東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　先日の記事「LPG(液化石油ガス)の代わりにLNG(液化天然ガス)が使えるか」では室温では天然ガス(メタン）は液化しないのLNGにはならない。だからLPGにはかなわない。と書きました。

　確かに液化しないならLNGとは呼べませんね。でも問題はボンベにどれくらい詰め込むことができるかです。液化しないなら思い切り高圧にガスを押し込んでしまえば良いのでは。液化はしなくても液体と同じくらいの密度でボンベに詰め込むことができれば良いしょう。

　家庭用のLPGの主成分であるプロパンは大気圧では-42℃で液化。そのときの密度は0.493g/mLです。LPGボンベの中ではこれより高圧で温度も高いので多少密度は変化すると思いますが、まずはボンベに詰め込む密度の目標値を0.5g/mLとしましょう。

　メタンを加圧して0.5g/mLの密度でボンベに詰める。そのときの圧力はどのくらいなのでしょうか。

　理想気体の状態方程式から密度ρ は

ρ=Mn/V=MP/(RT)

と表されることが分かります。ここでP,V,Tはそれぞれ圧力、体積、温度、nは物質量、Mは分子量、そしてRは気体定数です。Pについてとくと

P =ρRT/M 

です。これに M=16 g/mol、R=0.0821 L･atm/(mol･K)、室温20℃を想定してT=293.2K、それにρ＝0.5g/mLを代入します。単位に注して結果は

P=752 atm

となりました。

　750気圧。普通のボンベの5倍の圧力。これはいくら何でも大きすぎる。でもこの計算にはそれ以前の問題があるのです。