氣體流量計測定液化石油氣氣化率

黃世堅 張萍 龐銳源

摘 ? 要：本文介紹建立了一種直接測定液化石油氣氣化率的方法，將液化石油氣在50℃下閃蒸氣化，通過控制氣化氣體流速在8～10L/min，采用干式或濕式氣體流量計測定對氣化氣體進行累計體積的測定，并以此計算得出氣化率。實驗表明，流量計法測定的液化石油氣樣品氣化率，實測值與理論值之間相對誤差在1%以內(nèi)。對液化石油氣樣品的氣化率的測定，重復多次實驗，測定值的相對標準偏差（n=6）小于1.5%。

關(guān)鍵詞：液化石油氣 ?氣體流量計 ?氣化率

中圖分類號：TP277 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0091-02

液化石油氣是石油煉化產(chǎn)品之一，常見以C3、C4混合物為主。液化石油氣使用前需要經(jīng)過氣化成氣態(tài)石油氣使用，其氣化效率反映液化石油氣氣體產(chǎn)生量[1-2]。同時氣化率也是燃氣銷售企業(yè)進行貿(mào)易結(jié)算和煉化生產(chǎn)企業(yè)進行生產(chǎn)過程的工程計算常用的指標中的一個重要指標[3]。近年來，第三方檢測市場也出現(xiàn)對液化燃氣氣化率的檢測需求。

本工作采用兩種不同形式的氣體流量計，對低壓環(huán)境下，不同溫度條件的液化石油氣進行氣化并測定體積流量，通過與色譜分析的間接計算方法比較和評價，獲得一種測定液化石油氣氣化率的方法。本方法儀器設(shè)備簡單、成本低、結(jié)果直觀準確，是屬于直接測量方法，能真實反映現(xiàn)實生活中液化石油氣的性質(zhì)。其氣化率結(jié)果更具有實用性。

1 ?試驗部分

1.1 儀器和試劑

品川DC-2C干式氣體流量計、LMF-2濕氣氣體流量計、Agilent 7820A氣相色譜儀、WH014X恒溫水浴、Sartorius電子天平。

無水氯化鈣、普通液化石油氣液體、典型液化石油氣烴組分標準液體及標準氣體，其組成見表1。

1.2 試驗方法

稱重后裝有樣品的采樣鋼瓶與閃蒸鋼瓶、流量計相連，檢查氣密性完好，控制水浴溫度50℃，待閃蒸鋼瓶溫度恒定后，控制樣品鋼瓶和閃蒸鋼瓶開關(guān)閥開度使氣體壓力為穩(wěn)定在100±10mm水柱的壓力，此時氣體流速約為8～10L/min。氣化氣體開始通過氣體流量計（干式或濕式流量計）時開始計時至氣化終點結(jié)束。記錄實際累計氣化體積。若過程中每累計氣化一定量氣體時，采集樣品，本并使用氣相色譜儀，參照液化石油氣組分分析方法[4]，用氣相色譜儀對采集的氣體樣品進行組分分析，計算得到理論氣化體積。以此可計算不用方法的氣化率。

2 ?結(jié)果與討論

2.1 氣體流量計的選擇

對于實驗室進行非在線計量液化石油氣氣化氣體累計體積時，在1～5kPa的低壓環(huán)境及低流速的條件下，采用干式氣體流量計或濕式氣體流量計具有高精度高準確性的優(yōu)勢。對于不含可溶于水的組分（如硫化氫等）的液化石油氣，可選用濕式氣體流量計;對于含硫化物的液化石油氣，應選用干式氣體流量計，測量前需對計量氣體進行干燥。

2.2 氣化條件的選擇

典型的液化石油氣組分組成應為C2～C5的混合烴，其中C3、C4烴類共占90%以上。因此為實現(xiàn)液化石油氣要實現(xiàn)的完全氣化，氣化溫度條件應不低于最高沸點的組分。本文選擇50℃作為氣化溫度可以確保液化石油氣完全氣化。

開關(guān)閥門的開度與氣體通過流量計時的壓力有關(guān)，也直接影響氣體流速。為結(jié)合本工作使用的流量計量程參數(shù)，同時為使氣化過程流量計指針轉(zhuǎn)動速度適合觀察，選定控制氣體壓力約為1kPa為合適。若使用大量程流量計，可以適當調(diào)整氣體壓力。

2.3 方法的準確度

按本工作試驗方法測量幾種典型標準液樣品氣化體積，將所得結(jié)果與標準值進行比較，結(jié)果見表2。由表2可知，測定結(jié)果的相對誤差均小于1.0%，準確度高。

2.4 方法的精密度

按本工作試驗方法測量對兩組普通液化石油氣樣品進行氣化體積測量，每組樣品平行測定6次，每組測試的樣品為6瓶來自同一生產(chǎn)批次的普通液化石油氣充裝的鋼瓶樣品。測試結(jié)果見表3。由表3可看出，兩組樣品測定結(jié)果的相對標準偏差均小于1.5%，說明本方法具有良好的精密度。

2.5 樣品分析

按本工作試驗方法對液化石油氣標準液體（組成1）進行氣化分析的過程中，同時對各氣化階段收集的氣體樣品進行色譜分析。將色譜分析所得組分結(jié)果通過計算得出的標準狀態(tài)下氣化率，與流量計法測量的標準狀況下的氣化率結(jié)果進行比較，結(jié)果見表4。試驗過程中處于不同氣化階段的氣體樣本計算所得的理論氣化率存在較大差異。而流量計法則可直接測量實際氣化率。

3 ?結(jié)語

色譜分析組分計算法得出的氣化率受限于采集的氣體樣本，氣化過程各階段輕重組分比例差異對氣化率的計算結(jié)果影響很大。本試驗方法采用流量計法關(guān)注氣化終點累計所得氣體體積，避免了氣化過程各階段節(jié)點氣體組成差異影響計算結(jié)果。同時，在實際儲運環(huán)境的應用中，避免因樣品中含有不易氣化成分、雜質(zhì)或殘液等因素對生產(chǎn)計算或貿(mào)易結(jié)算造成結(jié)果差異而引致的損失，具有較強實用意義。

參考文獻

[1] 郭景云.液化石油氣組成色譜分析技術(shù)探討[J].石油與天燃氣化工，2015，44（1）：87-92.

[2] 王樓明，方紅，葉銳鈞，等.毛細管氣相色譜法對液化石油氣組分的測定[J].分析測試學報，2009，28（11）：1335-1339.

[3] 劉俊.影響液化天然氣氣化率的因素及控制措施[J].化工設(shè)計通訊，2019（3）：177，192.

[4] NB/SH/T 0230-2019 液化石油氣組成的測定 氣相色譜法[S].