่า ดังนั้น เมื่อเกิดการรั่วไหลก๊าซเหล่านี้ก็จะสะสมตกค้างอยู่ในบริเวณที่ต่ำ เช่น หลุม บ่อ ท่อ หรือไหลเคลื่อนที่ไปตามระดับพื้นดินไปสู่ที่ต่ำกว่าแทนที่จะลอยขึ้นไปในอากาศ

•           4. ความหนาแน่นของก๊าซเหลว

•                ก๊าซโปรเพนและบิวเทน เบากว่าน้ำเพราะมีความหน้าแน่นเพียง 0.51 และ 0.57 ในเมื่อน้ำมีความหนาแน่นเท่ากับ 1 ด้วยเหตุนี้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวที่รั่วลงน้ำก็จะลอยอยู่บนผิวน้ำและไหลไปตามน้ำด้วย

•           5. อัตราส่วนระหว่างปริมาตรของก๊าซเหลวกับก๊าซ

•                บิวเทนเหลว 1 หน่วยปริมาตรจะเปลี่ยนภาวะเป็นก๊าซที่ความดันบรรยากาศได้ 235 หน่วยปริมาตร ในขณะที่โปรเพนเหลวจำนวนเท่ากันจะระเหยเป็นก๊าซได้ถึง 275 หน่วยปริมาตร ดังนั้นก๊าซเหลวที่รั่วออกมาจำนวนเพียงเล็กน้อยก็ทำให้มีก๊าซในปริมาณมากมายได้ (Gas LPG เมื่อกลายเป็นไอจะขยายตัว 250 เท่า)

•           6. พิกัดการระเบิด!

พิกัดการระเบิด  หมายถึง อัตราส่วนระหว่างก๊าซกับอากาศที่เมื่อผสมกันแล้วอยู่ในช่วงที่อาจติดไฟหรือเกิดการเผาไหม้ได้ จะเห็นได้ว่าส่วนผสมที่มีก๊าซ 1% กับอากาศ 99% และก๊าซ 11% กับอากาศ 89% จะไม่ติดไฟเนื่องจากพิกัดการระเบิดของก๊าซปิโตรเลียมเหลวค่อนข้างต่ำ และมีช่วงแคบ เมื่อมีก๊าซรั่วไหล แม้เพียงเล็กน้อย อัตราส่วนผสมจะอยู่ในพิกัดการระเบิดโดยรวดเร็ว จึงมีอันตรายจากการติดไฟได้มาก

          7. สัมประสิทธิ์ของการขยายตัวของก๊าซเหลว

 ก๊าซปิโตรเลียมเหลวขยายตัวได้มากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้นในภาชนะบรรจุก๊าซปิโตรเลียมเหลว จะต้องมีที่ว่างเหลือไว้ให้เพียงพอกับการขยายตัวด้วย

          8. ความหนืด

ก๊าซปิโตรเลียมมีความหนืดต่ำกว่าหรือใสกว่าน้ำมาก ฉะนั้นในภาชนะหรือท่อที่น้ำไม่รั่ว ก๊าซปิโตรเลียมเหลวอาจรั่วก็ได้

          9. ความดันไอ

               ความดันไอ หมายถึง ความดันของก๊าซเหลว ณ อุณหภูมิที่กำหนดในขณะที่ก๊าซเหลวกับก๊าซอยู่ในภาวะสมดุลกัน ความดันไอของโปรเพน และ บิวเทน วัดที่อุณหภูมิ 37.8°C เท่ากับ 16 และ 6 ก.ก./ซม2 มาตร ตามลำดับ เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเหลวสูงขึ้น ความดันไอก็จะเพิ่มขึ้นในอัตราสูง ดังนั้นภาชนะที่บรรจุก๊าซปิโตรเลียมเหลวจะต้องทำให้แข็งแรงทนต่อความกดดันสูงได้

          10. กลิ่น

               บิวเทนและโปรเพน เป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่น ถ้ามีการรั่วไหลออกมาจากภาชนะบรรจุก๊าซก็ไม่อาจรู้ได้ ดังนั้นจึงต้องเพิ่มสารให้กลิ่นประเภทสารเอธิลเมอร์แคปเทน ลงไปในก๊าซปิโตรเลียมเหลวที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มในรถยนต์ และในโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อเตือนให้รู้เมื่อมีก๊าซรั่ว

อันตรายที่เกิดจากก๊าซปิโตรเลียมเหลว !

อันตรายที่เกิดจากก๊าซปิโตรเลียมเหลว อาจเกิดได้ 3 ประการ คือ

         

 1. ไฟไหม้ หรือ ระเบิด

               ก๊าซปิโตรเลียมเหลวสามารถติดไฟได้ง่ายเมื่อมีอากาศผสมในอัตราส่วนที่อยู่ในพิกัดของการระเบิด และมีประกายไฟ ในบางกรณีอาจมีการระเบิดเกิดขึ้นด้วย อย่างไรก็ตาม ถ้าขาดอากาศ หรือไม่มีประกายไฟอย่างใดอย่างหนึ่ง ก๊าซปิโตรเลียมเหลวก็จะลุกไหม้ไม่ได้

         

 2. ขาดอากาศหายใจ

               ก๊าซปิโตรเลียมเหลวไม่เป็นพิษ แต่เนื่องจากก๊าซหนักกว่าอากาศ เมื่อเกิดการรั่วไหล ก๊าซก็จะเข้าไปแทนที่อากาศ ทำให้ขาดอากาศหายใจ จนอาจถึงแก่ความตายได้

       

   3. ผิวหนังไหม้ เพราะความเย็นจัด

               ก๊าซปิโตรเลียมเหลวจะอยู่ในภาวะที่เป็นของเหลวได้ก็ต่อเมื่อ มีความกดดันสูง หรืออุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือด เมื่อใดที่ความกดดันลดลง ก๊าซก็ระเหย และเปลี่ยนภาวะเป็นก๊าซทันที ในขณะเดียวกันก็จะดูดความร้อนจากสิ่งที่อยู่ใกล้ทำให้เย็นลงโดยฉับพลัน เมื่อก๊าซเหลวรั่วจากภาชนะบรรจุ จะมีน้ำแข็งเกาะอยู่รอบๆ บริเวณที่รั่ว ทั้งนี้เนื่องจากความชื้นในอากาศถูกความเย็นจัดเป็นน้ำแข็ง ดังนั้นก๊าซเหลวหยด หรือกระเด็นมาถูกผิวหนัง ความเย็นที่เกิดจากการระเหยของก๊าซเหลวโดยฉับพลัน อาจทำให้ผิดหนังไหม้ได้ทันที

ประโยชน์และการใช้งาน

          ก๊าซปิโตรเลียมเหลวเป็นเชื้อเพลิงที่ให้ความร้อนสูง จากตารางเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงอื่นๆ ดังต่อไปนี้ค่าความร้อน

การนำก๊าซมาใช้งานและได้ประโยชน์ตามประเภทของงาน ดังนี้

1. การใช้ก๊าซในครัวเรือน

    ใช้ในการหุงต้ม เช่น หม้อทำน้ำร้อน ทำอาหาร

    ใช้ในด้านให้แสงสว่าง เช่น ตะเกียงเจ้าพายุ ( ตะเกียงก๊าซ )

2. การใช้ก๊าซด้านอุตสาหกรรม

    อุตสาหกรรมแก้ว

    อุตสาหกรรมอาหาร

    อุตสาหกรรมการย้อมสีและอบผ้า

    อุตสาหกรรมอบสี

    อุตสาหกรรมหลอมโลหะ ตัด และเชื่อมโลหะ

    อุตสาหกรรมผลิตสเปรย์

3. การใช้ก๊าซในด้านเกษตรกรรม

    ฟาร์มเลี้ยงสัตว์ เช่น หมู เป็ด ไก่

    อบเมล็ดพืช และข้าว

    บ่มยาใบสูบ

4. การใช้กับเครื่องยนต์

    เครื่องยนต์รถยนต์

    เครื่องยนต์เรือยนต์

    เครื่องยนต์รถยก

    เครื่องยนต์รถบรรทุก