车用液化石油气的生产与质量

毕才平，牟明仁，张 宁， 杨春光，王 喆，赵 超

（1.中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司，辽宁 大连 116032；2.辽宁出入境检验检疫局，辽宁 大连 116001）

生产工艺

车用液化石油气的生产与质量

毕才平1，牟明仁2，张 宁2， 杨春光2，王 喆2，赵 超2

（1.中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司，辽宁 大连 116032；2.辽宁出入境检验检疫局，辽宁 大连 116001）

重整装置和轻烃回收装置生产的轻烃，与气体分馏装置生产的丙烷，通过罐区按比例调合，加入四氢噻吩赋臭剂后，生产-10号、-5号车用液化石油气，质量指标符合GB 19159-2012中规定的技术要求。其辛烷值、二烯烃(包括1,3-丁二烯)摩尔分数、铜片腐蚀、硫化氢等指标，符合现行的GB 17930-2016标准规定的国五、国六车用汽油的技术要求。

车用液化石油气；轻烃；丙烷；四氢噻吩；辛烷值；硫含量

液化石油气通常是指石油加工中的副产品，主要是由碳、氢2种元素构成的碳氢混合物，既是石油化工原料，也可作为汽车燃料。汽车保有量的迅速增长，给人们的出行带来便捷的同时，大量的汽车尾气排放也给大气环境造成污染，仅北京市就有31.3%的细颗粒物来自机动车的排放[1-2]。为改善大气环境状况，除改进汽车燃烧性能之外，提高车用燃油及相关燃料的质量，开发新清洁燃料及相关替代车用燃料产品就显得非常迫切与重要[3-4]。液化石油气作为汽车燃料时，因其辛烷值比汽油高5%～10%，抗暴性能与挥发性能好,燃烧充分而不容易产生积炭，CO、HC和微粒的排放极低，因此不仅可以改善发动机的燃烧性能，还可以有效地减少污染，保护环境，既是比较理想的车用汽柴油的替代燃料，也被人们视为经济适用的清洁燃料，在实际应用中已发挥着重要的作用[5-6]。为此，大连石化公司通过优化资源，组织攻关，2014年开发生产了可满足GB 19159-2012《车用液化石油气》标准要求的车用液化石油气[7]，既开拓了车用液化石油气的产品市场，也扩大了在LPG市场的影响。

1 产品生产与质量

1.1 产品生产

大连石化公司生产的车用液化石油气，主要原料是由重整装置和轻烃回收装置生产的副产品,再添加由气体分馏装置生产的辛烷值高的丙烷等组分进行调合，经分析化验，达到GB 19159-2012的质量指标要求。

其中60万t·a-1连续重整装置以直馏石脑油为原料，经预加氢后，产物经汽提分馏塔脱除硫、氮、水等杂质，经拔头油稳定系统，利用进料的沸点差，将拔头油和戊烷分离生产液化气。420万t·a-1轻烃回收装置采用“脱丁烷塔-脱乙烷塔-石脑油分离塔-吸收塔”四塔流程，集中处理来自各个装置（单元）的石脑油和酸性气，回收其液化气。气体分馏装置将液态烃中C2～C5的混合气体，根据各组分的挥发度不同，使之分离出丙烷等不同的单体烃或者馏分。

将上述工艺生产的原料在储运车间东罐区进行调合，调合流程为：东罐区3号、9号泵分别作为轻烃、丙烷调合泵，在现有东罐区内设有一套比例调合流程，包括2台质量流量计、1台静态混合器、3台调节阀，流量计引入DCS进行监控调节。采用沈阳贝尔燃气有限公司赋味剂（四氢噻吩）加剂设施添加赋臭剂。符合标准指标要求后，车用液化石油气通过管输输送到气体车间装车出厂。

1.2 轻烃组成分析

车用液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷等化合物。为了了解车用液化石油气的轻烃组成及含量，我们对储存在33号罐和34号罐中的轻烃主要成分进行了分析，数据见表1。

33号罐中的总硫含量为8.05mg·m-3、H2S的含量为无。34号罐中的总硫含量为9.45 mg·m-3，H2S的含量为无。

1.3 丙烷组成分析

由表1数据可知，受加工工艺及原料的影响，33号罐与34号罐中的液化气各组分含量不尽相同，有的组分差别还很大。为了满足并保证出厂车用液化石油气中的辛烷值符合标准要求，就要在现有轻烃原料中调合辛烷值较高的组分。而在车用液化石油气组分中，丙烷的马达法辛烷值最高，因此我公司通常将气体分馏装置生产的纯度较高的丙烷调入到轻烃中。其中25号罐、27号罐的丙烷组分含量如表2所示。

表1 轻烃主要成分 /摩尔%

表2 丙烷气体主要成分 /摩尔%

25号罐中的总硫含量为9.13mg·m-3、H2S的含量为无。27号罐中的总硫含量为6.17mg·m-3、H2S的含量为无。

1.4 赋臭剂的添加

车用液化石油气常温下是气态，加压或低温下可液化， 无色无味，在浓度较高时，对人体的中枢神经有麻痹作用，使人窒息死亡，也极易燃烧与爆炸。

在实际应用中，为保障车用石油液化气的使用安全，需要采取必要的防范措施，保证液化石油气泄漏时能让人闻到，因此要在液化石油气中加入某些能引起人们警觉的物质，加臭剂是较好的选择。由于轻烃、丙烷调合后气味无法达标，按照标准规定，需要添加一定量的赋臭剂（四氢噻吩），以保证产品质量达到标准要求。液化石油气的气味检测方法按照GB 19159-2012中附录E（规范性附录）的检测方法进行。

1.5 蒸气压限值

车用液化石油气是按照GB 19159-2012《车用液化石油气》的技术指标生产的，不同牌号的车用液化石油气对应40℃下的蒸气压限值是其中一项重要的质量控制指标。由标准中附录D可知，不同牌号车用液化石油气对应40℃下的蒸气压限值如表3所示。

表3 不同牌号车用液化石油气对应40℃下的蒸气压限值

表4 调合试验分析数据

1.6 调合试验分析数据

根据要生产的车用液化石油气的牌号，针对调合所用轻烃及丙烷组分在调合前的含量，依据标准中附录A、附录C方法中马达法辛烷值、蒸气压（表压）的计算公式，确定轻烃和丙烷的调合比例。表4为10号、-5号和-10号这3个车用液化石油气牌号的样品调合试验的分析数据，排序分别为1号、2号、3号。

1.7 出厂产品数据

表5是我公司出厂的车用液化石油气调合后的实际分析结果，4批次样品编号分别为1号、2号、3号、4号。由表5数据看，1号、2号各项化验指标符合-10号车用液化石油气牌号标准的技术指标要求，3号、4号符合-5号车用液化石油气牌号标准的技术指标要求。

表5 出厂车用液化石油气调合后分析结果

从表5中数据看，针对公司现有的工艺条件与原料质量，装置不需要进行任何调整，利用轻烃、丙烷进行调合生产车用液化石油气是比较经济可行的。同时可以看到，不同牌号的马达法辛烷值大小与样品中丙烷含量密切相关，且丙烷是车用液化石油气辛烷值的主要贡献者。

1.8 产品质量控制点

1.8.1 环境温度

车用液化石油气的牌号，根据发动机正常运行所需的最小蒸气压和燃料使用的环境温度，划分为-10号、-5号、0号、10号、20号共计5个牌号。因此在生产过程中应依据气温的变化，调整生产的牌号，以满足在允许的最低环境温度下, 储气瓶内压力能使燃料正常输出并保证汽车动力的供给需求。

当冬季环境温度在0℃以上时，应该安排生产0号车用液化石油气，最低蒸气压要按照大于700kPa控制。当环境温度在0～-5℃时，应该安排生产-5号车用液化石油气，最低蒸气压要按照大于800kPa控制。当环境温度在0～-10℃时，应该安排生产-10号车用液化石油气，最低蒸气压要按照大于950kPa控制。

1.8.2 切水

在冬季温度为零下时，虽然出厂时依据标准检验游离水项目合格，但内含的饱和水无法有效分离，遇低温天气或卸车时压力降低时，饱和水会形成冰粒，造成卸车时金属的过滤器堵塞，致使车用液化气不能正常输出。

2 社会效益

公司自2014年6月投产车用液化石油气以来，成为辽宁省第一家获得生产许可的企业，填补了大连地区市场相关产品的空白。企业生产的“昆仑”牌车用液化石油气供应大连市内部分车用液化石油气的加气站，对调节企业生产方案和改善产品结构具有重要意义。

3 结论

大连石化公司以轻烃、丙烷为调合原料，根据燃料使用的环境温度确定牌号，生产车用液化石油气产品，产品符合GB 19159-2012《车用液化石油气》中相关牌号的技术指标要求。其丙烷∶轻烃按6∶4体积调合比例生产的-10号、-5号车用液化石油气，产品中的辛烷值都大于94，二烯烃(包括1,3-丁二烯)摩尔百分比均为0，铜片腐蚀均为1a，硫化氢均为无，游离水与气味均为通过。特别是总硫含量（含赋臭剂）都小于10mg·kg-1，符合现行的GB 17930-2016《车用汽油》标准规定的国五、国六车用汽油硫含量不大于10mg·kg-1的要求[8]，为严格控制汽车尾气排放，改善空气质量，提升车用燃气的经济性和环保性创造了条件。

需要指出的是，在冬季生产时，为防止饱和水形成冰粒，应加强切水管理，同时也要严格控制四氢噻吩的加入量，以保证产品安全。

综上所述，我公司生产的液化石油气是优质的汽车代用燃料，所开发的产品自投放市场以来，给企业带来了较大的经济效益和社会效益，具有良好的发展前景。

[1] 牟明仁，焦阳，白璐，等.浅析DB 11/238-2016车用汽油标准修订与影响[J].产品安全与召回，2016，28(6)：58-61.

[2] 牟明仁，赵雪蓉，张代华，等.解读车用汽油新标准的修订[J].中国标准化，2014，453(6)：84-87.

[3] 姚钰，朱福纯.浅谈车用液化石油气[J].辽宁化工，2003，32(7)：302-304.

[4] 张纪鹏，张洪信，张铁柱，等.炼厂液化石油气(高含烯烃LPG)作为车用燃料的试验研究[J].安全与环境学报，2006(5)：25-27.

[5] 刘桂彬，张晓辉，何晓东.车用液化石油气的气质特性及其对发动机性能的影响[J].世界汽车，2001(11)：14-17.

[6] 殷乃勋，汤启云，聂起耕.液化石油气烯烃组分对车用发动机使用性能的影响[J].汽车技术，2005(7)：10-13.

[7] GB 19159-2012，车用液化石油气[S].

[8] GB 17930-2016，车用汽油[S].

Production and Quality of LPG for Motor Vehicles

BI Caiping1, MU Mingren2, ZHANG Ning, YANG Chunguang, WANG Zhe, ZHAO Chao
(1. Petrochina Dalian Petrochemical Company, Dalian 116032, China;2. Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China)

TE 626.7

B

1671-9905(2017)07-0068-03

毕才平（1970-），男，工程师，现从事炼油工艺工作

牟明仁（1960-），男，大连人，研究员，现从事进出口石油检验工作，公开发表90余篇文章。电话：0411-87960412，15140588190，E-mail: mumingren163@163.com

2017-04-12