1、液化石油氣基本知識(shí)液化石油氣是由多種烴類氣體組成的混合物，其主要成分是含有3個(gè)碳原子和4個(gè)碳 原子的碳?xì)浠衔?，即：丙烷、正丁烷、異丁烷、丙烯?-丁烯、順式-2-丁烯、反式-2- 丁烯和異丁烯八種重碳?xì)浠衔?，行業(yè)習(xí)慣上稱碳三和碳四。另外還不同程度的含有少 量甲烷、乙烷、戊烷、乙烯或戊烯（俗稱碳一、碳二和碳五），以及微量的硫化物、水蒸 氣等非烴化合物。碳原子少于3個(gè)的烴如甲烷、乙烷和乙烯常溫下很難液化，碳原子高于 4個(gè)的戊烷、戊烯在常溫下呈液態(tài)，所以在正常情況下，這些都不是液化石油氣的組分。一、烷炷烷烴化合物是構(gòu)成液化石油氣的主要化學(xué)成分，其化學(xué)分子式可用CnH2n+2（n31）表 示。在烴

2、的分子里，碳的化合價(jià)是四價(jià)，其余的價(jià)鍵都與氫原子相連接，直至個(gè)價(jià)鍵完 全飽和為止，故烷烴又稱飽和烴，其化學(xué)性質(zhì)很不活潑。含有一個(gè)碳原子（n=1）的烷烴稱 為甲烷，含有兩個(gè)碳原子的稱為乙烷，以此類推。當(dāng)碳原子數(shù)在10個(gè)以上時(shí)，就用對(duì)應(yīng) 的數(shù)字來(lái)表示，例如，C3H8稱為丙烷，ci2H26稱為十二烷。從丁烷開始，每一種烷烴雖然化學(xué)分子式相同，但是由于分子結(jié)構(gòu)不同，即分子內(nèi) 部原子的排列順序不同，因而具有不同的性質(zhì)，這樣的化合物稱為同分異構(gòu)體。例如， 丁烷的同分異構(gòu)體有正丁烷（碳原子的連接為直鏈）和異丁烷（碳原子的連接有支鏈）兩 種。二、烯炷烯烴的化學(xué)分子式為CnH2n（n32），烯烴的分子結(jié)構(gòu)與烷烴

3、相似，也是有直鏈或直鏈 上帶有支鏈的，所不同的是在烯烴分子中含有碳碳雙鍵（C = C）。當(dāng)分子中碳原子數(shù)目相 同時(shí)，烯烴分子中的氫原子要比烷烴分子中的氫原子少。因此，碳原子的價(jià)鍵不能完全 和氫相結(jié)合，在兩個(gè)碳原子之間接成雙鍵。由于烯烴分子中碳原子的價(jià)鍵沒有飽和，故 烯烴又稱為不飽和烴，其化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑。烯烴分子中雙鍵的位置和碳鍵排列的結(jié)構(gòu) 不同，都會(huì)出現(xiàn)重異構(gòu)現(xiàn)象，所以它的同分異構(gòu)體要比同樣碳原子數(shù)目的烷烴多。烯烴 的命名與烷烴相近，即含有兩個(gè)碳原子的烯烴稱為乙烯，含有3個(gè)、4個(gè)碳原子的烯烴分 別叫做丙烯、丁烯。三、液化石油氣的質(zhì)量要求液化石油氣的來(lái)源不同，其成分和含量也不相同，為了準(zhǔn)確了解

4、液化石油氣的成分 和含量，通常采用色譜法對(duì)其進(jìn)行定性與定量要分析。中華人民共和國(guó)液化石油氣 （GB 111741997）規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)見表4-1。表4-1液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法密度(15C)/(kg/m3)報(bào)告SH/T 0221蒸氣壓(37.8C)/kPa不大于1380GB/T 6602C5及C5以上組分含量/%，(體積分?jǐn)?shù))不大于3.0SH/T 0230，色譜法殘留物蒸發(fā)殘留物/(mL/100mL)不大于0.05SY/T 7509漬觀察通過銅片腐蝕/級(jí)不大于1SH/T 0232總硫含量/(mg/m3)不大于343SH/T 0222硫化氫含量/(mg/m3)不大于20乙酸鉛層

5、析法游離水無(wú)目測(cè)注：1.密度也可用GB/T 12576方法計(jì)算，但仲裁按SH/T 0221測(cè)定。蒸氣壓也可用GB/T 12576方法計(jì)算，但仲裁按SH/T 6602測(cè)定。按SY/T 7509方法所述，每次以0.1mL的增量將0.3mL溶劑殘留物混合液滴 到濾紙上，2min后在日光下觀察，無(wú)持久不退的油環(huán)為通過。在測(cè)定密度的同時(shí)用目測(cè)法測(cè)定是否存在游離水。硫化物(如硫化氫)是液化石油氣中的有害物質(zhì)，它不但腐蝕設(shè)備和管道，導(dǎo)致液化 石油氣泄漏，而且污染大氣，危害人體健康，因此，要盡量將液化石油氣中的硫化物除 掉。但在民用液化石油氣中，為了便于察覺其泄漏，又常用微量的甲硫醇(CH3SH)等硫化 物作

6、加臭劑。水分也是液化石油氣中的有害物質(zhì)，除和硫化物共同對(duì)設(shè)備和管道起腐蝕作用外， 在寒冷地區(qū)還容易結(jié)冰或生成水合物，造成管道和閥門堵塞，甚至破裂，因此，應(yīng)盡量 將其排除。四、液化石油氣的物理特性（一）液化石油氣的狀態(tài)參數(shù)液化石油氣所處的狀態(tài)，是通過壓力、溫度和體積等物理量來(lái)反映的，這些物理量 之間彼此有一定的內(nèi)在聯(lián)系，稱為狀態(tài)參數(shù)。（二）液化石油氣的物理特性比容、密度和相對(duì)密度（1）比容指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)所占有的體積，用符號(hào)V表示，其表達(dá)式為VU=M（4 -1）式中U某種物質(zhì)的比體積，m3/kg；V該物質(zhì)的體積，m3；M該物質(zhì)的質(zhì)量，kg。（2）密度 指單位體積的某種物質(zhì)所具有的質(zhì)量。由于液

7、化石油氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和 使用中經(jīng)常呈現(xiàn)氣態(tài)和液態(tài)兩種狀態(tài)，因此，液化石油氣的密度就有氣體的密度和液體 的密度兩種之分。液化石油氣氣體的密度其單位是以kg/m3表示。它隨著溫度和壓力的不同而發(fā) 生變化。因此，在表示液化石油氣氣體的密度時(shí)，必須規(guī)定溫度和壓力的條件。一些碳 氫化合物在不同溫度及相應(yīng)飽和蒸氣壓下的密度見表4-2。從表4-2中可以看出，氣態(tài)液化石油氣的密度隨著溫度及相應(yīng)飽和蒸氣壓的升高而增 加。在壓力不變的情況下，氣態(tài)物質(zhì)的密度隨溫度的升高而減少，一些氣態(tài)碳?xì)浠衔?在101.3kPa下的密度見表4-3。液化石油氣液體的密度以單位體積的質(zhì)量表示，即kg/m3。它的密度受溫度影 響較大，

8、溫度上升密度變小，同時(shí)體積膨脹。由于液體壓縮性很小，因此壓力對(duì)密度的 影響也很小，可以忽略不計(jì)。由表4-4可以看出，液化石油氣液態(tài)的密度隨溫度升高而減 少。表4-2 一些碳?xì)浠衔镌诓煌瑴囟燃跋鄳?yīng)飽和蒸氣壓下的密度/(kg/m3)溫度/C丙烷止烷異丁 烷溫度/C丙烷止烷異丁 烷-156.41.062.502520.156.189.21-107.571.853.043022.807.1911.50-59.052.103.593525.308.1713.00010.342.824.314028.609.3314.70511.903.355.074534.5010.5716.801013.603.9

9、45.925036.8012.1018.941515.514.656.955540.2212.3820.562017.745.397.946044.6015.4024.20表4-3 一些氣態(tài)碳?xì)浠衔镌?01.3kPa下的密度/(kg/m3)溫 度 /C甲烷乙烷乙烯丙烷丙烯止烷異丁烷1-丁 烯00.71681.35621.26042.021.91492.59852.67262.503150.6771.2691.1841.8611.7662.4522.4422.369表4-4液化石油氣液態(tài)的密度/(kg/m3)溫度/c丙烷止烷異丁烷丙烯丁烯-15548615600567634-105426115

10、94561629-553560558855262405236005825456195521596576538612105145915705316061550758356552460020499578560254905735533048356854635474562540404645565344545154952750446542520相對(duì)密度 由于在液化石油氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用中，同時(shí)存在氣態(tài)和液態(tài)兩 種狀態(tài)，所以應(yīng)該了解它的液態(tài)相對(duì)密度和氣態(tài)相對(duì)密度。液化石油氣的氣態(tài)相對(duì)密度指在同一溫度和同一壓力的條件下，同體積的液化 石油氣氣體與空氣的質(zhì)量比。求液化石油氣氣體各組分相對(duì)密度的簡(jiǎn)便方法，是用

11、各組 分的相對(duì)分子質(zhì)量與空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量之比求得，因?yàn)閺谋?-5中可以看出在標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下1mol氣體的液化石油氣氣態(tài)比空氣重1.52.5倍。由于液化石油氣比空氣重，因此， 一旦液化石油氣從容器或管道中泄漏出來(lái)，它不像相對(duì)密度小的可燃?xì)怏w那樣容易揮發(fā) 與擴(kuò)散，而是像水一樣往低處流動(dòng)，在低洼處積存，很容易達(dá)到爆炸濃度。因此，用戶 在安全使用中必須充分注意，廚房不應(yīng)過于狹窄，要經(jīng)常通風(fēng)換氣，管溝應(yīng)用于砂等填 充實(shí)埋，防止聚積。液化石油氣的液態(tài)相對(duì)密度指在規(guī)定溫度下液體的密度與規(guī)定溫度下水的密 度的比值。它一般以20C或15C時(shí)的密度與4C或15C時(shí)純水密度的比值來(lái)表示，見表 4-5。液化石油氣的

12、液態(tài)相對(duì)密度，隨著溫度的上升而變小，見表4-6。表4-5液化石油氣的氣態(tài)相對(duì)密度名稱分子式相對(duì)分子質(zhì)量空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)密度丙烷CH3 844291.517丁烷CH4 1058292.000丙烯CH3 642291.448丁烯CH4 856291.931戊烯CH5 1272292.483表4-6液化石油氣的液態(tài)組分相對(duì)密度溫度/C丙烯丙烷止烷異丁烷1-丁烯-200.5730.5440.6210.6030.641-100.5590.5410.6110.5920.63000.5450.5280.6010.5810.619100.530O.5140.5900.5690.607200.5130.

13、5000.5780.5570.595從表4-6中可看出，在常溫下(20C左右)，液化石油氣液態(tài)各組分的相對(duì)密度約為 0.5O.59之間，接近水的一半。當(dāng)液化石油氣中含有水分時(shí)，水分就沉積在容器的底部， 并隨著液化石油氣一起輸送到用戶，這樣，既增加了用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，又會(huì)引起容器底 部腐蝕，縮短容器的使用壽命。因此，液化石油氣中的水分要經(jīng)常從儲(chǔ)罐底部的排污閥 放出或倒出。體積膨脹系數(shù)絕大多數(shù)物質(zhì)都具有熱脹冷縮的性質(zhì)，液化石油氣也不例外，受熱會(huì)膨脹，溫度越 高，膨脹越厲害。膨脹的程度是用體積膨脹系數(shù)來(lái)表示的。所謂體積膨脹系數(shù)，就是指 溫度每升高1C，液體增加的體積與原來(lái)的體積的比值。液體的體積隨溫度

14、升高的膨脹量 可用式(4-2)計(jì)算。V2=V11+a (t2-t1)(4-2)式中V、V2液體在溫度匚、t2時(shí)的體積，m3；a液體溫度由七只時(shí)的平均體積膨脹系數(shù)，1/C，見表4-7。表4-7液化石油氣組分及水的體積膨脹系數(shù)溫度/C丙烷丙烯止烷異丁烷1-丁烯水0100.002650.002830.001810.002330.001980.000029910 200.002580.003130.002370.001710.002060.0001420 300.003520.003290.001730.002970.002140.0002630 400.003400.003540.002270.00

15、2170.002270.0003540 500.004220.003890.002220.002660.002440.00042由表4-7可知，液化石油氣液體的體積膨脹系數(shù)比水大十幾倍，且隨溫度的升高而增 大，因此，液化石油氣在充裝作業(yè)中必須限制充裝量。體積壓縮系數(shù)對(duì)于滿液的容器，當(dāng)溫度升高時(shí)，液體的體積會(huì)膨脹，但由于受到容器容積的限制， 液體將會(huì)受到壓縮。體積壓縮系數(shù)是指壓力每升高1MPa時(shí)液體體積的減縮量。液化石油 氣(65%丙烷+35%異丁烷)的體積膨脹系數(shù)、體積壓縮系數(shù)及其比值見表4-8。表4-8液化石油氣體積膨脹系數(shù)、體積壓縮系數(shù)及其比值溫度/c體積膨脹系數(shù)/C-1體積壓縮系數(shù)/MP

16、a-1比值 /(MPa/C)00.002150.001072.01100.002280.001161.97200.002460.001261.95300.002660.001381.93400.002920.001511.93500.003260.001681.84600.003130.001871.99自然界中的物質(zhì)所呈現(xiàn)的聚集狀態(tài)，有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)3種，其中任何一種狀態(tài)只 能在一定的條件下(溫度、壓力)存在。當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，物質(zhì)分子間的位置就要發(fā)生 相應(yīng)的變化，即表現(xiàn)為聚集狀態(tài)的改變。物質(zhì)的聚集狀態(tài)在熱力學(xué)上稱為相，如液態(tài)稱 為液相，氣態(tài)稱為氣相。在密封容器中，氣相和液相達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)

17、的狀態(tài)稱為飽和狀 態(tài)。在飽和狀態(tài)下，液體和其蒸汽處于平衡共存狀態(tài)，也就是說液相蒸發(fā)成氣體的速度 和氣相凝結(jié)成液體的速度相等，此時(shí)氣體中分子數(shù)不再增加，液體中分子數(shù)不再減少。飽和狀態(tài)時(shí)的液體稱為飽和液體，飽和狀態(tài)時(shí)的蒸汽稱為飽和蒸汽，飽和蒸汽所顯 示出來(lái)的壓力稱為飽和蒸氣壓。在不同溫度下液化石油氣各種組分的飽和蒸氣壓見表 4-9。溫度升高，蒸氣壓增大。另外液化石油氣的蒸氣壓和組分有關(guān)，隨著碳原子數(shù)的增 加，蒸氣壓則減小。對(duì)于液化石油氣來(lái)說，常溫下，容器內(nèi)部液化石油氣的壓力總比外 界大氣壓力大得多，所以，液化石油氣盛裝在密閉的、具有足夠強(qiáng)度的容器中。沸點(diǎn)和露點(diǎn)(1)沸點(diǎn)在一定的壓力下，液體表面不斷

18、蒸發(fā)變?yōu)闅怏w的過程稱為汽化。隨著液 體溫度逐漸升高，汽化速度不斷加快。當(dāng)溫度達(dá)到某一定值時(shí)，則不僅液體表面，而且 內(nèi)部也同時(shí)進(jìn)行劇烈的汽化。這種液體內(nèi)出現(xiàn)上下翻滾的汽化現(xiàn)象稱為沸騰。液體在 101.3kPa下達(dá)到沸騰時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。液體在沸騰過程中，由外界吸收的熱量全部用 于汽化，因而溫度停留在沸點(diǎn)不再升高，直至液體全部變成氣體為止。液化石油氣各組 分在101.3kPa時(shí)的沸點(diǎn)見表4-10。表4-9不同溫度下液化石油氣各種組分的飽和蒸氣壓?jiǎn)挝唬篗Pa溫 度 /C丙烷丙烯止烷異丁 烷1-丁 烯順式-2-丁 烯反式-2-丁 烯異丁 烯-200.2320.3020.0450.0690.0560.0

19、62-150.2530.3550.0550.0860.6090.0450.0510.072-100.3320.4150.0670.1050.0840.0560.0640.087-50.3910.4860.0820.1260.1030.0700.0770.10600.4570.5640.1000.1500.1250.0850.0950.12850.5330.5620.1210.1790.1490.1030.1150.152100.6170.7500.1430.2110.1790.1240.1370.181150.7110.8570.1710.2470.2110.1480.1630.213200.

20、8170.9730.2010.2880.2470.1760.1930.256250.9331.110.2350.3350.2890.2070.2270.291301.061.260.2750.3870.3360.2420.2650.338351.201.420.3180.4330.3880.2820.3070.391401.361.590.3670.5030.4470.3270.335O.449451.521.780.4210.5790.5120.3760.4080.514501.711.990.4810.6560.5830.4310.4660.587表4-10液化石油氣各組分在101.3kP

21、a時(shí)的沸點(diǎn)組 分丙烷丙烯止烷異丁 烷1-丁 烯順式-2-丁烯反式 -2- 丁烯異丁 烯正戊烷沸點(diǎn)八、/C-42.1-47.0-0.5-11.7-6.263.750.88-6.936.2由表4-10可知，碳?xì)浠衔锏姆悬c(diǎn)有以下特點(diǎn)分子中碳原子數(shù)越多，沸點(diǎn)越高。如：丙烷的沸點(diǎn)為-42.1C，正丁烷的沸點(diǎn)則 為-0.5C。當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，多數(shù)烷烴的沸點(diǎn)比烯烴的沸點(diǎn)高。如：丙烷的沸點(diǎn)為-42.1C 則丙烯的沸點(diǎn)為-47.0C。正構(gòu)物的沸點(diǎn)比異構(gòu)物的沸點(diǎn)高。如：正丁烷的沸點(diǎn)為-0.5C。則異丁烷的沸點(diǎn) 為-11.7C。沸點(diǎn)越低的烴越難以液化。如果要液化它需要低的溫度或者更高的壓力。沸點(diǎn)越低的烴越容易汽

22、化。如：丙烷的沸點(diǎn)為-42.1C，在常溫下呈氣態(tài)，即使 在嚴(yán)寒的冬季也很容易汽化。正戊烷的沸點(diǎn)為36.2C。即使在酷熱的夏天也很難汽化。壓力增大，沸點(diǎn)也升高。如：丙烷在常壓下沸點(diǎn)為-42.1C，而當(dāng)壓力增至0.82MPa 時(shí)，沸點(diǎn)相應(yīng)提高到20C。（2）露點(diǎn)指氣態(tài)液化石油氣加壓或冷卻時(shí)，使之液化的溫度。液化石油氣各組分 的露點(diǎn)實(shí)際上是各組分液體在飽和蒸汽壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度（見表4-9），也是各組分 液體在飽和蒸汽壓力下的沸點(diǎn)（見表4-10）。露點(diǎn)是相對(duì)蒸汽而言，沸點(diǎn)是相對(duì)液體而言 的，兩者在數(shù)值上相等。汽化潛熱汽化潛熱就是在一定溫度下，一定數(shù)量的液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所吸收的熱量。液 態(tài)變成

23、氣態(tài)時(shí)，需要吸收熱量，氣態(tài)變成液態(tài)時(shí)將放出熱量，這些熱量只用來(lái)改變物質(zhì) 的狀態(tài)（發(fā)生相變），而溫度不發(fā)生變化，故稱之為潛熱。不同的液體有不同的汽化潛熱，即使是同一液體，其汽化潛熱也隨沸點(diǎn)不同而發(fā)生 變化。當(dāng)液體的沸點(diǎn)上升時(shí)汽化潛熱相應(yīng)減少，在臨界溫度時(shí)汽化潛熱為零。由于液化 石油氣的汽化潛熱比較大，因此在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、灌裝、使用中要嚴(yán)禁使液態(tài)的石油氣直 接接觸人體，以免皮膚被吸收大量的熱量，而造成嚴(yán)重凍傷。表4-11液化石油氣各組分的物理化學(xué)性質(zhì)項(xiàng)目甲烷乙烷丙烷止烷異丁 烷分子式 相對(duì)分子質(zhì)量CH416.04CH 2 630.07CH 3 844.004n-CH 4 1058.12i-CH4 1

24、058.12蒸氣壓/MPa0C20C 2.433.750.4760.81040.1040.2030.1070.299氣體密度/(kg/m3)0C15.5C0.71680.6771.35621.2692.0201.8602.59852.4522.67262.452沸點(diǎn)(0.1013MPa)/C-161.5-88.63-42.07-O.5-11.73汽化潛熱(沸點(diǎn)及0.1013MPa 下)/(kJ/kg)569.4489.9427.1386.0367.6臨界壓力/MPa 臨界密度/(kg/L) 臨界溫度4.640.162-82.54.880.20332.34.250.23696.83.800.22

25、7152.O3.660.233134.9低熱值(0.1013MPa, 15.6C)/(kJ/kg)液態(tài)氣態(tài)342076075346099883884545811556145375115268氣態(tài)比熱容 (0.1013MPa, 15.6C)/kJ/(kgK )定壓比熱 容定容比熱 容2.211.681.721.441.631.441.661.521.621.47爆炸極限(體積分 數(shù))/%上限5.314.03.212.52.379.501.868.411.808.44五、液化石油氣的燃燒特性液化石油氣作為燃料，主要是通過燃燒以利用其熱量， 因此液化石油氣燃燒的狀況直接影響到能源利用率和應(yīng)用安全。燃

26、燒的條件燃燒是一種同時(shí)伴有發(fā)光、發(fā)熱的激烈的氧化反應(yīng)。發(fā)光、發(fā)熱是物質(zhì)燃燒的外觀 特征，發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)則是物質(zhì)燃燒的本質(zhì)?？扇嘉?、助燃物和點(diǎn)火源是構(gòu)成燃燒的三個(gè)要素，缺少其中任何一個(gè)要素，燃燒便 不能發(fā)生。對(duì)于進(jìn)行中的燃燒過程，若消除可燃物或助燃物中任何一個(gè)條件，燃燒便會(huì) 終止。大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒是在其揮發(fā)出蒸氣氣體狀態(tài)下進(jìn)行的，由于可燃物的狀態(tài)不 同，其燃燒特點(diǎn)也不同。可燃?xì)怏w只要達(dá)到其本身氧化條件所需的熱量便能迅速燃燒，在極短的時(shí)間內(nèi)全部 燒光。這是因?yàn)闅怏w擴(kuò)散能力強(qiáng)，分子之間極易燃燒，甚至能形成爆炸。可燃液體的燃燒不是液體本身的燃燒，而是液體蒸發(fā)汽化與氧化劑在火源作用下的 燃燒，而燃

27、燒又加速了液體汽化，使燃燒得以擴(kuò)展。由于液體燃燒在火源、升溫、汽化 等過程的準(zhǔn)備階段需消耗時(shí)間和熱量，因此，液體燃燒要比同種氣體物質(zhì)完全燃燒過程 所需的熱量多、時(shí)間長(zhǎng)。由于液化石油氣中碳三、碳四組分的沸點(diǎn)都很低，雖然泄露出 來(lái)為液體，但其汽化卻十分迅速，燃燒和爆炸的危險(xiǎn)性同樣很大。如果可燃物是簡(jiǎn)單固體物質(zhì)，如硫、磷等，受熱時(shí)首先熔化，然后蒸發(fā)燃燒，沒有 分解過程。若是復(fù)雜物質(zhì)，燃燒后氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)物的蒸氣著火燃燒。因此，固體燃 燒相對(duì)于液體、氣體較為困難，燃燒速度較為緩慢。燃燒反應(yīng)方程式表示燃燒前后物質(zhì)變化的方程式，它表示了反應(yīng)物質(zhì)之間的比 例關(guān)系。液化石油氣中主要組分的燃燒反應(yīng)式如下。C3

28、H8+5023CO2+4H2O+QC3H6+4.5023CO2+3H20+QC4Hi0+6.5024C02+5H20+QC4H8+6024CO2+4H20+Q以丙烷完全燃燒的反應(yīng)方程式為例，其含義是1標(biāo)準(zhǔn)立方米體積的鳥與5標(biāo)準(zhǔn)立方3 8 米體積的O2發(fā)生燃燒反應(yīng)能生成3標(biāo)準(zhǔn)立方米的CO2與4標(biāo)準(zhǔn)立方米的水蒸氣，同時(shí)釋放出 10X104kJ/m3的熱量。可見，由燃燒方程式可以知道燃燒多少液化石油氣需要多少理論氧 氣量，燃燒后產(chǎn)生什么樣的氣體，產(chǎn)生多少體積的煙氣。燃燒的空氣需要量燃燒所需的氧氣通常是從空氣中獲取，1體積的氧氣相當(dāng)于 4.76體積的空氣。則1體積丙烷完全燃燒所需的氧氣，從理論上需要的

29、空氣量為 5X4.76=23.8 體積。這種通過反應(yīng)方程式計(jì)算出的空氣需要量通常稱之為理論空氣量。在液化石油氣的實(shí)際燃燒中，僅僅供給理論空氣量是不能達(dá)到完全燃燒的，其原因 是：空氣中除含有21%的氧氣外，還含有大量的氮?dú)?，它?huì)帶走熱量而使火焰溫度降 低，影響熱效率；燃燒時(shí)液化石油氣與空氣中的氧氣不能均勻混合，缺氧時(shí)會(huì)發(fā)生不完全燃燒，因 此，在實(shí)際燃燒中需要多供一些空氣量，才能保證燃燒完全。實(shí)際供給空氣量與理論需要量之比，稱為過?？諝庀禂?shù)，用符號(hào)a表示，即(4-3)實(shí)際空氣量 理論空氣量過?？諝庀禂?shù)的取值不能過大，過大易使空氣帶走燃燒產(chǎn)生的熱量；亦不能過小， 過小則達(dá)不到完全燃燒，甚至?xí)a(chǎn)生有毒

30、的CO。對(duì)一般燃具，過剩空氣系數(shù)可取1.4 1.8。液化石油氣燃燒的理論空氣需要量和實(shí)際空氣需要量見表4-12。表4-12液化石油氣燃燒的理論空氣需要量和實(shí)際空氣需要量氣體空氣需要量理論需要量/m3實(shí)際需要量/m3丙烷23.8626.35丙烯21.8424.02止烯31.0334.13異丁烯28.5831.44城市煤氣4.695.16C、S、P等元素在燃燒過程中分別生成CO2、CO、H2O、SO2、P2O5等物質(zhì)。在氧化劑充 足的條件下，液化石油氣完全燃燒，產(chǎn)生完全燃燒產(chǎn)物；在氧化劑不充足的條件下燃燒， 會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒產(chǎn)物。完全燃燒產(chǎn)物不能再進(jìn)行燃燒，不完全燃燒產(chǎn)物遇氧化劑還會(huì) 繼續(xù)深度燃燒

31、。如液化石油氣完全燃燒時(shí)生成叫不完全燃燒時(shí)生成CO,CO遇空氣還 可再燃燒，最終生成CO2。CO是一種無(wú)色氣體，比空氣輕，具有強(qiáng)烈的毒性，當(dāng)空氣中 含有10%的C0時(shí)，12min內(nèi)可使人中毒死亡。CO2也是一種無(wú)色氣體，但比空氣重，不 燃燒、不導(dǎo)電，有輕度毒性，濃度較高時(shí)，可使人窒息。因此，燃?xì)庠罹唛g應(yīng)有良好的 通風(fēng)條件，以使燃燒產(chǎn)物能及時(shí)排出。閃點(diǎn)與閃燃，自燃與自燃點(diǎn)閃點(diǎn)與閃燃各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在，蒸氣的濃度取決于該液 體的溫度?？扇家后w表面的蒸氣與空氣混合，形成了混合可燃?xì)怏w，遇火源即發(fā)生燃燒。 揮發(fā)性混合氣體遇火源能夠燃燒的最低溫度稱為閃點(diǎn)。在閃點(diǎn)時(shí)可燃液體的蒸發(fā)速度很 慢

32、，所產(chǎn)生的蒸氣量?jī)H能維持極短時(shí)間的燃燒，而新蒸氣來(lái)不及補(bǔ)充，只是瞬間出現(xiàn)藍(lán) 色火花，不能引起連續(xù)燃燒，這種現(xiàn)象就叫閃燃。不同的可燃液體有不同的閃點(diǎn)，閃點(diǎn)越低，發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)程度就越大。液化石油 氣主要組分的閃點(diǎn)都是非常低的，其數(shù)值見表4-13。液體在閃點(diǎn)溫度以上時(shí)，因液體蒸 發(fā)速度快，混合氣體中可燃?xì)怏w的數(shù)量增加，能夠維持連續(xù)穩(wěn)定的燃燒。因此，閃燃是 液體發(fā)生火險(xiǎn)的信號(hào)，是著火的前奏。閃點(diǎn)是評(píng)定可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)的主要指標(biāo)。自燃與自燃點(diǎn) 自燃是物質(zhì)自發(fā)的著火燃燒，通常是由緩慢的氧化作用引起本 身溫度升高或由外界溫度升高而引發(fā)的，即物質(zhì)在無(wú)外界火源的條件下，在一定溫度下 自行發(fā)熱，散熱受到阻礙而積

33、蓄，逐漸達(dá)到自燃狀態(tài)?？扇嘉镔|(zhì)發(fā)生自行燃燒的最低溫 度稱為自燃點(diǎn)。液化石油氣各組分的自燃點(diǎn)見表4-14。表4-13液化石油氣主要組分的閃點(diǎn)主要組分丙烷丙烯丁烷丁烯閃點(diǎn)/c-104-108-82-80表4-14液化石油氣各組分的自燃點(diǎn)組分自燃點(diǎn)/C組分自燃點(diǎn)/C空氣中氧氣中空氣中氧氣中乙烷472丁烷408283丙烷493468丁烯443丙烯458戊烷290258熱值熱值是指單位質(zhì)量或單位體積的可燃物質(zhì)，在完全燃盡時(shí)生成最簡(jiǎn)單最穩(wěn)定的化合 物時(shí)所釋放的熱量，單位為kJ/m3或kJ/kg。熱值可分為高熱值和低熱值，高熱值包含燃燒反應(yīng)后所產(chǎn)生的水蒸氣冷凝成水時(shí)所 放出的熱量，因此，高熱值要比低熱值大。

34、液化石油氣各組分的高熱值和低熱值見表4-15。 從表中可以看出，液化石油氣的熱值很高。表4-15液化石油氣各組分的熱值(OC，0.1013MPa)組 分高熱值(標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下)/(kJ/m3)低熱值(標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下)/(kJ/m3)組 分高熱值(標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下)/(kJ/m3)低熱值(標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下)/(kJ/m3)乙烷7035164397丁 烯133048122853丙烷10126693240戊烷169377156733丙 烯9366787667一氧化碳1263612636丁 烷133886123649六、液化石油氣特性及其對(duì)安全的要求液化石油氣的一般特性液化石油氣通常處于飽和狀態(tài)，既有氣相，又有液相，因此，它具有氣體和液體的 物理特性。液化石油氣的主要成分為烷烴和烯烴，因此，它又具有烷烴和烯烴的化學(xué)特 性。液化石油氣的這些特性因其組分不同而異，與其他可燃介質(zhì)相比，液化石油氣的一 般特性如下。方便性液化石油氣在常溫下為氣體，加壓或冷卻即可液化。如丙烷在20C、 0.81MPa壓力下即成為液體，這給儲(chǔ)存