ช่วงน้ำมันแพงทะลุจุดเดือดแบบนี้ กระแสการใช้แก๊สเป็นเชื้อเพลิงกำลังมาแรง และที่จะอดกล่าวถึงไม่ได้คือ NGV และ LPG เรามาทำความรู้จักคุณสมบัติกันคร่าวๆกันดีกว่า ข้อมูลพวกนี้ไปรื้อๆของเก่าๆมานั่งอ่าน และก็แอบถามเพื่อน 555 จนเพื่อนเริ่มสงสัยแล้ว ว่าพักนี้สนใจเรื่องก๊าซธรรมชาติมากเลยนะ 5555
กราฟที่แสดงในรูปเป็น Boiling Point & Pressure Curve ของก๊าซมีเทน CH4 ( Methane) , เอทธิลีน C2H4 ( Ethylene ) ,
อีเทน C2H6 ( Ethane ) , โพรพีลีน C3H6 ( Propylene ) ,โพรเพน ( Propane ) และ บิวเทน ( Butane ) ทั้งหมดนี้เป็นก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่มีการเปลี่ยนโครงสร้าง ที่ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ในที่นี้ผมจะพูดถึงแค่ ก๊าซมีเทน CH4 ( Methane) , โพรเพน C3H8 ( Propane ) และ บิวเทน C4H10 ( Butane ) เท่านั้นนะครับ
จากกราฟจะแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง 1. สถานะของสารว่าเป็นของเหลวหรือก๊าซ ถ้าตำแหน่งต่ำลงมาใต้เส้นกราฟจะมีสถานะเป็นก๊าซ ( Gas ) ถ้าตำแหน่งที่อยู่เหนือเส้นกราฟจะมีสถานะเป็นของเหลว ( Liquid ) และถ้าเป็นตำแหน่งบนเส้นกราฟและรอบๆใกล้เคียงจะมีสถานะเป็นทั้งก๊าซและของเหลวปนกัน ( Two Phase , Saturated )
2. ความดัน มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรแอปโซลุส ( Kg / cm2 a ) ความดันบรรยากาศบนพื้นโลกที่เรายืนอยู่มีค่าเท่ากับ 1 บรรยากาศ ( Absolute Pressure )หมายความว่า ถ้าเราเห็นเกจวัดแรงดันอ่านค่าได้ 0 Kg / cm2 g จะเท่ากับ 1 Kg / cm2 a นั่นเอง
3. อุณหภูมิ มีหน่วยเป็นองศาเซนเซียส ( ํC ) ค่ามาตราฐานอุณหภูมิบรรยากาศบนพื้นโลก ( Ambient Temperature ) มีค่าเท่ากับ 32 ํ C มั๊งท่าจำไม่ผิด
ก๊าซมีเทน CH4 ( Methane) หรือ NGV นั่นเอง เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน อันเป็นสารตัวหลักของก๊าซ NGV จากกราฟจะเห็นว่าที่ความดันบรรยากาศ 1 Kg / cm2 a และอุณหภูมิบรรยากาศ 32 ํ C เมื่อเราลากเส้นจากแกนแนวนอนและแนวตั้งมาตัดกัน จะพบว่าจุดตัดจะอยู่ที่ตำแหน่งใต้เส้น curve อยู่ในสถานะก๊าซ และยังห่างไกลจุดที่จะเป็นสภาวะของเหลวมาก ถ้าต้องการให้เป้นของเหลวต้องลดอุณหภูมิมาให้ต่ำกว่า -170 ํC หรือไม่ก็เพิ่มความดัน แต่ความดัน 200 Kg / cm2 g
ที่ใช้กันอยู่ใน NGV ก็ยังไม่สามารถเปลี่ยนสถานะของ CH4 ให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิบรรยากาศได้ เป็นการเพิ่มความหนาแน่นของก๊าซที่บรรจุในถังให้ใช้งานได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ตามขนาดบรรจุของถัง ในอนาคตน้ำหนัก
ถังบรรจุจะเบาลง แต่ปริมาณแก๊สที่ใช้งานจะเท่าเดิมเนื่องจากติดข้อจำกัดของพื้นที่วางถัง นอกเสียจากว่ารถที่ผลิตมาจากโรงงานจะปรับปรุงให้สามารถซุกถังได้มากกว่า 1 ถัง เท่านั้น และจำนวนปั๊มที่จะให้บริการมีถี่มากขึ้นในบางพื้นที่
ก๊าซโปรเพน C3H8 และ ก๊าซบิวเทน C4H10 หรือ LPG นั่นเอง เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน อันเป็นสารตัวหลัก 2 ตัวที่ประสมกันเป็นก๊าซ LPG จากกราฟจะเห็นว่าที่ความดันบรรยากาศ 1 Kg / cm2 a และอุณหภูมิบรรยากาศ 32 ํ C จะพบว่าก๊าซโปรเพน C3H8 และ ก๊าซบิวเทน C4H10
อยู่ในสถานะของแก๊สเหมือนกัน แต่อยู่ในตำแหน่งที่ใกล้จะเปลี่ยนเป็นของเหลวได้ โดยการเพิ่มแรงดันไปที่ > 2.5 kg / cm2 a ( 1.5 kg / cm2 g ) ก๊าซบิวเทน C4H10 จะเริ่มกลายเป้นของเหลว ส่วน ก๊าซโปรเพน C3H8 จะยังคงสถานะก๊าซอยู่
ที่อุณหภูมิบรรยากาศ ถ้าเราอยากให้ ก๊าซโปรเพน C3H8 และ ก๊าซบิวเทน C4H10 หรือ LPG นั่นเอง กลายเป็นของเหลวทั้งหมด ก้ให้เพิ่มแรงดันไปที่ > 12 Kg / cm2 a ( 11 Kg / cm2 g ) ที่อุณหภูมิบรรยากาศ
คราวนี้มาดูว่าที่เค้าบอกว่า NGV เบากว่าอากาศ และ LPG หนักกว่าอากาศ เค้าคิดจากอะไร จากตารางธาตุและสูตรโครงสร้างทางเคมี
NGV = CH4 ประกอบด้วย C = ธาตุคาร์บอน 1 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 12 กรัม/โมล
H4 = ธาตุไฮโดรเจน 4 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 1 กรัม/โมล
เพราะฉะนั้นน้ำหนักโมเลกุล( Molecular Weight )ของ CH4 = 12 + ( 1*4 ) =
16 กรัม/โมล
อากาศ ( Air ) ที่เราใช้หายใจAir = O2 21 % , N2 75-78 % มั้ง และก็พวก CO2 , CO และก็พวกก๊าซมลพิษที่มนุษย์เราช่วยๆกันสร้างขึ้นมา จะนำมาคิดเฉพาะ O2 กับ N2 เท่านั้น ตามสัดส่วนที่ประสมอยู่
N2 = ไนโตรเจน 2 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 14 กรัม/โมล
O2 = ออกซิเจน 2 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 16 กรัม/โมล
เพราะฉะนั้นน้ำหนักโมเลกุล( Molecular Weight )ของ Air = (14*2) และ ( 16*2 ) มาหาค่าเฉลี่ยตามสัดส่วนที่ประสมอยู่ จะได้น้ำหนักโมเลกุลของ Air =
29 กรัม/โมล
LPG C3H8 ประกอบด้วย C3 = ธาตุคาร์บอน 3 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 12 กรัม/โมล
H8 = ธาตุไฮโดรเจน 8 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 1 กรัม/โมล
เพราะฉะนั้นน้ำหนักโมเลกุลของ C3H8 = ( 12*3 ) + ( 1*8 ) =
44 กรัม/โมล
C4H10 ประกอบด้วย C4 = ธาตุคาร์บอน 4 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 12 กรัม/โมล
H10 = ธาตุไฮโดรเจน 10 อะตอม ตามตารางธาตุจะมีค่ามวลอะตอม ( Atomic mass ) = 1 กรัม/โมล
เพราะฉะนั้นน้ำหนักโมเลกุล( Molecular Weight )ของ C4H10 = ( 12*4 ) + ( 1*10 ) =
58 กรัม/โมล
เอาไปอ่านกันเล่นๆ เห้อ... เมื่อยมือมากเลย โม้มาตั้งนานไม่รู้ว่าผิดบ้างหรือป่าว....เห้อ
ผู้เขียน
