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ARZEWGL2L
印尼
BADAK
马来
西亚
文莱
阿布
扎伊
利比
亚
中原
油田
组份mol%
N2
0.1
0.85
0.35
0.05
0.45
0.20
0.80
0.30
CH4
99.8
91.5
87.4
90.0
91.1
89.4
86.0
83.0
95.88
C2H6
5.64
8.6
5.40
6.65
6.30
11.80
11.55
3.36
C3H8
1.50
2.4
3.15
1.25
2.90
1.80
3.90
0.34
nC4H10
0.25
0.5
1.35
0.54
1.30
0.40
iC4H10
0.73
C5+
0.01
0.02
温度℃
-160
-146
密度Kg/m3
液体
421
451
466
462
463
464
479
414
气体
0.67
0.77
0.76
0.70
气液体积比
629
616
604
606
614
608
599
595
高热值J/Nm3
36.8
41.9
41.4
41.7
39.8
41.6
41.3
42.9
37.9
单位质量LNG汽化的体积Nm3/t
1493
1365
1297
1311
1362
1309
1310
1250
1437
注:
气液体积比指LNG变为气体(标态:
101.325kPa、20℃)时体积增长的倍数。
5、LNG的密度
LNG的密度取决于其组份,通常为430~470kg/m3,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1.35Kg/3℃。
LNG的密度可直接测量,但一般都是通过气体色谱仪分析的组份结果计算出密度。
6、LNG的温度
LNG的沸腾温度也取决于它的组份,在大气压力下通常为-166~-157℃,一般资料上介绍的-162.15℃是指纯甲烷的沸腾温度。
沸腾温度随蒸气压力升高而升高,变化梯度为1.25×
10-4℃/Pa,LNG的温度通常是用铜/铜镍热电偶或铂电阻温度计进行测量。
7、LNG的气液体积比
LNG的气液体积比是指LNG汽化为标准状态的天然气体积与LNG体积之比,通常所说的LNG气液体积比为625是纯甲烷的气液体积比,且其标准状态为欧美标准(温度为15.5℃),按国内标准(温度为20℃)纯甲烷的气液体积比应为633。
LNG的气液体积比也取决于它的组份,甲烷含量越高,气液体积比越大,气液体积比还是液体温度的函数,温度越高,气液体积比越小。
8、单位质量LNG汽化的体积
单位质量LNG汽化后的气体体积(标态)取决于它的组份,甲烷含量越高,单位质量LNG汽化后的气体体积越大,其与液体的温度、饱和压力无关。
1吨液态甲烷汽化后能生成1496Nm3气态甲烷,1吨中原LNG汽化后能生成1437Nm3天然气。
目前国内LNG的交接计量通常采用称重法,先用磅秤称出LNG的重量,然后根据单位质量LNG汽化后的气体体积数(标态)计算出其相当于多少Nm3的天然气。
不同温度(饱和压力)下单位质量中原LNG汽化后的气体体积见表2和图4。
图4单位质量LNG汽化的体积----温度关系曲线
9、LNG的汽化潜热
LNG(纯甲烷)的汽化潜热为122Kcal/kg,LNG的汽化潜热也取决于它的组份,汽化潜热还是液体温度的函数,温度越高,汽化潜热越小。
10、LNG的热值、辛烷值
热值是表示燃料质量的重要指标之一,可分为高热值和低热值,辛烷值是表示车用燃料抗爆性的重要指标之一,可分为研究法辛烷值和马达法辛烷值。
LNG的热值、辛烷值与LNG的组分有关,纯甲烷的高热值为37.03MJ/Nm3,低热值为33.36MJ/Nm3,辛烷值ASTM为130(研究法)。
中原LNG的高热值为37.94MJ/Nm3,低热值为34.36kcal/Nm3,辛烷值ASTM约为130(研究法)。
11毒性
LNG和天然气是无毒的。
12气味
LNG蒸气是无气味的。
13、LNG的蒸发特性
当LNG从已有的压力降低至沸点对应压力以下时,例如流经阀门,部分液体蒸发,同时温度也将降低到该压力下的新沸点,这种现象称为闪蒸。
闪蒸气的组成与液相的组成有较大差别,闪蒸气中低沸点组分的比例较多,例如氮的沸点为-196℃,比甲烷沸点-162℃低,比甲烷更易汽化进入气相。
有人对储罐中气液两相的组成进行过测定,在液相中氮的浓度为0.3%、甲烷的浓度为87.7%(mol),而在气相中氮的浓度达9.7%、甲烷的浓度为90.3%(mol),氮在气相中的浓度为液相中浓度的32倍。
若LNG压力为1~2×
105Pa,温度为其沸点,估算时可认为压力每降低1kPa,1m3液体由于闪蒸能产生0.4kg的气体。
这些蒸发气外泄时,由于温度很低,常在-100℃左右,气体密度大于空气。
从环境吸热升温后,密度减少。
在标准状态下,蒸发气的密度约为空气密度的0.6倍。
14、LNG的泄露特性
发生泄露时,LNG将与环境迅速换热、发生快速相变而汽化,单位体积的LNG能产生约600倍体积的气体。
LNG泄露至地面上时,最初会猛烈沸腾,然后蒸发速率将迅速衰减至某个固定值。
如果LNG泄露至大量的水中,水与LNG之间的热传递速率非常高,LNG将激烈地沸腾并伴随巨大的爆炸声、喷出水雾,这种现象称为冷爆炸。
如果LNG泄露至少量的水中,LNG下面的水就会结成冰,蒸发速率下降至某个固定值。
LNG一旦发生泄漏,最初汽化的气体温度与LNG的温度相同,其密度大于空气的密度。
这样,气体就会首先在地面上形成一个层流,并从环境中吸收热量。
当温度上升到-113℃(对纯甲烷而言)或-80℃(对LNG而言,由其组份决定)时,它就比周围空气密度小。
该气体空气混合物就会整体上升。
对于少量的LNG泄漏,气体云团将很快随空气扩散掉,而对于大量的泄漏,气体云团的泄漏膨胀及扩散是比较复杂的过程,通常得应用计算机模式进行分析预测。
LNG发生泄漏之后,大气中的水蒸气被冷凝而形成云雾,当这团云雾能看见时,可以作为蒸发气体移动方向的指南。
同时,云雾也可作为气体空气混合物可燃性的指示。
天然气/空气云团中天然气的体积浓度达到5~15%时,就能被点燃。
因为LNG装置一般都设置在一个围堰中,即使着火,其燃烧范围也可控制在围堰范围内。
如果在封闭空间内着火,就会发生爆炸。
15、LNG的储存
LNG的储存方式
LNG在储罐内会出现分层现象,即密度不同的LNG占有不同的层位。
分层的原因可能是新装入储罐的LNG和残留在储罐内的LNG密度不同,或LNG中氮含量较高(如≥3%),对流使氮组分移动至储罐液体表层,形成含氮量高的液体表层。
储罐受热产生的自然对流又力求使罐内LNG密度均匀,这就产生了所谓的“翻滚”现象。
翻滚使LNG在短时间内产生大量蒸气,导致储罐压力增高,有时造成安全阀开启。
经验说明,控制LNG的含氮量使之不超过1%是防止罐内LNG翻滚的有效措施,此外还应采取措施使罐内液体混合均匀。
翻滚现象可通过优良的储存管理克服。
来自不同工厂的LNG组份各不相同,应考虑分别贮存在不同的罐里,如果条件不允许,则需在罐充装时对它们进行充分的混合。
LNG罐中N2的含量高,也可导致在罐充装间歇后产生翻滚,经验表明,这种类型的翻滚可通过将LNG中N2的含量保持在1%以下以及密切监控汽化率来控制。
16、低温容器的蒸发率
低温容器的蒸发率是指在标准状态(101.3kPa,0℃)下,储存适量的低温液体,在达到热平衡后的蒸发速率。
一般以24hr计,故又称日蒸发率,它指一天(24hr)内蒸发的数量与储液容器的公称容器之比。
目前常用于测量低温容器蒸发率的有称重法和蒸气流量测量法两种。
17、LNG的安全特性
对LNG也许会有许多错误的观点,事实上LNG是非常安全的燃料,这主要表现在以下几个方面:
LNG的燃点为650℃,比汽、柴油的燃点高,点火能也高于汽柴油,所以比汽柴油更难点燃;
LNG的爆炸极限为4.7~15%,-106.7℃以上的LNG蒸汽比空气轻,因而稍有泄漏立即挥发飞散,很难形成遇火燃烧爆炸的浓度。
无论是LNG还是它的蒸汽都不会在一个不封闭的环境下爆炸。
从LNG的基本特性可以看出,LNG的潜在危险主要来源于以下三个方面:
(1)在大气压力下,LNG的沸腾温度约为-160℃,在这一温度下,其蒸气密度高于周围空气的密度;
(2)少量的液体可转换为大量的气体,1个体积的LNG液体大约可转换为600个体积的气体;
(3)天然气与空气混合时,其体积浓度为5~15%时是易燃易爆的。
LNG是一种易燃物品,安全生产始终应放在首要地位。
在大气环境下,与空气混合时,天然气体积浓度在5~15%范围内是可燃的。
LNG失火时,火焰表面的辐射功率很高,应防止消防人员灼伤。
可以用高膨胀泡沫材料或泡沫玻璃块覆盖着火表面,降低火焰的辐射作用。
推荐用干粉(最好是碳酸钙)灭火器处理LNG火灾,不能用水灭火。
水只能用于冷却火灾周围的建、构筑物及泡沫的产生。
LNG又是极易汽化并且汽化后体积急剧增大的液体,任何装有LNG的封闭容器和管道应有泄压阀,以防超压。
在有可能存在天然气的场合,应测量空气中氧含量及烃含量,氧含量小于18%会使人窒息。
进入可能含天然气区域的人员应佩带面罩、护目镜、防护服和手套等。
18、LNG冷灼伤的危害
与LNG、低温蒸气、低温管线及设备接触对皮肤可造成类似于烧伤的水泡伤害。
LNG汽化后的气体仍然是绝对的低温,会灼伤象眼睛等敏感组织。
身体未被保护的部分不允许与未保冷的LNG管线或容器接触,低温金属会将它们粘附住,如试图拿下,则会导致皮肉撕裂。
19、长时间暴露在低温蒸气
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