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液化石油气的物理特性

  
评论: 更新日期:2015年03月23日

表1-2-6 一些气态碳氢化合物在101.3kPa下的密度/(kg/m3)
温度/℃
甲烷
乙烷
乙烯
丙烷
丙烯
正丁烷
异丁烷
1-丁烯
0
0.7168
1.3562
1.2604
2.02
1.9149
2.5985
2.6726
2.503
15
0.677
1.269
1.184
1.861
1.766
2.452
2.442
2.369
  ②液化石油气液体的密度。以单位体积的质量表示,即kg/m3。它的密度受温度影响较大,温度上升密度变小,同时体积膨胀。由于液体压缩性很小,因此压力对密度的影响也很小,可以忽略不计。由表1-2-7可以看出,液化石油气液态的密度随温度升高而减少。
  (3)相对密度由于在液化石油气的生产、储存和使用中,同时存在气态和液态两种状态,所以应该了解它的液态相对密度和气态的相对密度。
  ①液化石油气的气态相对密度。是指在同一温度和同一压力的条件下,同体积的液化石油气气体与空气的质量比。求液化石油气气体各组分相对密度的简便方法,是用各组分的相对分子质量与空气平均相对分子质量之比求得,因为在标准状态下1mol气体的体积是相同的。液化石油气气态的相对密度见表1-2-7。
表1-2-7 液化石油气液态的密度/(kg/m3)
温度/℃
丙烷
正丁烷
异丁烷
丙烯
丁烯
-15
548
615
600
567
634
-10
542
611
594
561
629
-5
535
605
588
552
624
0
523
600
582
545
619
5
521
596
576
538
612
10
514
591
570
531
606
15
507
583
565
524
600
20
499
578
560
  
25
490
573
553
  
30
483
568
546
  
35
474
562
540
  
40
464
556
534
  
45
451
549
527
  
50
446
542
520
  
表1-2-8 液化石油气气态的相对密度(0℃,101.3kPa)
名称
分子式
相对分子质量
空气平均相对分子质量
相对密度
丙烷
C3H8
44
29
1.517
丁烷
C4H10
58
29
2.000
丙烯
C3H6
42
29
1.448
丁烯
C4H8
56
29
1.931
戊烯
C5H12
72
29
2.483
  从表1-2-8中可以看出液化石油气气态比空气重1.5~2.5倍。由于液化石油气比空气重,因此,一旦液化石油气从容器或管道中泄漏出来,它不像相对密度小的可燃气体那样容易挥发与扩散,而是像水一样往低处流动和滞存,很容易达到爆炸浓度。因此,用户在安全使用中必须充分注意,厨房不应过于狭窄,通风换气要良好。  液化石油气储存场所不应留有井、坑、穴等。对设计的水沟、水井、管沟必须密封,以防聚积,引起火灾。
  ②液化石油气的液态相对密度。指在规定温度下液体的密度与规定温度下水的密度的比值。它一般以20℃或15℃时的密度与4℃或15℃时纯水密度的比值来表示。液化石油气的液态相对密度,随着温度的上升而变小,见表1-2-9。
表1-2-9 液化石油气液态各组分相对密度
温度/℃
丙烯
丙烷
正丁烷
异丁烷
1-丁烯
-20
0.573
0.544
0.621
0.603
0.641
-10
0.559
0.541
0.611
0.592
0.630
0
0.545
0.528
0.601
0.581
0.619
10
0.530
0.514
0.590
0.569
0.607
20
0.513
0.500
0.578
0.557
0.595
  从表1-2-9中可看出,在常温下(20℃左右),液化石油气液态各组分的相对密度约为0.5~0.59之间,接近为水的一半。当液化石油气中含有水分时,水分就沉积在容器的底部,并随着液化石油气一起输送到用户,这样,既增加了用户的经济负担,又会引起容器底部腐蚀,缩短容器的使用期限。因此,液化石油气中的水分要经常从储罐底部的排污阀放出。
  2.体积膨胀系数
  绝大多数物质都具有热胀冷缩的性质,液化石油气也不例外,受热会膨胀,温度越高,膨胀越厉害。膨胀的程度是用体积膨胀系数来表示的。所谓体积膨胀系数,就是指温度每升高1℃,液体增加的体积与原来的体积的比值。液体的体积随温度升高的膨胀量可用式(1-2-3)计算。
V2=V1[1+α(t2-t1)]
式中V1、V2——液体在温度t1、t2时的体积,m3
  α——液体温度由t1至t2时的平均体积膨胀系数,1/℃,见表1-2-10。
表1-2-10 液化石油气组分及水的体积膨胀系数/℃-1
温度/℃
丙烷
丙烯
正丁烷
异丁烷
1-丁烯
0~10
0.00265
0.00283
0.00181
0.00233
0.00198
0.0000299
10~20
0.00258
0.00313
0.00237
0.00171
0.00206
0.00014
20~30
0.00352
0.00329
0.00173
0.00297
0.00214
0.00026
30~40
0.00340
0.00354
0.00227
0.00217
0.00227
0.00035
40~50
0.00422
0.00389
0.00222
0.00266
0.00244
0.00042
  由表1-2-10 可知,液化石油气液体的体积膨胀系数比水大十几倍,且随温度的升高而增大,因此,液化石油气在充装作业中必须限制充装量。
  3.体积压缩系数
  对于满液的容器,当温度升高时,液体的体积会膨胀,但由于受到容器容积的限制,液体将会受到压缩。体积压缩系数是指压力每升高1MPa时液体体积的减缩量。液化石油气(65%丙烷牛35%异丁烷)的体积膨胀系数、体积压缩系数及其比值见表1-2-11。
表1-2-11 液化石油气体积膨胀系数、体积压缩系数及其比值
温度/℃
体积膨胀系数/℃-1
体积压缩系数/MPa-1
比值/(MPa/℃)
0
0.00215
0.00107
2.01
10
0.00228
0.00116
1.97
20
0.00246
0.00126
1.95
30
0.00266
0.00138
1.93
40
0.00292
0.00151
1.93
50
0.00326
0.00168
1.84
60
0.00313
0.00187
1.99
  由表1-2-11 可以看出,体积膨胀系数和体积压缩系数的比值一般为1.8以上, 这说明如果不考虑容器本身由于温度和压力的升高而产生的容积增量,则容器在满液情况下,温度一旦升高,就使得容器内压力急剧升高。
  4.饱和蒸气压
  自然界中的物质所呈现的聚集状态,有气态、液态和固态' 种,其中任何一种状态只能在一定的条件下(温度、压力)存在。当条件发生变化时,物质分子间的相互位置就要发生相应的变化,即表现为聚集状态的改变。物质的聚集状态在热力学上称为相,如液态称为液相,气态称为气相。在密封容器中,气相和液相达到动态平衡时的状态称为饱和状态。在饱和状态下,液体和其蒸气处于平衡共存状态,也就是说液相蒸发成气体的速度和气相凝结成液体的速度相等,此时气体中分子数不再增加,液体中分子数不再减少。
  饱和状态时的液体称为饱和液体,饱和状态时的蒸气称为饱和蒸气,饱和蒸气所显示出来的压力称为饱和蒸气压。在不同温度下液化石油气各种组分的饱和蒸气压见表1-2-12。
表1-2-12 不同温度下液化石油气各种组分的蒸气压/MPa
温度/℃
丙烯
丙烷
正丁烷
异丁烷
1-丁烯
顺式-2-丁烯
反式-2-丁烯
异丁烯
-20
0.232
0.302
0.045
0.069
0.056
 
 
0.062
-15
0.253
0.355
0.055
0.086
0.609
0.045
0.051
0.072
-10
0.332
0.415
0.067
0.105
0.084
0.056
0.064
0.087
-5
0.391
0.486
0.082
0.126
0.103
0.070
0.077
0.106
0
0.457
0.564
0.100
0.150
0.125
0.085
0.095
0.128
5
0.533
0.562
0.121
0.179
0.149
0.103
0.115
0.152
10
0.617
0.750
0.143
0.211
0.179
0.124
0.137
0.181
15
0.711
0.857
0.171
0.247
0.211
0.148
0.163
0.213
20
0.817
0.973
0.201
0.288
0.247
0.176
0.193
0.256
25
0.933
1.11
0.235
0.335
0.289
0.207
0.227
0.291
30
1.06
1.26
0.275
0.387
0.336
0.242
0.265
0.338
35
1.20
1.42
0.318
0.433
0.388
0.282
0.307
0.391
40
1.36
1.59
0.367
0.503
0.447
0.327
0.335
0.449
45
1.52
1.78
0.421
0.579
0.512
0.376
0.408
0.514
50
1.71
1.99
0.481
0.656
0.583
0.431
0.466
0.587
  由表1-2-12可以看出,液化石油气的蒸气压是随温度而变化的,温度升高,蒸气压增大。另外液化石油气的蒸气压和组分有关,随着碳原子数的增加,蒸气压则减小。对于液化石油气来说,常温下,容器内部液化石油气的压力总比外界大气压力大得多,所以,液化石油气一定要在密闭的、具有足够强度的容器中储存。

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