Khí Dầu Mỏ Hóa Lỏng (LPG): Định Nghĩa, Ứng Dụng và Những Điều Cần Biết

Khí dầu mỏ hóa lỏng, hay còn gọi là LPG (Liquefied Petroleum Gas) hoặc LP Gas, là một loại nhiên liệu phổ biến và đa năng. LPG bao gồm chủ yếu propan (C3H8) và butan (C4H10), có thể tồn trữ riêng biệt hoặc dưới dạng hỗn hợp. Sở dĩ có tên gọi “khí dầu mỏ hóa lỏng” là vì các khí này có thể chuyển sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ thường bằng cách tăng áp suất vừa phải, hoặc giữ ở áp suất thường bằng cách làm lạnh sâu. Tỷ lệ pha trộn propan và butan thường gặp là 30:70, 40:60 hoặc 50:50.

Bình khí LPG gia dụng

LPG Được Tạo Thành Từ Những Gì?

LPG là hỗn hợp khí hydrocarbon dễ cháy, chủ yếu là propan và butan. Chúng được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu cho các thiết bị sưởi ấm, nấu ăn và phương tiện giao thông. Khác với khí tự nhiên (natural gas) có thành phần chính là metan (CH4), LPG có cấu trúc phân tử phức tạp hơn với các nguyên tử carbon và hydro liên kết với nhau tạo thành propan và butan.

Các sản phẩm LPG bao gồm propan, butan, isobutan và hỗn hợp của chúng, đôi khi còn được gọi là chất lỏng khí tự nhiên (NGL). LPG được lưu trữ trong các bình chứa bằng thép với nhiều kích cỡ khác nhau, từ các bình nhỏ dùng cho bếp nướng BBQ đến các bồn chứa lớn hơn.

Xe bồn chở LPG

Giải Thích Chi Tiết Về LPG

LPG (khí dầu mỏ hóa lỏng) là hỗn hợp khí hydrocarbon dễ cháy, chủ yếu gồm propan và butan, được sử dụng làm nhiên liệu cho lò sưởi, bếp và phương tiện. Nó còn được gọi là “khí đóng chai” do tính chất dễ dàng lưu trữ và vận chuyển.

Tóm tắt về LPG:

1. LPG (hoặc LP Gas) là viết tắt của Liquefied Petroleum Gas (Khí Dầu mỏ Hóa lỏng).
2. LPG là hỗn hợp các khí hydrocarbon dễ cháy, được hóa lỏng bằng áp suất và thường được sử dụng làm nhiên liệu.
3. LPG có nguồn gốc từ quá trình chế biến khí đốt tự nhiên và lọc dầu.
4. Các loại khí LPG có thể được nén thành chất lỏng ở áp suất tương đối thấp.
5. LPG thường được dùng làm nhiên liệu cho lò sưởi, nấu ăn, nước nóng và phương tiện, cũng như trong các ứng dụng làm lạnh, nhiên liệu khí dung và nguyên liệu hóa dầu.
6. LPG thường được lưu trữ dưới dạng chất lỏng trong các bình thép, từ bình BBQ nhỏ đến các bồn chứa lớn hơn.
7. LPG là hỗn hợp các khí hydrocarbon dễ cháy bao gồm propan, butan, isobutan và hỗn hợp của chúng.

Bảng Thuộc Tính Của LPG

Thuộc tính LPG	Propan (C3H8)	Butan (C4H10)
Công thức hóa học	C3H8	C4H10
Hàm lượng năng lượng (MJ/m³)	95.8	111.4
Hàm lượng năng lượng (MJ/kg)	49.58	47.39
Hàm lượng năng lượng (MJ/L)	25.3	27.5
Nhiệt độ sôi (°C)	-42	-0.4
Áp suất @ 21°C (kPa)	858.7	215.1
Nhiệt độ ngọn lửa (°C)	1967	1970
Độ giãn nở (m³/L)	0.270	0.235
Thể tích khí (m³/kg)	0.540	0.405
Tỷ trọng (so với nước)	0.51	0.58
Tỷ trọng (so với khí)	1.53	2.00

Hỗn Hợp Khí LPG

LPG thường bao gồm propan, butan và isobutan với nhiều tỷ lệ khác nhau. LPG được sản xuất trong quá trình lọc dầu thô và xử lý khí tự nhiên. Ở điều kiện tiêu chuẩn (20°C và áp suất khí quyển), LPG tồn tại ở trạng thái khí.

Trạng Thái Của LPG Trong Bể Chứa

Trong bể chứa, LPG tồn tại ở trạng thái lỏng dưới áp suất, từ 0 kPa ở -42°C đến 1794 kPa ở 54°C. Khi áp suất giảm, LPG sẽ chuyển trở lại thành khí. Trong bình chứa, propan tồn tại đồng thời ở cả hai trạng thái lỏng và hơi.

LPG Là Nhiên Liệu

LPG là một loại khí đốt. Nó được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu cho xe cộ (Autogas) và trong gia đình để sưởi ấm và nấu ăn.

Các Dạng LPG

LPG là viết tắt của Liquefied Petroleum Gas (khí dầu mỏ hóa lỏng). Các sản phẩm LPG bao gồm propan, butan và isobutan, được sử dụng để sưởi ấm, nấu ăn, cung cấp nước nóng và làm nhiên liệu cho xe cộ. LPG có nhiều tên gọi khác nhau như LPG Gas, LP Gas, Propane, BBQ Gas, Camping Gas hoặc Autogas, nhưng chúng đều chỉ cùng một loại khí.

Các Cấp Độ LPG

Butan tạo ra nhiều carbon hơn propan hoặc hỗn hợp propan và butan do có 4 nguyên tử carbon so với 3 của propan. Nhiên liệu LPG không chỉ là một loại khí duy nhất mà bao gồm nhiều loại khí khác nhau. Các sản phẩm LPG phổ biến nhất là propan, butan (n-butan) và isobutan (i-butan), cũng như hỗn hợp của chúng.

Khí Đốt Nóng LPG

Khí đốt nóng LPG là propan và butan, thường được sử dụng để sưởi ấm gia đình, nước nóng, nấu ăn và các ứng dụng thương mại khác. Isobutan cũng là một loại khí LPG phổ biến, nhưng ít được sử dụng để sưởi ấm. Ứng dụng chính của isobutan là làm phụ gia xăng, chất làm lạnh và nguyên liệu cho sản xuất nhựa.

Nguồn Gốc Của LPG

LPG có nguồn gốc từ giếng khoan dầu khí. Nó là một nhiên liệu hóa thạch và không tồn tại độc lập. Các sản phẩm LPG thường được tìm thấy kết hợp với các nhiên liệu hydrocarbon khác, điển hình là dầu thô và khí tự nhiên. LPG được sản xuất trong quá trình xử lý khí tự nhiên và lọc dầu, sau đó được tách ra, hóa lỏng bằng áp suất và lưu trữ trong các bình chịu áp lực.

Bồn chứa LPG

Lưu Trữ LPG Như Thế Nào?

LPG được lưu trữ trong các bình áp lực, thường ở dạng lỏng. Các bình chứa có nhiều kích cỡ, từ bình cắm trại nhỏ, bình BBQ đến các bồn chứa lớn hơn. Kho chứa LPG có thể bao gồm các quả cầu lưu trữ lớn, được gọi là quả cầu Horton. LPG cũng có thể được lưu trữ dưới lòng đất trong các hầm khai thác đặc biệt.

Bình Gas LPG Gia Dụng

Bình gas LPG có nhiều kích cỡ, từ bình nhỏ cầm tay đến bình lớn và bồn chứa số lượng lớn. Các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ thường sử dụng bình gas 45kg, 90kg hoặc 210kg. Người sử dụng khối lượng lớn có thể sử dụng bình gas LPG lớn hơn. Các loại bình gas BBQ có kích thước 4kg và 9kg.

Bình gas LPG cho gia đình

LPG & Chất Lỏng Khí Tự Nhiên (NGL)

Các sản phẩm LPG điển hình như propan và butan được coi là chất lỏng khí tự nhiên (NGL). Tuy nhiên, không phải tất cả NGL đều là LPG. Chất lỏng khí tự nhiên, còn được gọi là Condensate, bao gồm các hydrocarbon khác. LNG (khí tự nhiên hóa lỏng) không phải là chất lỏng khí tự nhiên.

Chất Lỏng Khí Tự Nhiên (NGL) Là Gì?

Khí tự nhiên thô chứa nhiều loại khí và hợp chất nhiên liệu, cũng như các tạp chất. Thành phần chính của nó là khí metan (CH4), thường được gọi là khí tự nhiên. Khí tự nhiên thô cần được xử lý để loại bỏ tạp chất và thu được khí metan sạch. NGL là các hydrocarbon nặng hơn còn lại sau khi khí metan và các tạp chất đã được loại bỏ. NGL bao gồm isobutan, etan, eten, propen, isobuten, butadien, pentan, penten và pentan cộng, cũng như propan và butan.

Quy Trình Sản Xuất LPG

LPG được sản xuất trong quá trình xử lý khí tự nhiên và lọc dầu. LPG được tách ra khỏi khí tự nhiên chưa qua xử lý bằng cách sử dụng điện lạnh. Nó cũng có thể được khai thác từ dầu thô được đun nóng bằng cách sử dụng tháp chưng cất. LPG này có thể được sử dụng trực tiếp hoặc tách thành propan, butan và isobutan. Sau đó, nó được lưu trữ dưới áp suất, ở dạng lỏng, trong xi lanh hoặc bể chứa.

Nhà máy xử lý khí tự nhiên

LPG Được Tinh Chế Từ Dầu Và Khí Tự Nhiên

LPG được sản xuất trong quá trình xử lý khí tự nhiên và lọc dầu. Propane không tồn tại độc lập mà kết hợp với các hydrocarbon khác. Xử lý LPG bao gồm việc tách và thu khí từ cơ sở dầu khí của nó. LPG được phân lập từ hỗn hợp hydrocarbon bằng cách tách khỏi khí tự nhiên hoặc bằng cách tinh chế dầu thô. Cả hai quy trình đều bắt đầu bằng cách khoan giếng dầu.

Quy trình tinh chế LPG

Ứng Dụng Của LPG

LPG được sử dụng rộng rãi trong gia đình để nấu ăn, sưởi ấm, cung cấp nước nóng, làm nhiên liệu cho xe cộ, nhiên liệu khí dung, chất làm lạnh điều hòa không khí và các ứng dụng máy phát điện dự phòng. LPG còn được sử dụng trong các hoạt động giải trí, kinh doanh và công nghiệp.

Ứng dụng LPG

Sản Xuất Gas Nấu Ăn

Gas nấu ăn được sản xuất thông qua quy trình sản xuất LPG trong quá trình xử lý khí tự nhiên và lọc dầu. Gas nấu ăn thường là LPG (propane).

Gas Nấu Ăn Là Nhiên Liệu LPG

Gas nấu ăn không khác gì gas thông thường được cung cấp ở một quốc gia nhất định. Nếu là khí đóng chai, nó thường là LPG. Nếu là khí đường ống, nó thường là khí tự nhiên, chủ yếu là khí metan.

Bình Chứa Khí Nấu Ăn

Bình gas nấu ăn có thể là bình gas BBQ 9kg, bình gas gia dụng 14,2kg hoặc bình gas LPG 45kg. Bình gas nấu ăn thường được làm bằng thép hoặc nhôm để lưu trữ propan hoặc butan. Kích thước bình gas nấu ăn phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng, khối lượng khí cần thiết và vị trí lắp đặt.

Các Loại Nhiên Liệu LPG

Nhiên liệu LPG không chỉ là một loại khí duy nhất mà bao gồm nhiều loại khí khác nhau. Các sản phẩm LPG phổ biến nhất bao gồm propan, butan (n-butan) và isobutan (i-butan), cũng như hỗn hợp của chúng. Các loại khí khác cũng thuộc loại nhiên liệu LPG, bao gồm etan, etylen, propylen, butylen và isobutylen, cũng như hỗn hợp của chúng.

Ở Úc, nhiên liệu LPG là propan. Ở Mỹ, nhiên liệu LPG cũng là propan và được gọi là “propane”. Ở New Zealand, LPG là hỗn hợp của propan và butan. Tại Anh, người tiêu dùng có nhiều lựa chọn nhiên liệu LPG khác nhau, tùy thuộc vào loại khí có sẵn.

Hóa Hơi LPG (Propane)

Khi bạn bật một thiết bị gas, LPG trong bình gas bắt đầu sôi. LPG lỏng chuyển thành hơi khí được gọi là hóa hơi. LPG lỏng lấy nhiệt từ các bức tường thép của bình khí, từ đó lấy nhiệt từ không khí xung quanh.

LPG lỏng sôi và biến trở lại thành hơi gas khi bạn giải phóng áp suất trong bình khí bằng cách bật thiết bị gas. Quá trình hóa hơi làm cho bình gas có cảm giác lạnh hơn nhiệt độ môi trường.

Thành Phần LPG

LPG được tạo thành từ các loại khí như etan, etylen, propan, propylen, butan, butylen, isobutan và isobutylen, cũng như hỗn hợp của chúng. Hai sản phẩm LPG phổ biến nhất là propan và butan.

Công Thức Hóa Học Của LPG

Có một số công thức hóa học khí LPG. Công thức hóa học của etan là C2H6. Công thức hóa học của propan là C3H8. Butan và isobutan đều có công thức hóa học là C4H10, vì isobutan là đồng phân của butan.

Biểu đồ so sánh hóa học của Butan và Propan

Biểu Đồ Tính Chất Vật Lý Của LPG

Tính chất vật lý của LPG bao gồm trọng lượng riêng (mật độ), điểm sôi, áp suất, sự giãn nở hơi, hàm lượng năng lượng, sự kiện cháy, nhiệt độ ngọn lửa, điểm chớp cháy và nhiều hơn nữa.

Áp Suất LPG Thay Đổi Theo Nhiệt Độ

Khi LPG được lưu trữ trong bình khí, nó chịu áp lực. Áp suất LPG có thể thay đổi lớn dựa trên nhiệt độ. Mức độ điền vào bình khí cũng ảnh hưởng đến tốc độ hóa hơi.

Biểu đồ áp suất và nhiệt độ LPG

Áp Suất Trong Bình LPG-Propane

Áp suất bên trong bình LPG 45kg phụ thuộc vào nhiệt độ của bình. Nhiệt độ càng cao, áp suất của LPG trong bình càng cao. Phạm vi áp suất cho LPG (propane) là từ 152 kPa ở 0ºC đến 1794 kPa ở 54ºC.

LPG Nặng Hơn Không Khí

LPG nặng hơn không khí. Ví dụ, nếu mật độ của không khí bằng 1,00 thì mật độ propan là 1,53, butan là 2,00 và isobutan là 2,07. Ngược lại, khí tự nhiên (metan) nhẹ hơn không khí, chỉ chiếm khoảng 60% mật độ không khí.

Propan

Ở Úc, LPG thường là propan. Propan là khí được cung cấp cho hầu hết các hộ gia đình và doanh nghiệp mua LPG. Propan là một loại khí hydrocarbon dễ cháy với 3 nguyên tử carbon và 8 hydro trong phân tử.

Công Thức Đốt Cháy Propan

Khi có đủ oxy, propan đốt cháy để tạo thành hơi nước và carbon dioxide, cũng như nhiệt.

Công thức đốt cháy hoàn toàn propan:

C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O + Nhiệt

Nếu không có đủ oxy để đốt cháy hoàn toàn propan, quá trình đốt cháy không hoàn toàn xảy ra với nước, carbon monoxide và carbon dioxide được tạo ra.

Công thức đốt cháy không hoàn toàn propan:

2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + nhiệt

Butan

Butan (n-butan) cũng được coi là LPG. Butan là một loại khí hydrocarbon dễ cháy được hóa lỏng bằng áp suất. Công thức hóa học của butan là C4H10, với 4 nguyên tử carbon và 10 hydro trong phân tử. Butan thường được sử dụng làm nhiên liệu, nhiên liệu đẩy và chất làm lạnh, cũng như nguyên liệu hóa dầu.

Công Thức Đốt Cháy Butan

Giả sử đốt cháy hoàn toàn, bạn nhận được carbon dioxide và nước:

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O + Nhiệt

Tuy nhiên, với quá trình đốt cháy không hoàn toàn, bạn có thể nhận được carbon monoxide và nước

2 C4H10 + 9 O2 → 8 CO + 10 H2O + Nhiệt

Điều này thường xảy ra nếu tỷ lệ oxy với butan không đủ.

Nhiên Liệu LPG: Khí Cho Xe Hơi (Autogas)

Khí gas xe hơi cũng là một dạng LPG, có thể là propan hoặc hỗn hợp propan/butan. Autogas không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn đốt cháy sạch hơn xăng, kéo dài tuổi thọ động cơ và giảm lượng khí thải nhà kính.

LPG Thân Thiện Với Môi Trường

LPG là một lựa chọn thân thiện với môi trường vì nó là nhiên liệu có hàm lượng carbon và lưu huỳnh thấp. Các sản phẩm LPG tạo ra lượng khí thải CO2 thấp hơn so với các nguồn năng lượng khác, chẳng hạn như điện đốt than.

Tổng Kết Về LPG

LPG là một loại nhiên liệu carbon thấp, linh hoạt và dễ vận chuyển. Việc sử dụng nó đòi hỏi ít cơ sở hạ tầng, làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho cả các nước đang phát triển và các nước phát triển. LPG dễ vận chuyển trong xi lanh hoặc tàu chở dầu, có sẵn ở hầu hết mọi nơi. Dù được phân phối như thế nào, LPG vẫn luôn là một nguồn năng lượng sạch, an toàn và đáng tin cậy.