液化石油氣國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的探討

張 濤，曲 虎，張義貴，趙燕輝，任春玲，劉 靜

（1. 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北 任丘 062552；2. 中國(guó)石油華北油田公司勘探開發(fā)研究院，河北 任丘 062552）

液化石油氣國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的探討

張 濤1，曲 虎1，張義貴1，趙燕輝1，任春玲2，劉 靜1

（1. 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北 任丘 062552；2. 中國(guó)石油華北油田公司勘探開發(fā)研究院，河北 任丘 062552）

液化石油氣是一種以丙、烷丙烯、丁烷、丁烯為主要成分的液態(tài)石油產(chǎn)品，根據(jù)液化石油氣的來(lái)源和用途不同，國(guó)內(nèi)外液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各種指標(biāo)的控制也各不相同。著重對(duì)國(guó)內(nèi)外液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，指出國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)差異，并對(duì)我國(guó)新液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)中的相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行解讀說明。

液化石油氣；石油；標(biāo)準(zhǔn)；指標(biāo)

液化石油氣屬清潔能源，對(duì)改變大氣環(huán)境質(zhì)量，提高人民的生活水平，實(shí)現(xiàn)“生態(tài)環(huán)境逐步好轉(zhuǎn)，可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)”的目標(biāo)具有不可估量的社會(huì)效益；另外對(duì)改變能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，培育新型產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。促使了我國(guó)液化石油氣產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，仍供不應(yīng)求。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，液化石油氣是能源中的較好資源，具有巨大市場(chǎng)空間。

液化石油氣成分復(fù)雜，不同來(lái)源的液化石油氣中各種成分的比例也各不相同，為了更加安全、有效的控制和使用液化石油氣，國(guó)內(nèi)外制定了一系列液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)。

1 國(guó)外液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)狀況

當(dāng)前，國(guó)外有關(guān)液化石油氣的標(biāo)準(zhǔn)有：JISK 2240-1991《液化石油氣》[1]、ASTM D 1835-2005《液化石油氣（LPG）規(guī)格》[2]、ISO 9162:1989《石油產(chǎn)品燃料（F類）液化石油規(guī)格》[3]、BS 4250-1997《商品丙烷和商品丁烷規(guī)格》[4]等。

這些標(biāo)準(zhǔn)大都將液化石油氣分為民用燃料和工業(yè)燃料，因用途不同，控制指標(biāo)有差異，但主要控制項(xiàng)目基本相同。我國(guó)液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)采用ASTM D 1835-2005《液化石油氣（LPG）規(guī)格》（英文版）修改制定，見表1。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了商品丙烷、商品丁烷、商品丙丁烷混合物和專用丙烷四種產(chǎn)品，可以民用、商用和工業(yè)燃料及內(nèi)燃機(jī)專用燃料。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)液化石油氣的組分未作詳細(xì)具體規(guī)定，但對(duì)商品丙烷規(guī)定了丁烷及以上的組分含量，商品丁烷和商品丙丁烷混合物規(guī)定了戊烷及以上的組分含量。專用丙烷除規(guī)定了丁烷及以上組分含量外，還規(guī)定了丙烯含量。

2 國(guó)內(nèi)液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)狀況

國(guó)內(nèi)液化石油氣因來(lái)源不同，有油氣田液化氣和石油煉廠液化氣，故原標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)。

來(lái)源于油氣田天然氣處理裝置分餾產(chǎn)物的液化石油氣，在1988年由石油工業(yè)部華北石油勘察設(shè)計(jì)研究起草了GB 9052.1-88《油氣田液化石油氣》標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過近10年的執(zhí)行，于1998年修訂升版為 GB 9052.1-1998《油氣田液化石油氣》[5]標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表1 ASTM D 1835-2005液化石油氣規(guī)格技術(shù)要求Table 1 LPG specifications technical requirements

表2 GB 9052.1-1998油氣田液化石油氣技術(shù)要求Table 2 Oil&gas field liquefied petroleum technical requirements

來(lái)源于石油煉廠生產(chǎn)的液化石油氣，在 1989年由中國(guó)石油化工總公司石油化工科學(xué)研究院起草了GB 11174-1989《液化石油氣》標(biāo)準(zhǔn)，于1997年修訂升版為GB 11174-1997《液化石油氣》，標(biāo)準(zhǔn)見表3。

3 新標(biāo)準(zhǔn)修訂要點(diǎn)

舊標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)只有產(chǎn)品來(lái)源不同，但用途都是民用和工業(yè)燃料，而所參照的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)均是ASTM D 1835《液化石油氣（LPG）規(guī)格》。根據(jù)國(guó)標(biāo)委下達(dá)的20060168-Q-513標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，進(jìn)行清理整頓，要求對(duì)GB11174-1997《液化石油氣》和GB9052-1998《油氣田液化石油氣》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)整合修訂。由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司、中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司于 2008年起草新標(biāo)準(zhǔn)。他們經(jīng)深入調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多次討論和協(xié)調(diào)，最后經(jīng)審查定稿，于2011年12月30日發(fā)布，2012年7月1日實(shí)施[6]。液化石油氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方法見表4。

表3 GB 11174-1997液化石油氣技術(shù)要求Table 3 LPG technical requirements

表4 液化石油氣的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法Table 4 Technical requirements and test methods for LPG

新標(biāo)準(zhǔn)與ASTM D 1835-2005標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)差異如下：

（1）新標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品主要適用于工業(yè)和民用燃料，不作為特定要求的內(nèi)燃機(jī)燃料，故取消“專用丙烷”品種。

（2）由于煉廠液化石油氣組分中含有烯烴組分，故本標(biāo)準(zhǔn)中的“丁烷以上組分”和“戊烷及以上組分”分別改為“C4及 C4以上組分”和“C5及C5以上組分”，并將“商品丙丁烷混合物”的“C5及C5以上組分”指標(biāo)由“不大于2.0%（體積系數(shù)）”改為“不大于3.0%（體積系數(shù)）”。

（3）標(biāo)準(zhǔn)適用于我國(guó)煉廠和油氣田生產(chǎn)的液化石油氣，為了與市場(chǎng)上摻混氣區(qū)別，對(duì)“商品丙烷”，增加“C3烴類組分”指標(biāo)“不小于 95%”；對(duì)“商品丁烷”和“商品丙丁烷混合物”，增加“C3+C4烴類組分”指標(biāo)“不小于95%”。

（4）為了保證在最高使用溫度下容器內(nèi)液化石油氣的壓力小于容器的工作壓力，“丙丁烷混合物”的“蒸氣壓”指標(biāo)改為“不大于1 380 kPa”。

（5）為適應(yīng)國(guó)際單位，將“總硫含量”的單位由“ppm”改為“mg/m3”，并結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際，將“總硫含量”指標(biāo)定為“不大于343 mg/m3”更加嚴(yán)格。

（6）國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)液化石油氣都嚴(yán)格控制游離水，故本標(biāo)準(zhǔn)的“商品丙烷”也提出無(wú)游離水的要求，取消“濕度”指標(biāo)。

4 標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)說明

（1）產(chǎn)品分類

我國(guó)地域遼闊，從北緯20度至北緯50度，在同一時(shí)間不同地域的氣溫相差極大，如12月份的海南與黑龍江的氣溫可相差 45 ℃以上，因此對(duì)液化石油氣的揮發(fā)性就有不同要求來(lái)適應(yīng)氣溫，故標(biāo)準(zhǔn)中給出三個(gè)品種分類：

1）商品丙烷

主要由丙烷和少量丙烯組成的烴的混合物，是高揮發(fā)性時(shí)使用產(chǎn)品，適用于我國(guó)東北寒冷地區(qū)。

2）商品丁烷

主要由丁烷和丁烯組成的烴的混合物，是低揮發(fā)性時(shí)的使用產(chǎn)品，適用于我國(guó)南部炎熱地區(qū)。

3）商品丙丁烷混合物

主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量乙烷/乙烯和戊烷/戊烯異構(gòu)體組成的烴的混合物，中等揮發(fā)性的使用產(chǎn)品，適用于我國(guó)大部分地區(qū)。

（2）密度

密度在液化石油氣的貯存、運(yùn)輸時(shí)作為重要的計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它與揮發(fā)度和蒸氣壓緊密聯(lián)系。在新舊標(biāo)準(zhǔn)中都未規(guī)定具體數(shù)值、以實(shí)測(cè)報(bào)告為準(zhǔn)，也可以用 GB/T 12576方法計(jì)算，只有當(dāng)爭(zhēng)議時(shí)以SH/T 0221為仲裁方法。

（3）蒸氣壓

蒸氣壓是液化石油氣在容器中氣液平衡狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的壓力。它是衡量液化氣揮發(fā)性指標(biāo)之一，對(duì)安全放置、設(shè)計(jì)貯存容器、運(yùn)輸及使用它都有著重要意義。

經(jīng)過實(shí)際調(diào)查，我國(guó)生產(chǎn)的液化石油氣產(chǎn)品中蒸氣壓最高為1 360 kPa，最低為341 kPa，為了確保儲(chǔ)裝液化石油氣瓶安全，我國(guó)“氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程”中將氣瓶的工作壓力定為 1.6 MPa。為安全可靠，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三品種的液化石油氣蒸氣壓上限規(guī)定為：商品丙烷不大于1 430 kPa；商品丁烷不大于485 kPa；商品丙丁烷混合物不大于1 380 kPa。這樣就保證了液化石油氣即使在最高使用溫度下的容器內(nèi)液化氣壓力小于容器工作壓力。

（4）組分

眾所周知，液化石油氣的主要組分為C3和C4，組分在95%蒸發(fā)溫度下進(jìn)行揮發(fā)。如液化油氣了中存在過多的 C5+重組分，就可能在環(huán)境溫度低時(shí)造成揮發(fā)不徹底，液化氣罐中留下較多殘液；相反，液化石油氣中存在過多 C2+輕組分，在環(huán)境溫度高時(shí)造成揮發(fā)過快，引發(fā)液化氣罐中蒸氣壓升高出現(xiàn)安全隱患。因此，新舊標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)液化石油氣中的組分含量都加以嚴(yán)格控制。

新標(biāo)準(zhǔn)采用ASTM D 1835-2005中的組分含量指標(biāo)來(lái)控制液化氣揮發(fā)性。

結(jié)合國(guó)內(nèi)煉廠生產(chǎn)液化石油氣中組分含有烷烴和烯烴的實(shí)際情況，新標(biāo)準(zhǔn)將ASTM D 1835-2005中規(guī)定的“丁烷及以上組分”和“戊烷及以上組分”分別改為“C4及 C4以上組分”和“C5及 C5以上組分”含量。這些指標(biāo)無(wú)論油氣田和煉廠生產(chǎn)的液化石油氣均能達(dá)到。

（5）殘留物

液化石油氣中含有微量的高沸點(diǎn)難揮發(fā)性的殘留物質(zhì)，它的含量用來(lái)度量產(chǎn)品中比液化石油氣揮發(fā)性低的可溶解烴類物質(zhì)的存在量。在液化氣使用中，有些用戶是先將液化氣汽化后直接使用氣相，如工業(yè)用戶和城鎮(zhèn)小區(qū)燃?xì)?，如液化氣中有過量殘留物，就可能出現(xiàn)沉淀或堵塞調(diào)節(jié)設(shè)備，因而控制液化石油氣中殘留物含量是必不可少的。

新標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn) GB 11174-1997和 GB 9052.1-1998對(duì)液化石油氣蒸發(fā)殘留物的指標(biāo)完全一致，為不大于0.05 mL /100 mL，油漬觀察試驗(yàn)為“通過”。

（6）銅片腐蝕

銅片腐蝕是檢驗(yàn)液化石油氣中的硫化物和硫化氫等物質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕程度，為了確保與液化石油氣接觸的各類設(shè)備以及與銅及銅合金的金屬不因腐蝕發(fā)生事故，因此液化石油氣中需控制銅片腐蝕。

新標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn) GB 11174-1997和 GB 9052.1-1998對(duì)銅片腐蝕的指標(biāo)一致，為在40 ℃，1 h的條件下，銅片腐蝕為不大于1級(jí)。

（7）總硫含量

生產(chǎn)液化石油氣的天然氣和原油大都含有硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、硫化羰、二硫化碳等硫化物；另外為了確保安全使用液化氣，人為加入具有明顯臭味的含硫化合物配制的加臭劑，當(dāng)這些硫化物燃料后以二氧化硫排放形成酸雨，二氧化硫本身也是有毒物質(zhì)，污染環(huán)境；另外這些硫化物的燃料產(chǎn)物對(duì)設(shè)備具有腐蝕性。為此，我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)中對(duì)總硫含量應(yīng)加以嚴(yán)格限制。

舊標(biāo)準(zhǔn)GB 11174-1997液化石油氣中總硫含量不大于343 mg/m3；而GB 9052.1-1998油氣田液化石油氣中總硫含量與商品丙烷不大于185×10-6；商品丁烷不大于140×10-6；商品丙、丁烷混合物不大于140×10-6。鑒于10-6不為法定計(jì)量單位，而我國(guó)液化石油氣產(chǎn)量以煉廠為主，故新標(biāo)準(zhǔn)采用總硫含量不大于343 mg/m3。

（8）硫化氫

硫化氫氣體對(duì)人體有嚴(yán)重危害，職業(yè)性接觸毒物危害程度分為為II級(jí)（高度危害），必須在產(chǎn)品中加以控制。另外，硫化氫在有水存在的情況下，容易造成儲(chǔ)存容器的金屬硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕開裂，發(fā)生事故，因此，從人體和儲(chǔ)存安全上，都得控制硫化氫在液化石油氣中的指標(biāo)，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫化氫滿足乙酸鉛法為無(wú)；層析法為不大于 10 mg/m3。

國(guó)內(nèi)液化石油氣硫化氫含量檢測(cè)方法不統(tǒng)一，本標(biāo)準(zhǔn)采用SH/T 0125乙酸鉛法檢測(cè)或SH/T 0231層析法檢測(cè)，如有爭(zhēng)議，以SH/T 0125乙酸鉛法為仲裁檢驗(yàn)方法。

（9）游離水

水在液化石油氣中屬非燃燒組分，不希望存在；如果液化石油氣中有游離水會(huì)對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，尤其是在硫化氫共存，引起容器的金屬硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕開裂，造成危險(xiǎn)事故。另外，有水容易在儲(chǔ)存器底部和出口處可能發(fā)生凍結(jié)，形成水堵，一般在液化石油氣儲(chǔ)罐底部都安裝排水設(shè)施解決氣中游離水問題。

原標(biāo)準(zhǔn)中只有“商品丙烷”對(duì)水不控制，而其它組分都控制游離水為無(wú)，新標(biāo)準(zhǔn)全都控制游離水指標(biāo)目測(cè)為無(wú)，而實(shí)際生產(chǎn)中各企業(yè)均能滿足新指標(biāo)要求。

GB 11174-2011液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)于2012年7月1日已正式實(shí)施，新標(biāo)準(zhǔn)采用了ASTM D 1835-2005《液化石油氣規(guī)范》，結(jié)合我國(guó)液化石油氣生產(chǎn)、使用實(shí)際重新起草，新標(biāo)準(zhǔn)整合修訂了舊標(biāo)準(zhǔn)，不僅適用煉廠生產(chǎn)的液化石油氣，也適用油氣田生產(chǎn)的液化石油氣，新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)無(wú)論技術(shù)要求、檢驗(yàn)、產(chǎn)品標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存、驗(yàn)收等指標(biāo)更具體，可操作性強(qiáng)，方便了生產(chǎn)和使用。

［1］JISK 2240-1991，《Liquefied petroleum gases》[S] .

［2］ASTM D 1835-2005，《Specification for Liquefied Petroleum LP Gases》[S] .

［3］ISO 9162:1989，《石油產(chǎn)品燃料（F類）液化石油規(guī)格》[S].

［4］BS 4250-1997《商品丙烷和商品丁烷規(guī)格》[S] .

［5］GB 9052.1-1998《油氣田液化石油氣》[S] .

［6］GB 11174-2011《液化石油氣》[S].

Discussion on LPG Standards at Home and Abroad

ZHANG Tao1，QU Hu1，ZHANG Yi-gui1，ZHAO Yan-hui1，REN Chun-ling2，LIU Jing1
（1. China Petroleum Engineering Co.,Ltd. Huabei Branch, Hebei Renqiu 062552，China；2. PetroChina Huabei Oilfield Company Exploration and Development Institute, Hebei Renqiu 062552，China）

Liquefied petroleum gas (LPG) is a kind of liquid petroleum product with propane, propylene, butane and butene as main components. According to the different sources and uses of LPG, the domestic and international standards of LPG have performed different control over various indexes. In this article, comparative analysis of domestic and international standards for LPG was carried out, the main technical differences between domestic and international standards were pointed out, and the corresponding indexes in the new standards of LPG in China were interpreted.

Liquefied petroleum gas; Petroleum; Standard; Index

TE 81

A

1671-0460（2014）11-2274-04

2014-04-11

張濤（1973-），男，河北任丘人，工程師，從事石油化工相關(guān)技術(shù)工作。E-mail：qh915gf1@163.com。