LPG (ang. – Liquified Petroleum Gas – płynny gaz ropopochodny) to mieszanina propanu (C₃H₈) i butanu (C₄H₁₀), używana jako gaz opałowy, czynnik chłodzący w lodówkach i zamrażarkach oraz propelent w aerozolach (ze względu na mniejszą szkodliwość dla warstwy ozonowej). Oczywiście znajduje także zastosowanie jako paliwo do zasilania silników spalinowych. Składniki LPG to organiczne związki węglowodorowe z grupy alkanów, będące gazami bezbarwnymi, bezwonnymi i łatwopalnymi. LPG jest przechowywany w stanie ciekłym, a używany w stanie gazowym po wcześniejszym odparowaniu. Poprzez skroplenie zwiększa się gęstość zgromadzonej energii, co w przypadku używania go do napędu samochodów jest bardzo istotne (z jednego litra gazu w stanie ciekłym powstaje 260 litrów gazu w fazie lotnej).

LPG spręża się i magazynuje w postaci ciekłej przede wszystkim dla łatwiejszego przechowywania i transportowania. Ponieważ nie traci ani nie zmienia swoich właściwości z upływem czasu, tzn. nie wietrzeje, nie zmienia stanu skupienia itd., może być długotrwale składowany bez utraty jakości i wydajności. Wartość oktanowa autogazu jest korzystniejsza w porównaniu z benzyną i olejem napędowym i wynosi, w zależności od proporcji propanu i butanu, od 90 do 110 oktanów. Energetyczna wydajność LPG jest jednak niższa niż w przypadku tradycyjnych paliw ze względu na mniejszą zawartość energii w jednostce objętości (choć w jednostce masy jest ona wyższa). Prowadzi to do zwiększonego o 10-20%, w porównaniu z benzyną, spalania, jednak cena oscylująca w okolicach 50% wartości benzyny rekompensuje z nawiązką zwiększone zapotrzebowanie.

Plusem jest także fakt, że LPG jest z natury gazem i nie potrzeba „rozpylać” go w cylindrach tak, jak benzyny, przez co spala się wydajniej i bezpieczniej dla silnika, nawet gdy ten jest zimny. LPG spala się w sposób relatywnie czysty, bez dymu i popiołów. Przyczynia się do powstawania mniejszych ilości szkodliwych substancji.

W porównaniu z olejem napędowym:

90% mniej cząstek stałych
90% mniej tlenków azotu
70% mniejszy potencjał ozonotwórczy
60% mniej dwutlenku węgla

LPG nie zanieczyszcza też źródeł podziemnych, ponieważ jest nierozpuszczalny w wodzie.

Skróty, z którymi się spotykamy

Skrót LPG nie ma nic wspólnego z podobnie brzmiącymi nazwami, które odnoszą się do innych paliw, jakimi są gaz ziemny lub biogaz. Głównym składnikiem obu ostatnich jest metan, co ma też przełożenie na niektóre z używanych skrótów, np.:
CNG – Compressed Natural Gas (sprężony gaz ziemny)
CMG – Compressed Methane Gas (sprężony metan)
LNG – Liquified Natural Gas (skroplony gaz ziemny)
LBG – Liquified Biogas (skroplony biogaz)
CBG – Compressed Biogas (sprężony biogaz)

Dlaczego mieszanina?

Wszelkie parametry gazu płynnego jako paliwa silnikowego reguluje norma PN-EN 589. Najważniejsza jest proporcja mieszaniny propanu i butanu. Ma ona zasadniczy wpływ na wartość liczby oktanowej oraz prężność par paliwa.
Liczba oktanowa (LO) odpowiada za odporność paliwa na spalanie stukowe. Jej wzrost uzyskuje się poprzez zwiększenie zawartości węglowodorów nasyconych (propan, n-butan, izobutan). Największy wpływ na LO ma izobutan, mający największą cząstkową wartość tego parametru. Z kolei zawartość propenu i butenów wpływają na obniżenie liczby oktanowej LPG. Zawartość dienów (węglowodory nienasycone) również obniża LO. Co ważniejsze, mają one skłonność do polimeryzacji, co sprzyja tworzeniu osadów – tzw. nagaru – w zbiorniku, układzie paliwowym i komorach spalania. Dlatego ich zawartość w LPG jest limitowana przez normę PN-EN 589.
Prężność par (lotność mieszaniny) jest z kolei bardzo istotna w obniżonych temperaturach otoczenia. Zachowanie jej na odpowiednim poziomie pozwala na wydostanie się LPG ze zbiornika. Oba składniki mieszaniny są gazami niskowrzącymi – propan wrze przy ciśnieniu atmosferycznym już w -42°C, dla butanu w tych samych warunkach temperatura ta wynosi -0,5°C.
Z tego powodu w okresie zimowym zawartość propanu w autogazie jest zwiększana. Jest to sposób na zwiększenie prężności par gazu (lotności). Wspomniana norma mówi o konieczności stosowania w okresie od 1 listopada do 31 marca mieszaniny propanu i butanu, która zapewnia prężność par min. 150 kPa w temperaturze otoczenia -10°C (gatunek A). Każdy kij ma jednak dwa końce. W okresie letnim, zbyt wysoka prężność par może powodować odparowanie gazu już w przewodach, co także będzie skutkowało nieprawidłowościami w działaniu silnika.
Dlatego latem na stacjach gazowych oferowana jest mieszanka D o innych parametrach (proporcjach propanu i butanu). Latem stosunek mieszanki to około 40% propanu i 60% butanu, natomiast zimą skład przedstawia się odwrotnie: 60/40. 

Temperatura, w której względna prężność par jest nie mniejsza niż 150 kPa

LPG Gatunek:	Temperatura [°C]
A	-10
B	-5
C	0
D	10
E	20

Konsekwencją mieszaniny bogatszej w drogi propan jest wyższa w okresie zimowym cena LPG.
Czasem zimą spotykamy się z opiniami, że przy niskich temperaturach samochód z instalacją LPG kiepsko jeździ, nie przyspiesza, a silnik pracuje nierówno. Problemów doszukuje się w wadliwie działającej instalacji gazowej. Tymczasem często dzieje się tak z powodu niewłaściwej jakości paliwa gazowego.
W pogoni za niską ceną nieuczciwi sprzedający, których na szczęście jest coraz mniej, oferują tańszy gaz o niewłaściwych parametrach. Wyjściem z tej sytuacji jest jedynie zaprzestanie szukania dodatkowych oszczędności na paliwie poprzez zakupy na przypadkowych stacjach LPG.

W różnych krajach europejskich stosuje się odmienne gatunki zależnie od występującego tam klimatu. W krajach położonych na dalekiej północy zawartość propanu w LPG jest większa, czasami jest to wręcz czysty propan, w krajach południowych (ciepłych) zwiększa się zawartość butanu, obniżając prężność par własnych, aby odparowanie gazu nie następowało w przewodach paliwowych.

Jak powstaje LPG?

Obecnie LPG jest wytwarzane na 3 różne sposoby.

Metoda I (bezpośrednio z ropy naftowej)
Aby maksymalnie wykorzystać zawarte w ropie gazy, pozyskuje się je od razu po wydobyciu (na polach naftowych). Wydobyta z szybu ropa trafia do specjalnych urządzeń, tzw. rozdzielaczy, w których na skutek spadku ciśnienia uwalniane są rozpuszczone w niej gazy. Później ropa trafia do zbiorników, w których jest stabilizowana. W czasie tego procesu wydzielają się z niej lekkie składniki: etan, propan, butany, częściowo pentany. W procesach tych otrzymuje się również gazolinę (mieszaninę najlżejszych ciekłych węglowodorów), która zawiera znaczne ilości etanu, propanu i butanu.

Metoda II
Najważniejsza na naszym rynku jest jednak metoda pozyskiwania gazów płynnych w procesie przeróbki ropy naftowej w zakładach rafineryjnych. Propan-butan powstaje w nich podczas krakowania i uwodornienia ropy naftowej. W czasie tych procesów następuje termiczny rozkład węglowodorów. Krakowanie to rozkład dużych drobin węglowodorów zawartych w ropie naftowej na większą liczbę małych drobin. Proces odbywa się bez dostępu powietrza i polega na podgrzaniu ropy. Uwodornienie jest zaś procesem, w którym ropa jest wzbogacana w wodór w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Uzyskuje się w ten sposób węglowodory lekkie o większej zawartości wodoru i niższej temperaturze wrzenia.
Ilość pozyskiwanego gazu płynnego w czasie przeróbki ropy naftowej wynosi (masowo) około 2%.

Metoda III
Gaz płynny jest również produktem odgazolinowania gazu ziemnego, powstającego w czasie przeróbki ropy naftowej. Polega ona na wydzieleniu z gazu węglowodorów cięższych od etanu, w wyniku czego otrzymuje się głównie propan i butan. Gazy składające się na mieszaninę LPG znajdują się także w naturalnych złożach gazu ziemnego.

Dlaczego gaz śmierdzi?

Ze względu na bezpieczeństwo użytkowania, płynna mieszanina propanu-butanu jest nawaniana, co jest określone w normie PN-EN 589. Mówi ona, że zapach LPG powinien być nieprzyjemny i wyczuwalny w powietrzu już przy stężeniu stanowiącym 1/5 dolnej granicy wybuchowości.
Do nawaniania gazu płynnego używa się etanotiolu (merkaptanu etylowego, zawierającego m. in. związki siarki). Jest to organiczny związek chemiczny występujący w niewielkich stężeniach w ropie naftowej, znany ze swojego niezwykle silnego, nieprzyjemnego zapachu. Jest wyczuwalny w powietrzu przy stężeniu 0,00035 ppm.

W 2000 r. w Księdze Rekordów Guinnessa związek ten został uznany za najbardziej cuchnącą substancję na świecie.

Nawanianie LPG jest również związane z obniżaniem zawartości siarki w paliwach. Osiągnięcie zawartości siarki w gazie płynnym na poziomie podobnym do obowiązującego od roku 2009 w klasycznych paliwach silnikowych (10 ppm – 10 cząstek siarki na 1 mln cząstek roztworu) jest trudne, ponieważ substancja nawaniająca podnosi zawartość tego pierwiastka. Zgodnie z normą PN-EN 589, zawartość siarki po wprowadzeniu substancji nawaniającej może wynosić maks. 50 mg/kg

Piotr Złoty
II 2010