第一节
液化气的种类、来源和液化气船

一、液化气的主要来源及用途

本书所指的液化气分为LPG和LNG，其中液化乙烯（liquefied ethylene gas, LEG）是LPG中，运输温度最低的一种货品。这些货品在常温常压条件下以气态存在，在经过加压、冷却或既加压又冷却的条件下，转化为液体，这种液体即液化气。

1）石油气的主要来源

（1）一般的油田都会含有石油气和天然气，在油田中，一部分天然气和石油气在地层中的高压下饱和溶解在石油中，也有一部分天然气和石油气位于油层之上，这类气体称为伴生气。采油装置将油层内的石油抽到地面，送到炼油厂。炼油厂在提炼石油产品时，在用蒸馏法从石油中提炼出汽油、柴油、煤油和润滑油等油料的过程中，溶解在油液中的天然气和石油气被分离出来，其中被分离出来的石油气称为炼厂气，其容积约占原油容积的1%～3%，是LPG的主要来源。

（2）从油气田用特种酸溶液还原“湿”天然气，从中也可以获得LPG。“湿”天然气是常温常压下为液体的，含5个碳原子的戊烷和更多碳原子的液态碳氢化合物。

用上述两种方法产生的LPG纯度较低，进入市场前，还需进行净化和干燥等工艺处理，去除石油气中的硫等杂质和水分。

从炼油厂得到的石油气中，丙烷和丁烷两种碳氢化合物占有较大的比例，其他的碳氢化合物，如甲烷和乙烷也占一定的比例。根据提炼方法的不同，炼厂气的组成成分也会有所不同。

通过对石油的裂解，可以生产出短链不饱和烃，如乙烯、丙烯、丁二烯等石油化工气体，这些气体也属于本书所指的液化气。乙烯是世界上产量最大的化工产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。乙烯生产路线较多，有两条主流路线：“原油→石脑油→乙烯”和“乙烷→乙烯”。第一条生产路线以原油为原料，主要被一些产油国如沙特阿拉伯等采用，我国以前也采用该工艺，目前占比依然在50%以上。该工艺成本高，且受原油价格波动的影响较大。而乙烷生产乙烯的路线，成本低，质量好，是很有潜力的发展路线，一般在天然气产量较大的区域使用。美国的页岩气和中东的伴生气含有较多的乙烷，采用“乙烷→乙烯”生产路线具有成本低廉的优势。

2）天然气的主要来源

天然气主要来自油田伴生气和天然气的气田，世界上大多数天然气来源于天然气气田，其产量大于油田伴生气。天然气的主要成分是甲烷，占体积的70%～95%，其余为乙烷、丙烷和丁烷等。甲烷的含量因气田的不同而异。例如，阿拉斯加气田的气体，甲烷含量高达99%，从气田开采出来即可使用。

甲烷是含有1个碳原子的碳氢化合物，乙烷是含有2个碳原子的碳氢化合物，丙烷是含有3个碳原子的碳氢化合物，丁烷是含有4个碳原子的碳氢化合物。通常情况下将含有1个、2个、3个和4个碳原子的碳氢化合物，分别称为碳一、碳二、碳三和碳四。一般在常温常压条件下，碳原子数为1～4的碳氢化合物为气态，碳原子数为5～16的碳氢化合物为液态，碳原子数为1～4的碳氢化合物即通常所称的液化气。

3）商用LPG的种类

市场上销售的LPG，很少由纯丙烷或纯丁烷组成，其分类如下：

（1）丙烷型LPG，主要是指由丙烷（饱和的）和丙烯（非饱和的）组成的混合物。

（2）丁烷型LPG，主要是指由正丁烷、异丁烷（两者都是饱和的）和/或丁烯（非饱和的）组成的混合物。

（3）混合气体型LPG，主要是指由碳三、碳四碳氢化合物组成的混合物。

（4）高纯度丙烷型LPG，主要是指含有约95%体积纯丙烷的碳氢化合物。

4）液化气的主要用途

液化气是一种对环境污染较小的气体，科学界一致认为燃用煤炭、石油等燃料产生的二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首，而燃用石油气和天然气，二氧化碳的排放量将减少约20%，因此石油气和天然气是减少大气污染、保护环境的清洁环保燃料，尤其是天然气，作为燃料时环保性能更佳。在日常生活中，家家户户的燃气灶和热水器使用天然气或石油气；商业上餐饮业也大量使用天然气或石油气；发电厂通常也将天然气或石油气作为发电的燃料。此外，LPG和LNG还可以作为石油化工的原料而大显身手，其年消耗量也在不断地快速增长。

石油和天然气也统称为化石能源，它们除用作燃料外，也是十分重要的有机化工原料。图1-1为石油化工产品及不同衍生物的用途，从该图可以看出，石油在蒸馏塔内经过常压蒸馏，根据产品的密度不同，底层可以获得由20个以上碳原子组成的重油，其次是15～18个碳原子组成的柴油，11～16个碳原子组成的煤油以及5～11个碳原子组成的汽油，而在蒸馏塔的顶部则可以获得炼厂气，即由2～4个碳原子组成的石油气和由1个碳原子组成的天然气。20个以上碳原子组成的重油经减压蒸馏可以获得沥青、柴油、燃料油、石蜡以及润滑油等，而燃料油和石脂在不同催化剂的作用下经催化裂化也可以获得柴油、煤油、汽油以及石油气等。