液化石油氣二甲醚復(fù)合燃料

李強(qiáng)

摘 要：本文通過介紹液化石油氣中二甲醚摻混的行業(yè)現(xiàn)狀，摻入二甲醚后所帶來的安全隱患，從而探討液化石油氣與二甲醚作為復(fù)合燃料替代液化石油氣的可行性。

關(guān)鍵詞：復(fù)合燃料；替代

煤氣、液化石油氣和天然氣是城市燃?xì)獾闹饕獨(dú)庠?。其中煤氣由于生產(chǎn)成本居高不下，生產(chǎn)中有污染且含有毒氣體排出，難以快速發(fā)展；國內(nèi)天然氣供應(yīng)量不足，地下氣源較少，需要從國外進(jìn)口，且價(jià)格不斷上漲；液化石油氣國內(nèi)生產(chǎn)量也供不應(yīng)求，同樣需要進(jìn)口。而二甲醚的出現(xiàn)正好解決了氣源不足，生產(chǎn)成本高的問題，同時(shí)易壓縮、安全性高、燃燒性好、燃燒熱值高等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用到城市燃?xì)庵小?/p>

1 液化石油氣與二甲醚的性質(zhì)

液化石油氣，是一種易揮發(fā)混合氣體，主要成分由丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）組成的，有些液化石油氣還含有少量的丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）。液化石油氣與其他燃料比較，污染少、發(fā)熱量高、易于運(yùn)輸、壓力穩(wěn)定、儲(chǔ)存簡單、供應(yīng)靈活。

二甲醚，是一種最簡單的脂肪醚，又稱木醚，分子式CH3OCH3，在常溫常壓下是一種無色可燃?xì)怏w，具有輕微的醚香味，其物理性質(zhì)與液化石油氣相近，二甲醚穩(wěn)定性好，燃燒充分，燃燒無黑煙、燃燒后無雜質(zhì)殘留，并且一氧化碳、一氧化氮等有毒氣體排放量較低。

從表1可以看出，兩者物理特性比較相似，如果將兩者摻混于氣瓶內(nèi)，所表現(xiàn)出的物性特征基本無異常。

2 行業(yè)現(xiàn)狀

目前，石油價(jià)格上漲，二甲醚市場價(jià)格比液化石油氣大概低了30%左右，兩者價(jià)格存在巨大的價(jià)差，正因?yàn)橛辛藘r(jià)差利益的驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致市面上銷售的液化石油氣摻混二甲醚的現(xiàn)象屢禁不止。

對(duì)于居民用戶來說，首先，在使用摻混二甲醚的液化石油氣時(shí)存在巨大安全隱患，人身安全受到威脅。其次，居民利益蒙受損失。二甲醚燃燒熱值與液化石油氣燃燒熱值相比，二甲醚熱值占60%左右，液化石油氣摻混二甲醚后的燃燒熱值將大大降低，無形之中也就侵害了消費(fèi)者的利益。假如原來一瓶純液化石油氣的使用周期是30天，而摻混二甲醚30%的液化石油氣只能使用26天。

國內(nèi)大型、規(guī)范經(jīng)營的液化石油氣銷售企業(yè)由于自身管理體系、質(zhì)量控制等優(yōu)勢(shì)，在液化石油氣質(zhì)量、安全等方面控制得很好。液化石油氣摻混二甲醚的事情主要發(fā)生在一些中小型生產(chǎn)企業(yè)或地理位置偏遠(yuǎn)而疏于管理的充裝站，尤為是個(gè)體承包的充裝站。由于有了經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，終端零售商販向充裝站采購液化石油氣時(shí)首先考慮誰的產(chǎn)品價(jià)格低，而不考慮摻混所帶來的安全隱患以及消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。由于液化石油氣消費(fèi)者大多生活在三四五線城市或者一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，市場太分散，行政集中排查困難，嚴(yán)令禁止摻混二甲醚的明文規(guī)定卻在一些中小型企業(yè)和個(gè)體戶面前黯然失色。如果摻混的現(xiàn)象依然活躍下去，必將對(duì)行業(yè)的長期發(fā)展產(chǎn)生非常不利的影響。

3 摻混二甲醚的安全隱患

液化石油氣用鋼瓶儲(chǔ)存，液化石油氣主要成分是丙烷與丁烷，少許其他物質(zhì)，烷類物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，幾乎不會(huì)與鋼瓶及銅制閥門發(fā)生反應(yīng)，閥門密封材料常用的是順丁橡膠，也不會(huì)與烷類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。從二甲醚的分子式可以看出其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不是很好，雖然二甲醚不會(huì)與鋼瓶缸體以及金屬閥門發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但由于二甲醚分子式中含有氧，一定程度上具有氧化的能力，長期與液化石油氣鋼瓶閥門的密封墊圈接觸會(huì)造成密封墊圈嚴(yán)重腐蝕而變形，導(dǎo)致氣瓶閥門密封性不好產(chǎn)生漏氣。同時(shí)，液化二甲醚也是一種有機(jī)溶劑，根據(jù)化學(xué)知識(shí)有機(jī)化合物相似相溶的原理，密封圈能夠被液化二甲醚溶解，同樣也會(huì)導(dǎo)致氣瓶閥門的漏氣。液化石油氣摻混二甲醚的量越大，密封墊圈的使用壽命就越短，越容易造成氣瓶閥門泄漏。當(dāng)泄漏的氣體在空氣中達(dá)到一定濃度的時(shí)候，遇見很小的火源都會(huì)產(chǎn)生爆炸，從而給群眾帶來生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 二甲醚的優(yōu)點(diǎn)

從二甲醚與液化石油氣物理性質(zhì)比較可以看出，兩者物性非常相似，故可以替代液化石油氣或與液化石油氣作為復(fù)合燃料使用。二甲醚當(dāng)燃料使用時(shí)，其自身優(yōu)點(diǎn)如下：

（1） 燃燒性好。即使二甲醚的燃燒熱值小于液化石油氣燃燒熱值，但是二甲醚自身含氧較高，正因此，其燃燒比較完全，可很大程度上降低CO有毒氣體的排放；由于二甲醚不含C-C單鍵分子鏈，在燃燒的時(shí)候也不會(huì)分解出碳，因而能實(shí)現(xiàn)無黑煙燃燒；

（2） 液化壓力低。20℃下二甲醚的飽和蒸汽壓為0.5MPa左右，而液化石油氣飽和蒸汽壓為0.85MPa左右，因此二甲醚更容易液化。

（3） 安全性能高。在相同環(huán)境條件下，二甲醚的爆炸下限比液化石油氣高、飽和蒸汽壓較低，其儲(chǔ)存、使用、運(yùn)輸?shù)确矫媾c液化石油氣相比，二甲醚更安全。

（4） 經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。二甲醚的成本很低，價(jià)格便宜，產(chǎn)能高，熱值又高，所以是民用、商用最理想的液化石油氣、天然氣的替代品[1]。

以上優(yōu)點(diǎn)看出，二甲醚在存在形態(tài)上與液化石油氣沒有太大的區(qū)別，同樣在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、燃燒和熱值等相關(guān)性能指標(biāo)上與液化石油氣相似，在發(fā)生“氣荒”時(shí)，二甲醚可以作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣來替代使用。

5 復(fù)合燃料應(yīng)用技術(shù)缺陷

國家質(zhì)檢總局發(fā)出《關(guān)于氣瓶充裝有關(guān)問題的通知》的出發(fā)點(diǎn)是要求二甲醚的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、罐裝環(huán)節(jié)要做到“專氣、專瓶、專用”。

純二甲醚可用特制鋼瓶進(jìn)行灌裝，可以代替液化石油氣作為民用燃料。兩者摻混情況下，不能使用液化石油氣鋼瓶灌裝，二甲醚會(huì)腐蝕鋼瓶橡膠密封墊圈，造成鋼瓶閥門泄漏而帶來安全隱患。液化石油氣與二甲醚作為復(fù)合燃料混裝，就必須對(duì)充裝設(shè)備、鋼瓶、爐灶進(jìn)行改進(jìn)，管道及閥門法蘭聯(lián)接不能用石棉橡膠墊片、普通橡膠O型密封圈，應(yīng)改為用耐二甲醚溶脹的材料。液化石油氣瓶減壓閥的膜片，也需要用耐二甲醚溶脹的材料。液化石油氣和二甲醚按適當(dāng)比例摻混使用，可以提高液化氣燃熱效率，燃燒后不會(huì)留殘?jiān)?，但作為產(chǎn)品出售應(yīng)明確標(biāo)明含二甲醚及含量，而且必須使用特定氣瓶灌裝。當(dāng)這些儲(chǔ)運(yùn)材料的安全問題得到解決之后，復(fù)合燃料就可以光明正大走進(jìn)我們生活之中。

6 發(fā)展前景

二甲醚與液化石油氣混合作為燃料可利用已有液化石油氣自身的供氣系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)后供氣，這種供氣模式在資源、經(jīng)濟(jì)方面較為可行。氣源有保障，靈活性、可靠性也較高，特別是成本較低。難點(diǎn)在于市場監(jiān)管、技術(shù)支持和國家標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后或缺失，制約了產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。一旦難題破解，二甲醚替代液化石油氣的發(fā)展前景大有可為[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] 顏江，蔡德強(qiáng)，梁衛(wèi)東.二甲醚與液化石油氣的合作與競爭[J].煤氣與熱力.2010，12（30）：29-32

[2] 王碧波.防范液化石油氣摻二甲醚的安全隱患[J].中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督.2013，5：67endprint