液化天然气的危险性与安全防护

卢伟

关键词：液化天然气；特性；危险；安全指南

LNG(液化天然气)是将天然气净化深冷液化而成的液体，它是一种清洁、优质燃料。LNG的体积约为其气态体积的1／600，故液化了的天然气更有利于远距离运输、储存，使天然气的应用方式更加灵活并且范围更广。可以预见，未来数年内，LNG将广泛应用于工业和民用的各个领域。

一、液化天然气的简介

1.1液化天然气的概述

液化天然气（LiquifiedNaturalGas，简称LNG），是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5摄氏度）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。用专用船或槽车运输，使用时重新气化。主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的

45%左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船或槽车运送。

1.2LNG的基本特性

组成LNG主要成分为甲烷，另外还含有少量的乙烷丙烷、N：及其他天然气中通常含有的物质。不同工厂生产的LNG具有不同的组分，主要取决于生产工艺和气源组分，按照欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷含量应高于75％，氮含量应低于5％。尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LNG等同于纯甲烷，对它的特性的分析和判断，在工程实践中大都要用气体处理软件(工艺包)进行计算，以得出符合实际的结果。常用的计算软件有HYS1M和PROCESSII等。

1.3LNG的特性

密度：LNC的密度取决于其组分，通常为430—470k~m。，甲烷含量越高，密度越小；密度还是液体温度的函数，温度越高，密度越小，变化的梯度为1．35km·℃。LNG的密度可直接测量，但一般都通过气体色谱仪分析的组分结果计算出密度，该方法可参见1~6578。

温度：LNG的沸腾温度也取决于其组分，在大气压力下通常为…166157℃，在一般资料上介绍的一162．15℃是指纯甲烷的沸腾温度。沸腾温度随蒸汽压力的变化梯度为1．25×104℃／Pa，LNG的温度通常用铜／铜镍热电偶或铂电阻温度计进行测量，参见1~8310。

LNG的蒸发：LNG贮存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的液体气化为气体，这种气体叫做蒸发气。蒸发气的组成取决于液体的组成，一般地，LNG蒸发气含有20％的N：，80％的甲烷及微量的乙烷，蒸发气中N的含量可达到LNG中N：含量的20倍。对于纯甲烷而言，低于一113℃的蒸发气密度比空气重，对于含有20％氮的甲烷而言，低于一80℃的蒸发气密度比空气重。

LNG的溢出与扩散：LNG倾倒至地而上时，最初会猛烈沸腾蒸发，然后蒸发率将迅速衰减至一个固定值，蒸发气体沿地而形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，可作为蒸发气体移动方向的指南，也可作为气体空气混合物可燃性的指示。蒸气云团扩散是一个复杂的问题，通常采用EVANUM和EOLE模型来计算蒸气云团扩散的安全距离。

LNG的燃烧与爆炸：LNG具有天然气的易燃易爆特性，在一162℃的低温条件下，其燃烧范围为6％一13％(体积百分比)；LING着火温度随组分的变化而变化，重烃含量的增加使着火温度降低，纯甲烷着火温度为650％。

二、液化气天然气存在的危险性

2.1液化天然气的存储

当液化天然气在存储的过程中，由于LNG本身密度不同或LNG含氮量太高，从而造成分层，这两层之间经过传热和传质，而完成混合，当液体表面进行蒸发的时候，那么就会吸收上层的液体导致下层的液体处于过热的状态，随着这两层液体的密度慢慢发生变化，当密度趋向于相同时，那么产生大量的气体，则会发生LNG翻滚，使储罐的压力突然升高，出现顶开安全阀的情况。

2.2液化天然气泄漏

当液化天然气存储不当，出现泄漏的情况，则可能引起着火、爆炸事故，由于存在静电荷积聚性，若静电未完全释放，也可以引起火灾爆炸。由于其低温性、易扩散性，当泄漏时会大量稀释周围空气中的氧气，当空气中的甲烷含量达到25%-30%时就会使人窒息，同时还会吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，从而发生冻伤事故；同时由于天然气是烃类混合物，属于低毒性物质，若长期接触还会引起神经衰弱综合征。

由于LNG泄漏会造成特别严重的后果，故一定要加强对于LNG的储罐安全管理，如果不够重视，对储罐的温度和压力控制工作不到位的话，那么就容易造成液化天然气泄漏，从而造成不可预料的重大后果。

三、液化气天然气安全防护对策

3.1提升管理与维护工作人员的综合素质

在液化站存储LNG工作中，根据目前防护技术综合性人才缺乏的情况，应该要加强对各种层次、各种类型的综合性人才队伍培养，以此来满足LNG存储安全防护工作的需要。推动液化天然气存储安全防护技术的研发创新，更应该对现有管理与维护人员进行强化培训，提升自我的职业道德素养,并且能够让他们能够充分认识到防护工作在液化天然气存储中的重要性。管理与维护的相关的工作人员在工作中应该树立工作责任意识,提升工作的积极性，从而减少因工作人员自身的行为而导致事故的发生。

3.2确保装车过程的安全平稳

液化天然气在装车过程中若操作不当，则有可能发生爆炸及着火事故，因此装车全过程的安全受控就显得尤为重要主要从以下几方面来把控：一要采用工艺非常成熟稳定的装车操作平台；第二要选用本质安全的设备，防止因为人为因素造成事故；第三规范装车流程，严格按照装车流程进行操作，严禁违章操作。要切实做好装车过程中的试漏、置换、充装、吹扫等每一步工作，在装至预设充装量（按槽车容积的85％-90％充装）之后，装车完毕。最后一定要待装车结束后要让车辆静置3分钟以上，然后摘下静电接地装置，方可启动车辆过磅出站。

3.3加强对气化站的日常管理

为确保液化天然气储存安全应该加强日常的管理工作。认真的做好液化天然气耐高温预防和维护工作，在对基础设备的资料和相关的技术资料进行有效的记录，定期对液化天然气储罐液体密度和内部容器压力进行安全检测，随着天然气体积的增加，设备安全一直都存在隐患。根据相关的政策规定，结合自身实际情况，制定日常管理制度，严格按照制度实施，落实到个人，从而提高了天然气在储存过程中的安全性。

四、结束语

综上所述，加强液化天然气安全防护方案的探究是很有必要的，通过提升管理与维护工作人员的综合素质、确保设备的本质安全、加强对液化站的日常管理能够有效的保障液化天然气的存储安全，减少危险性所带来的经济损失，保障液化站的安全平稳运行，推动液化天然气产业的可持续发展。

参考文献：

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