Атомы углерода и кремния, пребывая в характерном для этих химических элементов состоянии sp 3 -гибридизации, способны взаимодействовать с водородом, образуя два абсолютно различных газа – метан (CH 4) и силан (SiH 4). Метан – природный газ, а его аналог – силан получают только косвенным путем в результате химических реакций, производимых в лабораторных либо промышленных условиях.

Определение

Метан – простейший природный углеводород, рудничный или болотный газ, с химической формулой – CH 4 . Именно с него начинается гомологический ряд всех насыщенных углеводородов. Метан довольно инертен, он проявляет завидную устойчивость к химическим воздействиям. Этот газ, как и прочие алканы, взаимодействует с рядом веществ в реакциях радикального замещения.

Он бесцветен и не обладает запахом, поэтому прежде чем допустить его к использованию в быту.

Метан — термически устойчивый алкан. Он превосходен в качестве топлива и промышленного сырья.

Метан входит в состав природного газа, используемого в быту

Силан – газ, который синтезируют, разлагая силициды металлов кислотами. Он бесцветен, ядовит, а запах его довольно неприятен. Это вещество способно легко воспламеняться на воздухе. В присутствии кислорода окисление силана происходит со вспышкой. Силан – отличный восстановитель. Он устойчив в кислых и нейтральных средах, а в щелочной среде даже с ничтожными следами ионов OH — он мгновенно гидролизуется.

Силан необходим для проведения разнообразных реакций, органического синтеза, благодаря которым получают ценные кремнийорганические полимеры. Являясь источником чистого кремния, он весьма важен для микроэлектронной промышленности. Из него получают сверхчистый поликремний. Кроме того, из силана производят композиционные стоматологические материалы.

Сравнение

В чем заключается разница между метаном и силаном? Метан – органическое, а силан – неорганическое вещество. Ковалентная связь C-H сильнее связи Si-H, следовательно, метан обладает повышенной устойчивостью и большей инертностью, чем силан.

Высокая реакционноспособность силана является причиной его бесконтрольного самовоспламенения в воздухе. Чистый метан, без примеси воздуха и кислорода, горит спокойно, а при их добавлении образуются взрывчатые смеси.

Выводы сайт

1. Силан – обладатель неприятного запаха, а у метана запах отсутствует.
2. Силан неустойчивое соединение, имеющее повышенную реакционную способность, метан, напротив, инертен.
3. Силан – синтезируемый газ, а метан – природный.

Метан или пропан на авто, что лучше – этот вопрос всегда задаёт та категория водителей, которая решила перейти на альтернативные источники топлива. Попытаемся разобраться какой газ лучше для автомобиля. Выясним слабые и сильные стороны оборудования, сделаем соответствующие выводы.

Сравнение двух видов топлива

Между газами существуют солидные различия. Это касается хранения и эксплуатации (пользования). Применимо к автотранспорту:

• Метан – экологически чистый природный газ, добывается в месторождениях из недр земли. Автомобили с метановым ГБО маркируются — CNG (Compressed Natural Gas) сжатый природный газ или КПГ (компримированный);
• Пропан-бутан – смесь двух газов, получаемая при деятельности нефтяной промышленности. Маркировка LPG (Liquified Petroleum Gas) или СНГ (сжиженный нефтяной газ ).

Хранение и перевозка метана как автомобильного топлива осуществляется под давлением 200-250 атмосфер (измеряется кубическими метрами), пропан-бутана 14-18 атм. (в литрах). Оба вида горючего широко применяются на легковых авто, грузовых, пассажирских и сельхозтехнике. В двигателях внутреннего сгорания бензиновых, дизельных (), газовых.

Рассмотрим основные плюсы и минусы авто на метане и пропане, в таких показателях как:

1. Цена и конструктивная разница между газовым оборудованием.
2. Финансово экономические выгоды.
3. Характеристики мотора.
4. Безопасность.
5. Наличие заправочных станций.
6. Вопросы, касающиеся экологии.

Отличия ГБО метан от пропанового

По понятным причинам просчёт точной экономики, в рамках данной статьи, сделать сложно (скачки цен на топливо и оборудование, особенности ТС, амортизация). Поэтому произведём усреднённый расчёт, где каждый, зная параметры своей машины, может подставить их, получив более конкретные цифры.

Исходные данные:

• цена бензина 43 руб., пропана 20 руб., метана 17 руб.;
• пробег за месяц 3000 км.;
• автомобиль (ДВС 4 цилиндра, бензин, расход бензина на 100 км пробега 10 л. – 12900 рублей за месяц);
• стоимость ГБО: пропан 30 000 руб., метан 60 000 руб.

Расчёт расхода:

Считается, что расход пропан-бутана по отношению к бензину выше на 10-35%. Возьмём максимальное значение – 35%, таким образом, коэффициент потребления относительно бензина составит 1,35. Получается, что на пропане расход на сотню составит 13,5 литров. В месяц 405 л. газа – 8100 руб. Выгода 37% или 4800 рублей.

Метан измеряется в кубометрах, его потребление к бензину в среднем на 10% меньше (выведено опытным путём) — коэф. 0,9. В нашем случае – 9 м3. По итогам месяца 270 метров кубических – 4590 руб. Выгоднее почти на 65% или 8310 рублей.

Окупаемость ГБО:

1. СНГ (стоимость ГБО/выгоду): 30000/4800=6,25 месяцев или (окуп.*пробег): 6,25*3000=18750 км. пробега ;

2. КПГ – 60000/8310=7,22 мес . или – 7,22*3000=21661 км .

Влияние газомоторного топлива на двигатель

Газ в двигателе сгорает медленнее бензина, так как октановое число метана 120, а пропан-бутановой смеси около 105. По этой причине появляются температурные нагрузки на выпускной тракт, потеря мощности и завышенный расход горючего.

Решаются эти проблемы с установкой (на некоторых марках делается прошивка контроллера ГБО). Рекомендуется установка на метан и на пропан.

По многочисленным отзывам водителей, как не настраивай авто на метане, всё равно динамические характеристики мотора снижаются примерно на 10%.

Преимуществом метана, также является тот факт, что сам по себе газ на много чище СНГ. Соответственно газовое оборудование проще и дешевле в обслуживании. К тому же при зимней эксплуатации нет проблем с замерзающим . Недостатком будет меньшее количество СТО занимающихся КПГ. С пропаном ситуация обратная.

Безопасность

При утечке пропана газ концентрируется по низу, с этой точки он более пожароопасен. Метан же напротив очень быстро растворяется в воздухе. Но если утечка происходит на открытом пространстве можно не переживать. В закрытом помещении – жди беды.

Многочисленные рассказы о взрыве метановых баллонов, имеют место быть, но эти случаи во многом происходят из-за не своевременного контроля установленного оборудования и игнорирование требований по .

Заправка и запас хода

На метане дальние загородные поездки противопоказаны – это правда. Заправочные комплексы АГНКС – скорее экзотика, нежели реальность. Их катастрофически не хватает и расположение неудобное. А в сосуд на 80 литров — один из распространённых вариантов для легковой машины, входит 19м3 метана (примерно 200 км хода).

При определённых обстоятельствах, имеется решение данного вопроса. Заправлять личный автомобиль можно с помощью индивидуального домашнего компрессора (мини АГНКС, АГНКУ). Но цена на него в районе 350-500 тысяч рублей, хоть и газ обойдётся более чем вполовину дешевле.

Домашняя заправочная колонка (метан)

Пропановая сеть АГЗС весьма разветвлённая, заправиться можно практически в любом месте. Вот только качество СНГ часто оставляет желать лучшего.

Ещё один несущественный, но минус – процесс закачки CNG длится немногим дольше.

Экология

Этот показатель интересует автолюбителей в последнюю очередь, но в экологическом плане к метану претензий практически нет. Он гораздо чище конкурента, у которого содержится достаточно большое количество вредных примесей. При сгорании метана почти полностью отсутствуют загрязняющие окружающую среду вещества. В современных мегаполисах этот вопрос очень актуален.

Заключение

Безусловно, что после сравнения видов газового топлива выбор остаётся за владельцем транспортного средства. Именно он принимает решение и сам определяет,

Попытки создать двигатель для автомобиля, работающего на газовом топливе, делались ещё в 30-х годах прошлого века. Начиная с его середины, по мере увеличения надёжности устанавливаемого оборудования, переход с бензина на газ стал завоёвывать всё большее количество сторонников.

Теперь никого не удивишь наличием ГБО на автомобиле, более того, крупные автопроизводители запускают целые линейки не только грузовиков и автобусов, но и легкового транспорта использующего газ как топливо. Существует два его вида пропан и метан.

Относящийся к классу «алканов» газ пропан не существует в самостоятельном виде в природе. Он входит в состав нефти, сопутствующих её добыче попутных газов, насыщенного природного газа. Газ получается в процессе их высокотемпературной переработки. Пропан — это углеводородное соединение, которое тяжелее воздуха, легко воспламеняется, при концентрации выше 2.1% взрывоопасно.

Газ не имеет цвета и запаха, при вдыхании способен оказать воздействие на нервную систему схожее со слабым наркотическим опьянением. Для контроля возможной утечки, в газ добавляются компоненты, дающие ему характерный запах.

Для использования в качестве топлива для автотранспорта, пропан смешивается с бутаном или этаном. Смесь содержится в жидком виде под давлением 10-15 атмосфер в баллонах . Газы смешиваются для получения октанового числа 100. Процентное содержание газов в смеси зависит от времени года: в холода больше пропана, а в жару бутана. Баллон может быть любой формы, так как нет ограничений из-за сравнительно невысокого давления, оказываемого на его стенки.

Для двигателя объёмом 1.6 л и установленным ГБО 4-го поколения средний расход газа на 100 км составит от 11 до 13 л . При монтаже оборудования 5-6 поколения расход может быть снижен до 8-10 л на 100 км. На одной заправке в среднем можно проехать 600-800 км. Неприятным моментом есть то, что использование пропана может приводить к проблемам с клапанами.

Метан

Относящийся к простейшим углеводородам газ метан существует в природе в чистом виде с небольшими примесями. Его добыча ведётся из подземных месторождений, с последующей процедурой очистки от примесей.

Метан легче воздуха, мало растворим в воде, легко воспламеним, при концентрации свыше 4.4% взрывоопасен. Из-за своей летучести может концентрироваться исключительно в замкнутых объёмах. Газ не имеет цвета и запаха, поэтому в него добавляют специальные ароматические компоненты для контроля возможной утечки.

Чтобы использовать, как топливо для автотранспорта метан сжимается до 200-250 атмосфер и помещается в довольно тяжелые баллоны повышенной прочности. В них он находится в газообразном состоянии. Из-за внушительного давления баллон должен быть определенной формы и толщины стенок. Октановое число у метана 110.

Для двигателя объёмом 1.6 л средний расход газа на 100 км составит от 11 до 12 л . На одной заправке среднего по размеру баллона автомобиль сможет проехать 250-350 км. Положительным моментом есть минимальный износ деталей двигателя при работе на метане.

Общие черты обоих газов

Во-первых, пропан и метан как топливо для транспорта значительно дешевле бензина и дизтоплива. Во-вторых, они экологически менее опасны — содержание вредных веществ в выхлопных газах несравнимо меньше чем у нефтепродуктов. В-третьих, можно заправить большой объём и тем самым повысить количество пройденных километров до следующей заправки. В-четвёртых, износ деталей двигателя меньше чем при работе на бензине и солярке, особенно если последний специально спроектирован под газовое топливо.

Чем отличаются метан и пропан, как автомобильное топливо?

Сравнивая оба вида газового топлива можно сделать вывод о том что:

• Пропан существенно дороже метана.
• Метан находится под значительным давлением, поэтому ГБО для его использования имеет особые требования по прочности и форме.
• Из-за меньшего давления стоимость ГБО для использования пропана почти на 70% дешевле.
• Применение пропана ведёт к меньшей потере мощности двигателя (3-5%), по сравнению с метаном (20-30%)
• Использование метана более экологично, так как он является природным газом, практически не имеет загрязняющих атмосферу выбросо.
• Вес ГБО для метана (65-130 кг) значительно больше, чем для пропана (20-30 кг),
• Метан менее взрывоопасен из-за своей летучести и необходимости большей концентрации (4.4% против 2.1%)
• Метановые заправки встречаются очень редко в отличие от заправок пропаном, которых становится всё больше.

Какое и почему топливо выбрать?

Пропан и метан обладают своими преимуществами и своими недостатками. Рассматривая проблему выбора с финансовой точки зрения, может показаться, что выгоднее устанавливать ГБО для метана, поскольку из-за дешевизны топлива стоимость установки скоро окупится.

Целесообразна установка такого оборудования на грузовом и пассажирском транспорте из-за наличия места для его установки, большей грузоподъёмности и безопасности эксплуатации. Но пока непреодолимой проблемой является мизерное количество пунктов заправки. Имея на автомобиле такое оборудование, встает вопрос о возможности длительных путешествий.

Сделав свой выбор в пользу ГБО для пропана налицо ряд преимуществ. Это меньший вес и габариты самой установки, форма баллона, который можно установить в нишу для запасного колеса, оставив тем самым вместимость багажника без изменений. Это всё больше расширяющаяся сеть заправочных станций, снимающая вопрос о пополнении запасов топлива.

Это небольшая потеря мощности двигателя, а с учетом постоянного совершенствования оборудования эта проблема вообще может исчезнуть. Но есть и негативные стороны. Это более низкая безопасность эксплуатации, стоимость топлива и, наконец, более агрессивное воздействие на детали двигателя.

Особенности использования в автомобильном газобаллонном оборудовании сжиженного нефтяного газа (СНГ) в виде смеси пропана с бутаном и его аппонента сжиженного природного газа (СПГ) метана.

В широком применении для автомобилей два состава газа – пропан и метан. Какой из них лучше, дешевле, технологичнее и надежнее? Давайте разберемся, чтобы после прочтения не осталось сомнений.

Оборудование для метана используют всего на 25% автомобилей, на остальные 75% автомобилей ставят пропан. При этом метан часто ставят на коммерческом транспорте, где выбор делает не водитель, а организация собственник транспортного средства. Разберем причины такого соотношения на рынке ГБО.

Автоблогер разбирает особенности пропана и метана в пятнадцатиминутном видео: что лучше для авто, основная разница

Особенности пропан-бутана (СНГ)

Пропан - углеродный газ, побочный продукт при добыче нефти. Не имеет запаха, прозрачен и безвреден для человека. В него также добавляются одоранты, чтобы при утечках его могли почувствовать. Химическая формула - C 3 H 8 .

На заправках мы видим надпись «пропан–бутан». Бутан - это также углеродный газ, который выделяется при схожих условиях. Его смешивают с пропаном для того, чтобы добиться нужного октанового числа. Причем в различные время года составы меняются: зимой больше пропана, а летом бутана.

Хранится он в баллонах в автомобиле в сжиженном виде. То есть он жидкий, а не газообразный - «плюхается» в баллоне. Также большим преимуществом является рабочее давление, которое составляет всего 14 атмосфер. Для него нужны емкости из более легкого металла и стенки баллона намного тоньше. Сейчас наибольшее распостранение получили тороидальные баллоны в виде бублика, которые помещяются на место запаски. При этом баллон не занимает места в багажнике, но приходится жертвовать запасным колесом.

На среднестатистическом оборудовании при полной заправке можно проехать 650…850 километров, что в четыре раза больше, чем у оппонента.

Расход на пропане 11…13 литров на 100 км на среднестатистическом автомобиле с двигателем 1.6 литра на 4 поколении ГБО.

Оборудование стоит в два раза дешевле. По нашему опыту девять из десяти компаний по установке газового оборудования специализируются на пропане.

Много заправок. Также большим плюсом является то, что заправок на пропане в десятки раз больше.

Потеря мощности двигателя ниже, около 5…10%.

Плюсы пропана:

• Дешевое оборудование.
• Очень много компаний, которые обслуживают и устанавливают.
• Низкое давление.
• Хранится в сжиженном виде.
• Легкое и компактное оборудование, можно установить в гнездо для запаски.
• Больший пробег.
• Меньшая потеря мощности около 5…10%.

Минусы пропана:

• Пропан дороже метана на примерно 3 рубля за литр. Пропап стоит 17 рублей против 14 за литр метана.
• Более взрывоопасен, чем метан. При повреждении баллона не так быстро испаряется в атмосферу.

Пропан хоть и стоит чуть дороже, но обладает большим количеством плюсов и распостраненностью заправок.

Совместимость СНГ и СПГ с последними поколениями ГБО

И напоследок об еще одном минусе метана - несовместимости с пятым и шестым поколениями ГБО. Пропан может с этими поколениями работать, а метан нет и скорее всего не сможет.

В 5 и 6 поколениях газ подается жидким в систему впрыска топлива и схож с бензином. Пропан хранится в баллонах в жидкой форме, а метан в газообразном виде. Поэтому установка метана возможна только до 4 поколения оборудования. Последние поколения дают расход примерно равный расходу бензина. Мощность при этом практически не теряется. Двигатель можно запускать сразу на газе даже при минусовых температурах.

Историческая справка

Начиная с середины XX века, все большее распространение в двигательных системах тяжелого и легкового транспорта начинают получать установки, работающие на углеводородных газах. К концу столетия и в начале XXI века такие установки становятся почти повсеместными и начинают активно внедряться на производстве крупными заводами не только для автобусов и грузовых автомобилей, но также и собственных линеек легковых авто, особенно внедорожников и минивенов, а также различных малогабаритных гибридных моделей.

Причина использования природного газа достаточно проста - он более экологичен и более дешев в использовании в сравнении с бензином. Изначально основанием для использования газовых установок была именно защита экологии, с увеличением стоимости нефти и сообразного роста цен на бензин, более остро встал и финансовый фактор использования газовых ГБО.

Выбор газа как такового понятен, но возникает вопрос, что лучше - пропан или метан. Дать однозначный ответ - погрешить против истины, но для осознанного решения необходимо знать полезные характеристики обоих «претендентов».

Пропан

Пропан относится к классу алканов и является органическим веществом, которое выделяется при крекинге (процессе переработки) нефтепродуктов, также он может выделяться из природного газа. Для целей создания топливной смеси пропан смешивается с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии он помещается в баллоны под давлением в 10-15 атмосфер. Пропан - углеводородный газ, он тяжелее воздуха и взрывоопасен при содержании в окружающей среде в количестве 2,1 и выше процентов.

Пропан представляет собой, в промышленном отношении продукт разделения нефтяного или «жирного» природного газа - то есть обладает достаточно высоким содержанием примесей, масел, сопутствующих веществ, нуждается в качественной очистке и фильтрации. Кроме того, согласно известным исследованиям при достаточной концентрации пропан может оказывать наркотическое воздействие на человеческий организм. Увидеть пропан в быту можно в обычной газовой зажигалке.

Метан

Метан относится к категории простейших углеводородов, он существенно легче воздуха и почти не растворяется в воде. Метан находится в обширных подземных месторождениях, где добывается фактически в чистом виде, а затем проходит процедуру фильтрации, дополнения одорантами для запаха. Для использования в качестве топлива метан сжимается до 200-250 атмосфер, содержится в баллоне повышенной прочности и обычно достаточно высокого веса. Взрывоопасность метана наступает при концентрации выше 4,4 процентов в воздухе, при этом он легко уносится воздушными потоками и может накапливаться только в замкнутых помещениях.

Основное удобство метана - его невысокая цена. Кроме того метан является самым чистым газом из всех, доступных для использования в топливных целях, он почти не содержит примесей и нуждается лишь в самой примитивной очистке. При этом для метана, с учетом специфики его использования, требуется достаточно дорогая установка. Данный газ, как и пропан, обладает наркотическим влиянием на человеческий организм, но незначительным, ввиду разреженного нахождения в воздухе. Увидеть метан в быту можно при использовании любой бытовой газовой плиты.

Сравнение метана и пропана

Общие преимущества газов в топливе

Оба газа имеют общие преимущества относительно бензина, что позволяет год от года расширять их применение в двигательных установках.

• Более низкая цена относительно бензина;
• Экологическая безопасность, меньшее влияние на здоровье человека;
• Увеличение срока езды без заправки за счет большего объема топлива, которое можно запасти;
• В комплексе замедление износа деталей автомобиля, особенно при использовании изначально приспособленного двигателя.

Общие недостатки газов в топливе

Существует также несколько оснований, по которым бензин все еще сохраняет лидирующее положение как автомобильное топливо.

• Меньшая доступность газов для потребителя (количество заправок, а также центров обслуживания автомобилей с газовыми установками);
• Падение мощности автомобиля при использовании газового топлива;
• Повышенный износ некоторых особо чувствительных участков двигателя (например, клапанов) с учетом специфики «сухого горения» газового топлива.

Основные различия метана и пропана

Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива, каждый имеет свои преимущества и недостатки.

• По ГБО - дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70%) дешевле, чем установка метанового ГБО;
• По стоимости - в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
• Снижение мощности - пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5% двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20%. Но стоит учитывать, что данное обстоятельство было почти нивелировано в современных специализированных установках;
• Экологическая чистота - пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и экологии. Метан - самое чистое топливо на планете, по своей безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находящийся на одном уровне со спиртовыми установками;
• Вес баллонов и объем топлива - пропан, сжимаемый под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана можно запасти на путь втрое более долгий, чем метана;
• Взрывоопасность - метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить, что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше, чем баллоны пропана. Таким образом, доставка пропана становится в перспективе более опасной;
• Доступность заправок - метановые заправки являются редкостью, их приходится специально искать, заправки с пропаном почти также часты, как бензиновые. При этом оборудование для сжимания, очистки и заправки метана существенно менее сложное, чем пропановое.

Таблица преимуществ и недостатков пропана и метана

Заправка газом может быть удобней, экономичней и функциональней, чем использование бензина, а окончательно определиться в выборе удобного газа можно при помощи следующей таблицы.

Фактор	Пропан	Метан
Стоимость ГБО	Низкая	Высокая
Относительно дешевле бензина	1,8-2 раза	В 3 раза дешевле
Расход относительно бензина (на 10 литров)	11-11,5 литров	8-8,5 кубов
Вес среднего баллона	20-30 кг	60-125 кг
Запас топлива на средний комплект (километров хода)	600-1000 км	250-350 км
Взрывоопасная концентрация в воздухе	2,1%	4,4%
Вредное влияние на детали двигателя	высокое	низкое
Сжатие в баллоне	10-15 атмосфер	200-250 атмосфер
Экологическая безопасность	Высокая	Полная
Падение мощности двигателя относительно бензина	5%	20-30%
Октановое число	100	110
Доступность заправок	Почти равно бензиновым	По 1-2 на крупный город

Вывод

Конечный выбор остается за автомобилистом - метан безопасней и дешевле, но дороже по установке и эксплуатации, пропан более распространен, дешевле по установке, баллоны меньше весят, но он взрывоопасен и более вреден. В любом случае - газовая заправка на АГЗС остается удобной и перспективной альтернативой заправки бензином, при этом она более функциональна, чем езда на электричестве или спирте.