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LNG(液化天然气)的基本属性及物化性质

201911-0609:05:37

净化后的天然气(甲烷)在常压下,被冷却至约-162℃时,发生相变,由气态变成液态,这种凝结成液态的新物质被称为液化天然气。LNG是天然气转变的另一种新能源形式,LNG的物化性质如下

(1)组成。LNG的主要成份为甲烷CH4,还有少量的乙烷CaH6、丙烷C3Hs以及氮N:等其它天然气中含有的物质。按照欧洲EN1160的规定,LNG中甲烷含量应高于75%,氮含量应低于5%;

秒速飞艇微信群(2)温度。LNG的沸腾温度取决于其成分,在标准大气压下通常为-166~157℃ ,资料上通常所说的-162℃是指纯甲烷C执的沸腾温度,LNG的临界温度为-82.5℃;

(3)密度。由于LNG的成分不同密度也会产生差异,通常为430w-470kg/m³,甲烷含量越高,密度越小,密度还与LNG液体温度有关,温度越高,密度越小,当LNG转变为气体时,其密度为1。5kg/m³,气体的温度上升到-107℃时,其密度与空气的密度相当,即LNG气化后温度高于-107℃时,气体的密度比空气小,容易在空气中扩散。

(4)燃烧与爆炸。LNG在一162℃的低温下,其燃烧范围的体积百分比为6%~13%。LNG的着火点温度随LNG中重烃含量的增加而降低,纯甲烷CH4的着火温度为650℃,气态热值9100KcaI/m³,液态热值12000Kca1 /kg爆炸范围的体积百分比为5%~15%;

(5)蒸发。LNG储存在绝热储罐中,储罐外界的热量渗到罐中会导致罐内一定量的低温液体气化,这种气体就叫做LNG蒸发气。一般蒸发气中约含20%的N2和80%的CH;及少量CzH6蒸发气温度低于-113℃时其组分基本是纯甲烷CH4温度上升到约-85℃时CH;中约含20%的N2;

秒速飞艇微信群(6)溢出与扩散。刚泄漏的LNG会迅速蒸发,当刚泄漏的冷的LNG蒸发气在未大量吸收周围空气中的热量前,冷蒸气沿地面不断扩散,形成一个流动层,当蒸发气温度上升至约一80℃时,在温度继续上升过程中,蒸发气和空气的混合物逐渐扩散形成可见的白色云团。

通过分析LNG的物性并结合实际生产情况,LNG的危险、有害性可以分为以下几种

(1)储存:其危险程度与LNG的状态有关。外界的热量传入LNG储罐内会导致储罐内液态LNG气化,以使储罐内压力升高,使安全阀打开困难或者造成更大的破坏。储罐中LNG各组分密度大的在下,密度小的在上,叫做LNG分层。当产生的密度差大于5kg/m³时,密度不同的两层之间进行传热、传值和蒸发,当两层LNG的密度相接近时就会发生混合,发生LNG的翻滚,在很短的时间会产生大量蒸发气,导致罐内压力迅速上升,上升到一定值时就会顶开安全阀。

(2)泄漏:由于LNG的低温特性,所遇LNG的金属部件会出现冷收缩,在LNG管路系统的焊缝、管件、法兰、阀门、密封处以及LNG金属部件存在的腐蚀缺陷处等都可能发生LNG的泄漏,泄漏后的LNG蒸气会形成比其体积大百倍的蒸气云,若遇潜在的火源则会发生火灾和爆炸的危险。

(3)火灾:LNG蒸气遇点火源后着火,火焰会随着助燃物氧气而扩散,当燃烧物LNG量很大时,火灾引起的伤害半径也会很大,会给周围设备设施以及周围居民等造成严重的损失。

(4)冷爆炸:水与LNG之间有很高的热传热速率,泄漏的LNG遇水会激烈的蒸发,当其蒸发率达到0.18/(m2·s)时就会发生冷爆炸,LNG的激烈沸腾伴有大的响声、并喷出水雾。这类似于水滴落在烧红的铁板上迅速蒸发的现象。

(5)低温冻伤:由于LNG是-162℃的低温深冷液体,它的储存和操作都在低温下进行,一旦发生LNG的泄漏,会引起相关设备的冷收缩和脆性断裂,从而破坏设备,引发事故。并且,人体皮肤直接与低温LNG设施表面接触会使皮肤表面的潮气会凝结,并粘在低温物体表面上,皮肤及皮肤以下组织冻结,很容易撕裂,并留下伤口。

(6)低温麻醉:泄漏的LNG蒸发气温度很低,在没有保护措施的情况下,人长时间处于低于一10℃下的环境中,就会发生低温麻醉,随着体温的下降,人的智力活动和生理功能都下降,随之心脏功能将会衰竭,体温的进一步下降将会导致死亡。

秒速飞艇微信群(7)窒息:虽然LNG蒸气无毒,但其中含氧量低,吸入身体容易使人窒息。吸入LNG低温蒸气,人体内氧含量会降低,导致供氧不足,呼吸困难。若吸入纯净的LNG蒸气而不快速脱离,很快人体就失去知觉,工作人员无任何感觉,也无任何警示,几分钟后就会死亡。

尽管LNG是一种具有潜在危险的燃料,但是,从几十年LNG产业的发展过程来看,LNG产业和天然气、汽油、LPG产业比起来,它的安全记录要好很多。但这并不是说LNG产业就不危险,关键是看能否掌握LNG的特殊性,是否能够按照行业规范和标准去设计、施工、运行及安全管理。


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