ก๊าซ LPG (Liquefied Petroleum Gas) หรือเรียก ก๊าซปิโตรเลียมเหลว เป็นก๊าซที่ใช้มากสำหรับเป็นเชื้อเพลิงของการหุงต้มในครัวเรือน และใช้เป็นเชื้อเพลิงของรถยนต์ เป็นก๊าซที่ผลิตได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมัน และกระบวนการแยกก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซ LPG ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบ คือ 1.ก๊าซโพรเพน 2. ก๊าซบิวเทน ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่ให้เป็นพลังงานเมื่อเกิดการเผาไหม้ และสารที่มีกลิ่นเหม็น เรียกว่า เอทิลเมอร์แคปเทน(C2H5SH) คล้ายกลิ่นเหม็นของไข่เน่า เพื่อเตือนภัยกรณีก๊าซรั่ว สำหรับมาตรฐาน มอก. ว่าด้วยองค์ประกอบของก๊าซปิโตรเลียมเหลวอาจประกอบด้วยก๊าซชนิดใดชนิดหนึ่งหรือทั้งสองก๊าซผสมกันในอัตราส่วนโพรเพนกับบิวเทน 30:70 ถึง 70:30
ลักษณะเฉพาะ
1. สูตรทางเคมี
– โพรเพน : C3H8
– บิวเทน : C4H10
2. น้ำหนักโมเลกุล
– โพรเพน : 44
– บิวเทน : 58
3. จุดเดือด
– โพรเพน : -42.1
– บิวเทน : -0.5
ทั้ง 2 ก๊าซ มีค่าจุดเดือดต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ เมื่อก๊าซอยู่ภายใต้ความดันบรรยากาศจะระเหยกลายเป็นไอ ซึ่งจะเกิดการดูดความร้อนจากบรรยากาศรอบข้างเพื่อเปลี่ยนสถานะ ทำให้อากาศโดยรอบมีอุณหภูมิลดลง
4. ขีดจำกัดการติดไฟ ( Flammable limits )
– ค่าต่ำสุด ( LEL) 2.0
– ค่าสูงสุด ( UEL ) 9.5
5. จุดวาบไฟ (Flash Poing )
– โพรเพน : 460-580 องศาเซลเซียส
– บิวเทน : 410-550 องศาเซลเซียส
6. ความหนาแน่นเทียบกับอากาศ
– โพรเพน : 1.5 เท่า
– บิวเทน : 2 เท่า
จากความหนาแน่นที่หนักกว่าอากาศทำให้เมื่อเกิดการรั่วไหล ก๊าซทั้งสองจะลอยต่ำตามพื้น และมักเข้าแทนที่อากาศบริเวณหลุม บ่อ ท่อน้ำ ทำให้เสี่ยงต่อการติดไฟได้ง่าย
7. ความหนืด
– โพรเพน : 0.10 เซนติพอยท์ (ที่ 20 องศาเซลเซียส)
– บิวเทน : 0.16 (ที่ 20 องศาเซลเซียส)
– น้ำ : 1.00 (ที่ 20 องศาเซลเซียส)
8. เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น
9. อุณหภูมิที่สามารถติดไฟได้เอง ( Autoignition Temperature ) 481 องศาเซลเซียส
10. อุณหภูมิของเปลวไฟ ประมาณ 1900 องศาเซลเซียส
11. ค่าอ๊อกเทน 95-110 สูงกว่าน้ำมันเบนซิน จึงเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ได้เป็นอย่างดี
12. ปริมาตรเมื่ออยู่นอกถังบรรจุจะขยายตัวได้มากกว่า 250 เท่า (ก๊าซโพรเพน 275 เท่า ก๊าซบิวเทน 235 เท่า)
13. ปริมาณอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ ก๊าซโพรเพน 5 เท่า ก๊าซบิวเทน 6.5 เท่า
14. ก๊าซ LPG ที่อยู่ในสภาพของเหลวมีฤทธิ์เหมือนตัวทำละลายได้ จึงต้องใช้วัสดุที่ไม่ใช่ยางเป็นส่วนประกอบของถังบรรจุ
15. การเกิดปฏิกิริยาเคมี ( Chemical Reactivity ) มีความคงตัวสูงในสภาวะการเก็บและการใช้งานปกติ แต่ต้องหลีกเลี่ยงจากความร้อน เปลวไฟ และประกายไฟ
16. สารที่ต้องหลีกเลี่ยง และควรแยกเก็บให้ห่างจากกัน ( Material to Avoid ) ได้แก่ สารออกซิไดซ์ที่รุนแรง เช่น คลอเรต ไนเตรด และเปอร์ออกไซด์
ปฏิกิริยาการติดไฟ
– โพรเพน : C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O + ความร้อน
– บิวเทน : C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O + ความร้อน
การนำมาใช้ประโยชน์
1. การหุงต้มในครัวเรือน
เนื่องด้วยก๊าซ LPG สามารถให้ความร้อนได้มากกว่า 1900 องศาเซลเซียส จึงเหมาะสำหรับนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงหาอาหารในครัวเรือน รวมถึงข้อดีในด้านอื่น เช่น ราคาถูก สะดวก ปลอดภัย และสามารถหาซื้อได้ง่าย
2. เชื้อเพลิงรถยนต์
ปัจจุบันมีการนำก๊าซ LPG มาใช้เป็นเชื้อเพลิงแทนเชื้อเพลิงอื่นที่มีราคาสูง เช่น น้ำมันดีเซล และน้ำมันเบนซิน ทั้งในเครื่องยนต์รถยนต์ เรือ เนื่องจากราคาถูกกว่า และมีค่าออกเทนสูงกว่า แต่มีข้อเสีย คือ ความร้อนที่สูงจะส่งผลเสียหายต่อห้องเครื่อง และอุปกรณ์อื่นๆได้ง่าย
3. ภาคอุตสาหกรรม
มักใช้เป็นเชื้อเพลิงในกระบวนการผลิตที่ต้องใช้ความร้อน เช่น อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมผลิตแก้ว อุตสาหกรรมฟอกย้อม อุตสาหกรรมตัดเชื่อมโลหะ เป็นต้น
4. ภาคเกษตรกรรม
การใชก๊าซแอลพีจีในการเกษตร ได้แก่ การให้ความร้อนสำหรับการอนุบาลสัตว์หรือให้ความอบอุ่นแก่สัตว์ในฟาร์ม การอบเมล็ดพันธุ์ และใบยาสูบ และการอบแห้งผลิตภัณฑ์การเกษตร เป็นต้น
อุบัติภัยที่อาจเกิดขึ้น
1. ไฟไหม้
ไฟไหม้ก๊าซ LPG สามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีที่ก๊าซมีการรั่วจากถังบรรจุ และมีการสัมผัสกับเปลวไฟหรือประกายไฟ เนื่องด้วยก๊าซมีลักษณะหนักกว่าอากาศ เมื่อมีการรั่วจะมีลักษณะเป็นควันลอยตามพื้น ซึ่งปริมาตรของก๊าซจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 250 เท่า หากเกิดประกายไฟจึงมีโอกาสสร้างความเสียหายแก่บริเวณรอบข้างได้มาก
2. การระเบิด
การระเบิดสามารถเกิดขึ้นทั้งในกรณีที่ก๊าซรั่ว และก๊าซที่ยังบรรจุอยู่ในถัง
กรณีการระเบิดจากการรั่วจะพบมากหากมีปริมาณการรั่วของก๊าซในปริมาณมาก เนื่องจากจะเกิดปฏิกิริยาการลุกติดไฟอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแรงอัดของอากาศในรอบข้างอย่างกะทันหัน
กรณีการระเบิดโดยไม่มีการรั่วมักเกิดจากถังบรรจุก๊าซได้รับความร้อนสูงทำให้ก๊าซมีปริมาตรเพิ่มขึ้นพร้อมเกิดแรงดันก๊าซที่ถังไม่สามารถทนได้
ข้อควรระวัง
1. ต้องตรวจสอบอายุของถังอย่างต่อเนื่อง หากถังหมดอายุให้รีบแจ้ง และเปลี่ยนถังใหม่
2. ควรตรวจสอบสภาพถัง วาล์วเปิด-ปิด สายก๊าซ หัวก๊าซ และอุปกรณ์ใช้ง่ายอื่นเป็นประจำ โดยเฉพาะก่อนการเปิดใช้งานทุกครั้ง
3. ควรปิดวาล์วก๊าซที่ถังทิ้ง เมื่อทำการใช้หุงต้มเสร็จทุกครั้ง
4. การจัดเก็บหรือที่วางถังก๊าซ ควรหลีกเหลี่ยงจากแสงแดด แหล่งความร้อน และประกายไฟ
5. เมื่อได้กลิ่นเหม็นของก๊าซรั่ว ห้ามจุดไฟหรือเปิดสวิทซ์ไฟเป็นเด็ดขาด
6. หากเกิดการรั่วของวาล์วถังก๊าซที่ไม่สามารถควบคุมได้ ให้รีบออกสถานที่นั้นทันที จนกว่าก๊าซจะรั่วออกหมด