先說結論
EIA說明,天然氣和原油都是多種碳氫化合物的混合物。碳氫氣體液體(hydrocarbon gas liquids, HGL)指的是在常壓下是氣體、加壓後會變成液體的碳氫化合物,也可以靠冷卻液化。家用桶裝瓦斯與車用液化石油氣的主成分丙烷、丁烷,就是HGL的成員。
輕的重的怎麼分
HGL依分子中碳原子與氫原子的數量,分為輕質與重質。碳數越少越輕,越容易維持氣態;碳數越多越重。不同HGL液化所需的壓力與溫度各不相同,這也是丙烷和丁烷在冬天表現不同的原因。
烷類:飽和的那一群
EIA列出的烷類(alkanes,又稱石蠟烴):
- 乙烷 C2H6
- 丙烷 C3H8
- 丁烷:正丁烷與異丁烷 C4H10
- 天然汽油(戊烷以上)C5H12及更重 液化石油氣主要就是丙烷和丁烷的混合。
烯類:石化原料主力
**烯類(alkenes,又稱烯烴)**包括:
- 乙烯 C2H4
- 丙烯 C3H6
- 正丁烯與異丁烯 C4H8 烯類主要來自煉油廠與石化廠,是製造塑膠、合成橡膠的重要原料,一般不會出現在家用瓦斯裡。
丙烷丁烷怎麼被發現
EIA的小知識:1912年美國科學家Walter Snelling博士在汽油中辨識出丙烷和丁烷,並發現冷卻加壓可以讓它們變成液體,液化後的氣體還能裝在加壓容器裡儲存運輸。這正是今天鋼瓶瓦斯的原理。
從天然氣與原油來
HGL存在於未處理的天然氣和原油中:
- 在天然氣處理廠從天然氣中分離出來,稱為天然氣廠液體,在美國占HGL產量的大部分,全部屬於烷類。
- 在煉油廠把原油煉製成石油產品時產出,美國的烯類產量資料全部來自煉油廠。 石化廠也會用HGL和較重原料大量生產烯類。
原本是麻煩,後來變寶
EIA講了一段歷史:第一次世界大戰前,某天然氣田的一段管線從冷溪下方通過,低溫讓管線裡凝結出液體,有時還會堵住氣流。這個發現促成了天然氣處理設施的建立,透過冷卻壓縮把液態碳氫氣體分離出來,HGL從此由「麻煩」變成有價值的燃料與原料。
用途很廣
EIA整理HGL的用途:
- 石化廠原料,製造化學品、塑膠與合成橡膠
- 加熱、炊煮、乾燥用燃料
- 交通燃料
- 車用汽油的調和添加物
- 運送重質原油時的稀釋劑 因為介於氣液之間、液態時能量密度高,用途才這麼多樣。
和天然氣的分別
天然氣主成分是甲烷,碳數只有1,常溫下極難液化,要冷到極低溫才會成為LNG;HGL則是碳數2以上的成分,加壓就能液化。所以桶裝瓦斯可以用鋼瓶加壓裝,天然氣則靠管線或LNG接收站供應。
液態時能量密度高
EIA強調HGL的特點是跨在氣體與液體的邊界:運送儲存時以液態處理,體積小、能量密度高;使用時一釋壓就回到氣態,方便燃燒。這個特性讓它可以裝在鋼瓶裡送到沒有天然氣管線的住家、餐廳與工地,也能當作車用燃料,是城鄉都適用的燃料。
占石油消費的份量
EIA資料顯示,HGL的總消費量約占美國石油總消費的一成多。換句話說,桶裝瓦斯、車用液化石油氣、石化原料這些看似分散的用途,加起來在石油體系裡是不小的一塊。
對家用瓦斯的意義
了解HGL能幫你看懂幾件事:桶裝瓦斯為什麼是液態裝在鋼瓶裡、為什麼不能自行把天然氣爐具改接桶裝瓦斯、為什麼鋼瓶要避免高溫曝曬。安全規定以國內主管機關公告為準。
延伸閱讀
想知道液化石油氣與天然氣的實際差異,可以看加油喵的比較文;想了解原油怎麼在煉油廠被分餾,可以看原油煉製流程。