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液化石油气
更新时间:[2012-11-06]  阅读:2754次

密度是指单位体积的物质所具有的质量。气体密度随温度和压力的不同有很大的变化,因此在表示气体密度时,必须规定温度和压力的条件。一般以压力为1大气压,温度为0时作为标准态的值。气体密度可用下式求得:

  

 式中:ρ-物质的密度(千克/米3)
     m-物质的质量(千克)
     y-物质的体积(3)
  液化石油气既可以以气态形式存在,也可以以液态形式存在,所以,液化石油气的密度有气态密度和液态密度二种。
  标准状态下液化石油气的密度可见(13)

标准状态下液化石油气的密度     表13

项  目

分子式

分子量

气态密度(千克/3)

液态密度(千克/)

丙 烯

C3H8

44.094

2.0200

0.5280

丙 烯

C3H6

42.079

1.9149

0.5454

正丁烷

C4H10

58.120

2.7030

0.6011

异丁烷

C4H10

58.120

2.6726

0.5820

异丁烯

C4H8

56.108

2.5030

0.6190

丁 烯1

C4H8

56.108

2.5030

0.6200

顺丁烯-2

C4H8

56.108

2.5030

0.6300

反丁烯-2

C4H8

56.108

2.5030

0.6200

空 气

28.966

1.2928

  液化石油气的密度与其压力和温度有很大的关系。但对液化石油气主要成分的液态密度来说,温度的影响远远大于压力的影响。当温度上升时密度减小,但受压力影响却很小,可忽略不计。表14列出了液态液化石油气在不同温度下的液态密度。 

不同温度下液态液化石油气的密度(千克/升    表14

温度()

丙烷

正丁烷

异丁烷

丙烯

丁烯-1

丁烯-2

异丁烯

-15

0.5493

0.6166

0.5924

0.5528

0.6349

0.6427

0.6337

-10

0.5429

0.6115

0.5867

0.5504

0.6293

0.6373

0.6281

-5

0.5364

0.6066

0.5810

0.5480

0.6234

0.6317

0.6231

0

0.5297

0.6010

0.5796

0.5454

0.6177

0.6262

0.6165

5

0.5228

0.5957

0.5753

0.5426

0.6116

0.6207

0.6105

10

0.5159

0.5901

0.5694

0.5396

0.6057

0.6150

0.6050

15

0.5086

0.5846

0.5634

0.5346

0.5999

0.6090

0.5988

20

0.5011

0.5789

0.5573

0.5329

0.5935

0.6035

0.5928

25

0.4934

0.5773

0.5511

0.5292

0.5932

0.5974

0.5865

30

0.4889

0.5732

0.5448

0.5251

0.5872

0.5914

0.5804

35

0.4856

0.5615

0.5385

0.5206

0.5811

0.5831

0.5737

40

0.4775

0.5552

0.5319

0.5158

0.5747

0.5791

0.5675

45

0.4604

0.5490

0.5252

0.5104

0.5614

0.5734

0.5509

50

0.4513

0.5426

0.5181

0.5044

0.5546

0.5659

0.5540

  由表14可知,液态液化石油气中各类烃在温度的影响下,密度发生了显著的变化,温度上升,密度减小;温度下降,密度增大。各类烃从液态转变为气态时体积增大的倍数,可用其液态密度与气态密度之比求出。例如在标准状态下液态丙烯的密度为0.5454千克/升,而气态丙烯密度为19136千克/米3
  即得:
  
 

  即液态丙烯气化成气体时,体积膨胀了285倍。
二、液化石油气的比重
  1.气态液化石油气的比重
  比重是一个无量纲的物理量。所谓比重是指一物质的密度与某一标准物质密度之比。气体的比重就是在标准状况下,同体积的气体与空气的重度比,因为物体的密度是不受重力加速度影响的,所以计算中也常以密度代替重度。
  即:


  

式中:ρo——标准状态下气体的密度(kgm3)
     ρ——标准状态下空气的密度(等于1293kgm3)
     ro——标准状态下气体的重度(kgm3)
     r——标准状态下空气的重度(等于1293kgm3)

  也可以用液化石油气的分子量与空气分子量之比求得其比重。
  即:



  

式中:S——比重
     Mo一液化石油气分子量
     M——空气分子量
  例如:
  (1)  

  

  (2)
  

  

15列出了标准状态下的气态液化石油气对空气的比重。

液化石油气气态比重     表15

项目

丙烷

正丁烷

异丁烷

丙烯

丁烯-1

顺丁烯-2

反丁烯-2

异丁烯

气态
比重

1.525

2.090

2.081

1.459

2.003

1.940

1.940

1.940

  从表15中可知,气态液化石油气的比重约在152.l之间,即比空气重得多。因此,液化石油气发生漏泄后会积存于低洼处,易形成爆炸事故隐患。我们在装卸液化石油气时,应注意拧紧管道阀门的接头,防止泄漏。
  2.液态液化石油气的比重
液体的比重是同体积的重度与4水的重度之比,以d表示。由于4时纯水的重度为1吨/米3,所以液化石油气的,液体比重在数值上和重度相等,但比重没有单位。
  即;
  

 

 

式中:ρ——规定温度下液体的密度
     ρ——规定温度下水的密度
     r——规定温度下液体的重度
     r——规定温度下水的重度

  表16列出了20时液化石油气的液体对4纯水的比重值。

液化石油气的液态比重    表16

项目

丙烷

正丁烷

异丁烷

丙烯

丁烯-1

顺丁烯-2

反丁烯-2

异丁烯

液态比重(d20)

0.4969

0.5788

0.5572

0.5139

0.5921

0.6213

0.6024

0.5924

  从16中可以看出,液态液化石油气的比重约在0506之间,也就是说比水轻得多。因此,将液化石油气装入铁路罐车时,如液化石油气中含有水分,经过几小时沉降,水会在罐体底部聚集,通过液相紧急切断阀可将水分排出。万一发生液化石油气火灾时,只能用干粉灭火剂扑救,而不能用水救火。因为液化石油气的比重比水小,水喷洒在已燃烧的液化石油气上面,不仅不能将火熄灭,反而因为水比液化石油气重,水会托着燃烧的液化石油气更快地向四周扩散而加大火势,更不利于灭火。 
  三、液化石油气的比容
  气体的比容是指单位质量气体所占有的体积。它随着压力和温度的不同而发生变化,因此表示气体比容时,必须规定压力和温度条件,比容与密度互为倒数,其单位常用m3kg表示。
      
  

 

式中:r——气体比容(m3kg)
     V——物质所占有的体积(m3)
     G——物质的重量(kg)
 

 液化石油气的比容可见表17

液化石油气的气体比容     表17

项目

丙烷

正丁烷

异丁烷

丙烯

丁烯-1

顺丁烯-2

反丁烯-2

异丁烯

(m3/kg)
(15.61大气压)

0.538

0.408

0.408

0.505

0.421

0.339

0.329

0.353

  四、液化石油气的沸点和气化潜热
  从液态变成气体的过程叫气化。液态变成气态时,需要吸收热量,气态变液态时又将放出热量,这些热量仅仅用来改变物质的状态,而不改变物质的温度,所以称它为潜热。气化潜热就是在某一温度下,一定数量的液体变为同温度的气体所吸取的热量。
  液体气化的另一种形式叫沸腾,是在液体表面和内部同时进行气化的过程。任何一种液体只有在一定温度下才能沸腾,这个温度叫液体的沸点。如在1个物理大气压时水的沸点是100,丙烷是一42.17,丙烯是一47O,异丁烯是一69,可见液化石油气的沸点都很低,即都在0以下,因此常温下液态液化石油气很容易气化。
  液化石油气的气化潜热随引起气化的温度而变,温度升高,气化潜热减小,达到临界温度时,气化潜热等于零。液化石油气的沸点及气化清热可见表18

液化石油气的沸点和气化潜热     表1-8

项  目 

丙烷

正丁烷

异丁烷

丙烯

丁烯-1

顺丁烯-2

反丁烯-2

异丁烯

沸点()
(0.1013兆帕)

-42.17

-0.5

-10.2

-47.0

-6.3

3.7

0.88

-6.9

气化潜热
(焦耳/千克,
沸点时)

422584

383254

366100

439320

390786

415800

405430

394133

  五、液化石油气的膨胀与压缩
  物体能够热胀冷缩,这个自然的规律我们都知道。液态液化石油气的体积也会因温度的升降而发生膨胀和收缩。表19是说明液体丙烷的体积与温度的关系。

液态丙烷体积与温度变化关系     表19

温度()

-20

0

10

15

20

30

40

50

液态丙烷体积变化比例(%)

91.4

96.02

98.7

100

101.0

104.9

109.1

113.8

  由l9可知,液体丙烷在温度的影响下,体积发生了显著变化。它和热胀冷缩的规律一样。例如,丙烷在15时的体积为100%,温度降到0时,体积为9602%;在-20时,体积为9l.40%;温度升至30时,体积为10490%;在50时,体积就膨胀为11380%,接近114%。掖化石油气的膨胀系数,可见表l-10

液化石油气体积膨胀系数     表1-10

液 体
名 称

丙烷体积膨胀系数K

15时的体积
膨胀系数的相对值

15

在下列温度范围内K的平均值

-20 10

10 40

0.00019

1.0

丁 烯

0.00203

0.00194

0.00210

10.6

丁 烷

0.00212

0.00209

0.00220

11.1

丙 烯

0.00294

0.00280

0.00368

15.5

丙 烷

0.00306

0.00200

0.00372

16.1

  从表110可知液化石油气的体积是随温度变化的,它的体积膨胀系数较大,其饱和蒸汽压随温度升高急剧增加,以丙烷为例,在15时,丙烷的体积膨胀系数要比水大16倍,般为水的1016倍,气化后体积膨胀250300倍左右。因此,液化石油气在罐体内,在气温变化的情况下,它的液面是有起伏的。在实际充装中考虑到环境温度允许达到50,所以,在常温(15)充装时厂规定对罐车只允许充装到罐体容积的85%,留有15%的气相空间作为温度升高时液态液化石油气膨胀的空间,以保证液化石油气铁路罐车的运行安全。

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