Siedepunkt / Verdampfung

Propan und Butan unterscheiden sich hauptsächlich durch den unterschiedlichen Siedepunkt, also dem Temperaturpunkt, ab dem eine Verdampfung einsetzt.

Der Siedepunkt liegt	bei	Propan über – 42°C
	bei	Butan über +- 0°C

Diese Siedepunkte bedeuten, dass bei einer Temperatur unter –42°, Propan flüssig bleibt. Butan ab einer Temperatur von unter +- 0°C flüssig bleibt.

Da das Gas für die Verwendung der Geräte aber nur aus der Gasphase und niemals aus der Flüssigphase verwendet werden kann und darf, ist gerade der Siedepunkt ein ausschlaggebender Wert.

Theoretisch könnte man also bei Temperaturen unter –42°C, Propan in einem offenen Gefäß transportieren. Aber Theorie und Praxis sind weite Unterschiede und spielen natürlich bei der Sicherheit eine große Rolle.

Die Verdampfung setzt also bei zunehmender Temperatur ein. Man könnte als Beispiel Wasser heranziehen. Wird Wasser erhitzt, setzt die Verdampfung bei +100°C ein. Bei Propan liegt dieser Punkt eben bei (minus) –42°C und bei Butan bei +-0°C. Die Wärme wird dem Flüssiggas von Aussen durch die Behälterwandung zugeführt. Auch bei Minusgraden ist die Umgebungstemperatur bei Propan daher immer noch eine Wärmequelle, aber eben nicht bei Butan.

Der Siedepunkt, der ja die Verdampfung beeinflusst, spielt aber auch beim Druck in dem Druckbehälter / Flüssiggasflasche eine große Rolle. Als Vergleich wieder das Wasser. Wenn man es zum Kochen bringt, wird der Druck höher.

An einer Dampfdruckkurve kann man die Druckverhältnisse bei Flüssiggas im Zusammenhang mit der Temperatur ablesen. Über den Druck ist daher eine Temperaturbestimmung möglich.

Es ist also sehr wichtig zu wissen, dass sich Flüssiggas durch Erwärmung ausdehnt und dabei gleichzeitig der Druck in einem Behälter erhöht wird, wenn keine Ausdehnungsmöglichkeit im Behälter zur Verfügung steht. Unabhängig von der Menge in einem Behälter. Das erklärt, dass über eine Druckmessung die Füllmenge in einem Behälter nicht messbar ist.

Eine Druckmessung würde immer nur zwei Dinge anzeigen:

1. die Umgebungstemperatur, durch den unterschiedlichen Druck bei Temperaturveränderung
   
   
2. ob Propan oder Butan im Behälter ist, durch den unterschiedlichen Druck der beiden Gase.

Die Füllmenge ist durch Druckmessung nicht zu bestimmen.

Das bedeutet aber auch, dass in einem Behälter immer eine Gasphase neben der Flüssigphase vorhanden sein muss, damit der evtl. steigende Druck bei Temperaturerhöhung in der Gasphase abgefangen werden kann. Sonst könnte der Druckbehälter bersten.

Die Gasphase in einem Druckbehälter ist daher bei der Verwendung ein wesentlicher Sicherheitsaspekt. Die Gasphase befindet sich immer über der Flüssigphase. Der Druck wird also bei steigenden Umgebungstemperaturen über die Gasphase abgefangen. Im Klartext bedeutet es, dass bei der Befüllung, der Druckbehälter / die Gasflasche nie ganz gefüllt werden darf, damit eine Gasphase vorhanden bleibt.

Pauschal kann man sagen, dass der Gasbehälter nur zu 80% mit Flüssigphase gefüllt werden darf.

Da die Füllmengenbestimmung also durch Druckmessung nicht möglich ist, erfolgt eine Befüllung nur nach Gewicht, also gravimetrisch. Zumal man durch den Druckbehälter / Gasbehälter nicht hindurch sehen kann. Bei den zugelassenen Füllstationen erfolgt die Befüllung immer über eine Waage und dann noch über eine Kontrollwaage.

Eine Mengenbestimmung in einer Flüssiggasflasche ist für den Verwender / Betreiber einer Anlage am einfachsten mit einer so genannten Sackwaage bestimmbar. Das Taragewicht, dass auf dem Typenschild angegeben ist, zieht man von dem Gesamtgewicht ab.

Neuerdings sind auch Geräte auf dem Markt, die mit einer Ultraschallmessung die Inhaltsmenge bestimmen:

Eine Selbstbefüllung von Gasflaschen, mit auf dem Markt angebotenen, nicht zugelassenen, Umfüllschläuchen, ist aus vorgenannten Gründen nicht nur verboten, sondern auch absolut gemeingefährlich. Wer so etwas macht, ist sich offensichtlich nicht über die Tragweite seiner Handlung im Klaren. Leider gibt es jedoch immer wieder einige, die meinen, sie wüssten es besser. Jedoch beweisen Unfälle das Gegenteil. Nach dem Produkthaftungsgesetz haftet im Übrigen auch der Verkäufer solch eines Artikels für Schäden, wenn dieser Artikel an Unbefugte / den Nichtfachmann ausgeliefert wurde.

Beispiele für falsche Befüllung:

1. falsche Befüllung von blauen GAZ-Flaschen mit Propan ohne Sicherheitsgaspolster, führte gleich nach der Wende in der ehemaligen DDR, auf einem Boot dazu, dass bei ansteigender Temperatur bei mehreren Butan – Gasflaschen das Federdruckventil heraus gesprengt wurde. Ausser dem Krach ist per Zufall kein größerer Schaden entstanden. Lediglich der Mast des Segelbootes war durch ein Ventil durchschossen.
   
   
2. bei einem Unfall in Spanien 1973, platzte der Tankbehälter eines Tanklastzuges durch die Überfüllung mit 3,8 t. Hier fehlte das Sicherheitsgaspolster. Beim Befüllen im Morgengrauen sind wohl eindeutig alle Sicherheitsbedingungen ignoriert worden. In der Mittagshitze hielt der Behälter dem Druck nicht mehr stand und platzte. Das Gas entzündete sich leider am Motorwagen und rollte als brennende Walze, mit einer verheerenden Wirkung über einen Campingplatz.

Die Anschlussgewinde der deutschen Gasflaschen sind leider nicht identisch mit Anschlüssen ausländischer Gasflaschen. Hier hat fast jedes Land seine eigenen Vorstellungen. Eine Gewindevereinheitlichung nur in der EU, ist zurzeit kaum zu erwarten oder durchführbar. Für eine Befüllung deutscher Propanflaschen im Ausland kann es daher sehr hilfreich sein, so genannte Zwischenstücke mit auf die Reise zu nehmen:

Mit diesen jeweiligen Zwischenstücken können dann von den ausländischen Füllstellen die Gewinde überbrückt werden, wenn die Füllstelle nicht auf deutsche Nutzer eingerichtet ist.

Umgekehrt gibt es auch Zwischenstücke auf dem Markt, um eventuell eine ausländische Gasflasche an eine deutsche Anlage / Druckregler anzuschließen:

Allerdings setzt sich auch im Ausland immer mehr ein Sicherheitsdenken durch und damit auch neue Füllvorschriften, die nicht immer gerade für einen Reisenden von Vorteil sind. Manchmal stösst man bei einem Füllwunsch schon auf richtige Probleme, die auch unterschiedlich gehandhabt werden.

Der Druck in einem Behälter ist also sehr wichtig im Zusammenhang mit der Sicherheit.

Bei Propan ergeben sich durch eine Temperaturveränderung folgende ca. Werte beim Druck:

bei 1°C Temperaturerhöhung – Druckanstieg	= 0,3 bar
also bei 10°C Temperaturerhöhung – Druckanstieg	= 3,0 bar
somit hochgerechnet bei einer Umgebungstemperatur von
+20°C – Druck	= 7,0 bar
+30°C – Druck	= 10,0 bar
+40°C – Druck	= 13,0 bar

Es zeigt sich, dass diese Drücke bei Anstieg durch Sonnenbestrahlung unproblematisch sind. Es sei denn, die Sonnenbestrahlung würde intensiviert durch Glas oder Spiegel oder andere Umstände. Natürlich können diese Angaben bei den Temperaturverhältnissen in wärmeren Zonen nicht herangezogen werden. Deshalb verwendet man dort auch vornehmlich Butan, da der Druck bei Butan, bedingt durch den höheren Siedepunkt, ja wesentlich geringer ist:

Butan +20°C – Druck = 1,2 bar

Dieser geringere Druck, eben bedingt durch den höheren Siedepunkt, ist der Grund, weshalb die blauen Butan-GAZ-Flaschen dünnwandiger sein können. Deshalb aber auch nie mit Propan gefüllt werden sollen.

In Gasfeuerzeugen aus Kunststoff befindet sich immer Butan, wegen des geringen Druckes. Bei Kälte funktioniert das Feuerzeug aber nur durch die Wärme, die in der Hosentasche erzeugt wird.

Ist bei der Befüllung das Gaspolster / die Gasphase nicht berücksichtigt worden, kann es zu schwer wiegenden Unfällen kommen.

Hier die Werte bei unvorschriftsmäßiger Befüllung:

bei 1°C Temperaturerhöhung – Druckanstieg	= 7,0 bar
also je 10°C Temperaturerhöhung – Druckanstieg	= 70,0 bar

Die laut Druckbehälterverordnung zugelassenen Gasbehälter wie Treibgastank und Gasflasche, würden die Druckbelastung bei unvorschriftsmäßiger Befüllung kaum standhalten. Die Behälter würden bei einem Druck gegen 100 bar bersten. Natürlich nicht, wie vermeintlich oft fälschlich behauptet, explodieren. Explodieren könnte das Flüssiggas nur, wenn auch gleichzeitig nach dem Bersten eine Zündquelle vorhanden wäre, um die gesamte Menge auf einmal zu zünden.

Gegenüber dem Ausland hat jede deutsche Propangasflasche ein Sicherheitsentnahmeventil. Dieses Ventil ist so eingestellt, dass es bei einem unkontrollierten Druckanstieg, bei ca. 30 – 35 bar abbläst. Das einzuschraubende Sicherheitsventil zur Benutzung einer Butan-GAZFlasche bläst bereits bei ca. 14 bar ab. Nachdem der Druck sich wieder auf das Normale stabilisiert hat, würde das Sicherheitsventil wieder schließen.

Das Sicherheitsventil ist aber nicht dafür gedacht, abzublasen, wenn eine falsche Befüllung erfolgt und könnte darauf auch gar nicht so schnell ansprechen. Die Funktion dieses Sicherheitsventils ist bei langsamen Druckanstieg gegeben und auch nicht bei einem Druckanstieg, wo der Behälter plötzlich einem Feuer ausgesetzt wäre. In der Praxis ist es schon vorgekommen, dass Gasflaschen bei einem Brand im Feuer standen. Die Festigkeit des Stahlmantels nimmt bei Feuer stark ab, gleichzeitig steigt der Druck in der Flasche an. An der schwächsten Stelle reißt der Stahlmantel auf und das Gas tritt aus. Es gibt natürlich ein zusätzliches Feuer, aber keine Explosion. Die Stahlflasche bleibt als flaches Blech über oder wenn die Gasflasche am Boden aufreißt, kann es passieren, dass die Füllung wie eine Treibladung wirkt und die Flasche durch die Gegend fliegt.

Wie schon ausgeführt, spielt die Gasphase in jedem Behälter aber nicht nur für die Sicherheit und bei der Befüllung eine sehr wichtige Rolle, sondern aus der Gasphase ist ja das "Brenn"-Gas zu Brennzwecken, also zum Betrieb der Geräte, zu entnehmen.

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