液化石油气基本知识.pdf

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1、液化石油气基本知识 一、液化石油气的来源、组成 1、液化石油气的来源 液化石油气是在石油天然气开采和炼制过程中,作为副产品而取得到的以丙烷、丁烷为主要成分的碳氢化合物;在常温常压下为气体,只有在加压或降温的条件下,才变成液体,故称为液化石油气;常温下,液化石油气中的乙烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷等均为无色无嗅的气体,他们都比水轻,且不溶于水;液化石油气中的刺鼻味是由在运输及储存过程中特意加入的硫醇和醚等成分产生的,便于液化石油气泄漏时使用者察觉判断;液化石油气,英文 Liquefied Petroleum Gas,缩写 LPG;2、液化石油气的组成 主要成分：丙烷 C3H8、丁烷 C4H10 少

2、量成分：甲烷、乙烷、丙稀、丁烯;残液：液化石油气钢瓶里总有微量液体用不完,该部分液体称为残液,其主要成分为戊烷及戊烷以上碳氢化合物;液化石油气国家标准规定残液含量不大于3%;二.液化气的生产：主要从炼油厂在提炼的裂解过程中产生;在炼厂及化工厂的常减压蒸馏、热裂化、催化裂化、铂重整及延迟焦化等加工过程中都可以得到液化气,一般来讲,提炼 1 吨原油可产生3%-5%的液化气；也可从天然气中回收液化气;从油田出来的原油和湿气混合物经气液分离器分离,上部出来的天然气送到一个储气罐中,经过加压 16kg/cm2 再分馏,用柴油喷淋吸收；天然气干气从塔顶送出,吸收了液化气的富油经过分馏塔,在 16kg/cm

3、2 压力下冷凝为液态,形成液化气;LPG 的生产主要有 3 种方法;1、从油、气田开采中生产 在油田开采时,反携带有原油中的烃类气体或气田开采时,携带在天然气中的其他烃类,经初步分离及处理后,再集中送到气体分离工厂进行加工,最后分别获得丙烷、丁烷;在一定压力下或冷冻到一定的温度将丙烷、丁烷分别进行液化,并分装在不同的储罐内;生产商可分别出售丙烷、丁烷,也可按用户要求,把丙烷、丁烷按一定比例,调配成符合质量标准的LPG 再出售;2、从炼油厂中生产 LPG 是炼制过程中的副产品;通常原油在常减压蒸馏、热裂化这种工艺在我国基本上已淘汰、催化裂化、催化重整、加氢裂化及延迟焦化等工艺装置加工处理过程中都

4、会产生烃类气休,这些气体经吸收稳定工序后,在一定压力下分离出干气贫气与富气;干气的主要组分为甲烷和非烃类气体,还有少量的乙烷和乙烯等;通常将这类气体直接送到气柜集中,然后分送到炼油厂的加热炉中作燃料；富气的主要组分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯类,还有少量戊烯类及非烃类化合物,这类气体在一定压力下成为主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯组成的 LPG;我国炼油厂的 LPG 主要从催化裂化装置中获得;3、从乙烯工厂中生产 在轻油或轻烃进行裂解生产乙烯的过程中,也会产生 LPG 组分,由乙烯工厂的生产目标,决定了这类工厂生产出的 LPG 质量较差,一般含碳四组分高;如果炼油厂与乙烯工厂是同属一个单位,通常可把这

5、两种来源不同的 LPG 进行适当的调配,以便获取符合国家标准的 LPG;三、液化石油气的用途 1、民用燃气：烹调、烧水、取暖等;2、工业用：干燥、定型、发泡、熔化金属、烘烤等;3、农业生产：烘烤、采暖、催熟等;四、液化石油气的物理化学性质 1、密度：在标准状态下 0、1 个大气压单位体积物质所具有的质量;单位：气态：Kg/Nm3 液态：KG/升 丙 烷 丙 烯 正丁烷 异丁烷 丁烯1 异丁烯 气态密度 2.01 1.93 2.70 2.69 2.50 2.50 液态密度 0.5297 0.5454 0.6010 0.5810 0.6177 0.6165 混合气气态密度为各组分在同一状态下的密度

6、与各组分体积百分数之和;2、比重：一物质的密度与某一标准物质的密度之比;气态的液化石油气比重是空气的 1.52 倍,它扩散后处于空气的下部,可以由高处流向低洼的地方,积存在通风不好和不易扩散的地方;液态液化石油气比水轻,其比重在 0.50.6 之间;3、体积膨胀系数 液体一般受热膨胀,温度越高膨胀得越厉害;液化石油气的膨胀系数是水的 16 倍左右;因此,容器灌装时必须要留出一定的空间;液化石油气充装系数为 85%在常温常压的条件下是安全的;4、饱和蒸气压 正常的液化石油气钢瓶内的压力,就是液化石油气的饱和蒸气压;所谓的饱和蒸气压,是指在一定的温度下,液化石油气的气态、液态互相平衡时的蒸气压力,

7、即液体的蒸发速度同气体的凝聚速度相等时的压力;液化石油气的饱和蒸气压随着温度的变化而变化的,温度升高,饱和蒸气压变大;民用液化石油气钢瓶设计温度为+6040,是以液化气在+60的饱和蒸气压力来设计压力的,即以 1.57MPa为设计压力;5、气化潜热 液体气化时要吸热,单位重量的液体气化所需的热量称为气化潜热;气化潜热比较直观的表现是钢瓶大量供气时,由于其液体蒸发所需大量蒸发潜热,会使钢瓶温度降低,如果周围温度不太高,来不及提供所需大量热量,钢瓶的温度就会继续降低以至把周围的水蒸气凝结为露或霜,一旦发现钢瓶上有露或有白霜,即应适当提高室内空气温度或降低液化石油气的用气量,否则液化石油气压力会因室

8、温低而降下来,以至影响正常供气;1 千克液化石油气由液态变为气态时,需要吸收约96.117Kcal 的热量一个物理大气压沸点时;6、闪点 在一定的温度下,液化石油气由液态蒸发为气态,而这种气体与空气混合后可以形成可燃的混合气体,当这种气体与火焰接触时,能产生瞬间火花,这种火花即为一瞬间发生的燃烧,称为闪燃;气体能发生闪燃的最低温度就称为该气体的闪点;液化石油气的主要成分闪点都很低,如丙烷为104、丁烷为82、丙烯67、丁烯类约80,即使是残液戊烷的闪点也是40,闪点低意味着危险程度大,液化石油气比汽油、煤油等轻质油品引起火灾的危险性大;7、燃点 气态液化石油气与空气混合后,与明火接触能发生连续

9、燃烧的最低温度,就称为它的燃点,也就是它的着火温度;常压下液化石油气的燃点为470510之间;8、沸点 液体的温度升高,液体的蒸气压也随之升高直到蒸气压与外界压力相等,如果温度升高到一定数值,液体内部也发生气化,这种现象叫沸腾,沸腾时的温度叫沸点;沸点随外界压力的上升而增大,随压力下降而降低,比如高山上空气稀薄,压力小于 1 个大气压,水的沸点低于 100,水的沸点在一个大气压的情况下是 100,而液化石油气中的丙烷在一个大气压的情况下的沸点为42,而当所受压力增加到 8 个大气压时,其沸点提高到+20;9、露点 气态液化石油气在冷却或加压时,会凝结成露液,此刻的温度叫露点;在 1 个大气压时

10、,丙烷的露点为42,8 个大气压时,露点值为+20,即由此温度继续下降,则开始由气态变为液态;从数字上可以看出,液态液化石油气的沸点和气态的露点,在同一压力的情况下是同一数值,实际上即为液化石油气的饱和压力值下的饱和温度值;10、爆炸极限 当液化石油气与空气混合并达到一定浓度,遇到明火就会引起爆炸,这种能爆炸的混合气体中所含燃气的浓度极限称为爆炸极限,一般用体积百分数表示;在混合气体中当燃气减少到不能形成爆炸混合物时的那一浓度,称为可燃气体的爆炸下限,而当燃气增加到不能形成爆炸混合物时的那一浓度,称为爆炸上限;液化石油气的爆炸极限范围为1.59.5%;五、液化石油气的特性及其危险性 1、液化石

11、油气的特性 易挥发 液化石油气在常温常压下吸热立即挥发成为气体,体积骤然膨胀约 250300 倍,急剧扩散蔓延;易燃、易爆 液化石油气的闪点低,为14040,危险性大,液化石油气气体与空气接触后,可被微小火星点燃,其燃烧值较高,为 2.101042.90104Kcal/m3,高于天然气的燃烧值;液化石油气的燃烧速度为0.380.5m/s;低腐蚀性 液化石油气含硫量低,一般没有腐蚀性,但能使橡胶软化,使那些油脂的油漆和脂膏溶解;所以液化石油气使用的是专用高压胶管;微毒性 液化石油气在空气中的浓度低于1%时,对人体健康没有危险,但是,长时间接触浓度较高的液化石油气,对神经系统会产生不良影响；空气中

12、液化石油气浓度超过 10%时,会使人窒息;热胀冷缩 液化石油气和其它物体一样,也具有热胀冷缩的性能,液化石油气的膨胀系数比水大 16 倍左右;根据计算,钢瓶在装满液化石油气的情况下,温度每升高 1,压力就会上升23Mpa;所以,只要温度升高35,内压就会超过普通钢瓶的8Mpa的胀裂限度;所以,严禁超装是液化石油气安全操作必须严格遵守的规程;2、液化石油气的危险性 爆炸火灾危险性 液体闪点越低,火灾危险性越大,由于液化石油气的闪点低,不论在寒冬或炎夏都无需加热,遇火即能燃烧;液化石油气属一级火灾危险等级;液化石油气爆炸下限低,爆炸范围大,遇火源就有燃烧、爆炸的危险,其爆炸速度为 20003000

13、 m/s,火焰温度高达 2000;液化石油气热值很高,液体低发热值达 11000kcal/kg,气体低发热值为2200026000kcal/m3,是一种很好的燃料;但是,一旦发生着火爆炸事故,就会造成严重的破坏;由于它比空气重,容易停滞和积聚在地面的空间、坑、沟、下水道和墙角等低洼处,一时不易被风吹散,与空气混合形成爆炸性物质,遇火源便可引起爆炸;因此,液化石油气应储存在通风良好的场所;冻伤危险性 液化石油气的沸点范围较低,低温或经加压而成液体,通常贮存在贮罐或钢瓶内,一旦泄漏,液化气体大量喷出,由液态急剧变为气态,便从周围的环境中大量吸热而造成低温,若管道阀门处泄漏,会在泄漏处形成低温、结冰

14、,严重的可能影响阀门的关闭;若检修时,有可能出现大量喷液情况,如喷溅到人体上,会造成冻伤;此外,当身上喷有液态液化石油气时感到很冷,没有及时脱换衣服,如遇火、可能“引火烧身”遇到这种情况,应立即用湿布或水灭火,严防事故扩大;中毒危险性 液化石油气具有微毒性的特性,高浓度的液化石油气被人吸入体内,对人的中枢神经有麻醉作用,会使人昏迷、呕吐,严重时可使人窒息死亡;此外,液化石油气燃烧需要 2533 倍的空气,缺氧导致燃烧不完全,也会产生一氧化碳等有毒气体;六.怎样区别液化石油气的质量 从颜色来看,质量好的液化石油气燃烧时火焰呈淡蓝色,质量差的火焰呈黄色或红色灶具问题例外;从燃烧效果来看,使用同样的

15、灶具,烧同样重量的水至沸点,质量好的液化石油气要比质量差的要快;质量好的液化石油气燃烧比较充分,很少有残液,燃烧时产生的烟垢少,质量差的液化石油气燃烧不充分,燃烧时产生的烟垢多;七.进口液化石油气与国产液化石油气相比,进口液化气具有以下优点：燃烧充分完全,挥发速度快,火力强劲,火焰蓝色,使用完后钢瓶瓶底残液极少;而国产液化气燃烧不完全,火焰呈红色,质量差时会熏黑锅底,残液较多;进口液化气比国产的质量好的原因：此前我们曾经介绍过,液化石油气的主要成份是含有3个碳原子及4个碳原子的碳氢化合物,分别俗称碳三及碳四;另外,有的还含有少量的碳五、硫化物及水等杂质;碳五沸点较高,在常温下不易气化,常被称为

16、残液;国产液化气由于一般是未加分离的石油炼厂气,所以通常都含有少量的碳五、硫化物及水等杂物,而进口液化气由于采用了分离工艺技术,基本上不含有碳五、硫化物及水等杂质,而且可以分组贮存,能够根据用户的要求提供任意组分及配比,以获得最付佳使用效果;一般进口气只含有丙烷及丁烷,不含丙烯、丁烯等不饱和成份,所以质量较好;八.天然气与液化气区别：天然气：无色、无味、无毒且无腐蚀性,主要成分以甲烷为主;天然气是较为安全的燃气之一,它不含一氧化碳,也比空气轻,一旦泄漏,立即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较高;爆炸极限：5%15%;液化气,又称液化石油气：无色、无味、无毒,主要成分以丙烷、丁烷为主;液化气也是较为安全的燃气之一,它比空气重,一旦泄露,就会沉聚在下部,容易形成爆炸性气体;爆炸极限：2%10%;