液化石油气钢瓶相关问题探讨

液化石油气钢瓶相关问题探讨

第一章 液化石油气的性质

第一节 液化石油气

液化石油气（L.P.G ——英文缩写，L —— 液化，P —— 石油，G——气体）是以丙烷和丁烷为主要成分的混合物。

GB-11174-89《液化石油气》标准规定戊烷及戊烷以上组分含量（V/V）不大于3.0% 。

一、液化石油气的制取方法

1．液化石油气，顾名思义是液化了的石油气，只是为了方便储存、运输，采取增压降温的措施后，石油气才变为液体。

2．液化石油气来源：（1）油气田；（2）炼油厂，它是炼油后的副产品。大部分液化石油气是从炼油厂回收的。

3．液化石油气的净化：脱硫（置换反应）、干燥（除去水分）

二、液化石油气的组分

1．以丙烷为主的组分

2．以丁烷为主的组分

3．混合石油气 —— C3和C4组成

4．高纯度丙烷 —— 约含95%的丙烷或100%丙烷

液化石油气是一种混合物。混合物的性质主要与化学成分有关。通过化学分析可得到组分。

常规液化石油气的特征：气液两相共存。

从运输和供应方来看，要了解液相性质；从燃烧使用角度来看，常常关心气相性质；从钢瓶用户来看，希望了解液、气两相的性质。

三、液化石油气用途

1．民用、商业用：作为燃料清洁能源；

2．工业用：加热的热源、化工原料

3．其他用途：选矿、脱腊等。

四、液化石油气性质

1．液相性质

液化石油气在常温常压下是以气体状态存在，液态流出后会变为200～250倍的气体急速扩散。它的膨胀系数是钢材膨胀系数的100倍。当装满丙烷的钢瓶温度上升时，每升高1℃ ，其钢瓶的压力约上升1.96～2.94MPa（表压）。可见，当气瓶超装液态的L.P.G时，是非常危险的。因此，钢瓶严禁超装。

2．气相性质

液化石油气的重量约这空气重量的1.5～1.2倍，因此，从气瓶中漏出的液化石油气的比重较重，不会象天然气那样很快上升，而是沉积于地面，一遇明火很易燃烧，这应引起足够重视。

液化石油气燃烧时需要约30倍的空气，火焰是浅兰色、无烟。

五、液化石油气的物理参数

液化石油气主要来源来自炼油厂的催化裂化装置。液化石油气产量通常占催化裂化装置处理量的7～8% ，在常温下加压0.7～0.8MPa即可液化，因此，液化石油气都是以液态形式来输送和贮运的。

液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等，它们一种碳氢化

合物，在常温、常压下是气态，当压力升高或温度下降时，很容易转化为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。

在标准状态下，液化石油气的发热量约为92100－121400KJ/m3（22000～

29000Kcal/ m3），密度在1.9～2.35kg/m3 ，相对密度为1.818（设空气的密度为1）。 根据2000年“气瓶安全监察规程”规定，液化石油气重量允许充装系数：Φ=0.42kg/L 。

六、液化石油气的其他性质

液化石油气体是一种易燃、易爆气体，具有分解、氧化、聚合等倾向性，因此，对液化石油气的这些特殊性质应引起特别注意。

1．燃烧性

液化石油气是属于碳氧化合物（又称之为烃类气体）。烃类气体在燃烧时其放出的热量大都在2.93MJ/kg 以上，比TNT炸药的燃烧热量（0.39MJ/kg）高出好多倍，可见，如果烃类气体一旦发生瞬间泄漏，是会引起爆炸的。 液化石油气的组分以丙烷为主，完全燃烧反应如下：

C3H8＋O2＝3CO2＋4H2O＋Q

丙烷的最低着火温度为450℃ 。

通常，可燃烧气体（如液化石油气体）与空气均匀混全完全燃烧（即热量不是瞬间释放出来）是安全的。但是，如果可燃性气体与空气混合不均匀即在一定的混合比例时会引发爆炸。混合比例（体积V/V）的下限越低，则危险性越大，混合比例的范围越宽，则爆炸危险越大。据查阅资料，有关气体与空气混合时（体积比）的爆炸极限：

丙烷

正丁烷

异丁烷 2.1～9.5% 1.5～8.5% 1.8～8.5%

可见，液化石油气钢瓶不能随意倾倒残液，否则会引起爆炸或火灾。GB8334标准规定，钢瓶吹扫后瓶内残气浓度不高于0.4%（体积），为了安全，瓶内残气浓度控制在爆炸极限下限的1/4～1/5 以下。在钢瓶检测时，如果不用蒸汽吹扫瓶内残气，是很危险的，很可能引发爆炸，已有很多教训。

2．爆炸性

液化石油气具有易爆性。爆炸是大量的能量在瞬间迅速释放出来或急剧转化为机械能的现象。“爆竹”点燃就是一种爆炸现象。液化石油气钢瓶如果是超装，受高温、高压的影响或外力撞击，都可能引发爆炸，产生很大的破坏力。 爆炸分为：

（1）物理爆炸

如钢瓶内因压力升高超出承受能力，开成瓶体的破裂，其特征是具有垂直于焊缝的裂口。

（2）化学爆炸

物质产生化学反应高速放热，产生气体、并急剧膨胀而形成的爆炸。例如，瓶内未吹扫残气加入压缩空气进行气密试验，当混合气体达到爆炸极限时引发爆炸。

3．钢瓶爆炸引起破坏力

气瓶爆炸能量一般消耗于三个方面：

（1）撕裂容器；（2）将碎片抛出；（3）产生冲击波。

另外，可燃气爆炸后引燃火灾，损失更大。

4．爆炸能量分析

爆炸能量通常要经过计算才能得出。气瓶在不同的条件下，有不同的爆炸破坏力，很难一概而论。

七、过量充装的危险性

1．液化石油气钢瓶安全控制原则：不允许过量充装 ，不允许“满液”。 由于液化石油气临界温度高于气瓶最高工作温度，所以，充装储存、运输、使用中都不会发生相变 ，只要充装适量，瓶内始终是气液两相共存，两者之间有非常明显的界面。液相是饱和液体，气相是饱和蒸汽。若充装过多，气相容积减少，甚至消失，瓶内达到“满液”，这时如果温度上升，致使液体无法膨胀，则瓶内压力就会骤然增高，直至气瓶爆破。通常液相占85%体积。

2．超装危险性

超装危险性大，尤其是低压气体的气瓶。近年，超装事故时有发生。有些气瓶在静态下、在冬天都会发生爆炸，且有明显变形和大爆口，说明不是气瓶质量问题，而是瓶内压力大大超过液化气体正常温度（20℃）的饱和压力，气瓶承受不了这样高的压力而爆炸。

3．超装、超温为什么会发生超压？

①充装系统与满液时温度关系，当Ф = 0.42 时，有一定的安全系数在常温下不会“满液”，有一定空间；过量充装，就会“满瓶”。

②温度与压力关系

根据气态方程，超装后，压力上升，温度也会上升；温度上升会促进液体膨胀， 如果容器内液体膨胀空间受限，会引起容器内压力的升高。

③液化石油气瓶超装、超温后果

LPG气体：体积膨胀系数大，压缩系数就小，过量充装有危险。据计算：纯丙烷时，温度上升1℃ ，气瓶压力增加1.96—2.94MPa ，如升高3℃ ，则瓶内压力约达到7.06—9.80MPa ，而钢瓶实际爆破压力通常为9.0Mpa-11.0MPa ， 如钢瓶超装、超温后会引起钢瓶整体膨胀直至爆裂。如果不超装而是温度升高，则会缓慢减少气相体积或至使瓶体变形膨胀，压力不会升高太大，瓶体不会爆裂，则钢瓶还是处于安全状态；如果不超装，但超温太大，例如受高温火烤或阳光下曝晒，瓶体也会超压而引起爆裂， 类似的事例并不鲜见。

3．影响充装安全因素：

①衡器误差较大；

②充装速度过快；

③自控系统失灵；

④操作不当；

⑤钢瓶本身重量不准确，标记不准确导致超装。

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