液化石油氣概述

液化石油氣或液化氣（簡稱LPG）是在石油煉制過程中產(chǎn)生的一種揮發(fā)性輕質(zhì)烴類，主要成分為丙烷和丁烷。隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料，已愈來愈受到人們的重視。

一、來源和組成成分

液化石油氣是石油煉制過程中的核心副產(chǎn)品，主要來自原油催化裂化與熱裂解工藝。催化裂解氣的成分包括：氫氣（5～6%）、甲烷（10%）、乙烷（3～5%）、乙烯（3～16%）、丙烯（6～11%）、丙烷（16～20%）、丁烯（5～6%）、丁烷(42～46%)、及含5個碳原子以上的烴類（5～12%）等。丙烷加丁烷百分比超過60%，低于這個比例就不能稱為液化石油氣。

這些碳氫化合物都容易液化，將它們壓縮到只占原體積的1/250～l/33，經(jīng)分離、精制后得到LPG產(chǎn)品。貯存于耐高壓的鋼罐中，使用時擰開液化氣罐的閥門，可燃性的碳氫化合物氣體就會通過管道進入燃燒器。點燃后形成淡藍色火焰，燃燒過程中產(chǎn)生大量熱。并可根據(jù)需要，調(diào)整火力，使用起來既方便又衛(wèi)生。

二、主要加工工藝

LPG的加工工藝圍繞提質(zhì)、精制、轉(zhuǎn)化三大目標(biāo)展開，核心是提高產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性及附加值。

⒈主流工藝：

⑴ 傳統(tǒng)裂解工藝（催化裂化/熱裂化）

原理：原油在高溫（450～550℃）、催化劑（如硅酸鋁、分子篩）作用下，發(fā)生C-C鍵斷裂、異構(gòu)化等反應(yīng)，生成輕質(zhì)烴類。

特點：是LPG的主要來源，但產(chǎn)物中含不穩(wěn)定烴類（如烯烴）及雜質(zhì)（硫化物、氮化物），需后續(xù)精制處理。

⑵ 飽和加氫工藝（LPG提質(zhì)核心技術(shù)）

廣泛用于LPG生產(chǎn)，旨在改善產(chǎn)品穩(wěn)定性與安全性。

工藝過程

原油加熱至適當(dāng)溫度（200～300℃）；

與氫氣一起進入加氫反應(yīng)器，在高壓（＞10MPa）、低溫條件下，不穩(wěn)定烴類（如烯烴）與氫氣反應(yīng)生成穩(wěn)定烷烴（丙烷、丁烷）；

同時去除硫化物、氮化物等雜質(zhì)（轉(zhuǎn)化為H?S、NH?等易處理物質(zhì)）。

優(yōu)勢

提高LPG密度、抗爆炸性能及低溫液化能力，可在更低溫度/壓力下液化，降低液化設(shè)備運營成本；

降低腐蝕性與毒性，減少對設(shè)備、管道的損害；

改善燃燒性能，提高能源利用率，降低燃料消耗。

⑶ 甲醇制低碳LPG技術(shù)（MTO，低碳轉(zhuǎn)型關(guān)鍵）

原理：以甲醇為原料，在高比表面積、酸性位點催化劑（如分子篩）作用下，發(fā)生脫水、聚合、異構(gòu)化反應(yīng)，生成丙烷、丁烷等LPG主要組分。

特點

原料來源廣泛，可利用非石油資源；

工藝簡單、能耗低，不依賴水，符合低碳發(fā)展理念；

已實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，全球多家大型裝置投產(chǎn)，如中國的“煤制甲醇-甲醇制LPG”產(chǎn)業(yè)鏈。

⑷ 深加工工藝（高附加值轉(zhuǎn)化）

目標(biāo)：將LPG轉(zhuǎn)化為高端化工產(chǎn)品，提升產(chǎn)業(yè)鏈附加值。

主要工藝及產(chǎn)品

烷基化：以異丁烷＋烯烴（丙烯/丁烯）為原料，生成異辛烷（高辛烷值汽油組分），可作汽車燃料添加劑。

異構(gòu)化：以正丁烷為原料，生成異丁烷，可作烷基化原料（提高原料質(zhì)量）。

芳構(gòu)化：以低碳烴（丙烷/丁烷）為原料，生成芳烴（苯、甲苯），可作塑料（聚乙烯、聚丙烯）、橡膠。

氧化脫氫：以丙烷/丁烷為原料，生成丙烯/丁烯，可作烯烴原料，用于合成纖維、塑料。

⒉關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)

LPG加工的核心競爭力在于技術(shù)優(yōu)化，以下是關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

⑴ 催化劑設(shè)計與優(yōu)化

加氫工藝：采用非貴金屬或雙金屬催化劑（如Fe、Co、Ni與Mo、W組合），提高加氫活性與穩(wěn)定性，降低成本；

MTO工藝：高比表面積、豐富酸性位點的分子篩催化劑是關(guān)鍵，影響反應(yīng)效率與產(chǎn)物選擇性；

熱裂化工藝：新型沸石分子篩催化劑（如Y型分子篩）可提高裂化效率，降低能耗。

⑵ 精制工藝（雜質(zhì)去除）

分子篩吸附精制：利用分子篩的多孔結(jié)構(gòu)與選擇性吸附特性，去除LPG中的硫化物、氮化物、重金屬離子等雜質(zhì)，提高純度；工藝操作簡單、能耗低，是工業(yè)主流精制方法；

尾氣循環(huán)處理：將熱解/加氫過程中產(chǎn)生的尾氣（如H?S、CO?）凈化后循環(huán)利用，減少廢棄物排放，實現(xiàn)資源循環(huán)。

⑶ 智能控制與監(jiān)測

實時在線監(jiān)測：通過溫度、壓力傳感器等設(shè)備，實時獲取反應(yīng)器內(nèi)部參數(shù)，如反應(yīng)溫度、壓力、氫油比；

機器學(xué)習(xí)優(yōu)化：建立數(shù)學(xué)模型與機器學(xué)習(xí)算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化工藝參數(shù)，如空速、反應(yīng)時間，提高生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性。

液化石油氣加工工藝正朝著提質(zhì)增效、低碳環(huán)保、高附加值方向發(fā)展。通過加氫工藝改善產(chǎn)品穩(wěn)定性，MTO技術(shù)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，深加工工藝提升附加值，LPG已從傳統(tǒng)副產(chǎn)品升級為清潔燃料與高端化工原料，滿足了不斷變化的市場需求與環(huán)境法規(guī)。隨著技術(shù)的進一步優(yōu)化，如催化劑再生技術(shù)、數(shù)字孿生監(jiān)測，LPG加工工藝將更加高效、可持續(xù)。

三、主要特性

⒈易揮發(fā)：在常溫常壓下呈氣態(tài)，液相的液化石油氣釋壓后立即揮發(fā)為氣體。氣化后體積膨脹250～300倍并急劇擴散漫延，也就是說1升液化石油氣能揮發(fā)變成250升以上的氣體。

⒉相對密度大：液化石油氣比空氣重，相對密度是空氣的1.5～2倍，容易停滯和積聚在地坪低洼處，一時不易被風(fēng)吹散，與空氣混合易形成爆炸性物質(zhì)，遇火源便會爆炸。

⒊中毒性：液化石油氣無色透明，具有烴類的特殊氣味，在空氣中的濃度低于1%時，對人體健康沒有危害。但是，長時間接觸濃度較高的液化石油氣，會使人昏迷、嘔吐，嚴重時可使人窒息甚至死亡。

⒋蒸發(fā)潛熱高：液化石油氣由液態(tài)變成氣態(tài)時需要吸收很多的熱量，一旦液化氣罐或管道閥門發(fā)生泄漏，液化氣噴出若噴濺到人身上，急劇吸熱會造成凍傷。

⒌腐蝕性低：液化石油氣含硫量低，一般沒有腐蝕性，但能使橡膠軟化。

四、燃料優(yōu)點

LPG與其他燃料比較，具有以下獨特的優(yōu)點。

污染少：LPG是由碳三、碳四組成的碳氫化合物，可以全部燃燒，無粉塵。在現(xiàn)代化城市中應(yīng)用，可大大減少過去以煤、柴為燃料造成的污染。

發(fā)熱量高：同樣重量LPG的發(fā)熱量相當(dāng)于煤的2倍，液態(tài)發(fā)熱量為45 185～45 980kJ/kg。

易于運輸：LPG在常溫常壓下是氣體，在一定的壓力下或冷凍到一定溫度可以液化為液體，可用火車(或汽車)槽車、LPG船在陸上和水上運輸。

壓力穩(wěn)定：LPG管道用戶灶前壓力不變，用戶使用方便。

儲存簡單，供應(yīng)靈活：與城市煤氣的生產(chǎn)、儲存、供應(yīng)情況相比，LPG的儲存設(shè)備比較簡單，氣站用LPG儲罐儲存，又可裝在氣瓶里供用戶使用，也可通過配氣站和供應(yīng)管網(wǎng)，實行管道供氣；甚至可用小瓶裝上丁烷氣，用作餐桌上的火鍋燃料，使用方便。

五、產(chǎn)品應(yīng)用與優(yōu)勢

液化石油氣主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機燃料，化工原料；還用于切割金屬，用于農(nóng)產(chǎn)品的烘烤和工業(yè)窯爐的焙燒等，具有顯著的經(jīng)濟與環(huán)境優(yōu)勢：

⒈民用燃料：液化石油氣作為民用燃料有其顯著的優(yōu)點，如使用方便、保護環(huán)境。用液化石油氣作燃料，由于其燃燒充分、熱值高（45.22-50.23MJ/kg）、無臭、無毒、無煙塵、無炭渣、污染小等優(yōu)點；作為清潔燃料，廣泛用于家庭烹飪、商業(yè)餐飲，進入人們的生活領(lǐng)域。

⒉化工原料：在化工生產(chǎn)方面，液化石油氣可用作石油化工的原料，經(jīng)過分離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，深加工產(chǎn)品（如丙烯、異辛烷）用于生產(chǎn)塑料、合成橡膠、合成纖維及生產(chǎn)醫(yī)藥、炸藥、染料等產(chǎn)品。

⑴有色金屬冶煉

有色金屬冶煉中要求燃料熱質(zhì)穩(wěn)定，無燃爐產(chǎn)物，無污染，而液化石油氣都具備了這些條件。液化石油氣被加熱氣化后，可以方便地引入冶煉爐燃燒，減少了硫、磷等雜質(zhì)的危害。

⑵窯爐焙燒

中國的各種工業(yè)窯爐和加熱爐歷來以燒煤為主，這不僅造成能源的浪費，排出的煙氣也嚴重污染著環(huán)境。為了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，建立世界級清潔、安全、高效的能量供應(yīng)體系，建立能源技術(shù)發(fā)展促進機制。許多工業(yè)窯爐和加熱爐改用液化石油氣作燃料，如用液化石油氣來燒瓷制瓷磚；用液化石油氣烘焙軋制薄板等，既減少了對空氣的污染，又大大提高了產(chǎn)品的燒制質(zhì)量。

⑶汽車燃料

目前，城市空氣污染源中約有70%來自汽車的廢氣排放。為解決這一問題，自20世紀末，中國各大中城市相繼建起了汽車加氣站，用液化石油氣替代汽油作汽車燃料，這一燃料品種的改變，極大地凈化了城市空氣質(zhì)量，也是液化石油氣利用的又一大發(fā)展方向。

⒊低碳優(yōu)勢：MTO等低碳工藝的應(yīng)用，使LPG成為替代傳統(tǒng)化石燃料的重要選擇，符合全球環(huán)保要求。

六、運輸與儲存

⒈管道輸送

液化石油氣管道供應(yīng)系統(tǒng)由氣化站和管道組成。氣化站內(nèi)設(shè)有儲氣罐、氣化器和調(diào)壓器等。它由城市燃氣公司把液化石油氣與空氣、液化石油氣與煤氣或液化石油氣與化肥廠排放的空氣等混合后，液化石油氣從儲氣罐連續(xù)進入氣化器，氣化后經(jīng)降低壓力，通過管道送至用戶。為防止液化石油氣在管道中再液化，必須正確地確定調(diào)壓器出口壓力。

目前，許多城市都實現(xiàn)了這種供應(yīng)形式。

⒉瓶裝供應(yīng)

瓶裝供給是通過一個密封鋼瓶將液化石油氣由儲配站分配到各家各戶，作為家庭灶具的供氣源，它起源于20世紀60年代初，現(xiàn)已發(fā)展到鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村。

液化石油氣鋼瓶是薄壁壓力容器各國規(guī)格不一，家庭使用的鋼瓶容量有10、12、15、20Kg等；公共建筑和小型工業(yè)用戶使用的鋼瓶容量有45、50Kg等。液化石油氣儲配站用專用灌裝機具將液化石油氣灌裝到鋼瓶里，并經(jīng)供應(yīng)站或直接銷售給用戶。

使用時氣態(tài)液化石油氣經(jīng)減壓器減壓后送至燃具，瓶內(nèi)液態(tài)液化石油氣吸收環(huán)境熱量而連續(xù)自然氣化。當(dāng)用戶用量較大靠自然氣化方式不能滿足使用要求時，可采用強制氣化方式供氣。強制氣化是在專用氣化裝置中利用外部熱源使液化石油氣連續(xù)氣化。

⒊分配槽車供應(yīng)

當(dāng)選擇汽車槽車運輸時，這種運行成本很大并且運輸量也不大，但其靈活性大，更容易調(diào)度，所以它通常都應(yīng)用于中小型液化石油氣站，如果是大中型的液化石油氣供應(yīng)基地，可以作為輔助的運輸工具。采用此種方式運輸時，灌裝要適量，不可超壓超量運輸。應(yīng)考慮汽車運輸范圍內(nèi)的各種交通情況，如行車規(guī)定、道路路面的坡度以及橋梁的限載等因素。

⒋儲運注意事項

易燃壓縮氣體，應(yīng)儲存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫房，庫房溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源，防止陽光直射，應(yīng)與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟、氯、溴)、氧化劑等分開存放。儲存間內(nèi)的照明、通風(fēng)等設(shè)施應(yīng)采用防爆型，開關(guān)設(shè)在倉外。罐儲時要有防火、防爆技術(shù)措施。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。

七、安全使用

液化石油氣雖然使用方便，但也有不安全的隱患。萬一管道漏氣或閥門未關(guān)嚴，液化石油氣向室內(nèi)擴散，當(dāng)含量達到爆炸極限(1.7%～10%)時，遇到火星或電火花就會發(fā)生爆炸。為了提醒人們及時發(fā)現(xiàn)液化氣是否泄漏，加工廠常向液化氣中混入少量有惡臭味的硫醇或硫醚類化合物。一旦有液化氣泄漏，立即聞到這種氣味，以便采取應(yīng)急措施。

⒈使用環(huán)境：使用液化石油氣時應(yīng)保持用氣場所通風(fēng)良好，用戶不得再使用其他燃料，禁止將天然氣和液化氣瓶、煤爐、環(huán)保油爐等氣火源共同存放一室或同室使用。

⒉氣瓶管理：應(yīng)使用合法企業(yè)提供的合格液化石油氣鋼瓶，鋼瓶的使用時間為8年，每4年一檢測，8年后經(jīng)檢測評估合格可再使用4年。

⒊器具選擇：應(yīng)使用經(jīng)檢驗合格的液化石油氣器具，使用帶熄火保護裝置的灶具。按國家規(guī)定液化石油氣灶具和熱水器的判廢年限為8年，為了安全，務(wù)必更換已到判廢年限的液化石油氣器具。不可將鋼瓶放倒使用，鋼瓶上不可放置物品，以免引燃。

⒋安裝要求：液化石油氣器具安裝應(yīng)委托有相應(yīng)安裝資質(zhì)的單位進行安裝，并應(yīng)使用單獨的排氣煙道，不得將廢氣排入公共煙道；嚴禁使用直排式熱水器；嚴禁熱水器未裝煙道，直接將廢氣排放在室內(nèi)。

⒌日常檢查：應(yīng)使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液化石油氣調(diào)壓器；灶具、熱水器應(yīng)采用專用的合格金屬軟管，長度不得超過2米，不得連接三通，不得穿越墻體、門窗、頂棚。

⒍滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳。

⒎使用注意事項

⑴使用液化石油氣時家中不得離人，防止火焰被風(fēng)吹滅或湯水溢出澆滅，造成漏氣；醉酒、疲勞等狀態(tài)時，一個人在家盡量不要使用液化石油氣。

⑵液化石油氣火焰正常呈淡藍色，如發(fā)現(xiàn)呈紅色，即表示不完全燃燒現(xiàn)象。會產(chǎn)生CO中毒之危險，應(yīng)立即請煤氣專業(yè)人員檢修、調(diào)整爐具。

⑶如何知道液化石油氣外泄呢?

嗅覺--家用液化石油氣中摻有臭劑，漏出時會有臭味。

視覺--液化石油氣外泄，會造成空氣中形成霧狀白煙。

聽覺--會有"嘶嘶"的聲音。

觸覺--手接近外泄的漏洞，會有涼涼的感覺。

懷疑家中液化石油氣管有漏氣時，可以肥皂泡檢查。

⑷發(fā)現(xiàn)液化石油氣泄漏，請按以下步驟操作：

迅速打開門窗通風(fēng)，加速擴散。

迅速關(guān)閉氣閥或氣瓶角閥，盡可能切斷泄漏源。

不可開啟或關(guān)閉任何電器開關(guān)。切斷火源，切斷戶外總電源；

在室外安全地點，撥打消防救援電話：119。

迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進行隔離，嚴格限制出入。

不要直接接觸泄漏物。應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防護服。

用工業(yè)覆蓋層或吸附/吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方，防止氣體進入。

漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗后再用。

⑸產(chǎn)生CO中毒應(yīng)該怎么辦?

關(guān)閉液化石油氣開關(guān)。

打開門窗通風(fēng)，提供傷者新鮮空氣。

解開束縛、暢通呼吸道。

視情況需要施行人工呼吸或心肺腹壓術(shù)。

液化石油氣異味散去之前，勿開啟或關(guān)閉任何電源開關(guān)，以免產(chǎn)生火花引起火災(zāi)。

由此可見，液化石油氣的使用范圍愈來愈廣，使用量愈來愈大，發(fā)展愈來愈快。因此，加強對液化石油氣知識的宣傳學(xué)習(xí)，保證液化石油氣的安全使用，是非常必要和迫切需要的。