液化石油气的基本知识

液化石油气的基本知识液化石油气是石油和天然气开采和加工过程中的副产品,它主要由丙烷和丁烷组成。它在常温常压下呈气态,但适当降低温度或升高压力就可以成为液态。这是因为液化石油气的临界压力较低,而临界温度较高的缘故。因此,“液化石油气”是指容易液化,通常以液态运输和储存的“石油气”。第一节液化石油气的一般特性•容易挥发•易燃易爆•毒性•液化石油气的重度•热值高•蒸发潜热高•腐蚀性•液化石油气的压力一、容易挥发为贮存、运输和分配的方便，将液化石油气由气态压缩成液态，其体积仅为原来的1/250～1/300。但一旦它以液体流出，就迅速挥发成250～300倍的气体扩散，因此大量液化石油气逸出时形成其蒸汽云就可能造成火球爆燃事故并产生严重后果。二、易燃易爆液化石油气和空气混合，并达到爆炸极限比例的下限值，如丙烷气与空气混合容积达到2.1～9.5％时，一旦遇明火，即使是静电或石头与金属摩擦、冲击所产生的微小火花都可能引起燃烧和爆炸。因此，灌瓶和存放钢瓶的仓库均应保持良好的通风。三、毒性液化石油气不像一氧化碳那样会使人的血液中毒，它基本无毒性。当空气中浓度小于1％时，只有轻微麻醉性。必须指出的是液化石油气燃烧需要25～30倍的空气，当空气不足，燃烧不完全时也会产生一氧化碳致使中毒。四、液化石油气的重度液化石油气液体重度小，大约是水的一半，但体积膨胀系数大，约水的10～16倍。液化石油气必须严禁超装。因此规定液化石油气贮罐和钢瓶的容积充装系数为85％，这一充装系数保证了即使在最高设计温度下，液化石油气贮罐或钢瓶内仍有5～15％的气相空间。如果不按规定充装，甚至严重超装，那么随温度上升，罐或瓶内就会全部充满液体，温度继续上升，液体膨胀受阻，压力急剧增加，从而导致罐或瓶体爆炸。液化石油气气体重度大，约为空气的1.5～2倍，在空气中液化石油气会迅速沿着地面流向低洼处存滞下来，一遇明火就会燃烧或爆炸。因此，液化石油气的泄漏是十分危险的。五、热值高•液化石油气燃烧时，发热量高，其低热值为87.92～108.86兆焦/标米³（21000～26000千卡/标米³），相当于一般煤焦制气的六倍。六、蒸发潜热高液化石油气由液相变为气相时，需要吸收很多热量，如蒸发一公斤丙烷，需要422600焦耳的热量。因此液化石油气燃烧时，钢瓶内液化石油气必须通过瓶壁向周围大气吸收所需要的蒸发潜热，以不断蒸发补充燃烧所需的气量。若所需的气化量很大，而供蒸发的热量补给不足，液体本身温度就会下降，同时造成蒸汽压下降，气体流出量相应减少，以至影响正常燃烧。此外，气化速度太快，会导致容器内外温度急骤降低，应注意防止人体皮肤与其直接接触，以免造成冻伤。七、腐蚀性•液化石油气一般没有腐蚀性能，但当残液中硫化物含量较高时，对钢瓶有一定的腐蚀作用。液化石油气会使橡胶和石油制品溶胀。因此输气软管要用耐油胶管。八、液化石油气的压力液化石油气的压力是随着环境温度和组分而变化的。当组分一定时，压力只取决于温度。因此在设计液化石油气贮罐时，必须考虑温度和组分，并以此确定设计压力。在设计上则应严格控制操作温度不得超过设计温度。因此在夏季需采取喷淋冷却措施，防止曝晒超温；在冬季由于气温低，罐内液化石油气的压力随之降低，但当它难以气化时，不准用蒸汽加热强制气化，也不能用超过50℃的热水加热罐体。液化石油气在贮罐内当在允许充装范围，组分一定时其压力与罐内液化石油气的存量无关，即在使用过程中，温度变化不大，压力也几乎不变。第二节液化石油气的来源液化石油气主要来源于天然气，油田伴生气，石油炼厂气和石油化工副产气。一、从天然气和油田伴生气中获得•在一定条件下,从天然气和油田伴生气经过适当分离和处理,可获得液化石油气。•从天然气中获得的液化石油气中不含丙烯和丁烯。•油田伴生气中含有较多的丙烷和丁烷。二、从石油炼厂气中获得•在石油炼厂的常减压蒸馏、催化裂化、热裂化、铂重整和延迟焦化等加工过程中均可获得石油炼厂气。它经过适当分离和处理可以得到液化石油气。•石油炼厂的液化石油气产率取决于原油成分、性质、工艺流程、加工方案及热平衡方案等。一般为炼厂原油处理总量的4～5%。三、从石油化工厂获得•石油化工厂以石油及中间产品为原料生产基本化工原料的同时，可副产液化石油气。其主要来自乙烯装置和合成橡胶装置。•用丙烷裂解方法制取乙烯，同时副产丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。一座年产30万吨乙烯装置经分离后可副产1.5万吨液化石油气供作城市燃料。•从液化石油气中分离出丁烯用以生产顺丁橡胶时，对液化石油气分离后的其它C3、C4组分可作其他产品原料或供城市燃气用。第三节民用液化石油气的组分与质量一、液化石油气的组分液化石油气并不完全是由纯丙烷和纯丁烷组成，此外还有丙烯、丁烯以及它们的同分异构体。在有机化合物中普遍存在着同分异构体，凡是分子式相同，而结构不同，即分子中各原子间的排列方式不同，因此性质也不同的化合物叫做同分异构体。该现象称为同分异构现象。因此液化石油气是含有三个或四个碳原子的碳氢化合物的混合物，习惯上称为C3C4，二、液化石油气的质量•液化石油气的质量指标•1、液化石油气国家标准（国产气标准）•2、沙特阿美公司产品技术标准（冷冻丙烷）•3、沙特阿美公司产品技术标准（冷冻丁烷）1、液化石油气国家标准项目质量指标试验方法密度（15℃），kg/m2报告SH/T0221（1）蒸气压（37.8℃），kPa不大于1380GB/T6602（2）C5及C5以上组分含量，%（V/V）不大于3.0SH/T0230残留物蒸发残留物，mL/100mL不大于0.05SY/T7509油渍观察通过（3）铜片腐蚀，级不大于1SH/T0232总硫含量，mg/m2不大于343SH/T0222游离水无目测（4）（1）密度也可用GB/T12576方法计算，但仲裁按SH/T0221测定。（2）蒸气压也可用GB/T12576方法计算，但仲裁按GB/T6602测定。（3）按SY/T7500方法所述，每次以0.1mL的增量将0.3mL溶剂残留物混合物滴到滤纸上，2min后在日光下观察，无持久不退的油环为通过。（4）在测定密度的同时用目测法测定试样是否存在游离水•液化石油气应符合上表规定的要求。为确保安全使用液化石油气，要求液化石油气具有特殊臭味。必要时加入硫醇、硫醚等硫化物配制的加臭剂，加入量不得超过0.001%（m/m）。2、沙特阿美公司产品技术标准冷冻丙烷LPG(a)项目质量指标试验方法组成，液体体积，%乙烷丙烷丁烷戊烷及以上组分总烯烃含量≤2.0≥95.0≤4.00≤0.1ASTMD-2163铜片腐蚀，级≤1bASTMD-1838硫化氢，10-6（wt）（b）≤5…………………检验规程200.14UOP-212密度，15.6℃/15.6℃(600F/600F)报告ASTMD-2598总硫含量，10-6（wt）（μg/g）≤30ASTMD-2784/D-404537.8℃(1000F)时的蒸气压，kPa（表压）[磅/英寸2（表压）]≤1380（200）ASTMD-2589/D-1267水含量，10-6（wt）≤10(c)ASTME-700•a.冷冻丙烷LPG中不要求加入加臭剂。•b.仅当挥发硫试验的结果大于5×10-6时，才须做硫化氢试验。硫化氢试验结果合格时，报告上应填写“5×10-6”。•c.产品中应不含游离水。3、沙特阿美公司产品技术标准冷冻丁烷LPG(a)项目质量指标试验方法组成，液体体积，%丙烷异丁烷正丁烷戊烷及以上组分≤2.0≥29.0≤68.0≤1.0ASTMD-2163铜片腐蚀，级≤1ASTMD-1838硫化氢，10-6（wt）（b）≤5…………………检验规程200.14UOP-212密度，15.6℃/15.6℃(600F/600F)报告ASTMD-2598总硫含量，10-6（wt）（μg/g）≤30ASTMD-2784/D-404537.8℃(1000F)时的蒸气压，kPa（表压）[磅/英寸2（表压）]≤483（70）ASTMD-2589/D-1267水含量，10-6（wt）≤10(c)ASTME-700•a.冷冻丙烷LPG中不要求加入加臭剂。•b.仅当挥发硫试验的结果大于5×10-6时，才须做硫化氢试验。硫化氢试验结果合格时，报告上应填写“5×10-6”。•c.产品中应不含游离水。四、液化石油气的沸点项目甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷沸点（℃）-161.5-88.5-42.17-0.5-11.73项目乙烯丙烯沸点（℃）-103.9-47.7冷冻丙烷、丁烷的温度•1、冷冻丙烷•2、冷冻丁烷五、液化石油气饱和状态的密度温度（℃)丙烷正丁烷异丁烷丙烯丁烯-1丁烯-2异丁烯-10542.9611.5592.4550.4629.3637.3628.1-5536.4606.6586.70529.7601.0581.0+5522.8595.7575.3+10515.9590.1569.4+15508.8584.6563.4+20501.1578.9557.3•液体的密度随温度的升高而减小。但压力对液体的密度影响很小。因随着压力升高，液体的体积变化不大。故可以忽略压力对液体密度的影响。六、液体的比重•液体的比重是指液体单位体积重量与同体积的水的重量之比。•工程上一般将某液体20℃、0.1013兆帕时单位体积重量与纯水在4℃时的相同体积之比，称作该液体的比重，用符号d表示，它是无量纲的物理量。•因为纯水在0.1013兆帕、4℃时的重度（密度）为1千克/升，因此液体的比重和重度（密度）在数值上是相等的。•液化石油气液体的比重，在一定范围内是随着温度的上升而直线地减小。但压力的影响一般可以忽略。•在常温20℃左右液化石油气液体比重大约是0.5~0.6，即为水的一半多一点。•由于液化石油气液体比重很小，而体积膨胀系数却很大，约是水的10~16倍，因此温度的影响要特别注意。•当液化石油气温度升高时，体积急剧增大，比重迅速减小，因此充装时罐（瓶）内必须留有足够的膨胀空间。20℃七、液化石油气的蒸汽压•定义P12•气、液两相达到平衡时的蒸汽压力。•组成成分的沸点越低，混合物的蒸汽压越高。随温度的升高，蒸汽压也越大。•蒸汽压与该密闭容器的大小及液量无关，仅取决于液化石油气的组分和温度。