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A pressão é diferente em um botijão de gás de 13 kg e 45 kg?

Boa noite, professor Lang!!! Quanto tempo? Como está?

Esses dias surgiu algumas dúvidas na minha cabeça, que são as seguintes: Tem a diferença de pressão entre botijão de gás com tamanho menor (doméstico – 13kg) e maior (edifício,restaurante…45kg) Se for o caso do edifício, como é feito a colocação de botijão de gás? No lugar mais alto do prédio ou no lugar mais baixo?

Não tem a pressa em responder, aguardo a sua resposta. 🙂 Abração

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

As substâncias  (por exemplo, propano) utilizadas nos botijões de GLP referidos possuem temperatura crítica bem acima da temperatura ambiente, possibilitando então que na temperatura ambiente possam se apresentar na fase líquida caso a pressão seja igual ou maior do que a pressão de vapor saturado.

O propano tem temperatura crítica de 96o C e pressão crítica de 43 atm. Isto significa que acima de 96o C NÃO é possível se liquefazer o propano por mais que se aumente a pressão!

A 20o C as fases líquida e gasosa (vapor) do propano convivem em equilíbrio se a pressão é cerca de 7 atm, isto é, se a pressão for igual à pressão de vapor saturado.

Ou seja, em um botijão, não importando a sua capacidade e  não importando também a quantidade de líquido e de vapor presente dentro do botijão (desde que a composição da mistura de substâncias diferentes como o propano e o butano seja a mesma), a pressão de equilíbrio é exclusivamente uma função da temperatura, função esta conhecida como a Lei de Clausius-Clapeyron. Cada substância possui específicos valores de pressão de vapor saturado e, portanto, os valores que aqui referi não são válidos para outros “gases”. O butano por exemplo possui valores menores de pressão de vapor saturado para as mesmas temperaturas que referi, sendo por exemplo sua temperatura crítica de 152o C e pressão crítica de 37 atm.

Desta forma um botijão grande e outro pequeno, na mesma temperatura, contendo a mesma mistura (mesmas substâncias com igual composição), apresentarão a mesma pressão se lá dentro existirem as duas fases em equilíbrio. Enquanto diminui a quantidade de “gás” no botijão, a pressão permanecerá inalterada se a temperatura permanecer constante, não se alterar a composição e ainda restar líquido.

A pressão em um botijão varia muito rapidamente com a temperatura e tal decorre da Lei de Clausius-Clapeyron. Para o propano a 0o C a pressão de vapor saturado é 2 atm, a 20o C é 7 atm e a 40o C é 13 atm, finalmente atingindo 43 atm a 96o C. Destaque-se que este crescimento da pressão com a temperatura é muitíssimo mais rápido do que aquele que um gás ideal teria nas mesmas condições.

Quanto aos locais onde os botijões devem ficar, há normas muito precisas. Tais normas levam em consideração também (e principalmente) as questões de segurança na utilização dos combustíveis. Vide por exemplo a norma da ABNT.

OBSERVAÇÃO: Este é um sítio científico. Dúvidas técnicas sobre instalações de gás não são respondidas aqui.

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70 comentários em “A pressão é diferente em um botijão de gás de 13 kg e 45 kg?

  1. Adriano souza disse:

    Quero compra um fogão Cooktop mas não sei a pressão do gás GLP de 45 kg pra isso teria q saber qual sua pressão pra ver se o fogão suporta
    Obrigado

    • Fernando Lang disse:

      A pressão de operação do fogão é sempre muito inferior à pressão no botijão graças a uma válvula redutora. Terás que te aconselhar com os vendedores ou ler o manual.

    • Marcos Cadorin disse:

      Da uma lida no artigo que vai entender

    • mauro disse:

      a pressão do botijão não importa pois é muito alta e sempre irá ser necessário usar um registro regulador de pressão. Por isso o que vc tem que ver é qual registro usar conforme o manual do seu fogão. Ex: se no manual tiver descrito 2kg/h pressão de 3bar, vc vai comprar um registro regulador adequado pra atender esta especificação.

  2. Carlos Araujo disse:

    Eu comprei um sensor de pressão eletrônico que pode ser integrado à uma automação na esperança de conseguir medir a quantidade de gás dentro de botijões de 13kg. Mas pelo o que eu li no texto, eu entendi que enquanto houver gás a pressão permanece constante. Isso significa então que meu medidor de pressão não vai servir para nada. Essa conclusão está correta?
    Qual então deve ser o tipo de sensor que devo utilizar para ter a medida de quanto gás ainda tenho? Peso?

    • Fernando Lang disse:

      Enquanto houver a fase líquida dentro do botijão a pressão será a pressão de vapor saturado. Adicionalmente esta pressão pode ser maior ou menor devido à temperatura da substância no tubo. A demanda do “gás” no botijão produz resfriamento e consequente queda da pressão que depois, quando cessa a demanda e a temperatura se eleva, retoma a pressão original. Vide Expansão do GLP e queda da temperatura
      Recentemente uma aluna me consultou pois tinha o projeto de medir a quantidade de gás no botijão. Disse-lhe que a melhor maneira de fazer isso é pesando o botijão. Posteriormente ela me agradeceu e mandou detalhes do que efetivamente fez, desistindo de monitorar a pressão.

      • Pedro Anjos disse:

        Há também uma particularidade no perfil de vaporização dos gases. Cada gás diferente vai entrar em “equilibrio” com a pressoa de vapor em determinados patamares, a depender do gá que esta vaporizando. O problema é que essa pressão vai mudando em patamares, pq enquanto existir fase liquida daquele gas especifico, ele vai e manter estavel. Inclusive isso muda o perfil calorífico da chama no decorrer do uso do bujão. Pois em cada patamar de pressao de vapor teremos a vaporização de um gás específico.

  3. João Soares disse:

    desejo produzir hidrogénio numa bilha de gás butano de tres quilos, preciso saber quantos quilos suporta para colocar uma válvula de descarga a fim de evitar explosão.

    • Fernando Lang disse:

      A pressão do butano em botijões na temperatura ambiente é cerca 2 atm a 3 atm ou 2 kgf/cm2 a 3 kgf/cm2. Qual é a pressão máxima segura em um botijão somente o fabricante pode informar.

    • Zelmo Nunes disse:

      Já tive a mesma ideia e pela minha experiencia e estudo, digo que a produção em si não é de grande pressão. Já vi um mecanismo desses, no qual o hidrogênio é produzido e armazenado em uma bolha de borracha de aproximadamente um metro de diâmetro, mas, é necessário instalar um pressostato de “muito boa qualidade” para acionar um compressor de garrafas de mergulho, que conseguem a pressão de 200 bar. Mas . . . É NECESSÁRIO GARRAFA DE ALTA PRESSÃO, de preferência testadas. Não armazene hidrogênio comprimido em garrafas comuns de GLP, use garrafas de GNV ou de mergulho, devidamente testadas. É necessário instalar uma válvula de fechamento na saída da garrafa e mais uma de limite de fluxo, para caso a rede na saída da garrafa de solte ou avarie, porque o gás vai escapar e a explosão é terrível. Estude antes de fazer qualquer coisa desse tipo. Pessoas já perderam a vida por causa disso.

    • Diego borges disse:

      Tambem tiver a mesma ideia até o momento falta coragem pq não sei a comparação de explosão de um para o outro é se o tamanho do armazenamento do hidrogênio irá funcionar bom queria usar a mesma válvula que usa nos fogões tradicional queria colocar pela metade a pressão pra evitar explosão…alguem pra trocar ideia meu zap 92 992696108 aguardo!

  4. Kleber Rausis disse:

    Bom dia, estou construindo um sobrado e para melhor aproveitamento do meu aquecedor de agua a gás, estou pretendendo colocar o aquecedor em um local de melhor distribuição (acima junto a sala de maquinas e junto da caixa d’água em ambiente aberto de ampla ventilação, porém, os botijões de 13kg padrão ficarão aproximadamente a 7metros abaixo do aquecedor.
    Minha pergunta é:
    Vou ter capacidade de gás e pressão suficiente para ligar o aquecedor com meus botijões de 13kg ou terei que investir em um sistema mais elaborado com cilindros de gás?

    • Fernando Lang disse:

      Existem normas sobre tais procedimentos. Sugiro consultá-las e aqui não somos especializados no tema. Certamente a válvula redutora de pressão terá que ser regulada ou adaptada a tal situação.

  5. Milton Braga disse:

    Em relação a botija de 13 kg. Seria possível armazenar Metano e utilizar da pressão adequada ao fogões convencionais?

  6. SOLANGE HELENA disse:

    Boa noite, por favor, preciso de uma ajuda:
    Quando usava botijão de gás um durava praticamente um ano.
    Agora uso gás encanado. Vem a medição em m³. E mostra algo em torno de quase 1m³ por mês, o que aparentemente daria dois bujões por ano. Não entendo esse aumento. Tem a ver com a pressão?
    Grata.

  7. João Paim disse:

    Pela primeira vez, acessei esse Blog (?). gostei demaisdas perguntas, e principalmente das respostas; inclusive o que eu queria saber sobre a pressão existente na saída do botijão, já tinha resposta, economizando assim a minha pergunta. Parabéns ao dr. Fernando, e para todos que participara, pois todas questões foram inteligentes. Grato Paim SJRPS/SP.

  8. Parabéns ao conteúdo e as explicações bem mimuciosas. Só encontrei informação em dois sites, esse tem um conteúdo mais específico sobre gases o outro sobre normatização de instalações prediais.

    Obrigado por compartilhar conhecimento.

  9. José Miguel disse:

    Boa noite!
    Gostaria de saber se posso utilizar um botijão de gás de cozinha de 13 kg, para enchê-lo com argônio, para usar em solda.
    se positivo, quantos m³?
    Agradeço desde já.

  10. sandro santana disse:

    preciso saber se tem como gerara hidrogenio para fogao, se compenssa o uso da eletricidade para produzir gas?

    • Fernando Lang disse:

      Se quiseres aquecer algo podes fazê-lo eletricamente como é o usual nos fogões elétricos. Produzir hidrogênio para depois queimá-lo, além de requerer todo um equipamento e materiais adequados, determina que o aquecimento seja menor do que se a energia elétrica é usada diretamente.

      • Bruno tavares disse:

        E se produzir o hidrogenio a partir do aluminio, soda caustica e agua? Para armazenar o gaz em pressão adeguada para uso em equipamentos residenciais aonde seria adequado armazenar e em qual pressão?

  11. Fabi disse:

    Olá
    Por que no meu caso uso p45 e quando coloquei p13 no aquecedor o mesmo não funciona erro 11 ?
    VOLTO p p45 funciona normalmente.
    Att

  12. Boa tarde
    Fervendo 1/4 De um tambor de 200 litros ,com água
    Ele fechado deixando a temperatura se elevar a 120°graus ele terá dentro de si qual pressão , ?
    E como cauculo o peso da válvula e o diâmetro do furo de vasão dos vapores para manter essa pressão se ele suportar
    Att

    • Fernando Lang disse:

      Se o tambor é fechado antes de aquecer a pressão manométrica interna é nula. Se o aquecimento é realizado sem qualquer escape de gás ou vapor para o ambiente externo, a pressão a 120°C será acrescida da pressão de vapor saturado nessa temperatura, cerca 2atm. Portanto a pressão manométrica interna será cerca de 2atm. Nota que esta é aproximadamente a pressão em uma panela de pressão e portanto o tambor deverá ter paredes fortes ao estilo da panela de pressão.

  13. Luana disse:

    Bom dia.antes usava o gaz p13 esses botijao normal para cozinha. Pagava 65 reais e durava 65 dias de uso.
    Agora uso gaz em m3 em apartamento.
    E pago entre 75 reais por 30 dias de uso, e cobram 19 reais o m3, porque essa diferença tão grande?
    Será algum problema ?

  14. Lei dos Gases Ideais é PV = nRT, portanto:
    Diretamente proporcional a:
    1) n – número de mols, ou seja, quantidade de produto. Quando o botijão está cheio a pressão é maior, quando vai reduzindo a quantidade, vai reduzindo a pressão também (se você usar um regulador com manômetro, perceberá que a pressão reduz enquanto o gás está sendo consumido, dá para testar na prática); e
    2) T – Temperatura. Quanto maior a temperatura ambiente, maior a pressão.

    Inversamente proporcional ao Volume. Quanto maior o volume do recipiente menor a pressão. A pressão de uma mesma mistura de gases é menor no P45 do que no P13.

    Esta fórmula se aplica ao GLP? Sim, em parte.

    Porque o GLP tem mais uma variável importante: a composição. A pressão do GLP será maior se a composição for predominantemente propano (C3H8), do que se for butano (C4H10).

    Por este motivo, o regulador com manômetro não serve para indicar a quantidade de gás no botijão.

    Espero ter esclarecido a dúvida.

    • Fernando Lang disse:

      O comportamento de gás ideal não pode ser utilizado no GLP pois coexistem a fase líquida com a gasosa. A pressão é a pressão de vapor saturado que cresce com a temperatura muito mais rapidamente do que um gás ideal. O volume do botijão é irrelevante para a pressão enquanto existir as duas fases. A pressão de vapor saturado é dada pela Lei de Clausius-Clapeyron.

      A conclusão final está correta mas o raciocínio completamente equivocado pois trata com gás ideal a fase gasosa (que é vapor).

  15. Luciano disse:

    Estou conseguindo consumir apenas metade do gás do botijão P13 em meu aquecedor em decorrência das baixas temperaturas aqui no RS. Se colocar um recipiente com água fervendo envolvendo parte do botijão com o intuito de aumentar a temperatura do mesmo, isso aumentaria muito a pressão do botijão ao ponto de ser perigoso, ou posso fazer sem problema para tentar usar o gás até o final?

  16. Cláudio Coelho disse:

    Caro Prof. Lang,
    Devo comentar que a composição do GLP é bem mais complexa. Possui um residual de C2 proveniente da destilação, menor que 1%. Propano e propeno, mas em refinarias que extraem o propeno para envio à petroquímicas, o propeno restante é residual. Possui bastante C4 sob várias formas – n-butano, isobutano, 1buteno, etc, e pela especificação admite-se até 2% de C5+, isto é C5 e superiores, também provenientes do processo de destilação, que não é perfeito.
    Outra questão é que um botijão novo contém um bom percentual de C3. Conforme vai sendo usado, este C3 vai sendo evaporado preferencialmente, restando teores maiores de C4. No final do botijão temos somente o C4 com o maior ponto de ebulição (não me lembro agora . . .) e o C5+ restante, que as distribuidoras (espertamente!) não retiram durante a recarga do botijão.
    Assim, além da temperatura, há a composição do GLP no botijão.
    Não considerei os minúsculos (ppm) residuais de mercaptans/dissulfetos provenientes da destilação ou o injetado propositalmente nas unidades de processamento de gás natural pada dar “cheiro”.

    • Fernando Lang disse:

      Grato pelo comentário! Isto determina que a pressão da fase gasosa não seja a de uma substância pura. E esta pressão se modifica conforme a massa total no recipiente diminua? É diferente a pressão em botijões de 13kg e 45kg se contiverem a mesma substância?

  17. Aline disse:

    Parabéns pela página. Ótimo o conteúdo. A duvida é com relação a exclusão do P13 e P20 da norma da ANBT, sabe dizer ou sugerir o motivo das normas vigentes não contemplar esses botijões, já que a característica do conteúdo armazenado e pressão é a mesma?

    Obrigada

  18. Edmilson Khong disse:

    Bom dia professor .Uma botija de gas (GPL), com 13 Kg, onde 75% é de propano, quanto pesa?

  19. Helio Carlos Marcondes disse:

    Qual dos botijões de gás P13 ou P45 é recomendado para uma operação normal num sistema de aquecimento de água?

  20. Marlon disse:

    Olá professor …Gostaria de saber se a altura do fogão em relação ao botijão interfere no consumo ou posso colocar o botijão de 13kg a 3ts abaixo e vai funcionar normalmente … grato

  21. Viror disse:

    Caro
    Prof. Fernando Lang da Silveira
    Tem um bujão P45 e sempre fico sem gás ou as vezes troco com a sensação de que ainda tinha conteúdo dentro.
    Existe algum aparelho que possa me dar uma aproximação da quantidade do conteúdo.
    Grato

  22. Diego borges disse:

    Gostaria de saber o nível de explosão do Butano e do hidrogênio? Quero fazer o que todos tem vontade kkkk…aguardo Pfv!

  23. Sandro Ribeiro Cesário disse:

    Estamos em um momento crítico por falta de cilindros de oxigênio nas UTIs dos nossos hospitais , existe algum processo químico capaz de tornar possível o uso de um cilindro de gás butano com oxigênio, o cilindro do gás butano suporta o oxigênio com segurança ????

  24. Maiko Lopes de Sousa disse:

    Boa tarde. Vendo uma discussão em uma publicação sobre formas de economizar o gás de botijões de 13 Kg, em que a pessoa não abria a válvula reguladora por completo, alegando que assim conseguia reduzir o consumo de gás, e algumas pessoas estavam alertando que isto pode acarretar no aumento de pressão interna do botijão e a sua possível explosão.

    tem algum sentido nesta afirmação sobre o aumento de pressão?

  25. Amilton Rebelato disse:

    Tenho um compressor de ar que utiliza um botijão de 13kg como reservatório. Eu nunca deixo ele terminar o ciclo de armazenamento de ar com medo de explodir, por nao saber a real capacidade suportável, então quando o manômetro passa dos 100 psi, já desligo manualmente. Minha dúvidas e qual a capacidade de psi que aguenta esse botijão.

    • Fernando Lang disse:

      A Companhia Nacional de Cilindros informa a pressão de serviço, de projeto e de ruptura de alguns botijões em CNC. Para o botijão p13 a pressão de ruptura é 85kgf/cm²; tal resulta em mais de 1.000 psi. Como a pressão de serviço é 17kgf/cm² certamente o compressor pode chegar sem problemas a 246 psi.

  26. RAFAEL LOPES COSTA disse:

    Eu utilizo um botijão P13 em um queimador que usa a pressão do botijão (não tem válvula redutora). O estranho é que o poder calorífico dele fica muito menor quando o botijão está com aproximadamente 3kg para terminar. A taxa de evaporação e pressão do gás deveriam permanecer as mesmas enquanto tem líquido no botijão. Você saberia dizer o porquê isso ocorre? Se pegar este mesmo botijão com pouco gás e utilizar no fogão comum com válvula redutora de pressão, funciona normalmente.

    • Fernando Lang disse:

      Deve acontecer o seguinte:
      O GLP não é uma substância pura mas uma mistura de diversos hidrocarbonetos. Então sob alta demanda sai mais do tubo a substância com maior pressão de vapor. Ou seja, a composição do que resta no tubo se altera durante a utilização.

  27. Rafael Carone disse:

    Olá. Estou comprando uma chapa de lanche para meu restaurante, porém as mais profissionais exigem botijao p45 para funcionamento, nao podendo usar o p13. Ora, se pelos relatos a pressão seria a mesma, qual sentido dessa exigência? (Não possuo local pra armazenar o p45)

    • Fernando Lang disse:

      A capacidade de vaporização dos botijões depende de seu tamanho. Quando ocorre grande demanda de gás a temperatura do botijão diminui e a pressão cai, podendo chegar à interrupção da saída de gás do botijão.
      Ou seja, existe uma vazão máxima possível em um botijão e esta cresce com o tamanho dele. Em um botijão P13 a capacidade de vaporização à 20°C é 0,6 quilograma por hora e em um P45 é 1,0 quilograma por hora conforme Wikipedia.

  28. RAFAEL LOPES COSTA disse:

    Olá, você saberia me dizer qual é a taxa máxima de evaporação (kg/h) de um botijão P13 à temperatura ambiente (~20 °C)?

    • Fernando Lang disse:

      Em um botijão P13 a capacidade de vaporização à 20°C é 0,6 quilograma por hora conforme Wikipedia.

      • RAFAEL LOPES COSTA disse:

        Então, eu também já vi esse valor de 0.6 kg/h, mas já observei taxa de evaporação de 0.4 kg/10min, o que daria 2.2 kg/h de evaporação. Usando em um queimador de forja com válvula de alta pressão. Será que a metodologia para medição está correta? Pesei o botijão antes e depois dos 10 min com abertura máxima.

  29. Leo Saar disse:

    Boa Noite ProfessorLang

    estou bucando informações da distancia máxima para botijões P45 levados por mangueira Tubo Pex para Gás Amarelo DN26.

    Gostaria de deixar os botijoes a 150 metros da casa, na base de uma subida, onde a casa ficará no topo do morro.

    Só com a pressão dos P45 é possivel que o gás suba e alimente um fogão e um aquecedor de passagem ?

    • Fernando Lang disse:

      Certamente não apenas a distância mas também o desnível é importante. Deverás entrar em contato com um especialista (técnico ou engenheiro) em gás e sua distribuição para resolver a dúvida.

  30. mauricio disse:

    ola Professor, utilizo um p5 em um motorhome com aquecedor de agua 7 litros e quando me desloco para regiões do pais mais frias (3 graus de temperatura ambiente) o aquecedor não aquece a agua, fica apenas morna, mas em locais mais quentes, (mesmo bujão) mas a 15 graus de temperatura externa, por exemplo a agua sai muito quente.
    qual a razão: será que a temperatura externa baixa, diminui a pressão do gas dentro do bujão e este não chega na quantidade exigida pelo aquecedor?
    ou quando a quantidade de gas vai sendo consumida, a pressão interna tb diminui e reduz a quantia de gas que chega ao aquecedor?
    Sera que aumentando a passagem de gas na valvula reguladora resolveria esta questão da baixa temperatura externa? grato

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