液化石油气知识

0.4220 0.511 0.500 0.540
按0.425计
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三、饱和蒸气压
液化石油气混合物的饱和蒸气压：是 指在一定温度下，混合物的气液相平衡时 的蒸气压压力。也即蒸汽分子的蒸发速度 同凝聚速度相等时的压力。
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在一定温度下将液态液化石油气灌进容器后（注意不 得超过规定充装量），一部分分子就会挥发并从液相中逸 散出来，形成蒸气，占据容器上部空间。由于分了之间以 及分子与液面与容器壁之间互相碰撞，一部分蒸气分子又 会重新凝结回到液相中。在开始一小段时间里，变成气体 分子数量多于变成液态分子数量，随着气化分子数量的不 断增加，凝结回到液体中的分子数量也不断增加。经过一 个暂短的时间间隔，飞离液面的分子数与返回液面的分子 数恰好相等，就是通常所说的液态与气态之间的分子数达 到了平衡。这是一种动态平衡。此时液面上方的蒸气即为 饱和蒸气。它所具有的压力称为饱和蒸气压。
从表中可以看出，气态液化石油气的密度随温度的升高而 增加。在压力不变的情况下，气态的密度随温度升高而减少。
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液化石油气气态的比重，是指在同一温度压力 条件下，液化石油气的气态与同体积空气的重量比， 它是没有单位的数值。从下表可以看出，液化石油 气气态比空气重1.5～2倍。
名 称
丙 烷
正丁烷 异丁烷 正戊烷 乙 烯
五、沸点
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一、密度和比重
液化石油气的生产、储存和使用，经常有 液态和气态的相互变化。所以，密度和比重包 括气态和液态两个方面。
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1．液化石油气气态的密度和比重
气态液化石油气的密度，是指单位 体积内液化石油气气体的质量。 由下面的一个简易表格我们可以看 出气态液化石油气在气态状况下密度 的变换规律。
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由于气态液化石油气比空气重，因此， 一旦液化石油气从容器或管道中泄漏出来， 不象比重值小的可燃气体那样容易挥发和 扩散，而是象水一样往低处流动和滞存， 很容易达到爆炸浓度，如遇着明火就会发 生爆炸或燃烧。
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2．液化石油气液态的密度和比重
液化石油气液态的密度是指单位体积内液 体的质量。由前面的表可以看出，液化石油 气液态的密度，随其温度的升高而减少。
丁烯
0 .00203
0 .001.94
0 .00210
1 0 .6
由表可知，液化石油气的体积膨胀系数比水大 得多，约相当水的10～16倍，且随温度升高而增大。 由于各组分的体积膨胀系数不同，受热膨胀后，各 组分所占容器容积的百分数也就发生变化。通常丙 烷、丁烷的变化最为显著。 其数值如下表所示。
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分子式 C3H8 n-C4H10 i-C4H10 n-C5H12 C2H4
分子量 44.097 58.124 58.124 72.151 28.054
比 重 1.5537 2.0859 2.0859 2.4909 0.9757
丙 烯
丁 烯
C3H6
C4H8
42.081
56.108
1.4802
2.0055
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四、凝析气田气
凝析气田气是含有容易液化的丙 烷和丁烷成分的天然气。这种气体通 常含有甲烷85～97％，碳三到碳五约 含2～6％。可采用压缩法、吸收法、 吸附法或低温分离法，将其中的丙烷 和丁烷分离出来，制取液化石油气。
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●液化石油气的性质
一、密度和比重
二、体积膨胀系数
三、饱和蒸气压 四、气化潜热
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液化石油气贮罐的设计充装重量（液态） 应不大于下式计算值。
W=￠V
式中 W—贮存量，kg; V—贮罐的设计容积 L ￠—重量充装系数 ㎏/L 一些碳氢化合物的重量充装系数见下表。
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液化石油气种类 丙 烯
重量充装系数（㎏/L） 0.464
丙 烷 丁 烯 丁 烷 丁二烯
液化石油气组分未知时
i 1
n
式中 d气—液化石油气混合物气态的比重； di—液化石油气i组分的气态比重； Vi—液化石油气混和物i组分的体积百分数。
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液化石油气混合物液态比重可按下式计算。
n g i g1 g 2 1 ..... d 液 i 1 d i d1 d 2
式中 d气—液化石油气液态混和物比重； gi—液化石油气混合物i组分的重量百分比； di—液化石油气混合物i组分的比重
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温度℃ 液态 ㎏/L 丙烷 气态 ㎏/m3 正丁烷 液态 ㎏/L 气态 ㎏/m3 异丁烷 液态 ㎏/L 气态 ㎏/m3
-10 -5 0 5 10
0.542 7.57 0.535 9.05
0.611 1.847 0.594 3.04 0.605 2.100 0.588 3.59
0.523 10.34 0.600 2.820 0.582 4.31 0.521 11.90 0.596 3.350 0.576 5.07 0.514 13.60 0.591 3.940 0.570 5.92
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二、石油化工厂副产的液化石油气
石油化工厂主要是用炼油厂的产品或石 油作原料，生产合成纤维，合成塑料、合 成橡胶等三大合成材料的基本原料，与此 同时，也副产一部分液化石油气。 例如，用轻汽油或轻柴油作原料，经高温 裂解生产乙烯的石油化工厂，主要产品是乙 烯和丙烯，同时也副产碳三、碳四馏分的液 化石油气。
名 称
丙 烷
正丁烷 异丁烷
-15℃ 92.7 95.0 94.5
0℃ 96.2 97.5 97.6
15℃ 100 100 100
30℃ 104.9 103.0 103.3
45℃ 111.1 106.4 107.2
60℃ 119.3 110.0 111.4
由上表可知，温度每升高10 ℃，液体体积膨胀 3～4％。因此，液化石油气的充装作业，必须限制 装载量，不能全充满液态液化气，否则液化石油气 会受热而胀裂容器，这是因为若容器内超装了液化 石油气，则被违章缩小了的气态空间会被受热膨胀 后的液态液化气完全充满，继续升高的液体膨胀力 直接作用于容器壁，使容器破裂。
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所谓液化石油气的压力，就是指容器中，当 混合物液体与蒸气处于动态平衡时，容器上方饱 和蒸气所表示出来的压力。 下表为液化石油气各组分在不同温度下的饱 和蒸气压。
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丁烯共有四种同分异构体，分子式如下。
H H H H H C C C C H H
H
H
H C C C H
H C H H H
H 顺丁烯-2
异丁烯
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H H H H H C C C C H
H H H
H
H C C C C H H H 反丁烯-2
H H 丁烯-1
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综上所述，液化石油气是由丙烯、丙烷、 正丁烷、异丁烷、异丁烯、丁烯一1、顺丁烯 一2，反丁烯一2等八种物质组成。 由于液化石油气的来源不同，各种烷烃和 烯烃的成分含量也不同。除上述主要成分外， 液化石油气中还含有少量的碳五成分戊烷（钢 瓶中瓶底残液主成分）、硫化物和水等杂质。
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以上表中所列出的数值皆为纯化合 物的密度和比重，实际使用的液化石 油气都是混合物，那么混合物的气态 和液态比重又如何求取呢？
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混合物气态的比重，为各组分在混合气体的 压力和温度下的比重值与各组分在混合物中所 占的百分数的乘积之和：
d 气 d iU i d1V1 d 2 r2 ......
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碳原子少于三个的甲烷、乙烷和乙 烯需要比较高的压力才能液化，碳原子 高于四个的较大分于烃类在常温下呈液 态，所以在正常情况下，这些都不是液 化石油气的组分。
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三个碳原子和八个氢原子结合到一 起的饱和烃叫丙烷，分子式为Ｃ3H8 。 三个碳原子和六个氢原子结合到一起 的不饱和烃叫丙烯，分子式为Ｃ3H6 。 他们的分子式如下: H H H H H H C C C H H C C C H
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液化石油气液态的比重，是指液体在同一条 件下与同体积水的密度之比。不注明条件的时候， 指15 ℃的液态液化气和4℃水的密度比。
温度（℃）
-20 -10
丙烯
0.573 0.559
丙烷
0.544 0.541
正丁烷
0.621 0.611
异丁烷
0.603 0.592
丁烯-1
0.641 0.630
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三、油田伴生气
油田伴生气是开采石油过程中副产的伴生 气，它本来就是存在于储油层地质构造中的可 燃气。这种气体中还有60～90％的甲烷和乙烷， 10～40％的丙烷、丁烷、戊烷和高碳烷烃。从 油井中喷出的油气混合物，经油气分离器后， 油气分流，再将气体分离，经过吸收等适当的 处理，可得到丙烷纯度很高、含硫量很低的高 质量液化石油气。欧美、日本等国家供应的液 化石油气，多数属于这种气。
液体名称 水 丙烷 丁烷 丙烯
15℃时的体积 膨胀系数 0 .00019 0 .00306 0 .00212 0 .00294
膨胀系数平均值 一20～十10℃ —— 0 .00290 0 .00290 0 .00280 十10～＋40℃ —— 0 .00372 0 .00220 0 .00368
15℃下相对于水 的膨胀系数比值 1 .0 1 6 .1 I1.1 15 .5
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据计算，满液情况下，温度每升高1℃，压力 就会上升2～3MPa (20～30大气压），不难推知， 充满液态液化气后的容器，只要温度上升很小的范 围，内压就会超过普通容器的实际胀裂限度。当充 装适量，容器内留有足够的空间时，器内压力上升 缓慢，只遵从气体定律（真实气体定律），而且气 态液化气还能受压液化，胀破容器的可能性就大为 降低了。所以，严禁超装是液化气安全操作必须严 格坚持的规程条文之一。
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●液化石油气的成分 ● ●
液化石油气的来源 液化石油气的性质
●液化石油气的运输
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●液化石油气的成分
液化石油气是由碳和氢两种元素构 成的碳氢化合物的混合物，化学上把由 碳和氢形成的有机化合物通称为烃。 液化石油气主要成分是含有三个碳 原子和四个碳原子的碳氢化合物，行 业习惯上也称碳三和碳四。
H H H
H
H
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碳四烃类主要是丁烷和丁烯两种,分子式分别 为C4H10和C4H8 ,分子式分别如下。 H H H H H H H H C C C C H H H H H H C C C H H H C H H H
正丁烷
异丁烷
正丁烷和异丁烷的分子式相同，但结构不同， 这种特性在化学上称为同分异构体。
0
10 20
0.545ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.530 0.513
0.528
0.514 0.500
0.601
0.590 0.578
0.581
0.569 0.557
0.619
0.607 0.595
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液态液化石油气的比重，随着温 度的上升而变小，如上表所示。由表 可知，液态丙烷在常温（20℃左右） 的比重值为0.500，液态丁烷为0.56～ 0.58，所以液化石油气液态比重大体 可以认为在0.51左右，即为水比重的 一半。
●液化石油气的来源
液化石油气可以从石油炼 制中提取，也可以从油田伴生 气或天然气中获得，一些石油 化工厂还副产液化石油气。所 以液化石油气主要从以下四个 渠道获得.
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一、从炼油厂获得液化石油气
炼油厂的主要原料为石油。石油一般不直 接利用，须在炼油厂经过加工，以制得汽油、 煤油、柴油以及润滑油等诸多产品。在炼制原 料油的过程中，同时产生各种气体，气体中的 主要组分是碳三和碳四馏分，经过加压液化， 即可制得有广泛用途的液化石油气。因原油成 分和性质不同，加工工艺和设备类型亦不同。 因此液化石油气的组成和产量也各不相同。其 产量的多少取决于炼油厂的加工工艺和加工深 度。
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由于硫化物的存在，使液化石油气带有一 种类似滴滴涕的刺鼻的臭味，它对人体有一 定的毒害作用，但人们可以凭借这种气味用 以判断气瓶是否漏气。
需要强调的是，液化石油气无毒，但在 空气中浓度较高时，对人的中枢神经有麻醉 作用；另外，如果燃烧不完全，也会产生一 氧化碳等有毒气体。
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二、体积膨胀系数
绝大多数物体都具有热胀冷缩的性质，液化 石油气也不例外，受热膨胀，温度越高，膨胀得 越厉害。膨胀的程度是用体积膨胀系数表示的， 所谓体积膨胀系数，就是指温度每升高1 0℃， 液体增加的体积与原来的体积的比值 。
下表列出了原液化石油气液态各组分和水的体 积膨胀系数。
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