DGUV Information 210-002: Sichere Verwendung von Flüssig ... / 2.2 Siedeverhalten, Dampfdruckkurve

Entscheidende Bedeutung kommt als erstes der Kenntnis des Siedeverhaltens der Flüssiggase und den sich ergebenden Dampfdrücken und Temperaturen zu.

Ähnlich wie bei kochendem Wasser gehen Flüssiggase aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand über, wenn bestimmte Druck- und Temperaturverhältnisse herrschen.

Der Druck, bei dem der Zustandswechsel eintritt, wird Dampfdruck, die hierbei vorliegende Temperatur Siedetemperatur genannt.

Während sich für Wasser bei Atmosphärendruck eine Siedetemperatur von etwa 100 °C ergibt, liegt diese bei Propan bei -42,1 °C und bei Butan bei -0,5 °C.

Werden nun bei verschiedenen Siedetemperaturen die dazugehörigen Dampfdrücke gemessen, ergeben sich die “Dampfdruckkurven”. Die Gase sind jeweils oberhalb ihrer Kurven flüssig und unterhalb gasförmig.

Bild 2-1: Dampfdruckdiagramm für Flüssiggase

Die sich aus den Dampfdruckkurven ergebenden physikalischen Eigenschaften der Flüssiggase macht man sich bei ihrer Lagerung und Verwendung zunutze. Man füllt nämlich diese Gase unter Druck und somit in flüssigem Zustand in Behältern ab und belässt aber aus Sicherheitsgründen oberhalb der Flüssigkeit ein genügend großes Gaspolster. Im Gaspolster befindet sich z. B. Propan-Dampf im Sättigungszustand mit dem bei der herrschenden Temperatur entsprechend der Dampfdruckkurve zugehörigen Dampfdruck.

Wird nun das Behälterventil geöffnet, strömt Flüssiggas mit diesem Druck in gasförmigem Zustand aus. Während der Entnahme sinkt zwangsläufig der Druck im Gasraum, wodurch wieder neues Flüssiggas im Behälter siedet und verdampft. Durch diese Weiterverdampfung wird der Flüssigkeit laufend Wärme entzogen, die von außen von der Umgebungstemperatur neu zugeführt wird.

Bei kühler Witterung und Entnahme großer Mengen an Gas wird schnell der Punkt erreicht, an dem die Flüssigkeit die Siedetemperatur unterschreitet und eine weitere Verdampfung nicht mehr möglich ist. Beispielsweise sinkt bei einer 11-kg-Flasche die Temperatur bei der schnellen Entnahme von nur 1 kg um ca. 18 °C ab und führt zu einem starken Reifansatz. Durch Austausch einer dann irrtümlich als “leer” angesehenen Flasche kann sich eine gefährliche Situation ergeben, wenn an dieser Flasche das Flaschenventil nicht mehr geschlossen wird und infolge weiterer Wärmezufuhr durch die Umgebungsluft nach kurzer Zeit die Verdampfung wieder einsetzt und Flüssiggas in der Gasphase ungehindert und unbemerkt austritt.

Deshalb: Flüssiggasflaschen erst schließen, dann Anschluss trennen!

Bild 2-2: Flüssiggasflasche mit Reifansatz

Die gleiche Situation kann eintreten, wenn aus einem Behälter mit Mischgas aus Propan-Butan der Propananteil intensiver verdampft als der Butananteil und dies zu einer allmählichen Entmischung führt. So kann z. B. eine weitgehend entleerte Mischgasflasche vor der restlosen Entleerung mehr oder weniger reines Butan enthalten, welches dann bei Temperaturen unter -0,5 °C nicht mehr verdampfen kann.

Achtung: Da Flüssiggas bei der Verdampfung erhebliche Wärmemengen verbraucht, kann es zu starken Kälte-Verbrennungen kommen, wenn Flüssiggasspritzer auf die menschliche Haut treffen und dort verdampfen!