“烴”就是碳、氫兩種元素以不同的比例混合而成的一系列物質。其中較輕的部分，就叫做輕烴。天然氣的主要成份是C1甲烷，含少量的C2乙烷，液化石油氣的主要成份是C3丙烷、C4丁烷，它們在常溫常壓下呈氣態，叫氣態輕烴。C5—C16的烴在常溫常壓下是液態，我們就叫它液態輕烴。液態輕烴中最輕的部分是C5、C6，飽和的C5 、C6是鼓泡製氣的最好原料，再重一點的部分就是汽油、煤油和柴油等。
基本介紹
- 中文名：輕烴
- 原料：原油和天然氣
- 液態輕烴：熱值為10800kcal/kg
- 優點：使用發生爐煤氣可以提高熱效率
含義,燃料成分,供熱原理,來源,分布,燃料對比,套用前景,經濟比較,存在問題,採暖形式,煤氣,
含義
大家都比較熟悉液化氣、天然氣、汽油，它們都是由碳氫兩種元素組成，這種由碳氫兩種元素組成的物質統稱為烴，通俗地講：天然氣是C1、C2，液化氣是C3、C4，在常溫常壓下它們呈氣態，屬氣態輕烴，我們設備使用的原料是原油和天然氣開採及石油深加工過程中的副產品，為C4--C10或C5-C8的組份，在常溫常壓下呈液態，屬液態輕烴，把這類副產品轉化成氣體燃料，供城鎮居民生活用氣和工業用氣屬於國家能源綜合利用政策上大力支持的能源轉化項目。
輕烴
輕烴如果把石油按碳原子數排列起來分成段，第一段就是天然氣，即碳一、碳二；第二段是液化石油氣，即碳三、碳四，這兩段在常溫常壓下呈氣態，是氣態輕烴；我們制氣所用的原料主要是油氣田開採過程中以碳五碳六為主的這段伴生副產品，在常溫常壓下呈液態。用其所製成的燃氣在使用上和天然氣、液化石油氣是一樣的。輕烴永遠與石油、天然氣共存。
燃料成分
輕烴燃料從何而來呢？目前使用的輕烴燃料主要來自石油煉廠的塔頂油、催化重整油或是溶劑油廠的直餾餾分。液化石油氣和液化石油氣殘液也可作為輕烴燃料使用。液化氣的成分是丙烷（即炭3，細分還有乙烷）、丁烷（炭4，細分還有異丁烷、正丁烷），這兩種組分約占液化氣組分的70%左右。乙烯（包括丁烯）占20%左右。液化氣殘液的主要成分是戊烷（炭5）、己烷（炭6）、庚烷（炭7）、丙烯、丁烯、戊烯等。其中丙烷（即炭3，細分還有乙烷）、丁烷（炭4，細分還有異丁烷、正丁烷）可以在常溫下吸熱氣化，戊烷（炭5）、己烷（炭6）、庚烷（炭7）、丙烯、丁烯、戊烯在常溫下不能自然氣化。想利用戊烷（炭5）、己烷（炭6）、庚烷（炭7）、丙烯、丁烯、戊烯就必須為其提供氣化所需要的熱量。
供熱原理
輕烴是輕烴燃氣的原料，可以製成燃燒氣體供熱，我們通俗稱為混空輕烴燃氣。輕烴混合燃氣是指液態輕烴通過我公司的專利產品“輕烴氣化設備”以物理方式將其氣化，並按工藝要求與一定比例的空氣混合，通過輸配管網送至用戶的氣體燃料，其中由液態轉化為氣態的輕烴組份最少不低於13%（V%），也可根據用戶燃氣具對燃氣參數的要求而調整混合比例。
液態輕烴的熱值為10800kcal/kg，制氣量和燃氣熱值成反比，比如要達到5400kcal/m3的熱值，每公斤輕烴就產生2立方米輕烴燃氣；如果要達到7000kcal/m3，每公斤輕烴就產生1.54立方米輕烴燃氣。
來源
油氣田開採過程中的伴生副產品，C4-C10的液態烴類混合物。對其叫法各地不同，有稱輕質油、輕油、也有稱輕石腦油、輕汽油，這部分石油副產品一般由生產單位的三產或多種經營公司負責銷售。
戊烷混合烴在我國的儲量與液化石油氣產量相當，作為一次能源替代液化氣、柴油、電等二次能源，對最佳化我國能源結構，提高能源利用效率，作為天然氣投入產出不經濟市場的有益補充，具有重要的戰略意義和現實意義。
油氣田開採過程中的伴生副產品，C4-C10的液態烴類混合物。對其叫法各地不同，有稱輕質油、輕油、也有稱輕石腦油、輕汽油，這部分石油副產品一般由生產單位的三產或多種經營公司負責銷售。 由濕性天然氣淨化廠所得伴生副產品凝析液。
石化廠生產的副產品“拔頭油”是以戊烷為主的液態烴類混合物。揚子石化、廣州石化、茂名石化等石化企業均有供應。
煉油廠生產的碳五是以戊烷為主的液態烴類混合物。
分布
1、渤海油田、東海油田、南海油田、大慶油田、吉林油田、遼河油田、冀東油田、大港油田、華北油田、克拉瑪依油田、吐哈油田、塔里木油田、青海油田、玉門油田、長慶油田、勝利油田、江蘇油田、江漢油田、普光氣田、 中原油田、南陽油田、滇黔桂油田、田東油田
2、廣州石化、茂名石化、九江石化、鎮海石化、揚子石 化、大港石化、北海石化、蘭州石化、荊門石化。
燃料對比
種類 | 輕烴燃氣 | 柴油 | 電 | 瓶裝液化氣 | 管道液化氣 |
熱值 | 10800kcal/kg | 9600kcal/kg | 860kcal/kwh | 10000kcal/kg | 24000kcal/m3 |
原料單價 | 5.5元/公斤 | 7.2元/公斤 | 0.8元/度 | 7.3元/公斤 | 16元/立方米 |
註：按當前平均價格計算
套用前景
目前，我國乃至世界上一些已開發國家所使用的清潔燃料還是以天然氣 、液化石油氣及柴油為主。而天然氣、液化石油氣都是非常寶貴的化工原料，深加工後的附加值很高，因沒有很好的替代能源，只能將其作為普通燃料燒掉。在當今世界能源供應日趨緊張的形勢下，將其作為普通燃料燒掉是對有限資源的浪費。因此，國務院提出“貫徹開發與節約並重的方針，改善能源結構與布局，依靠科學技術進步，因地制宜地開拓可替代氣源、以提高城市現代化，發展經濟、減少環境污染、提高城市品位，這將是各級政府主管部門今後的首要任務。
我國某公司經過探索和實踐，已將油氣田開採過程中的副產品、以C4-C10為主的混合輕烴成功套用於燃氣領域。將其替代二次能源的柴油以及利用價值更高的天然氣和液化氣，可改變和最佳化我國能源結構，不僅有很高的經濟效益和環保效益，且具有更深遠的能源戰略意義。因此可以肯定的說，輕烴燃氣套用在我國有著巨大的市場空間和良好的發展前景。
輕烴燃氣的制氣原料來源十分廣泛，主要來源於油（氣）田、煉油廠、溶劑油廠、石油化工廠、天然氣淨化廠等。凡密度在0.63—0.68kg/L，50% 的蒸發溫度不高於75℃、90%的蒸發溫度不高於135℃、總硫含量不大於0.04%的液態輕烴均可以作為制氣原料。如煉油廠生產的拔頭油、輕石腦油，溶劑油廠生產的石油醚，油（氣）田生產的穩定輕烴、天然汽油，天然氣淨化廠生產的“塔底油”等。
輕烴燃氣發生裝置具有占地小，投資少，建設周期短，防火間距小，建站靈活，使用安全，操作簡單，維護方便，易於管理，看站人員少，工作壓力低等優點。
經濟比較
（1）瓶裝液化石油氣與輕烴燃氣的經濟性比較：
按液化石油氣48元/瓶（13公斤）估算，1公斤液化石油氣約相當於2.1m3（5000Kcal/m3）的輕烴燃氣。若一戶居民一個月用一瓶液化石油氣，費用為48元，同樣情況使用輕烴燃氣的費用約為35元左右。
（2）管道液化石油氣與輕烴燃氣的經濟性比較：
按管道液化石油氣10元/m3估算，1m3管道液化石油氣約相當於4.6m3（5000Kcal/ m3）的輕烴燃氣，將1m3液化石油氣價格折算為1 m3輕烴燃氣的價格約為2.17元。由此可見，輕烴燃氣較液化石油氣的經濟性要好。
存在問題
第一，國產液化石油氣質量不好，殘液較多，裝量不足；第二，每次換瓶給使用者帶來許多麻煩，尤其是樓層較高居民更加不便；第三，管道液化石油氣雖避免了瓶裝供應方式的諸多不便，但供氣站的系統壓力高，又都布置在地面上，危險性大；第四，運輸、貯存和汽化液化石油氣的容器均為壓力容器，按規定必須定期檢測；第五，防火間距要求嚴，在住宅小區內選址困難。
採暖形式
單元分戶式
單元分戶式採暖系統是以單元住房為單位，在每戶的廚房或陽台設一台燃氣採暖爐（熱水器）作為住戶供暖和生活熱水的熱源，採暖爐的氣源來自輕烴燃氣供氣站。這種裝在居民戶內的壁掛式採暖爐，具有效率高、溫度可調節，升溫快、使用安全等諸多優點。單元式輕烴燃氣採暖系統可以按照住戶的要求達到所需的溫度，不受採暖期限制，其熱效率高，沒有輸送熱網上的損失，家中無人時可設定較低溫度，同時通過各屋散熱器前的溫控閥門進行調節，可使各個房間保持不同的溫度，減少不必要的熱量浪費，節省能源。由於系統中水容量小，蓄熱少，啟動升溫快，能做到人走熱走，人歸暖來。使用起來比較方便，國外已有多年運行經驗，是成熟的實用技術。
單元分戶式採暖的投資費用對於房地產開發商來說，遠遠低於城市集中供熱的增容費，也低於小區自建鍋爐房供暖的投資費用。單元分戶採暖如採用智慧型（IC卡）燃氣表收取燃氣費用避免了原集中供暖收費難的弊端。單元式輕烴燃氣採暖的經濟性分析：
（1）採暖爐（熱水器）
目前在市場上銷售的採暖爐（熱水器）在檔次和價格上有較大的差異，每台在2500—10000元不等。其中5000元/台以下的採暖爐（熱水器）一般功率在18千瓦（15480大卡/小時）以下，採暖爐（換熱器）有兩套系統，即可以採暖，又可以供應生活熱水，用戶可以不必再購買洗浴用的熱水器，可供120—200m2的面積供暖，平均投資費用約為25—42元/m2。比城市集中供熱和小區自建鍋爐房供熱的投資（60—70元/m2 ）低得多。
（2）運行費用分析
①在一幢高層或多層住宅中位於頂層端頭的房間運行費用最大，頂層次之，端頭少些，中部最少。
②採暖爐（熱水器）的運行狀態對運行費用影響很大，節能運行狀態比恆溫運行狀態約可節能40%左右。
③採暖房間使用地熱輻射採暖比暖氣片對流採暖在同樣運行狀態下，又可節能10%左右。
④單元式輕烴燃氣採暖系統若帶有功能強大的溫控器時，用戶可以根據實際情況自行決定經濟運行模式，達到節能運行的目的，從而節省運行費用，即冷熱隨便。
⑤在實際工程運作中，雖然分戶採暖具有種種優勢，但對於冬季室外溫度低、採暖期長、經濟能力較低的安居工程、經濟適用性住房的工程，不能完全體現此種採暖方式的諸多優勢；而對於經濟承受能力較高的高檔住宅區、別墅區，此種採暖方式的優勢就十分突出，並且深受房地產商及用戶的歡迎。
輕烴燃氣鍋爐
在小區內自建輕烴燃氣鍋爐房實行集中供暖，該形式類似於傳統的燃煤鍋爐房小區區域集中供暖，但兩者不同之處為：
①輕烴燃氣鍋爐可設定回水溫度自動控制供暖時間，自行開機供暖，自行關機停暖，可調性強，節約能源，運行費用低，適合於不同形式的小區。
②輕烴燃氣鍋爐的熱效率高，一般為90%左右，出力大。
③輕烴燃氣鍋爐綜合工程造價低，占地小，輔助設施少，易損件少，日常維護保養費用低。
④輕烴燃氣鍋爐操作簡便，無需設專業人員看管，輕烴燃氣站的管理人員即可管理，因而管理費用較低。
⑤輕烴燃氣鍋爐通過庭院熱力管網也可實現“單元分戶式採暖”，即在原居室採暖管道上設定一“鎖閉閥”或“採暖智慧型計費表”，就可人為調節熱水的流量，自行控制實現“單元分戶式採暖”，有效地控制了人為因素造成的供熱不交費問題，達到“交費者採暖，不交費者不採暖”的目的。
⑥採用輕烴燃氣鍋爐集中供暖不存在環境污染問題，符合國家的環保政策。
對自建區域採暖鍋爐房來講，輕烴燃氣、液化石油氣兩種氣源的鍋爐房及燃氣供氣系統的成本基本相同，均低於城市集中供熱投資的30%，但輕烴燃氣運行費用卻比液化石油氣節省約28%，與瀋陽地區財政不補貼的供熱價格4.67元/ m2·月相比減少了2.06元/ m2·月，與財政仍在補貼的地區供熱價格平均2.55元/ m2·月相比增加0.06元/m2·月。
煤氣
可燃性氣體之一。主要成分為一氧化碳、氫、氮、二氧化碳等。分空氣煤氣和混合煤氣兩種。前者由煤和空氣作用製得；後者由煤用空氣和蒸汽作用製得，熱值高於前者。用於金屬加熱爐、玻璃窯爐、煉焦爐的加熱，也可作高熱值煤氣的摻混用氣。
發生爐煤氣的產生方法是將煤在發生爐中燃燒後，將爐底的空氣加以限制，使煤不能完全燃燒，因而產生大量的一氧化碳，就是發生爐煤氣。這種發法使爐中排出的氣體主要是一氧化碳，二氧化碳和氮氣。
煤氣發生爐
煤氣發生爐水煤氣的製造方法是將煤在爐中點燃後，在爐底吹入充足的空氣，使煤熾烈的燃燒，然後停掉風機，依次從爐底和爐頂噴入水蒸氣，與熾熱的煤化合後產生大量的氫氣和一氧化碳，再與空氣中的氮氣和剩餘的水蒸氣混合，就形成了水煤氣。
焦爐煤氣的產生方法是原煤經過粉碎，洗煤後，按不同的煤種比例混合裝入焦爐內，隔絕空氣進行加熱，高溫使煤進行分解，產生煤氣和煤焦油。
煤氣爐內燃料層的分區
1－乾燥層 2－乾餾層 3－ 還原層 4－ 氧化層 5－ 灰渣層
固體燃料的氣化反應，按煤氣爐內生產過程進行的特性分為五層，如圖2-1所示：乾燥層——在燃料層頂部，燃料與冷的煤接觸，燃料中的水分得以蒸發；乾餾層——在乾燥層下面，由於溫度條件與乾餾爐相似，燃料發生冷分解，放出揮發分及其它乾餾產物變成焦炭，焦炭由乾餾層轉入氣化層進行冷化學反應；氣化層——煤氣爐內氣化過程的主要區域，燃料中的炭和氣化劑在此區域發生激烈的化學反應，鑒於反應條件的不同，氣化層還可以分為氧化層和還原層。
（1）氧化層：碳被氣化劑中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，並放出大量的冷量。煤氣的冷化學反應所需的冷量靠此來維持。氧化層溫度一般維持在1100～1250℃，這決定於原料煤灰熔點的高低。
（2）還原層：還原層是生成主要可燃氣體的區域，二氧化碳與灼冷碳起作用，進行吸冷化學反應，生產可燃的一氧化碳；水蒸氣與灼冷碳進行吸冷化學反應，生成可燃的一氧化碳和氫氣，同時吸收大量的冷。
（3）灰渣層—氣化後爐渣所形成的灰層，它能預冷和均勻分布自爐底進入的氣化劑，並起著保護爐條和灰盤的作用。 燃料層里不同區層的高度，隨燃料的種類、性質的差別和採用的氣化劑、氣化條件不同而異。而且，各區層之間沒有明顯的分界，往往是互相交錯的。
固體燃料氣化反應
固定床煤氣發生爐製造燃氣，首先使得空氣通過燃料層，碳與氧發生放冷反應以提高溫度。隨後使蒸汽和空氣混合通過燃料層，碳與蒸汽和氧氣發生吸冷和放冷的混合反應以生成發生爐煤氣。
從造氣階段的化學反應原理，希望形成有利於蒸汽分解和二氧化碳還原反應的條件，所以可以認為：提高氣化層的厚度和溫度是有利的，適當地降低蒸汽的流速也是很有利的。在碳與蒸汽的化學反應中，增加氣化層厚度、降低氣流速度等措施，可使得反應速度加快，又能使得一氧化碳的含量增加，提高蒸汽分解率。
發展趨勢
現中國境內有大小煤氣發生爐幾千座，主要以單段式煤氣爐為主。兩段式煤氣發生爐相對較少，兩段的煤氣爐從長遠來看，將來是單段煤氣爐的替代產品。
可從環保和節能兩個方面考量；
第一：對環境的污染，單段爐冷煤氣對水的污染嚴重，特別是在淨化過程中煤氣直接用水來洗滌，降溫，把煤氣中大量的雜質帶出；產生的酚水對環境污染嚴重，兩段爐的淨化採用間接冷卻，水和煤氣不直接接處，避免了對水的污染，從多個廠家的使用情況看效果顯著，有些廠還在冷卻水中養魚，更好的體現了兩段爐的優越性。
第二：對煤炭利用率的提高，單段爐的氣化強度比較底，兩段爐在原氣化層上加高了乾餾層使煤炭在進入氣化層時以成為半焦炭狀，使煤炭氣化的更完全，從煤渣中可以非常清楚的看到兩段式煤氣爐生產出的灰渣含炭率非常底，一般在12%左右；單段爐在20%左右。
所以煤氣爐發展的趣勢將以兩段式煤氣爐為主，單段爐將退出歷史的舞台。兩段式煤氣爐廣泛的套用在建材，冶金，耐材，玻璃，化工等行業。以建材套用最廣泛，套用較多的。
優勢
1、使用發生爐煤氣可以提高熱效率，且煤燃燒充分，可降低能源消耗，與直接燃煤相比，可降低消耗20%-40%。
2、可使配套窯爐溫度達到1500°C，而且窯內溫差小
3、煤氣發生爐符合工業爐煙氣排放標準GB9079.88廢渣的排放採用濕式出渣，無污染，具有一定的社會效益。
4、使用發生爐煤氣可明顯改善工人勞動環境，降低勞動強度。
