武理工油氣運(yùn)輸船舶儲運(yùn)技術(shù)講義09液化氣與運(yùn)輸

第二篇現(xiàn)代液化氣船舶的結(jié)構(gòu)、設(shè)備及安全管理措施第九章液化氣與運(yùn)輸?shù)谝还?jié)液化氣體的定義和液化氣貨品的種類一、液化氣體的定義運(yùn)輸和貯存時(shí)需將氣態(tài)貨物液化成液體，例如：石油氣(主要成分是丙烷)經(jīng)液化石油氣(LPG)后，容積僅為氣體時(shí)的1/250；天然氣(主要成分是甲烷)經(jīng)液G國際海事組織(1MO)制定的《液化氣體船國際氣體規(guī)則》(1GC規(guī)則)明確MPa他貨品?！?。37.8℃時(shí)的飽和蒸汽壓力(絕對壓力)MPa大氣壓下的沸點(diǎn)℃甲烷(CH4)丙烷(C3H8)正丁烷(C4H10)氨(CH3)氯乙烯(C2H3CI)丁二烯(C4H6)環(huán)氧乙烷(C2H4O)+10.7IBC規(guī)則)的要求，而且在運(yùn)輸時(shí)不能裝式的液艙中，而只能裝載在獨(dú)立式液艙中。、液化氣貨品種類IGC規(guī)則第十九章中列出了液化氣體船適載的32種液化氣貨品的名稱及各貨間二烯、異丙胺、氧化丙烯、亞乙烯基氯、乙醚、環(huán)氧乙烷／氧化丙第二節(jié)常見的液化氣貨品品，此外，氨、乙烯、氯乙烯、丙烯等作為化工用途的液化氣貨品這些貨品做一些簡單介紹。IGC表15-2甲烷(液化天然氣)G/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PG氯(R12/R22)G/2PGG/2PGG/2PGG/2PG氮40G/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PGG/2PG丙烯混合物(環(huán)氧乙烷含過30%)*83G/2PG戊烷(所有異構(gòu)體)*G/2PG戊烯(所有異構(gòu)體)*G/2PGG/2PGG/2PG、液化天然氣(LNG)然氣鏈然氣的成分天然氣在大氣壓下，冷卻至約－162℃時(shí)，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，稱為液化天然NGLNG左右，熱包括一定量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳?xì)浠衔?，還有CH4+2O2—燃燒→CO2+2H2O然氣燃燒時(shí)僅排放少量的二氧化碳粉塵和極微量的一毒可燃的氣體。同其他燃料一樣，天然氣的燃燒需要大量氧氣(O2)。如果居民用戶在使用灶具或熱水器時(shí)不注意通風(fēng)，室內(nèi)的氧氣會大量減少，的后果就是產(chǎn)生有毒的一氧化碳(CO)，最終地下油氣田中開采獲得的碳?xì)浠衔锖头翘細(xì)浠衔锏幕旌蠚怏w。油田開采中獲得的天然氣叫伴生天然氣，從單獨(dú)氣田開采中獲得的叫非伴生生天然氣比較純凈，熱值較高。從氣田中開采是獲得天然氣的主要途成分不同。一般而言，甲烷占主要成分，占容積的液天然氣液(NGL)是指天然氣中沸點(diǎn)較高、分子量大、常溫常壓下是液體的戊烷(三)LNG(液化天然氣)的生產(chǎn)天然氣中的重質(zhì)烴(NGL)除去，然后用水蒸氣清除留在天然氣中的酸性氣體。最后裝置除去天然氣中水分和水蒸氣等。2．分離丙烷和丁烷。利用丙烷和丁烷沸點(diǎn)比甲烷、乙烷高許多的特性，將天溫到丙烷和丁烷的沸點(diǎn)以下，使丙烷和丁烷液化而將其從天然氣中分離。LNG常壓低溫狀態(tài)下貯存運(yùn)輸，在大氣壓力條件下將天然氣降溫到－160℃左右即可將為了把天然氣降到－160℃左右的低溫，需要進(jìn)行多級的制冷過程才能達(dá)到，化過程都是在閉式制冷循環(huán)中進(jìn)行的。液化裝置一般是利用氮和原始天氫化合物混合做制冷劑，將天然氣壓縮并升溫升壓后，用制冷劑降溫低溫膨脹而液化。在每一次低溫膨脹過程中，一部分天然氣被天然氣再送到下一級的制冷循環(huán)中降溫液化。制冷劑在低溫蒸發(fā)器中，利用單獨(dú)的壓縮再液化系統(tǒng)不斷被液化循環(huán)使用。LNG途作發(fā)動機(jī)燃料。以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠的廢物排放料。以天然氣為原料的一次加工產(chǎn)品主要有合成氨、甲、能耗低、、人員少、環(huán)保性好、運(yùn)營成本低。用于廢料焚燒及干燥脫水處理。車的一氧化碳、氮氧化物與碳?xì)浠衔锱欧潘蕉即蟠蟮陀谄a(chǎn)地到消費(fèi)市場的運(yùn)輸技術(shù)和運(yùn)輸費(fèi)用的限制，但由于天然氣廠、面包廠、發(fā)電廠等都廣泛使用天然氣，并逐漸推廣到車輛和航空中，、高性能燃料。石油化學(xué)工業(yè)是天然氣的另一個(gè)重要市場。由于天然氣(甲烷)比其他碳?xì)浠螸NG和特點(diǎn)因此發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性相對LPG(液化石油氣)較小氯可能有危險(xiǎn)反應(yīng))。(1)LNG沸點(diǎn)在大氣壓條件下約－157℃~－163℃，而純甲烷的沸點(diǎn)為－比空氣輕。二、液化石油氣(LPG)油氣的成分LPG是液化石油氣(LiquefiedPetrolGas)的英文縮寫。液化石油氣即“被液化常溫常壓下是氣體，為了便于運(yùn)輸和貯存，通常采取加壓烷、乙烯和戊烯等成分。此外還有微量的硫化物、水蒸氣／水和其他LPG氣是石油煉制和加工過程中產(chǎn)生的各種氣體的總稱，其總量取決于廠的加工方案和加工深度。對采用燃料油——潤滑油淺度加工方案的煉油廠，煉油廠石油氣總量約占入廠原料質(zhì)量的4%~5%；對采用純?nèi)剂嫌蜕疃燃庸し桨傅臒捰蛷S，煉油廠石油氣總量約為入廠原料質(zhì)量的6%~9%。油氣由于采取的加工工藝和設(shè)備不同，因此煉油廠石油氣的組成和產(chǎn)氣產(chǎn)率約為原料質(zhì)量的3%~5%，目前國內(nèi)產(chǎn)量僅次于催化裂化氣。源于石油化工廠的副產(chǎn)品烷、石腦油、輕柴油等做原料，以生G田伴生氣的甲烷和乙烷，10%~40%的丙烷和丁烷、戊烷和其他重質(zhì)烴。利用裝在油井上面離裝置可使石油和伴生氣分離，然后再利用吸收法將油田伴生氣的各種碳．來源于天然氣往往共同蘊(yùn)藏在地殼中，氣田開采出來的原始?xì)怏w通常含有甲烷85%~95%，C3和C4約含2%~5%?？刹捎脡嚎s、吸收、吸附或低溫分離的方LPG原料。GG(四)民用LPG質(zhì)量要求PG量、總硫分含量、給定溫度下的蒸汽壓力、加臭劑含量等做出明LPG脫硫才能投放市場。3．二烯烴等不穩(wěn)定碳?xì)浠衔铮簭臒捰蛷S獲得的液化石油氣，可能會含有易15%，有的甚至高達(dá)20%~30%。LPG性質(zhì)和特點(diǎn)PG溫液化，又能在常溫下汽化。從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，容積縮小250~300倍。丙烷和正丁烷在大氣壓下的沸點(diǎn)分別為G面的熱量，造成皮膚凍傷。m全燃燒約需20~30倍的空氣量，使用場所必須通風(fēng)良好，否則易橡膠、聚四氟乙烯、丁腈制品等)。LPG基本GCGLPG運(yùn)輸，使用的船型為2G／2PG。三、液化乙烯(LEG)來源行裂解生產(chǎn)。用，同時(shí)乙烯可制造可作為合成材料的原料單體，如聚乙烯LEG質(zhì)特點(diǎn)有輕微的甜味。主要危險(xiǎn)是易燃易爆。無毒[TLV(閾限值)值為1000PPM]。4．液態(tài)乙烯會使人的眼睛和皮膚凍傷，使組織損害；蒸汽對呼吸道有輕微刺木?；顫姡诘蜏爻哼\(yùn)輸條件下不會發(fā)生聚合反應(yīng)，對材料在全冷凍條件下運(yùn)輸，即將乙烯在常壓下降溫到－104℃體充滿氨氣時(shí)，如噴入水后會形成真空。若氨氣積聚在工作處所會生成氫氧化銨并產(chǎn)生熱量。15℃。燃燒時(shí)呈黃色火焰。但氣體氨在空氣中需有高濃度才會燃燒，并且需要但不是易燃貨品。IGC規(guī)則只要求充分注意避免點(diǎn)火熱源，而不要求在裝運(yùn)船舶的空間設(shè)置可燃?xì)怏w探測裝置。盡管如此，高濃度的氨在有限空間內(nèi)仍靜電放電火花等引燃，仍會燃燒爆炸。此外，決不能把液5．氨有毒。TLV值為25PPM，在2000μ(ppm)濃度下呼吸會感到困難并在中會造成永久性損害。氨的蒸氣會使眼、皮膚及呼吸道發(fā)炎，并可能心臟病造成呼吸停止。所以在接近有氨的環(huán)境時(shí)，應(yīng)戴呼吸器和穿防運(yùn)氨的船舶應(yīng)在甲板上合適的位置設(shè)置清除污染急救用的淋浴設(shè)備和眼睛裝置。對2000m3及以上的船舶，還應(yīng)多配備兩套防護(hù)服和呼吸器，每套呼吸氯氣、環(huán)氧乙烷、氧化丙烯等液化氣貨品可能有危險(xiǎn)反應(yīng)，與空氣對水銀、鋅、鋁、銅、銅合金、鋁合金、鍍鋅表面、酚醛樹脂、聚氟化橡膠等有腐蝕和不良反應(yīng)。與氨相適應(yīng)的材料有低碳鋼、不銹丁橡膠和聚乙烯等。烯單體(VCM)的。氯乙烯是塑料工業(yè)的重要原料，廣泛用于海上運(yùn)輸。它主要用來生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)，或與丁二烯等其他單體聚合生成共聚物。以下介紹安必須了解的一些理化性質(zhì)和注意事項(xiàng)。G炸，與氧化物會起劇烈反映，遇熱分解出非常危險(xiǎn)的高毒性碳酰氯的n接觸可能會導(dǎo)致肝癌。液體濺到人體上時(shí)會引起化學(xué)燒傷，凍傷皮膚和眼睛。．氯乙烯在有氧、熱和光的作用下會發(fā)生聚合反應(yīng)。因此，為了安全起見，裝運(yùn)氯乙烯貨物必須使用抑制劑以防止聚合，船方在裝貨前應(yīng)取得貨物的抑制證制劑或抑制劑不足，則要求貨艙或貨物系統(tǒng)使用的惰性氣體的含氧量6．除了與氯有危險(xiǎn)反應(yīng)外，氯乙烯與其他液化氣貨品無危險(xiǎn)反應(yīng)。在結(jié)構(gòu)材窒息，高濃度的丙烯蒸汽對人體有麻醉作用。丙烯不溶于水，但易溶類化學(xué)物中。常溫下，丙烯的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與空氣、水等均無危險(xiǎn)。除了與氯不相容外，丙烯與其他液化氣貨品都相容。第三節(jié)氣體液化的主要方法和液化氣船的種類一、氣體液化的主要方法體狀態(tài)運(yùn)輸需要龐大的運(yùn)輸設(shè)備，這既不方便又不經(jīng)濟(jì)。因。甲烷液化后的容積僅為氣態(tài)時(shí)的1／625，乙烷為1／406，丙烷要除去顯熱和潛熱兩部分熱量。根據(jù)熱力學(xué)熵增原理，一個(gè)耗的制冷循環(huán)應(yīng)盡可能在不同的溫度位，分級取出熱量。目前天然氣液發(fā)冷凝循環(huán)失降低。劑循環(huán)(MRC)合制冷劑循環(huán)其原理與串聯(lián)蒸發(fā)冷凝循環(huán)相同，但采用的制冷劑是由C1~C5的制冷量，既達(dá)到類似串聯(lián)蒸發(fā)冷凝循環(huán)的目的，又克服了串聯(lián)蒸壓縮機(jī)型號多的缺點(diǎn)。循環(huán)原理是以一臺或多臺膨脹機(jī)作外功，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)溫度位。、液化氣船的種類液化氣船是指將一些氣態(tài)碳?xì)浠衔?通常是從原油精煉過程中或石腦油等分他一些特殊氣體(如氨、氙、氧、氬、氮等)經(jīng)液化后在一定溫度和壓力下進(jìn)行運(yùn)輸?shù)娜麓?。船；半冷半壓式運(yùn)輸船；半壓全冷式運(yùn)輸船；全冷式液化石油氣運(yùn)輸船；運(yùn)輸船護(hù)系統(tǒng)和裝卸貨設(shè)備而言是所有氣體運(yùn)輸船中最簡單的，它們1．8MPa(表壓)是很普遍的，少數(shù)船也有高達(dá)2．0MPa(表壓)的。這類船無需絕型化，風(fēng)。(二)半冷半壓式運(yùn)輸船須配有制冷裝置和敷設(shè)絕熱材料。這類船的液貨艙是用能夠承受低至－10℃溫度的是圓柱形、圓錐形、球形或雙葉形。冷式運(yùn)輸船營者間是最受歡迎的。和前述兩種類型的氣體船一樣，半壓／全冷式低溫，以適載大多數(shù)液化石油氣和化學(xué)品氣體，也可由特殊的合金鋼或便能運(yùn)載－104℃的乙烯。該類型船設(shè)計(jì)成具有靈活的裝卸系統(tǒng)，能夠液化石油氣運(yùn)輸船在接近大氣壓下運(yùn)載貨物，一般設(shè)計(jì)用來運(yùn)輸大宗的液化石油氣液艙但具有雙層底和斗艙；整體液艙和半薄膜液艙。后兩者均有雙層a壁以改善船舶穩(wěn)性。液艙通常以木墊塊支撐并與船體滑動連接，能允熱材料和再液化裝置?；狠d水裝載在雙層底艙、頂邊水艙或者壓載邊艙中。輸船。由于運(yùn)載－104℃的貨物，船體不能作為次屏壁，所以在這種情況下置一個(gè)獨(dú)立的次屏壁。在這種類型的運(yùn)輸船上須配置絕熱材料以及大容量的置。運(yùn)輸船也可以運(yùn)載液化石油氣，