以天然气为主的工业切割气及其混配充装工艺

摘要

本发明涉及一种以天然气为主的工业切割气及其混配充装工艺。该工业切割气按体积百分比计，天然气占60％～90％，丙烷占10％～40％；另有至少占天然气和丙烷总体积0.4％的增效剂。其混配充装工艺是：先低压混配充装天然气和丙烷，总充装量占最终产品总体积的20％～45％，其中，丙烷充入量占最终产品总体积的10％～40％，天然气充装量占最终产品总体积的5％～10％，增效剂加入量占最终产品中天然气和丙烷总体积的0.4％，低压混配阶段充装压力不大于2.5MPa；后高压补充液化天然气，按气体计，其充入量占最终产品总体积的55％～80％，高压阶段充装压力不大于10.0MPa。该工业切割气完全可以替代溶解乙炔。

说明书

技术领域：

本发明涉及工业切割气，尤其是一种以天然气为主的工业切割气及其混配充装工艺。

背景技术：

目前，国内市场工业切割气以溶解乙炔、丙烷及液化石油气、天然气添加增效剂为主，溶解乙炔占总用气量的50％左右。而国外发达国家溶解乙炔仅占总用气量的30％以下；其余70％多都被乙炔、乙烯、丙烯、氢等为基料的混合切割气替代。如“威尔克特气”(乙炔70％+丙烯30％)、“哈依啊赛M气”(乙炔85％+丙烯和乙烯15％)、“哈依啊赛C气”(乙烯80％+乙炔20％)、“斯帕杰特气”(丙烯40-50％+丁二烯20-25％+丙炔25-30％)。上述国内市场上的工业切割气都存在一定的缺陷，如：溶解乙炔存在生产成本高，能耗高，污染严重，安全系数低，切口挂渣多，切口局部硬化等缺陷；丙烷存在预热时间长，耗氧量大等缺陷；液化石油气存在火焰温度低，杂质多，残液多等缺陷；天然气存在热值低，火焰温度低，充装、使用压力高，包装物造价高等缺陷。

发明内容：

本发明旨在利用天然气燃烧速度快、不受环境温度影响，丙烷热值高的优点，将两种气体按比例混合，达到相互取长补短，解决天然气热值相对较低，充装、使用压力高，丙烷易受环境温度制约汽化量不稳定，燃烧速度慢，耗氧量大等缺点，而提供一种集天然气与丙烷优点于一身，在预热时间、切割速度、切割质量、耗氧量等方面效果突出，完全可以替代溶解乙炔的以天然气为主的工业切割气及其混配充装工艺。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种以天然气为主的工业切割气，加入有丙烷，按体积百分比计，天然气占60％～90％，丙烷占10％～40％；另加入有至少占天然气和丙烷总体积0.4％的增效剂。

所述增效剂是美国JALAPA公司生产的CHEMTANE2增效剂。

上述以天然气为主的工业切割气的混配充装工艺，其步骤是：

a、低压混配：将丙烷和天然气两种气体分别通过各自减压器、流量计输送至混配管道进行两种气体的混配，同时由加药机向混配管道中加入增效剂，然后经压缩机将混配气体压入钢瓶内，总充装量占最终产品总体积的20％～45％，其中，丙烷充入量占最终产品总体积的10％～40％，天然气充装量占最终产品总体积的5％～10％，增效剂加入量占最终产品中天然气和丙烷总体积的0.4％，低压混配阶段充装压力不大于2.5Mpa；

b、高压补充：液化天然气经低温泵加压至高压汽化器与空气换热进行汽化，汽化后的高压气体直接充装至钢瓶内，充入量占最终产品总体积的55％～80％，高压阶段充装压力不大于10.0Mpa。

与现有技术相比，本发明所述工业切割气，从其综合性能来看，比溶解乙炔更安全，能耗低，切割质量好，经济，环保，在切割用气上完全可以替代溶解乙炔。该工业切割气的应用，可使乙炔在国内工业燃气中的用量比例由目前的50％以上降低到35％以下。

本发明所述混配充装工艺，在确保安全的前提下，解决了两种气体、增效剂能够按设计比例均匀的混合在一起的难题，相比传统的CNG充装按同等规模设备投入减少50％，电耗节省超过70％。

附图说明：

图1为本发明的混配充装工艺流程图。

具体实施方式：

以下结合附图及实施例详述本发明。

本实施例以每个钢瓶充装5立方米的丙烷与天然气为例说明其混配充装工艺，整个充装工艺如图1所示，它分两个阶段完成，详述如下：

1、低压混配阶段：丙烷与天然气两种气体分别通过减压器、流量计等设备按一定比例进行混配，混配比例根据最终产品的目标热值计算得出。混配过程中加药机根据流量计的流量按比例自动加入增效剂，该增效剂为美国JALAPA公司生产的CHEMTANE2增效剂。流量计通过4到20毫安信号将流量值输送到加药机控制器，控制器可按设定比例完成计算过程，之后将计算结果信号发送至加药机本身的柱塞泵，通过控制柱塞泵的活动次数调节增效剂的加入量。整个混配过程完成后通过压缩机压进钢瓶内完成低压混配。低压阶段的总充装量占最终产品总体积的30％，即1.5立方米；其中，丙烷充入量占最终产品总体积的20％，即1立方米；天然气充装量占最终产品总体积的10％，即0.5立方米；增效剂加入量占最终产品中天然气和丙烷总体积的0.4％，即0.02立方米；低压混配阶段充装压力不大于2.5Mpa。

2、高压补充阶段：液化天然气经低温泵加压至高压汽化器与空气换热进行汽化，汽化后的高压气体直接充装至钢瓶内，充入量占最终产品总体积的70％，即3.5立方米；高压阶段充装压力不大于10.0Mpa。

最终产品中：天然气为4立方米，占80％；丙烷为1立方米，占20％；增效剂为0.02立方米，占天然气与丙烷总体积的0.4％。