液化石油氣的物理特性
評(píng)論: 更新日期:2015年03月23日
5.沸點(diǎn)和露點(diǎn)
(1)沸點(diǎn)在一定的壓力下,液體表面不斷蒸發(fā)變?yōu)闅怏w的過(guò)程稱(chēng)為汽化。隨著液體溫度逐漸升高,汽化速度不斷加快。當(dāng)溫度達(dá)到某一定值時(shí),則不僅液體表面,而且內(nèi)部也同時(shí)進(jìn)行劇烈的汽化。這種液體內(nèi)出現(xiàn)上下翻滾的汽化現(xiàn)象稱(chēng)為沸騰。液體在101.3kPa下達(dá)到沸騰時(shí)的溫度稱(chēng)為沸點(diǎn)。液體在沸騰過(guò)程中,由外界吸收的熱量全部用于汽化,因而溫度停留在沸點(diǎn)不再升高,直至液體全部變成氣體為止。液化石油氣各組分在101.3kPa時(shí)的沸點(diǎn)見(jiàn)表1-2-13。
表1-2-13 液化石油氣各組分在101.3kPa時(shí)的沸點(diǎn)
溫度/℃ | 丙烯 | 丙烷 | 正丁烷 | 異丁烷 | 1-丁烯 | 順式-2-丁烯 | 反式-2-丁烯 | 異丁烯 | 正戊烷 |
沸點(diǎn)/℃ | -42.1 | -47.0 | -0.5 | -11.7 | -6.26 | 3.75 | 0.88 | -6.9 | 36.2 |
由表1-2-13可知,碳?xì)浠衔锏姆悬c(diǎn)有以下特點(diǎn)。
?、俜肿又刑荚訑?shù)越多,沸點(diǎn)越高。如:丙烷的沸點(diǎn)為-42.1℃,正丁烷的沸點(diǎn)則為-0.5℃。
②當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí),多數(shù)烷烴的沸點(diǎn)比烯烴的沸點(diǎn)高。如:丙烷的沸點(diǎn)為-42.1℃,則丙烯的沸點(diǎn)為-47.0℃。
?、壅龢?gòu)物的沸點(diǎn)比異構(gòu)物的沸點(diǎn)高。如:正丁烷的沸點(diǎn)為-0.5℃。則異丁烷的沸點(diǎn)為-11.7℃。
?、芊悬c(diǎn)越低的烴越難于液化。如果要液化它需要低的溫度或者更高的壓力。
?、莘悬c(diǎn)越低的烴越容易汽化。如:丙烷的沸點(diǎn)為-42.1℃,在常溫下呈氣態(tài),即使
在嚴(yán)冷的冬季也很容易汽化。正戊烷的沸點(diǎn)為36.2℃。即使在酷熱的夏天也很難汽化。
?、迚毫υ龃?,沸點(diǎn)也升高。如:丙烷在常壓下沸點(diǎn)為-42.1℃,而當(dāng)壓力增至0.82MPa時(shí),沸點(diǎn)相應(yīng)提高到20℃。
(2)露點(diǎn)是指氣態(tài)液化石油氣加壓或冷卻時(shí),使之液化成液滴的溫度。液化石油氣各組分的露點(diǎn)實(shí)際上是各組分液體在飽和蒸氣壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度(見(jiàn)表1-2-12),也是各組分液體在飽和蒸氣壓力下的沸點(diǎn)(見(jiàn)表1-2-13)。露點(diǎn)是相對(duì)蒸氣而言,沸點(diǎn)是相對(duì)液體而言的,兩者在數(shù)值上相等。
6.汽化潛熱
液態(tài)變成氣態(tài)時(shí),需要吸收熱量,氣態(tài)變成液態(tài)時(shí)將放出熱量,這些熱量只用來(lái)改變物質(zhì)的狀態(tài)(發(fā)生相變),而溫度不發(fā)生變化,因此,稱(chēng)之為潛熱。汽化潛熱就是在一定溫度下,一定數(shù)量的液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所吸收的熱量。
不同的液體有不同的汽化潛熱,即使是同一液體,其汽化潛熱也隨沸點(diǎn)不同而發(fā)生變化。當(dāng)液體的沸點(diǎn)上升時(shí)汽化潛熱相應(yīng)減少,在臨界溫度時(shí)汽化潛熱為零。一些液化石油氣各組分的汽化潛熱值如圖1-2-2所示。
表1-2-14 液化石油氣各組分的物理化學(xué)性質(zhì)
項(xiàng)目 | 甲烷 | 乙烷 | 丙烷 | 正丁烷 | 異丁烷 |
分子式 | CH2 | C2H6 | C3H8 | n-C4H10 | i-C4H10 |
相對(duì)分子質(zhì)量 | 16.04 | 30.07 | 44.004 | 58.12 | 58.12 |
蒸氣壓/MPa | 0℃ | — | 2.43 | 0.476 | 0.104 | 0.107 |
20℃ | — | 3.75 | 0.8104 | 0.203 | 0.299 |
氣體密度/(kg/m3) | 0℃ | 0.7168 | 1.3562 | 2.020 | 2.5985 | 2.6726 |
15.5℃ | 0.677 | 1.269 | 1.860 | 2.452 | 2.452 |
沸點(diǎn)(0.1013MPa)/℃ | -161.5 | -88.63 | -42.07 | -0.5 | -11.73 |
汽化潛熱(沸點(diǎn)及0.1013MPa下)/(kJ/kg) | 569.4 | 489.9 | 427.1 | 386.0 | 367.6 |
臨界壓力/MPa | 4.64 | 4.88 | 4.25 | 3.80 | 3.66 |
圖1-2-2 液化石油氣各組分的汽化潛熱值
(上)1-甲烷;2-乙烷;3-丙烷;4-異丁烷;5-正丁烷;6-異戊烷;7-正戊烷
(下)1-異丁烯;2-乙烯;3-丙烯;4-丁烯;5-順丁烯;6-戊烯
項(xiàng)目 | 甲烷 | 乙烷 | 丙烷 | 正丁烷 | 異丁烷 |
臨界密度/(kg/L) | 0.162 | 0.203 | 0.236 | 0.227 | 0.233 |
臨界溫度 | -82.5 | 32.3 | 96.8 | 152.0 | 134.9 |
低熱值(0.1013MPa,15.6℃)/(kg·K) | 液態(tài) | - | - | 46099 | 45458 | 45375 |
氣態(tài) | 3427 | 60753 | 88388 | 115561 | 115268 |
氣態(tài)比熱容(0.1013MPa,15.6℃)[kJ/(kg·K)] | 定壓比熱容 | 2.21 | 1.72 | 1.63 | 1.66 | 1.62 |
定容比熱容 | 1.68 | 1.44 | 1.44 | 1.52 | 1.47 |
爆炸極限(體積分?jǐn)?shù))/T | 下限 | 5.3 | 3.2 | 2.37 | 1.86 | 1.80 |
上限 | 14.0 | 12.5 | 9.50 | 8.41 | 8.44 |
由于液化石油氣的汽化潛熱比較大,因此在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、灌裝、使用中要嚴(yán)禁使液態(tài)的石油氣直接接觸人體,以免皮膚被吸收大量的熱量,而造成嚴(yán)重凍傷。
液化石油氣各組分的物理化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1-2-14。