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液化石油气的来源和利用

    自然界中存在着无数的由碳与氢化合而成的有机物，通常称其为碳氢化合物。在有机化学中，这类碳氢化合物被简称为烃(表示烃取自碳字中“火〞和氢字中的“啰〞组合而成)。液化石油气是一种低碳数的烃类混合物，它在常温常压下(20℃、100KPa)呈气体状态，只有在增高压力或降低温度的条件下，才变成液体，故称为液化石油气。液化石油气的问世和发展是同石油化学工业的发展分不开的。1892年，荷兰首先利用天然气进行试验，获得了液化甲烷，从而为石油气的液化奠定了理论基础。20世纪初叶，沃尔特斯林(Dr．Walter Snelling)博士对汽油进行稳定性试验，发现汽油挥发出的气体在一定温度和压力条件下可凝结为液体，并成功地从天然气中提取了丙烷和丁烷。随后，德国、美国、日本、法国、意大利和东欧一些国家也相继生产和使用了液化石油气。近半个世纪以来，随着对石油资源的开发和炼油化工工业的发展，不仅石油资源丰富的国家的液化石油气有了迅速发展，而且一些资源贫缺的国家也大量地发展液化石油气。目前，已有120多个国家和地区自行生产或进口液化石油气用作燃料和化工原料。美国液化石油气的年用量约6000kt，日本年用量约为2000kt。
　　我国从1965年开始，在北京、天津、哈尔滨、沈阳、上海和南京等石油化学工业发达的城市，以及一些石油炼油厂所在地区，先后使用液化石油气作为民用燃料。此后各大城市相继建设了液化石油气民用供应系统。目前，我国东部地区的乡镇和中部地区的大多数县、乡城镇居民使用了液化石油气，并逐渐向乡村普及。
一、液化石油气的来源
　　液化石油气目前主要来源于炼油厂石油气和油田伴生气。因此液化石油气是一种石油产品。
　　(一)由炼油厂石油气中获取
　　炼油厂石油气是在石油炼制和加工过程中所产生的副产气体，其数量取决于炼油厂的生产方式和加工深度，一般约为原油质量的4％～1．0％左右。依据炼油厂的生产工艺，可分为蒸馏气、热裂化气、催化裂化气、催化重整气和焦化气等5种。这5种气体含有C1～C5组分，利用分开汲取装置将其中的C3、C4组分分开提炼出来，就获得液化石油气。目前，从炼油厂催化裂化气中回收液化石油气是国内民用液化石油气的主要来源。
　　(二)由油田伴生气中获取
　　在石油开采过程中，石油和油田伴生气同时喷出，利用装设在油井上面的油气分开装置，将石油与油田伴生气分开。油田伴生气中含有5％左右的丙烷、丁烷组分，再利用汲取法把它们提取出来，可得到丙烷纯度很高而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。
　　(三)由天然气中获取
　　天然气为干气和湿气两种。湿气中的甲烷含量在90％以下，乙烷、丙烷、丁烷等烷烃含量在10％以上，假设将湿气中的丙烷、丁烷等组分分开出来，就得到所需的液化石油气据有关资料介绍，我国天然气产量由1949年的0．1亿立方米，上升到2002年的316亿立方米，居世界第16位，已成为世界石油天然气消费大国，估计到2021年，天然气在一次能源消费中，所占比例将由目前的2．7％增长到10％以上。
　　此外，还可在燃料加氢和半焦化制取人造石油的工厂中获取液化石油气。从水煤气生产合成汽油的工厂中，也能回收液化石油气。
　　液化石油气的质量与其来源和提取方法有关，一般从油田伴生气中获取的液化石油气的质量优于从炼油厂石油气中获取的液化石油气。

二、液化石油气的利用
　　随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分开得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。
　　(一)用于有色金属冶炼
　　有色金属冶炼中要求燃料热质稳定，无燃炉产物，无污染，而液化石油气都具备了这些条件。液化石油气被加热气化后，可以方便地引入冶炼炉燃烧。山东金升有色金属集团公司已将液化石油气成功地用于德国克虏伯熔炼炉的铜冶炼工艺，代替了原煤气燃烧工艺，减少了硫、磷等杂质的危害，提升了铜材质量。
　　(二)窑炉焙烧
　　我国的各种工业窑炉和加热炉历来以烧煤为主，这不仅造成能源的浪费，排出的烟气也严重污染着环境。为此，国家有关部门提出我国能源今后发展任务是：优化能源结构，建立世界级清洁、安全、高效的能量供应体系，建立能源技术发展促进机制等。为适应这一任务的要求，许多工业窑炉和加热炉改用液化石油气作燃料，如用液化石油气来烧制瓷砖；用液化石油气烘焙轧制薄板等，既减少了对空气的污染，又大大提升了产品的烧制质量。
　　(三)作汽车燃料
　　据2000年我国城市环境状况公告显示，监测的338个城市中，超过国家大气质量二级标准的城市占到63．5％，其中超过三级的有112个，我国大气污染已由工业废物、煤烟气型向光化学烟雾型转变，大城市中汽车排放尾气成为大气的主要污染源之一。目前，城市空气污染源中约有70％来自汽车的废气排放。为解决这一问题，自20世纪末，我国各大中城市相继建起了汽车加气站，用液化石油气替代汽油作汽车燃料，这一燃料品种的改变，极大地净化了城市空气质量，也是液化石油气利用的又一大发展方向。
　　(四)居民生活燃用
　　居民生活燃用的液化石油气主要有管道输送和瓶装供给两种方式。
　　1．管道输送
　　管道输送方式主要集中在大中城市进行，它是由城市燃气公司把液化石油气与空气、液化石油气与煤气或液化石油气与化肥厂排放的空气等混合后，通过管道直接输送到居民家中使用，目前，许多城市都实现了这种供应形式。
　　2．瓶装供给
　　瓶装供给是通过一个密封钢瓶将液化石油气由储配站分配到各家各户，作为家庭灶具的供气源，它起源于20世纪60年代初，最早是在炼油厂和几个工业城市使用，现已发展到乡镇乡村。在民用液化石油气中，以瓶装供给方式的范围最大，用户最多。我国仅东部地区就建有从事钢瓶供气的液化石油气储配站一万多个，有的各别乡镇平均建有2个以上。
　　由此可见，液化石油气的使用范围愈来愈广，使用量愈来愈大，发展愈来愈快。因此，强化对液化石油气知识的宣扬学习，保证液化石油气的安全使用，是非常必要和迫切需要的。