LPG (Liquefied Petroleum Gas)

LPG（液化石油ガス）とは

化学的にはプロパン（C₃H₈）、ブタン（C₄H₁₀）を主体に、 プロピレン（C₃H₆）、ブチレン（C₄H₈）などの低級炭化水素の混合物で、 常温では気体であるが、この気体を少し加圧（常温では6～7[kg/cm^2]）し放熱すると簡単に液化し、ガソリンに似た液体となる。

LPGの主成分である炭素数3～4の炭化水素は湿性ガスといわれ、液化への臨界温度が高い。 プロパンの臨界温度は96.8[℃]、ブタンは152[℃]であるので、LNGとは異なり非常に液化が容易である。 それぞれの液体密度はプロパンが0.58[kg/ℓ]、ブタンが0.605[kg/ℓ]。 それぞれ1[ℓ]が気化した場合の体積は、プロパンが約250[ℓ]、ブタンが約225[ℓ]である。 これらの液体は耐圧容器に封入するだけで常温で液化が保たれ、貯蔵、輸送の両面に極めて便利である。

LPGの一般性状と特徴

長所

• 常温常圧では気体で、加圧すると液化する

  LPGの性質は天然ガソリンとガソリンの両性質を兼ね備えており、 常温の大気圧下では気体であるが、加圧すると簡単にガソリンに似た液体になる。 貯蔵や輸送の耐圧容器内の圧力は7～10[kg/cm^2]を保持し、使用の段階で気化すればよい。

  液体からの気化は減圧弁により蒸気圧を0.3[kg/cm^2]まで下げるだけでよく、気化が簡単である。

• 小容器で大容量の貯蔵・輸送が可能

  LPGの体積は液化することによりおよそ1/250に縮小できるので、貯蔵や輸送が容易である。

• 高熱量の燃料である

  LPGの発熱量は20000～30000[kcal/Nm^3]であり、他の気体燃料や石炭、灯油や重油など、 いずれの燃料と比較しても高熱量である。

• 硫黄分が少なく毒性がない

  LPGの組成は安定している。 特に大気汚染となる硫黄分の含有量が極めて少なく、一酸化炭素のような生ガス中毒をおこす毒性ガスは全く含んでいない。 しかし、不完全燃焼をおこした場合は一酸化炭素を発生する。

短所

• 完全燃焼のために大量の空気を必要とする

  可燃性の単純気体1[Nm^3]あたりの完全燃焼に必要とする理論空気量は、例えば水素や一酸化炭素で1.93[Nm^3]、 メタンの場合で9.53[Nm^3]、プロパンでは23.82[Nm^3]、ブタンで30.97[Nm^3]であり、LPGを完全燃焼させるには他の燃料よりも大量に空気を必要とする。 これは燃焼排ガスが多量であることを意味する。

• 漏洩した場合に引火爆発しやすい

  空気を1とした場合の比重はプロパンが1.5、ブタンが2である。 LPGの重さは空気の1.5～2倍もあり、このため漏洩した場合上方拡散されず床下、地下室、溝などに溜まり易い。 燃焼範囲は狭いのだが、下限界が低いため漏洩した場合は引火爆発をおこしやすい。

• 気化潜熱が大きいので使用上の配慮が必要

  液体から気体になるとき90～100[kcal/kg]の蒸発熱があるので、気化に際しては凍傷への配慮が必要である。

• 連続気化能力が比較的少ない

  容器中のLPGは使用中、容器壁を通して周囲の空気から熱が与えられて気化する。 このため周囲温度が低いときや、容器の大きさが小さい場合は気化に必要な熱が得にくくなる。 蒸発熱を十分に与えないままでの連続使用は蒸発潜熱のためLPG自体の温度が低下し、次第に蒸発能力が低下する。