液化石油氣管道阻火器
2024/5/23 12:59:04 點擊：
液化石油氣：一種由丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等組成的無色、無味、無毒且無腐蝕性的可燃氣體。
液化石油氣是在煉油廠內(nèi)，由天然氣或者石油進行加壓降溫液化所得到的一種無色揮發(fā)性液體。它極易自燃，當其在空氣中的含量達到了一定的濃度范圍后，它遇到明火就能爆炸。
經(jīng)由煉油廠所得到的液化石油氣主要組成成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯中的一種或者兩種，而且其還摻雜著少量戊烷、戊烯和微量的硫化物雜質(zhì)。如果要對液化石油氣進行進一步的純化，可以使用醇胺吸收塔將其中的氧硫化碳進行吸收脫除，最后再用堿洗去多余的硫化物。
經(jīng)由天然氣所得到的液化氣基本不含有烯烴。液化石油氣主要是碳氫化合物所組成的，其主要成分為丙烷、丁烷以及其他的烷烴等。當然，液化石油氣的成分組成也是有標準的，并不是該成分組成的所有物質(zhì)都可以稱為液化石油氣，只有氣體組成成分丙烷加丁烷百分之比超過百分之六十才可以被稱為液化石油氣。當然，并不是所有的標準都是一樣的，在國外，他們對于液化石油氣的規(guī)定就比較講究，它的定義需要根據(jù)季節(jié)的變化來對丙烷和丁烷的成分進行調(diào)整。但是我國的液化石油氣主要是對家庭進行使用，由此便沒有那么多的講究，如果是要將其運用到工業(yè)上來，我們就需要對液化石油氣的組成標準制定進一步更加細化的配比規(guī)則了 [1]。
用液化石油氣作燃料，由于其熱值高、無煙塵、無炭渣，操作使用方便，已廣泛地進入人們的生活領(lǐng)域。此外，液化石油氣還用于切割金屬，用于農(nóng)產(chǎn)品的烘烤和工業(yè)窯爐的焙燒等。
隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料，已愈來愈受到人們的重視。在化工生產(chǎn)方面，液化石油氣是煉油廠在進行原油催化裂解與熱裂解時所得到的副產(chǎn)品。催化裂解氣的主要成份如下（%）：氫氣5～6、甲烷10、乙烷3～5、乙烯3、丙烷16～20、丙烯6～11、丁烷42～46、丁烯5～6，含5個碳原子以上烴類5～12。用來生產(chǎn)合成塑料、合成橡膠、合成纖維及生產(chǎn)醫(yī)藥、炸藥、染料等產(chǎn)品。 [2]
由煉廠氣或天然氣加壓降溫液化得到的一種無色揮發(fā)性液體，易燃�？諝庵幸夯蜌夂窟_一定濃度范圍時，遇明火即爆炸。由煉廠氣得到的液化石油氣，主要組分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯（可以是一種或幾種烴的混合物），并含有少量戊烷、戊烯和微量硫化物雜質(zhì)。其中氧硫化碳用醇胺吸收塔脫除，并用堿洗法去除硫化物 [1]。由天然氣（包括油田伴生氣）得到的液化氣基本上不含烯烴。煉油廠汽油穩(wěn)定操作塔頂產(chǎn)品為液化石油氣�？捎米靼l(fā)動機燃料、家用燃料、基本有機合成原料等。
液化石油氣與石油和天然氣一樣，是化石燃料。液化氣是在石油煉制過程中由多種低沸點氣體組成的混合物，沒有固定的組成。主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。盡管大多數(shù)能源企業(yè)都不專門生產(chǎn)液化石油氣，但由于它是其他燃料提煉過程中的副產(chǎn)品，所以含有一定產(chǎn)量。
煉油廠在生產(chǎn)其他較為常用的燃料過程中生產(chǎn)液化石油氣。
能源企業(yè)從地下汲取的天然氣中，90%是甲烷。其余是各種液化石油氣，從天然氣提煉的液化石油氣產(chǎn)量多少不等，一般在1%到3%。此外，液化石油氣還可從原油中分離。精煉過程會有大約3%的液化石油氣產(chǎn)量，如果對煉油廠設(shè)備進行優(yōu)化集中提煉液化石油氣，這一產(chǎn)量可以達到30%-40%。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，必須規(guī)定溫度和壓力的條件
液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷。
丙烷的沸點是-42℃，因此是特別有用的輕便燃料。這就意味著即使溫度很低，丙烷從高壓容器釋放后，也能立刻汽化。因此它是清潔燃料，不需要許多設(shè)備使其汽化并與空氣混合。一個簡單噴嘴就足夠了。
丁烷的沸點約為-0.℃，溫度很低時不會汽化。因此丁烷的用途有限，需與丙烷混和使用，而非單獨使用。
每磅（1磅=0.45公斤）丙烷可以產(chǎn)生21548BTU（英制熱量單位，1BTU=1055J）的能量，而每磅丁烷可產(chǎn)生21221BTU。下面是液化石油氣與其他燃料產(chǎn)生的能量對比：
丙烷：21500BTU/磅
丁烷：21200BTU/磅
汽油：17500BTU/磅
煤：10000BTU/磅
木材：7000BTU/磅
成分：較多：“丙烷、丁烷”。較少：“乙烯、丙烯、乙烷、丁烯”等。
外觀與性狀：無色氣體或黃棕色油狀液體有特殊臭味。
密度：液態(tài)液化石油氣580kg/m3，氣態(tài)密度為：2.35kg/m3，氣態(tài)相對密度：1.686（即設(shè)空氣的密度為1，天液態(tài)液化石油氣相對于空氣的密度為1.686）
引燃溫度：426～537℃
爆炸上限（V/V）：9.5%
爆炸下限（V/V）：1.5%
燃燒值：45.22～50.23MJ/kg
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，必須規(guī)定溫度和壓力的條件。
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，溫度上升密度變小，同時體積膨脹。由于液體壓縮性很小，因此壓力對密度的影響也很小，可以忽略不計。
相對密度由于在液化石油氣的生產(chǎn)/儲存和使用中，同時存在氣態(tài)和液態(tài)兩種狀態(tài)，所以應(yīng)該了解它的液態(tài)相對密度和氣態(tài)的相對密度。
液化石油氣的氣態(tài)相對密度，是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密度的簡便方法，是用各組分相對密度的簡便方法，是用各組分的相對分子質(zhì)量與空氣平均相對分子質(zhì)量之比求得，因為在標準狀態(tài)下1mol氣體的體積是相同的
危險特性
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（1）液化石油氣的易爆特性
液化石油氣第一個特點也是最大的特點就是液化石油氣的易爆性。一般當發(fā)生液化石油氣安全事故的時候都會出現(xiàn)爆炸的情況，而且在燃燒之前爆炸。主要的原因是因為液化石油氣的熱值比較高，單單從熱值來進行比較液化石油氣要比普通的煤氣的熱值要高出好幾倍，所以當液化石油氣出現(xiàn)安全事故時就會出現(xiàn)爆炸的情況。在爆炸之后就會出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，液化石油氣的燃燒也與爆炸的威力相似，破壞性大。
（2）液化石油氣的易燃特性
液化石油氣具有石油的主要成分，這些成分包括丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等，成分都是典型的烴類化合物，也具備烴類化合物最大的特點就是易燃性。而且液化石油氣成分中包含的這些烴類化合物的閃點和自燃點都是非常低的，很容易引起燃燒。
（3）液化石油氣的毒性
液化石油氣是一種有毒性的氣體，但是這種毒性的揮發(fā)是有一定條件的。只有當液化石油氣在空氣中的濃度超過了10%時才會揮發(fā)出讓人體出現(xiàn)反應(yīng)的毒性。當人體接觸到這樣的毒性之后就會出現(xiàn)嘔吐、惡心甚至昏迷的情況，給人體帶來極大的傷害。
（4）液化石油氣的易流性
液化石油氣是非常容易流淌的，一旦出現(xiàn)泄漏的情況液化石油氣就會從儲存器里流淌出來。而且一般情況下1升的液化石油氣在流淌出來后就會揮發(fā)成350升左右的氣體，這些氣體在遇到電的時候就會產(chǎn)生燃燒的現(xiàn)象，造成嚴重的火災(zāi)
產(chǎn)生危險原因
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1.液化石油氣泄漏的原因分析
泄漏爆炸的實質(zhì)是化學(xué)性爆炸，它是液化石油氣泄漏后與空氣結(jié)合，形成爆炸性混合物，達到爆炸極限遇明火發(fā)生爆炸。液化石油氣爆炸威力極大，1kg液化石油氣的爆炸的威力相當于4～10kgTNT炸藥的當量。液化石油氣火災(zāi)爆炸事故中因泄漏而引起的最為常見，發(fā)生的概率最大。
形成液化石油氣泄漏的主要原因有以下幾點：
（1）儲存液化石油器的設(shè)備質(zhì)量低劣
儲存液化石油氣的容器的質(zhì)量不好，如設(shè)備選材不當、設(shè)計存在缺陷、生產(chǎn)制造過程中不符合要求，都可能會降低產(chǎn)品的質(zhì)量，或缺乏必要的安全裝置（液面計、安全閥、壓力計、放空管等），就會很容易造成液化氣泄漏。
（2）儲罐安全附件失效
如果液化石油氣儲罐的安全附件（壓力表、液位計、溫度計、安全閥、排污管等）失效，很容易造成儲罐超裝或超壓，導(dǎo)致罐體開裂引起泄漏；另外，如果安全附件與罐體的連接部位結(jié)合不嚴，閥門法蘭的密封墊片老化，旱縫質(zhì)量差，耐壓強度低而發(fā)生破裂，很容易引發(fā)液化石油氣泄漏。
（3）人為失誤
生產(chǎn)、使用和儲存液化石油氣過程中，由于錯誤操作、違章操作、盲目指揮和設(shè)備檢修保養(yǎng)不善很容易導(dǎo)致出現(xiàn)物料的跑、冒、滴、漏事故，以及在輸送作業(yè)中，泵密封不嚴，開關(guān)、法蘭連接不嚴，擅自提高本的輸送壓力，使管線破裂，或管子連接不牢。
2.液化石油氣蒸汽爆炸的幾種原因
蒸汽爆炸是一種因液化石油氣泄放而形成的物理爆炸，當液化氣突然降壓時，儲罐中的液體處在相對過熱狀態(tài)，如果過熱度比較大，會造成過熱液體的猛烈蒸發(fā)，引起蒸汽爆炸。其特點是爆炸過程中有相變發(fā)生，是液相急劇氣化而引起的爆炸，爆炸能量來自沸騰液體和蒸汽的膨脹。
（1）過量充裝
液化石油氣具有受熱膨脹的特性，液化石油氣的比重隨溫度的升高而變小，體積則增大。液態(tài)體積膨脹率比水的大10～16倍。液化石油氣溫度每升高一度，體積膨脹約為0.3%～0.4%，氣壓增大0.02～0.03MPa。由于液體實際是不可壓縮的，倘若容器的全部容積充滿石油氣，即使溫度升高不多易能因液體膨脹而產(chǎn)生很大的壓力，造成容器的變形爆炸。如果受到火焰烘烤，溫度升高到大約60度罐內(nèi)會充滿液態(tài)，罐體的膨脹力將直接作用于罐壁，經(jīng)實驗測定和理論計算，滿的液化石油氣鋼瓶，溫度升高1℃，瓶內(nèi)壓力增加10～20個大氣壓。當超過儲罐的安全設(shè)計壓力，易引起儲罐薄弱處形成裂縫導(dǎo)致液化氣泄漏，如果裂口過大、泄壓過快或超量灌裝或滿液，遇到陽光照射或其他情況使溫度升高時就引起蒸汽爆炸。過量充裝引發(fā)的蒸汽爆炸事故為數(shù)不少，西班牙發(fā)生的一起液化丙烯槽車爆炸事故的原因就是充裝過量。
（2）高溫烘烤
火場中受到火焰烘烤作用的液化石油氣儲罐存在發(fā)生蒸汽爆炸的危險。容器周圍火焰的輻射熱量傳入容器后使器內(nèi)液體沸騰產(chǎn)生高壓，而且由于容器暴露于火中，受高溫影響容器材質(zhì)的抗拉強度急劇下降，使容器不能承受安全閥的設(shè)定壓力，壓力達到安全閥設(shè)定壓力時安全閥將會破裂開啟。而實際上，安全閥的設(shè)定壓力較高，即使安全閥開啟快速排氣，容器也可能會因壓力增大開裂繼而印發(fā)蒸汽爆炸。
（3）機械碰撞
機械碰撞引起蒸汽爆炸的原因是機械碰撞使容器遭受損壞，罐內(nèi)壓力瞬間降低而引發(fā)蒸汽爆炸。機械碰撞的危險主要來自于運輸過程中液化石油氣槽車的脫軌傾覆、運輸中槽車的碰撞以及周圍物件（如吊車等）對容器的撞擊等。
（4）設(shè)備缺陷
如果設(shè)備本身存在缺陷（設(shè)備材質(zhì)的因素、焊接技術(shù)差）能夠?qū)е氯萜鞒霈F(xiàn)較大裂縫，泄漏產(chǎn)生蒸汽爆炸。在使用過程中由于腐蝕等原因引起器壁變薄也會導(dǎo)致容器強度下降。就可能出現(xiàn)較大裂縫并最終導(dǎo)致發(fā)生蒸汽爆炸。
3.液化石油氣爆炸的防范措施
防止液化石油氣爆炸事故的發(fā)生應(yīng)該從加強行政管理、優(yōu)化工藝和設(shè)備、嚴格操作、加強平時的安全教育和科學(xué)的應(yīng)急措施演練等方面入手預(yù)防發(fā)生泄漏。一旦發(fā)生泄漏，要積極應(yīng)對，采取合理的措施，科學(xué)有效的制止泄漏，防止發(fā)生爆炸。不可盲目處置防止事故擴大。如果發(fā)生泄漏起火事故，應(yīng)采取用水降溫的方法冷卻受火焰燒烤的儲罐避免發(fā)生蒸汽爆炸，造成更加嚴重的后果。
（1）防止泄漏的發(fā)生
首先，儲存設(shè)備要嚴密不漏，為此要求按規(guī)定制造，并做技術(shù)檢驗合格方可投入使用，在使用過程中，要定期檢查，注意防漏除漏。儲存設(shè)備要安裝必要的安全裝置，要建立安全操作規(guī)程，并嚴格執(zhí)行。其次，對設(shè)備材料的選擇要適當，要具有良好的防腐性能；密封結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)合理，并盡量減少連接部位；旱縫質(zhì)量要保證，輸送管道盡量采用無縫鋼管。儲存設(shè)備不得靠近熱源，嚴禁用明火檢漏，可用肥皂水檢漏。儲存場所要通風(fēng)良好，不可把儲存設(shè)備設(shè)在地下室。設(shè)在室外應(yīng)采取遮陽防曬措施。儲存場所嚴禁生產(chǎn)操作中應(yīng)注意防止出現(xiàn)操作失誤、錯誤操作、違章操作；加強業(yè)務(wù)培訓(xùn)和職業(yè)使用明火和非防爆的電氣設(shè)備。再次，加強安全教育，提高責(zé)任感和消防安全意識，減少人為造成的事故發(fā)生。
（2）泄漏事故處理
發(fā)生泄漏事故后，要積極應(yīng)對，事故單位可采取一定的疏散和應(yīng)急措施。消防部門到達現(xiàn)場后可采取建立警戒區(qū)。立即根據(jù)地形、氣象等，在距離泄漏點至少800米范圍內(nèi)實行全面戒嚴。劃出警戒線，設(shè)立明顯標志，以各種方式和手段通知警戒區(qū)內(nèi)和周邊人員迅速撤離，禁止一切車輛和無關(guān)人員進入警戒區(qū)。消除警戒區(qū)內(nèi)的火種。立即在警戒區(qū)停電、停火，滅絕一切可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸的火種，以防止爆炸事故發(fā)生，造成更大的危害。進入危險區(qū)前用水槍將地面噴濕，以防止摩擦、撞擊產(chǎn)生火花，作業(yè)時設(shè)備應(yīng)確保接地。噴霧稀釋。用噴霧水槍對泄漏的蒸汽進行稀釋，降低警戒區(qū)內(nèi)的液化石油氣濃度，并利用偵檢儀器不斷的檢測空氣中液化石油氣的濃度，采取科學(xué)方法制止泄漏。
液化石油氣是易燃易爆的危險品，在儲存和運輸過程中屢屢有發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，造成嚴重的后果。對其火災(zāi)爆炸的類型和原因進行研究，有助于減少同類事故的發(fā)生，了解一些常見的防范措施，有助于消防人員在處理同類事故時，能夠及時采取積極有效的措施，最大限度的減少事故造成的傷害，降低損失 [7]。
儲存安全技術(shù)
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（1）存儲的防火技術(shù)
在液化石油配置地址選擇過程中，應(yīng)該選擇在城市邊緣位置，同時選擇明火以及散發(fā)火花的下風(fēng)向以及側(cè)方向，在它的周圍建立一道實體墻，需保證實體墻達到指定高度，在輔助區(qū)域之內(nèi)設(shè)立配電室、辦公室、值班室等等，在生產(chǎn)之內(nèi)設(shè)置存罐區(qū)、烴泵室、壓縮機室等等，同時也需要設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備，嚴格按照安全技術(shù)要求展開工作。布置獨立的壓縮機室、烴泵室等場所，防火間距也需要達到指定距離。
（2）存儲承壓儲罐技術(shù)要求
要保障儲罐石油各種承壓儲罐與相關(guān)安全技術(shù)規(guī)定相符合，因此壓力計、阻火器、安全閥、呼吸閥等等設(shè)備都需要處于完好無缺的狀態(tài)中。液化石油氣需要保持在指定溫度之下，沒有任何絕熱措施時，需要設(shè)冷水噴淋設(shè)備，這樣能夠達到降溫的主要目的。
（3）儲罐的處理技術(shù)
在設(shè)置罐區(qū)防火護堤過程中，應(yīng)該設(shè)置水封井，并且在出口管道上設(shè)置切斷閥門。一些存儲沸點較低的危險物品，需要液體在蒸汽壓完成后，然后在按照液體的操作要求，防止空罐在液體進入后，產(chǎn)生破壞作用。
（4）氣瓶倉庫的技術(shù)
設(shè)置專用存儲倉庫，倉庫的建立需要按照具體要求來進行建立，在倉庫內(nèi)不能有暗道、地溝等狀況，嚴禁火種或者熱源。在倉庫內(nèi)應(yīng)該設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，保持設(shè)備的干燥，防止有陽光直接射入到氣瓶中，同時也不能運用電磁起機械，設(shè)備的瓶頸應(yīng)該旋緊，同時在氣瓶上應(yīng)該設(shè)置防震圈，在進庫時或者搬運時，不能發(fā)生碰撞或者敲擊的現(xiàn)象。
（5）氣瓶的處理技術(shù)
氣瓶和另外一些比較危險的化學(xué)物品，應(yīng)該按照如下存儲規(guī)定進行存儲：氣瓶整齊放置，并且將瓶帽戴好。在立放過程中，需要固定住，留有一定的通道。在進行橫放過程中，頭部需要保持一致的方向，對垛高也有著很嚴格的要求，通常狀況下，一些特殊物質(zhì)的氣瓶需要按照特殊規(guī)定來存放。一些已經(jīng)退庫的空瓶之內(nèi)的氣體，需要保持余壓 [6]。
液化石油氣管道阻火器，也稱為防火器，是一種重要的安全設(shè)備，其主要作用是防止外部火焰竄入存有易燃易爆氣體的設(shè)備或管道內(nèi)，以及阻止火焰在設(shè)備或管道間蔓延。
液化石油氣管道阻火器的工作原理基于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。它通常由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成。這些通道或孔隙的尺寸設(shè)計得盡量小，只要能夠通過火焰就可以。當火焰進入阻火器后，會分成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大，火焰在通過通道壁并進行熱交換之后，溫度會迅速下降，從而達到熄滅火焰的效果。
此外，隨著阻火器通道尺寸的減小，自由基與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少，而自由基與通道壁的碰撞幾率反而增加，這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當通道尺寸減小到某一數(shù)值時，這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)進行的條件，火焰即被阻止。
液化石油氣管道阻火器廣泛應(yīng)用于加熱燃料氣、天然氣、石油液化氣的管路上及油氣回收、煤礦瓦斯排放、氣體分析等系統(tǒng)。它能有效地保證氣體管道及氣體使用點的安全運行。此外，阻火器還可以在高寒地區(qū)低溫條件下使用，并且可以與通氣管配套或單獨使用。
在安裝和使用液化石油氣管道阻火器時，需要注意以下幾點：
- 阻火器應(yīng)安裝在接近點火源的位置，以確保其能夠及時有效地阻止火焰的蔓延。
- 阻火器應(yīng)垂直安裝在立管上，但也可以水平或其他角度安裝使用，只需按照火焰可能的傳播方向安裝即可。
- 阻火器的安裝方向和使用方向要區(qū)分清楚，單向阻火器不能反裝，否則阻火效果會大大降低。
- 在實際使用中，用戶應(yīng)考慮阻火器的安裝方向與其他設(shè)備的關(guān)系，從而形成一個安全的系統(tǒng)。
總之，液化石油氣管道阻火器是保障氣體管道安全運行的重要設(shè)備，用戶在使用時應(yīng)嚴格遵守相關(guān)規(guī)定和操作規(guī)程，確保其正常有效地工作。
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