中国海洋石油公司之天然气安全管理培训教程

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自燃温度、 自燃温度、点火温度及能量
在常压下，纯甲烷的平均自燃温度为650℃； 在常压下，纯甲烷的平均自燃温度为650℃； 650℃ 点火温度是自燃温度和所有更高的温度； 点火温度是自燃温度和所有更高的温度； LNG蒸气中较重烃浓度增加时，自燃温度会下降。 LNG蒸气中较重烃浓度增加时，自燃温度会下降。 蒸气中较重烃浓度增加时 因为衣物上产生的静电可能产生足够的能量而 点燃天然气， 点燃天然气，所以建议工人不要穿易产生静电材料 做的衣物。 做的衣物。
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液化天然气的特点
FC
LNG Circulation
分层现象的检测： 分层现象的检测： 在储罐的承液部位沿竖向每1.5m 在储罐的承液部位沿竖向每 安装温度 温度测量装置进行温度监 安装温度测量装置进行温度监 控； 在储罐的承液部位沿竖向每1.5m 在储罐的承液部位沿竖向每 安装密度 密度测量装置进行密度监 安装密度测量装置进行密度监 控； BOG蒸发率测量，发生分层后， 蒸发率测量，发生分层后， 蒸发率测量 BOG蒸发率将明显下降。 蒸发率将明显下降。 蒸发率将明显下降
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低温性能
1.一般冷冻液体的相对沸点 一般冷冻液体的相对沸点
液体 沸点（ 沸点（℃） 乙烷
－88
乙烯
－104
LNG
－162
氧气
－183
氩气
－186
氮气
－196
氢气
－253
氦气
－269
很多塑料、橡胶、有机材料浸入 后将变得粉碎； 很多塑料、橡胶、有机材料浸入LNG后将变得粉碎； 后将变得粉碎 低碳钢遇到低温度并受到应力时，将发生脆裂； 低碳钢遇到低温度并受到应力时，将发生脆裂；一些为低温 设计的材料会随着温度的降低变得更加坚硬。 设计的材料会随着温度的降低变得更加坚硬。 低温下的不锈钢、 低温下的不锈钢、铝、黄铜、聚四氟乙烯的拉伸力和曲变力 黄铜、 比在室温下更高，。 比在室温下更高，。
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液化天然气的特点
间歇性喷发是饱和液体突然喷出的现象
水平管中积存不流动的 水平管中积存不流动的LNG； ； 立管中 立管中LNG不断气化，同时水平管 不断气化， 不断气化 中气泡（断塞流） 中气泡（断塞流）移动到立管上升 吸出，而使水平管中的LNG因立管 吸出，而使水平管中的 因立管 液注压力突然减小而迅速气化， 液注压力突然减小而迅速气化，从 而导致大量气液冲向TANK； 而导致大量气液冲向 ； 每几个小时循环一次，反复进行; 每几个小时循环一次，反复进行 一般不会对卸料管造成损害，但重 一般不会对卸料管造成损害， 复性的冲击将可能带来破坏！ 复性的冲击将可能带来破坏！
雾云给出蒸发可 燃气体的运动轨 迹
2.3 包容
LNG的临界温度约为－83OC，也即当 的临界温度约为－ 在密闭容器中， 的临界温度约为 ，也即当LNG在密闭容器中，温度高于－ 在密闭容器中 温度高于－ 83OC时全部汽化，压力迅速上升产生爆炸。 时全部汽化， 时全部汽化 压力迅速上升产生爆炸。
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2.5 快速相变（RPT)
LNG与水接触产生快速相变而产生爆炸力。（杨宏注：吸收水的热量而气化）
2.6 沸腾液体膨胀蒸汽爆炸（BLEVE)
处于沸腾温度的液体，由于所承受的压力系统突然失效而获得释放，将以极高 的速率蒸发而产生爆炸。
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液化天然气的特点
LNG在密闭的管道中由于温度的升高，极易产生超压： 在密闭的管道中由于温度的升高，极易产生超压： 在密闭的管道中由于温度的升高
消除分层及翻滚的对策： 消除分层及翻滚的对策：
尽可能采购相近组份的LNG； ； 尽可能采购相近组份的 轻组份LNG从底部进入储罐，重组份LNG从顶部进入储罐； 从底部进入储罐，重组份 从顶部进入储罐； 轻组份 从底部进入储罐 从顶部进入储罐 产生分层后，可采用罐内泵打循环， 从顶部进入。 产生分层后，可采用罐内泵打循环，LNG从顶部进入。 从顶部进入
1. 低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存，通过 气化后，可为用户提供优质高效的清洁能源。
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液化天然气的特点
Methane C5+ *1) CO2 H2S Total Sulfur H2O Hg Aromatics N2 HHV > 85 mol% < 0.1 mol% < 50 ~ 100 ppm < 4 ppm < 30mg/m3[N] < 0.1 mol% < 0.01 micro g/m3[N] < 1 ppm < 1 mol% 39.1 ~ 44.7 MJ/m3[N] Spec. prevent to solidify prevent to solidify Spec. Spec. prevent to solidify prevent to corrode Spec. prevent to rollover Spec.
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液化天然气的特点
储罐中产生分层的原因： 储罐中产生分层的原因：
较重LNG进入罐底；较轻LNG从罐顶引入。 进入罐底；较轻 从罐顶引入。 较重 进入罐底 从罐顶引入
Top Filling Line
Bottom Filling Line
LNG Unloading Line
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LNG安全专题培训课程 LNG安全专题培训课程
中海福建天然气有限责任公司 单击此处编辑副标题 杨宏
天然气工业用途
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天然气民用
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3
簿膜运输船
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球罐运输船 LNG首条来船
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液化天然气的特点
在每一段由隔断阀隔离的 在每一段由隔断阀隔离的LNG或冷蒸汽管线上必须设置热膨胀释放阀 或冷蒸汽管线上必须设置热膨胀释放阀 或冷蒸汽管线上必须设置 同样闸阀及球阀阀腔由于在关闭时积存 同样闸阀及球阀阀腔由于在关闭时积存LNG必须采取热膨胀释放装置 必须采取热膨胀释放装置 特殊的LNG阀门结构）将阀腔与高压端连通。 阀门结构） （特殊的 阀门结构 将阀腔与高压端连通。 在设计时P&ID必须注明 在设计时 必须注明LNG阀门并将安装方向标示清楚。 阀门并将安装方向标示清楚。 必须注明 阀门并将安装方向标示清楚 TSV安装规定： 安装规定： 安装规定 – – – – 两个自动关断阀（包括单向阀） 两个自动关断阀（包括单向阀）之间 一个自动关断阀（包括单向阀） 一个自动关断阀（包括单向阀）和一个手动关断阀之间 两个手动阀之间视情况而定 如果一个手动阀为琐开的则不需要安装TSV. 如果一个手动阀为琐开的则不需要安装
Lower layer LNG density
Density Upper layer LNG density Time Generation of roll-over
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液化天然气的特点
翻滚产生的时间及量的关系： 翻滚产生的时间及量的关系：
取决于上下两层LNG间的密度差，密度差大，产生翻滚的时间长， 间的密度差，密度差大，产生翻滚的时间长， 取决于上下两层 间的密度差 因而积蓄的能量也多， 产生的量大！ 因而积蓄的能量也多，BOG产生的量大！在这种情况下，必须在翻 产生的量大 在这种情况下， 滚产生前控制热量和物质在两层间的传递、消除分层； 滚产生前控制热量和物质在两层间的传递、消除分层； 如果密度差很小，很短时间就会产生翻滚，但BOG产生量小，翻滚 产生量小， 如果密度差很小，很短时间就会产生翻滚， 产生量小 不会严重。 不会严重。
P
upper layer
lower layer
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组分及影响
1、典型组分
组分 含量 甲 烷 乙 烷 丙 烷 异丁烷 0%～<1% 氮 气 <0.5%～3% 85％～99％ 0.1％～5% 0％～3％
2、组分对贸易、使用、操作影响 组分对贸易、使用、
贸易影响 使用影响 操作影响 热值随组分变化，计量的同时要计质（ 热值随组分变化，计量的同时要计质（值） 使用效率随热值变化， 使用效率随热值变化，价格影响用户的效益 密度和组分相关， 密度和组分相关，是确定从灌顶或底充装的依据之一
液化天然气的特点
2.4 翻滚（Rollover)
大量气体短时间内迅速从LNG中释放出来的过程。容器超压！ 由于新注入的LNG密度不同，产生传热、传质产生翻滚。 高含氮LNG注入储罐后易产生翻滚。控制LNG含氮<1%。 不同来源及组份的LNG分罐储存，或做到注入储罐时充分混合。 翻滚是操作过程中应密切注视的危险之一：潜在翻滚事故发生前通常有一个 时期其气化速率原低于正常值！
Unloading line LNG(No Flow) fully open
LNG Tank
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液化天然气的特点
BOG
Lighter LNG
Heavier LNG convection
Heat Input
翻滚现象发生的根本原因是由于在储罐中存在分层。 翻滚现象发生的根本原因是由于在储罐中存在分层。
在交气点压力及温度条件下，天然气水露点应比最低环境 温度低5OC
注：1. 本标准中气体体积参比条件是101.325kPa,20OC。 2. 作为民用燃料的天然气，应符合一类或二类气的技术指标。 3. 当天然气中H2S含量≤6mg/m3时，对金属材料无腐蚀作用； H2S含量 ≤20mg/m3时，对钢材无明显腐蚀作用或此种腐蚀程度在工程所能接受的范围内。 而我国标准在工作地点空气中H2S最高允许浓度为10mg/m3 〔6.6ppm(v)〕 。
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液化天然气的特点