关于液化天然气储存及应用技术的研究

南武强

摘 要：本文首先分析了液化天然气特性，接着分析了液化天然气储运模式，最后对液化天然气储运的安全技术应用举例进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：液化天然气;储存;应用技术

引言：

液化天然气属于低温液体，作为重要的自然资源，液化天然气的储存、运输工作十分关键。在整个液化天然气产业链中，无论是生产还是销售都离不开对液化天然气进行储运，若储运期间出现了天然气泄漏的情况，就有可能造成火灾、爆炸等安全事故问题。因此，有必要对液化天然气的安全储运工作进行研究。

1液化天然气特性

1.1易燃特性

天然气经过降温液化形成的液体便是液化天然气，所以液化天然气继承了天然气的易燃特征。在-162℃时，液化天然气的燃烧体积百分比将会达到6%～13%，而燃烧速度大约为0.3/s。在开放条件下，液化天然气通常并不会在燃烧期间出现爆炸问题，在遭遇火源时，由液化天然气形成的火焰将会在氧气的作用下实现快速扩散，云团中的天然气会进入低速燃烧状态，而在云团内部所产生的压力则会小于5kPa，所以并不会产生非常严重的爆炸问题。但是在附近空间有限的情况下，则会导致云团内部的压力问题出现大幅上升，当液化天然气与空气之间的混合浓度达到极限时，便会出现爆炸，进而引发较为严重的事故问题。除此之外。液化天然气的自燃温度并不是一成不变的，而是会随着组分的变化而自动出现改变，其中重烃含量的上升将会导致着火温度点下降。

1.2低温特性

液化天然气在储存过程中，低温常压储存较为常见，即在储存期间维持饱和蒸气压与常压温度之间的平衡，常压下的液化天然气其沸点大约处于-162℃，在对其进行储运时，必须始终将温度控制在合理范围内，另外还要注意设备、材料的性能情况，避免在低温作用下出现脆性断裂、冷收缩等問题的发生。在储运期间，成分不同的低温液体将会储存在同一储罐中，因为吸热与蒸发能力的不同，将会出现密度、大小各不相同的双层液体。两个液体层在储罐内将会自行实现传质传热，并在液层表面实现液体蒸发。当分层液体相互之间的密度逐渐接近平衡时，就会产生对流、混合的情况，此时便会在短时间内形成大量气体，储罐则会在内部压力的急速变化下，将会出现超压、损坏的问题。在低温作用下，金属部件将会产生收缩。储槽系统中的焊缝、阀门等部位，此时便有可能出现沸腾蒸发、泄漏液化天然气的问题。在储运期间，储存容器的长时间振动将会促使泄漏问题的发生概率变得更高。因此在储运期间如果出现泄漏，天然气就有可能在扩散中遇到其他火源，进而引发火灾、爆炸等事故。液化天然气作为一种深冷液体，当人体皮肤直接与其进行接触时，将会直接产生低温冻伤，如果保护措施存在不足，就会对人体健康带来非常大的伤害。除此之外，液化天然气虽然并不具备毒性，但是因为其氧含量非常低，所以人们在吸入液化天然气蒸汽时，必须及时脱离，否则就会很快失去知觉，进而导致死亡。

2液化天然气储运模式概述

2.1陆上液化天然气存储的主要模式

2.1.1接收站储罐

接收站储罐属于常压、低温大型储罐，其结构形式有单包容罐、双包容罐、全包容罐和膜式罐等。接收站储罐通过低压输送泵将液化天然气从储罐内抽出灌入罐箱或槽车储罐内。

2.1.2加气站

加气站储罐按其所处环境，主要分为：第一，地上罐，分为卧式和立式，施工难度小。该类储罐大多采取双层结构构建，内层是含镍9%的钢板，并以碳钢材料作为其外层，中间层填充氮气。立式罐因安全规范限制不适用于城市中心区内。第二，地下罐，宜采用卧式储罐，储罐须安装在罐池中，罐池为不燃烧实体防护结构，较地上储罐更安全，蒸发量更小，但施工难度大、成本高，对地质情况要求也相对较高，内壁一般使用不锈钢板材料。第三，半地下罐，该类型是较为常用的一种存储模式，其兼顾了上述两种方式的优势，同样采取两层容器结构。半地下罐应采取抗浮措施，如无特殊要求不需要围绕四周建护堤。

2.1.3罐箱、槽车储罐

第一，罐箱，即罐式集装箱，是将储罐固定在集装箱框架内的储存形式，罐体采用高真空多层绝热，多用于公路、铁路和水路储运，可实现液化天然气贸易流程一罐到底的海陆联运模式，运输过程中无需多次倒罐，基本无损耗，安全风险环节少。第二，槽车储罐，罐体采用高真空多层绝热或聚氨酯泡沫方式绝热，为传统液化天然气陆上储运模式，包含装、卸二次倒罐过程，安全风险环节相对较多，装卸环节损耗也较多。

2.2液化天然气运输的主要模式

2.2.1公路运输

即使用槽车和罐箱运输，是我国目前满足终端用气客户需求的最主要运输形式，因其灵活便捷的特性适用于短距离、运量不大的运输业务，但在冬季用气高峰期气源供应紧张的情况下，也会进行远距离运输。其缺点是运力小、单位成本高，易受道路交通管制和极端天气影响。

2.2.2船舶运输

船舶运输的优势之处在于安全系数高，可满足大宗运输需求，运输路线长，单位运输成本低，多用于液化天然气大宗进出口业务，其对应的接收存储设施为液化天然气接收站。

2.2.3铁路运输

以铁路运输液化天然气罐式集装箱的技术历经近20年，在日本等少数发达国家已经发展较为成熟，在我国尚处于摸索开展阶段。其主要形式是以铁路平板货车运输液化天然气罐箱，优点是运量大、低成本，可高效进行远距离运输，且较公路运输更为安全环保。

3液化天然气储运的安全技术应用举例

3.1监测警报系统

依托于现代科技高速发展，做好液化天然气的安全储运工作，可依据条件需求配置相应的联网监测系统，包括温度监测、压力监测等。联网警报系统可根据异常情况进行及时的警报，从而帮助相关从业者更精准地展开故障维修和抢险工作，将安全隐患扼杀于萌芽状态。此类自动化联网监测系统可以及时有效的发现相关的安全问题，并以警报的方式传达到相应的管理部门，相比起人工形式监测，故障的排查及处理工作更加的高效。

3.2泡沫控制蒸气扩散及辐射装置

工作原理是通过泡沫的高速膨胀，达到减缓液化天然气可燃蒸气扩散的目的。相关实验数据显示，泡沫膨胀率约为500∶1，将泡沫铺设在液化天然气之上，在热量持续上升的过程中，液化天然气的气化率也呈现出逐步增加的趋势，气化过后的液化天然气蒸气会越出泡沫层，随着温度越来越高而向上空飘散，从而降低安全风险。

3.3防过度震动装置

液化天然气在储运过程中，始终面临不确定性因素的影响，储罐受到震动的情况时有发生。储罐如果发生较大的震动，则可能会伴随着罐体或运输车辆倾斜、液化天然气泄漏等一系列安全隐患问题，因此，加装防过度震动装置由为必要。

3.4静电导出装置

液化天然气的装卸与运输过程中，液化天然气会因摩擦产生静电，而作业人员在操作过程中也会产生静电，冬季尤为明显。静电极易产生火花，对于液化天然气的可燃特性是极大的安全隐患，为防患于未然，主动规避安全风险，储罐和运输车辆应合理设置静电导出装置。

结束语：

综上，液化天然气因其易燃、易爆、超低温等特性，需要执行更为严格的储运安全防护措施，要求相关从业工作者必须从日常工作着手，就液化天然气储运的各个环节及步骤进行科学化的安排与检测，力求提升液化天然气储运的安全性。

参考文献：

[1]液化天然气储存及应用技术探析[J].罗玉龙.石化技术.2018（11）

[2]液化天然气储罐安全防护技术现状及发展趋势[J].黄立凤.化工管理.2018（27）

[3]液化天然气储存及应用技术研究[J].杨柳.化工管理.2017（21）