液化石油气是在炼油厂内,由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。它极易自燃,当其在空气中的含量达到了一定的浓度范围后,它遇到明火就能爆炸。
经由炼油厂所得到的液化石油气主要组成成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯中的一种或者两种,而且其还掺杂着少量戊烷、戊烯和微量的硫化物杂质。如果要对液化石油气进行进一步的纯化,可以使用醇胺吸收塔将其中的氧硫化碳进行吸收脱除,最后再用碱洗去多余的硫化物。
经由天然气所得到的液化气基本不含有烯烃。液化石油气主要是碳氢化合物所组成的,其主要成分为丙烷、丁烷以及其他的烷烃等。当然,液化石油气的成分组成也是有标准的,并不是该成分组成的所有物质都可以称为液化石油气,只有气体组成成分丙烷加丁烷百分之比超过百分之六十才可以被称为液化石油气。当然,并不是所有的标准都是一样的,在国外,他们对于液化石油气的规定就比较讲究,它的定义需要根据季节的变化来对丙烷和丁烷的成分进行调整。但是我国的液化石油气主要是对家庭进行使用,由此便没有那么多的讲究,如果是要将其运用到工业上来,我们就需要对液化石油气的组成标准制定进一步更加细化的配比规则了 。
用液化石油气作燃料,由于其热值高、无烟尘、无炭渣,操作使用方便,已广泛地进入人们的生活领域。此外,液化石油气还用于切割金属,用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。
成分指南
随着石油化学工业的发展,液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料,已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面,液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。催化裂解气的主要成份如下(%):氢气5~6、甲烷10、乙烷3~5、乙烯3、丙烷16~20、丙烯6~11、丁烷42~46、丁烯5~6,含5个碳原子以上烃类5~12。用来生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。
由炼厂气或天然气加压降温液化得到的一种无色挥发性液体,易燃。空气中液化石油气含量达一定浓度范围时,遇明火即爆炸。由炼厂气得到的液化石油气,主要组分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯(可以是一种或几种烃的混合物),并含有少量戊烷、戊烯和微量硫化物杂质。其中氧硫化碳用醇胺吸收塔脱除,并用碱洗法去除硫化物 。由天然气(包括油田伴生气)得到的液化气基本上不含烯烃。炼油厂汽油稳定操作塔顶产品为液化石油气。可用作发动机燃料、家用燃料、基本有机合成原料等。
来源和组成
液化石油气与石油和天然气一样,是化石燃料。液化气是在石油炼制过程中由多种低沸点气体组成的混合物,没有固定的组成。主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。尽管大多数能源企业都不专门生产液化石油气,但由于它是其他燃料提炼过程中的副产品,所以含有一定产量。
炼油厂在生产其他较为常用的燃料过程中生产液化石油气。
能源企业从地下汲取的天然气中,90%是甲烷。其余是各种液化石油气,从天然气提炼的液化石油气产量多少不等,一般在1%到3%。此外,液化石油气还可从原油中分离。精炼过程会有大约3%的液化石油气产量,如果对炼油厂设备进行优化集中提炼液化石油气,这一产量可以达到30%-40%。液化石油气气体的密度其单位是以kg/m3表示,它随着温度和压力的不同而发生变化。因此,在表示液化石油气气体的密度时,必须规定温度和压力的条件 。
物理性质
液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷。
丙烷的沸点是-42℃,因此是特别有用的轻便燃料。这就意味着即使温度很低,丙烷从高压容器释放后,也能立刻汽化。因此它是清洁燃料,不需要许多设备使其汽化并与空气混合。一个简单喷嘴就足够了。
丁烷的沸点约为-0.℃,温度很低时不会汽化。因此丁烷的用途有限,需与丙烷混和使用,而非单独使用。
每磅(1磅=0.45公斤)丙烷可以产生21548BTU(英制热量单位,1BTU=1055J)的能量,而每磅丁烷可产生21221BTU。下面是液化石油气与其他燃料产生的能量对比:
丙烷:21500BTU/磅
丁烷:21200BTU/磅
汽油:17500BTU/磅
煤:10000BTU/磅
木材:7000BTU/磅
成分:较多:“丙烷、丁烷”。较少:“乙烯、丙烯、乙烷、丁烯”等。
外观与性状:无色气体或黄棕色油状液体有特殊臭味。
密度:液态液化石油气580kg/m3,气态密度为:2.35kg/m3,气态相对密度:1.686(即设空气的密度为1,天液态液化石油气相对于空气的密度为1.686)
引燃温度:426~537℃
爆炸上限(V/V):9.5%
爆炸下限(V/V):1.5%
燃烧值:45.22~50.23MJ/kg
液化石油气气体的密度其单位是以kg/m3表示,它随着温度和压力的不同而发生变化。因此,在表示液化石油气气体的密度时,必须规定温度和压力的条件。
液化石油气液体的密度以单位体积的质量表示,即kg/m3。它的密度受温度影响较大,温度上升密度变小,同时体积膨胀。由于液体压缩性很小,因此压力对密度的影响也很小,可以忽略不计。
相对密度由于在液化石油气的生产/储存和使用中,同时存在气态和液态两种状态,所以应该了解它的液态相对密度和气态的相对密度。
液化石油气的气态相对密度,是指在同一温度和同一压力的条件下,同体积的液化石油气气体与空气的质量比.求液化石油气气体各组分相对密度的简便方法,是用各组分相对密度的简便方法,是用各组分的相对分子质量与空气平均相对分子质量之比求得,因为在标准状态下1mol气体的体积是相同的 。
化学性质
是由碳氢化合物所组成,主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%,低于这个比例就不能称为液化石油气。每个国家都有自己的标准,外国的石油公司对液化石油气比较讲究,他们是随季节的变化而调整丙烷和丁烷的配比。国产液化石油气主要供给家庭使用,还没有考虑到工业需要高质量的要求,所以生产出来的液化石油气丙烷、丁烷含量低且杂质多。
主要成分
液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。催化裂解气的主要成份如下(%):氢气5~6.甲烷10.乙烷3~5.乙烯3.丙烷16~20.丙烯6~11.丁烷42~46.丁烯5~6,含5个碳原子以上的烃类5~12。
热裂解气的主要成份如下(%):氢气12.甲烷5~7.乙烷5~7.乙烯16~18.丙烷0.5.丙烯7~8.丁烷0.2.丁烯4~5,含5个碳原子以上的烃类2~3。这些碳氢化合物都容易液化,将它们压缩到只占原体积的1/250~l/33,贮存于耐高压的钢罐中,使用时拧开液化气罐的阀门,可燃性的碳氢化合物气体就会通过管道进入燃烧器。点燃后形成淡蓝色火焰,燃烧过程中产生大量热(发热值约为92100kJ/m3-121400kJ/m3) 。
应用
使用领域
有色金属冶炼:有色金属冶炼中要求燃料热质稳定,无燃炉产物,无污染,而液化石油气都具备了这些条件。液化石油气被加热气化后,可以方便地引入冶炼炉燃烧。山东金升有色金属集团公司已将液化石油气成功地用于德国克虏伯熔炼炉的铜冶炼工艺,代替了原煤气燃烧工艺,减少了硫、磷等杂质的危害,提高了铜材质量 。
主要用途
用作石油化工的原料、亚临界生物技术低温萃取的溶剂,也可用作燃料 。
液化石油气主要用作石油化工原料,用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气,可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等,有时也控制烯烃含量。
(1)亚临界生物技术低温萃取
亚临界生物技术低温萃取是一种全新的油脂生产技术(液化石油气中的主要成分丁烷有4个碳原子,故称为4号溶剂),与广泛应用的6号溶剂浸出油脂技术相比,它具有显著的经济效益和社会效益。它的突出优点首先是“常温浸出、低温脱溶”,可以在不破坏油料中活性物质、植物蛋白的情况下提取油脂,为贵重油料的萃取及植物蛋白的开发利用创造条件。其次蒸汽消耗少,油脂生产过程中煤耗减少80%以上,从而降低成本,减少了“三废”的排放。同时与超临界萃取相比,具有成本很低,规模可以很大等优点 。
(2)窑炉焙烧
中国的各种工业窑炉和加热炉历来以烧煤为主,这不仅造成能源的浪费,排出的烟气也严重污染着环境。为此,国家有关部门提出中国能源今后发展任务是:优化能源结构,建立世界级清洁、安全、高效的能量供应体系,建立能源技术发展促进机制等。为适应这一任务的要求,许多工业窑炉和加热炉改用液化石油气作燃料,如用液化石油气来烧瓷制瓷砖;用液化石油气烘焙轧制薄板等,既减少了对空气的污染,又大大提高了产品的烧制质量。
(3)汽车燃料
据2000年中国城市环境状况公告显示,监测的338个城市中,超过国家大气质量二级标准的城市占到63.5%,其中超过三级的有112个,中国大气污染已由工业废物、煤烟气型向光化学烟雾型转变,大城市中汽车排放尾气成为大气的主要污染源之一。时下,城市空气污染源中约有70%来自汽车的废气排放。为解决这一问题,自20世纪末,中国各大中城市相继建起了汽车加气站,用液化石油气替代汽油作汽车燃料,这一燃料品种的改变,极大地净化了城市空气质量,也是液化石油气利用的又一大发展方向。
(4)居民生活
居民生活燃用液化石油气主要有管道输送和瓶装供给两种方式:
a.通输送:管道输送方式主要集中在大中城市进行,它是由城市燃气公司把液化石油气与空气、液化石油气与煤气或液化石油气与化肥厂排放的空气等混合后,通过管理直接输送到居民家中使用,时下,许多城市都实现了这种供应形式。
b.装供给:瓶装供给是通过一个密封钢瓶将液化石油气由储配站分配到各家各户,作为家庭灶具的供气源,它起源于20世纪60年代初,最早是在炼油厂和几个工业城市使用,现已发展到乡镇农村。在民用部地区就建有从事钢瓶供气的液化石油气储配站一万多个,有的个别乡镇平均建有2个以上。
由此可见,液化石油气的使用范围愈来愈广,使用量愈来愈大,发展愈来愈快。因此,加强对液化石油气知识的宣传学习,保证液化石油气的安全使用,是非常必要和迫切需要的。
注意事项
液化石油气是一种易燃物质,空气中含量达到一定浓度范围时,遇明火即爆炸 。气态的液化石油比空气重约1.5倍,该气体的空气混合物爆炸范围是1.7%~9.7%,遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏,不可麻痹大意,以免造成危害。
燃料优点
LPG是指经高压或低温液化的石油气,简称“液化石油气”或“液化气”。其组成是丙烷、正丁烷、异丁烷及少量的乙烷、大于碳5的有机化合物、不饱和烃等。LPG的具有易燃易爆性、气化性、受热膨胀性、滞留性、带电性、腐蚀性及窒息性等特点。
LPG主要是由丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)组成的,有些LPG还含有丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)。LPG一般是从油气田、炼油厂或乙烯厂石油气中获得。LPG与其他燃料比较,具有以下独特的优点。
(1)污染少
LPG是由C3(碳三)、C4(碳四)组成的碳氢化合物,可以全部燃烧,无粉尘。在现代化城市中应用,可大大减少过去以煤、柴为燃料造成的污染。
(2)发热量高
同样重量LPG的发热量相当于煤的2倍,液态发热量为45185~45980kJ/kg。
(3)易于运输
LPG在常温常压下是气体,在一定的压力下或冷冻到一定温度可以液化为液体,可用火车(或汽车)槽车、LPG船在陆上和水上运输。
(4)压力稳定
LPG管道用户灶前压力不变,用户使用方便。
(5)储存简单,供应灵活
与城市煤气的生产、储存、供应情况相比,LPG的储存设备比较简单,气站用LPG储罐储存,又可装在气瓶里供用户使用,也可通过配气站和供应管网,实行管道供气;甚至可用小瓶装上丁烷气,用作餐桌上的火锅燃料,使用方便。
由于LPG有上述优点,所以被广泛用作工业、商业和民用燃料。同时,它的化学成分决定了LPG也是一个非常有用的化工原材料,因而也广泛用于生产各类化工产品 。
供应方式
通常有瓶装、管道和分配槽车三种供应方式。
(1)瓶装供应
将液化石油气灌入钢瓶向用户供应。液化石油气钢瓶是薄壁压力容器各国规格不一,家庭使用的钢瓶容量有10、12、15、20公斤等;公共建筑和小型工业用户使用的钢瓶容量有45、50公斤等。液化石油气储配站用专用灌装机具将液化石油气灌装到钢瓶里,并经供应站或直接销售给用户。
液化石油气应按规定的灌装量进行灌装,瓶内气相、液相共存,压力为当时环境温度下的饱和蒸气压(例如20°C时丙烷饱和蒸气压约为800千帕,正丁烷约为200千帕)。
使用时气态液化石油气经减压器减压后送至燃具,瓶内液态液化石油气吸收环境热量而连续自然气化。当用户用量较大靠自然气化方式不能满足使用要求时,可采用强制气化方式供气。强制气化是在专用气化装置中利用外部热源使液化石油气连续气化。一般家庭用户多采用单瓶供气或双瓶切换供气,公共建筑、商业和小型工业用户多采用瓶组供气。
(2)管道供应
通过管道将气化后的液化石油气供给用户使用。这种供应方式适用于居民住宅小区、高层建筑和小型工业用户。液化石油气管道供应系统由气化站和管道组成。气化站内设有储气罐、气化器和调压器等。液化石油气从储气罐连续进入气化器,气化后经降低压力,通过管道送至用户。为防止液化石油气在管道中再液化,必须正确地确定调压器出口压力。气化后的液化石油气还可利用专用装置使之与空气或低发热量燃气掺混并通过管道供应用户。
(3)分配槽车供应
利用汽车槽车向用户供应液化石油气。这种槽车称为分配槽车,其结构与运输槽车(见液化石油气运输)大体相同,容量一般为2~5吨,车上装有灌装泵。分配槽车的供应对象主要是距离其他燃气来源较远的各类用户。用户自备小型固定储气罐(容量半吨至数吨)接收液化石油气。分配槽车也可作为流动的灌瓶站,向远离供气中心区的居住小区的用户钢瓶灌装液化石油气 。