2020版液化天然气的低温特性
液化天然气技术
3、LNG发电
（1）常规蒸汽发电 利用天然气在锅炉中燃烧， 产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，从而带动发电 机发电。这种发电热效率低只有38%左右，目前 已很少使用； （2）燃气-蒸汽联合循环发电 利用天然气在燃 气轮机中直接燃烧做功，是燃气轮机带动发电机 发电。再利用燃气轮机产生的高温尾气，通过余 热锅炉产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，然后带 动发电机发电，此时为双循环，即联合循环发电。
广东珠海液化天然气项目 该项目是中国海洋石油总公司利用南 海番禺气田天然气作资源，建设的第一套 天然气液化装置试点工程，位于广东省珠 海市横琴岛，紧邻中海石油(中国)有限公 司珠海终端天然气处理厂，液化能力约2亿 立方米/年，LNG产量约14万吨/年。现在 已经投产，产品已经进入深圳城市燃气管 网
3-液位计
4-LNG储罐
5-压力控制阀 6-球阀
8-电磁阀 7-充液阀
10-加热水管
11-发动机
9-蒸发器及两级减压器
LNG汽车燃料供给系统工作原理
当发动机运行时，LNG在储罐中气液共存， 正常工作压力不低于0.2MPa，当罐内压力低于 0.2MPa时，压力控制阀开启，自增压器工作， 将一部分气态天然气充入储罐，使罐内达到工作 压力。当发动机停运时，随着热量的不断吸入， LNG不断地被气化，当储罐的压力高于0.6MPa 时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保 证储罐不受破坏。 使用时从罐内流出的LNG经过气化器吸收发 动机冷却水废气热量而气化，并使其温度升高， 然后经过两级减压，经管路输送到混合器，并与 空气混合进入发动机
液化天然气技术
一、液化天然气基本知识
1、什么是液化天然气？ 天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则 由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。 天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷 纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、 无毒且无腐蚀性。 液化天然气的体积约为同量气态天然气体积 的1/600，大大方便存储和运输。 液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的 45%。
液化天然气(LNG)的输送方式浅析
液化天然气 (LNG)的输送方式浅析摘要：伴随液化天然气贸易的不断增大，无论通过那种方式进行运输，安全高效率的运输是非常重要，要不断革新技术上的系列问题，高度重视对各种类型储存容器研发，加强对LNG用配套仪表的研发、LNG应用终端的开发研究，不断提高LNG的应用领域，更好为经济建设服务。
关键词：液化、天然气、输送方式1液化天然气的主要特性1.1易燃性液态天然气同样具有易燃的特性，其在约-160℃的低温环境下，燃烧体积比为6%～13%，燃烧速度大约在0.3m/s。
因此，在空间较大的环境下，液态天然气以及其BOG很少会发生燃烧而爆炸。
在遇到火源后，天然气会处于低速燃烧的状态，且燃烧会扩散到氧气所及的地方。
但若周围空间有限，天然气与周围空气混合达到爆炸极限时，也会发生爆炸事故。
1.2低温性液化天然气可以实现常压低温存储，常压下其沸点约为-162℃，正是液化天然气的这个低温特性，使得其在存储、运输、使用均是在低温下进行的。
另外，针对这一特性，要特别注意在对液化天然气进行低温处理时，首先要注意系统在这一环境下其设备和管道材料的低温性能，避免低温造成材料的硬脆断裂和收缩等问题；其次，要注意低温环境下产生的翻腾问题（同一个储气罐中，不同成分的超低温液体在吸热蒸发作用下，两个液层之间传质传热，从而发生上下剧烈对流混合，短时间内急剧产生大量蒸汽，造成罐内压力急剧增加，罐体受损）；最后要注意系统的冷温控制、BOG处理以及低温泄露（针对金属罐体出现的热胀冷缩，在超低温的环境下，罐体的一些金属部件由于出现冷缩问题。
1.3快相变性液化天然气由于其低温特性，在与周围介质如水接触时，难免会出现快速的相态转变。
当两种温度相差十分悬殊的液体接触时（通常情况下高温的液体是低温液体沸点温度的111倍以上），低温液体表面层温度急速上升，高温液体在极短的时间内产生大量蒸汽，就像水落在烧红的铁块上的状况。
当液化天然气发生泄漏与水发生接触时，就会出现这种现象。
液化天然气(LNG)特性
液化天然气（LNG）特性LNG是英文Liquefied Natural Gas的简称，即液化天然气。
它是天然气（甲烷CH4）在经净化及超低温状态下（-162℃、一个大气压）冷却液化的产物。
液化后的天然气其体积大大减少，约为0℃、1个大气压时天然气体积的1/600，也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。
无色无味，主要成份是甲烷，很少有其它杂质，是一种非常清洁的能源。
LNG基本参数LNG主要成分是甲烷（90%以上）、乙烷、氮气（0.5-1%）及少量C3～C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。
2）临界温度为-82.3℃。
3）沸点为-161.25℃，着火点为650℃。
4）液态密度为0.420～0.46T/m3，气态密度为0.68-0.75kg/m3。
5）气态热值38MJ/m3，液态热值50MJ/kg。
6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。
7）辛烷值ASTM：130。
8)无色、无味、无毒、无腐蚀性。
9）体积约为同量气态天然气体积的1/600。
LNG用途车用：LNG是一种清洁、高效的能源，其作为优质的车用燃料，与汽油相比，具有抗爆性能好、发动机寿命长、燃料费用低、环保性能好、储存效率高、安全性好等优点。
城市燃气：LNG可以有效供应管网没有辐射到的地区，并且可以有效缓解城市燃气用气高峰情况下的调峰需求。
季节变化等因素导致用气不均匀性明显，调峰需求突出，各地区城市燃气纷纷建设LNG调峰储备设施，缓解用气不均匀情况。
工业燃料、发电：LNG运输灵活，在管道未辐射情况下，加装气化装置供应工业用户、电厂。
LNG发电在环保、调峰等方面相对于传统电厂具有决定优势，新兴的分布式能源是未来发展方向。
冷能利用：冷能是在自然条件下，利用一定温度差所得到的能量。
在LNG气化过程中，约能产生870Kj/Kg的低温能量。
液化天然气的低温特性
液化天然气的低温特性1.引言液化天然气（LNG）是通过将天然气通过低温（-162°C）致密度，使其体积减小了600倍，便于运输和储存。
LNG的输送是一个复杂的过程，涉及液化和气化之间的转换。
其中，液化是非常重要的一步。
本文将从低温理论出发，探讨液化天然气的低温特性。
2.液态天然气的物理性质液化天然气（LNG）是液态天然气。
液态天然气是我们熟知的物质之一，质量大约为1/600的气体。
当天然气被液化时，它的密度可以增加约600倍。
因此，LNG的用途非常广泛，包括运输、发电、供暖、烹饪、制造化学品和石油产品等领域。
液态天然气的物理性质如下：•密度：在常压下，液态天然气的密度约为425 kg/m³，比重约为0.425 g/mL。
•沸点：液态天然气的沸点约为-162°C，对应的绝对零度温度为111 K。
•比热容：液态天然气的比热容为2.24 kJ/(kg·K)。
•热导率：液态天然气的热导率很低，约为0.025 W/(m·K)。
•粘度：液态天然气的粘度很低，约为0.14×10-3 Pa s。
3.液态天然气的低温特性液态天然气的低温特性是LNG工业中的一个重要问题。
一方面，液态天然气需要保持在极低的温度下（-162°C）以保持其液态状态；另一方面，低温条件会带来一系列问题，如蒸发损失和冷却效应。
3.1 温度控制液态天然气的温度必须控制在-162°C以下，否则它将蒸发为天然气。
在LNG储罐中，温度可以通过以下方式进行控制：•储罐的内部可以涂上特殊材料，以充当隔热层，从而防止液态天然气受到外部温度的影响。
•储罐中经常注入液态氮或液态天然气，以保持低温状态。
3.2 蒸发和损耗尽管液态天然气需要处于极低的温度下，但它还是会在一定程度上蒸发。
蒸发量取决于如下因素：•储罐的温度•储罐的压力•储罐的大小•储罐的材料•储罐中气体的组成等。
通常情况下，液态天然气的蒸发损耗占总量的1%~2%。
液化天然气的使用
1气瓶简介
气瓶系统简介
气瓶所有的外部管路、阀件都设置在气瓶的一端，并用保护环或
保护罩进行防护。阀门系统的设置能够满足液化天然气的充装和 供给。
内胆设置了两级安全阀（管路系统中）会在内胆超压时起到
保护的作用。在超压情况下主安全阀(Svp)（开启压力为1.75MPa， 250psi）首先打开，其作用泄放由于绝热层和支撑正常的漏热损 失导致的压力上升、或真空遭破坏后以及在失火条件下的加速漏 热导致的压力上升。副安全阀(Svs)（开启压力为2.9MPa，420psi） 的压力设定比主安全阀高，在主安全阀失效或发生堵塞时，副安 全阀启动。
利用化学反应来灭火。需要熟练的操作，如有障碍物的，灭 火是不可能的 利用化学反应来灭火。需要熟练的操作，如有障碍物的，灭 火是不可能的 使液化天然气与火焰隔绝，减少火焰大小，从而使蒸发量降 低 可以控制但不能灭火，直接喷到液化天然气上将增大蒸汽和 火焰的高度，对没有气体的火焰比较适合
控制没有气体的火焰，冷却附近设备
熟悉液化天然气
• 要使用 LNG
– 必须气化低温液体并使其提升到工 作温度。
– 为了供给发动机充足的压力，必须 调节并维持罐内压力。
• 气化。
– 燃料离开罐后流经一个利用发动机 冷却液使燃料汽化的热交换器。高 压调节器用来维持供至发动机的规 定气压。
熟悉液化天然气
• 罐排气
– 储存罐设计可在规定压力下工作。 如果罐内压力升高至预计水平以上， 会先将气体排到排气管。这种气体 是纯甲烷，因为甲烷有着先气化然 后升到罐上部的趋势。
警告： 保护眼睛和暴露的皮肤 保持设备所在区域通风良好 在维修或保养设备时确保系统已泄压 远离易燃品、电火花、火源
安全防护
冷灼伤时的处理方法 1. 当皮肤与低温表面粘接时，可用热水加热方法使皮肉解冻，然后再挪开 冻结部位，并将伤员 移至温暖的地方（约20℃）。 2. 除去所有妨碍冻伤部位血液循环的衣物。 3. 将冻伤的部位立即进行水浴，水温要求40~45℃，不允许使用干燥或直接 加热的方式；如果 水温超过45℃，就会加剧损伤冻伤区的身体组织。 4. 立即将伤员送往医院做进一步治疗。 5. 如果伤员大面积冻伤，且体温已经下降，就需要将伤者浸泡在40~45℃的 水中，再尽快将伤 者送往医院。 6. 冻伤的身体部位在加热后开始疼痛、肿胀，如果伤势不严重，应当对冻 伤部位进行缓慢、持 续地加热，直至皮肤由灰白色变成粉红色或红色。 7. 伤员不许抽烟、喝酒，这样会减少流往冻伤组织的血液量、注射破伤风 针，防止感染。
液化天然气的一般特性
液化天然气的一般特性 GB/T 19204-2003前言本标准等同采用CEN BS EN 1160：1997“Installations and equipment for liquefied natural gas—General characteristics of liquefiednatural gas"(液化天然气装置和设备液化天然气的一般特性)。
为便于使用者查阅原文，本标准的排版基本与原文相同，末做变动。
为保证标准的实施，对易发生混淆的部分给予英文(原文)注解。
关于计量单位，本标准以法定计量单位为主，即法定计量单位值在前，非法定计量单位的相应值标在其后的括号内。
本标准的附录A、附录B为资料性附录。
本标准由中国海洋石油总公司提出。
本标准由全国天然气标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：中海石油研究中心开发设计院、中国石油西南油气田分公司天然气研究院、中国石油天然气集团公司华东勘察设计研究院、中国石化股份有限公司中原油田分公司。
本标准主要起草人：付昱华、张邦楹、徐晓明、吴瑛、罗勤。
CEN前言本标准由从事液化天然气装置和设备的CEN／TC 282技术委员会编制，该委员会的秘书处由法国标准化组织协会管理。
本标准最迟于1996年12月，应以同样的原文发表，或是以签注认可的方式确定其具有国家标准的地位，与其相冲突的国家标准同时应予以撤消。
根据CEN／CENELEC的内部规章，下列国家的国家标准组织须执行本标准：奥地利，比利时，丹麦，芬兰，法国，德国，希腊，冰岛，爱尔兰，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，葡萄牙，西班牙，瑞士，瑞典，英国。
1 范围本标准给出液化天然气(LNG)特性和LNG工业所用低温材料方面以及健康和安全方面的指导。
本标准也可作为执行CEN／TC 282技术委员会(液化天然气装置和设备)的其他标准时的参考文件。
本标准还可供设计和操作LNG设施的工作人员参考。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
液化天然气手册译著
液化天然气手册译著一、液化天然气的基础知识 (1)1.1液化天然气的定义与组成 (1)1.2液化天然气的物理性质 (1)二、液化天然气的生产工艺 (2)2.1原料气的预处理 (2)2.2液化工艺 (2)三、液化天然气的储存 (2)3.1储存设备类型 (2)3.2储存安全措施 (2)四、液化天然气的运输 (3)4.1海上运输 (3)4.2陆地运输 (3)五、液化天然气的接收终端 (3)5.1接收终端的功能与组成 (3)5.2接收终端的运营管理 (3)六、液化天然气的应用 (3)6.1发电领域的应用 (3)6.2工业和民用领域的应用 (4)七、液化天然气的环境影响与应对措施 (4)7.1环境影响 (4)7.2应对措施 (4)八、液化天然气行业的发展趋势 (4)8.1技术创新趋势 (4)8.2市场发展趋势 (4)一、液化天然气的基础知识1.1液化天然气的定义与组成液化天然气（LNG）是将天然气经过净化、低温液化而成的产物。
其主要成分为甲烷，还包含少量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类物质以及微量的氮、二氧化碳等非烃类气体。
这些成分的比例不同会影响LNG的物理和化学性质，例如热值、密度等。
了解其组成对于LNG的生产、储存、运输和使用具有关键意义。
1.2液化天然气的物理性质LNG具有特殊的物理性质。
它在常温常压下为气态，但在低温高压下会液化。
其密度比气态天然气大得多，大约是水的45%左右。
LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性。
它的沸点极低，通常在162℃左右，这一特性决定了LNG在储存和运输过程中需要特殊的低温设备，以保证其保持液态状态。
二、液化天然气的生产工艺2.1原料气的预处理原料气预处理是LNG生产的重要环节。
首先要对天然气进行脱硫处理，因为硫的存在会腐蚀设备并且在低温下可能形成固体堵塞管道。
还需脱除二氧化碳、水等杂质。
脱除二氧化碳可采用化学吸收法或物理吸附法等多种方法，脱水通常采用分子筛吸附等方式，以保证原料气达到LNG生产所需的纯度要求。
液化天然气
液化天然气液化天然气（Liquefied Natural Gas）简称LNG，是通过脱水、脱硫、去除杂质及重烃类，在常压下冷却至约-162℃而成的液态天然气。
LNG组分纯净，无色、无味、无毒且无腐蚀性，能量密度大，便于携带和运输，是一种经济性清洁能源，广泛应用于交通运输、工商业、城市高峰调峰等领域。
一、LNG物理化学特性1、组成LNG是以甲烷为主要组分的烃类混合物，其中含有通常存在于天然气中少量的乙烷、丙烷、氮等其他组分。
2、密度LNG的密度取决于其组分，通常在430kg／m3—470kg／m3之间，但是在某些情况下可高达520kg／m3。
密度还是液体温度的函数，其变化梯度约为1.35kg／m3〃℃。
3、温度LNG的沸腾温度取决于其组分，在大气压力下通常在-166℃到-157℃之间。
沸腾温度随蒸气压力的变化梯度约为1.25×10-4℃／Pa。
4、LNG的蒸发（1）蒸发气的物理性质LNG作为一种沸腾液体大量的储存于绝热储罐中。
任何传导至储罐中的热量都会导致一些液体蒸发为气体，这种气体称为蒸发气。
其组分与液体的组分有关。
一般情况下，蒸发气包括20％的氮，80％的甲烷和微量的乙烷。
其含氮量是液体LNG中含氮量的20倍。
当LNG蒸发时，氮和甲烷首先从液体中气化，剩余的液体中较高相对分子质量的烃类组分增大。
对于蒸发气体，不论是温度低于-113℃的纯甲烷，还是温度低于-85℃含20％氮的甲烷，它们都比周围的空气重。
在标准条件下，这些蒸发气体的密度大约是空气密度的0.6倍。
（2）闪蒸如同任何一种液体，当LNG已有的压力降至其沸点压力以下时，例如经过阀门后，部分液体蒸发，而液体温度也将降到此时压力下的新沸点，此即为闪蒸。
由于LNG为多组分的混合物，闪蒸气体的组分与剩余液体的组分不一样，其原因与闪蒸汽所述的原因类似。
作为指导性数据，在压力为1×105Pa～2×105Pa时的沸腾温度条件下，压力每下降l×l03Pa，1m3的液体产生大约0.4kg的气体。
一、低温温液体的特性及其危害性介绍
一、低温温液体的特性及其危害性介绍低温液体主要指液氧、液氮、液氩和液化天然气等，在一个标准大气压下，它们的沸点分别为：液氧-183℃、液氮-196℃、-186℃、LNG-162℃，当其与人的皮肤、眼睛接触时会引起冻伤（冷烧伤）。
低温液体汽化为气体时，体积会迅速膨胀，在0℃，1个标准大气压下，液体汽化为气体的液气体积之比为：氧为1：800、氮为1：647、氩为1：780、LNG为1：625。
在密封容器内，因液体汽化使压力升高，易引起容器超压危险。
液氧和气氧是一种强助燃剂，与可燃物接触、混合时，有燃烧、爆震的危险；氮气、氩气是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，有很强的窒息性，引起窒息危险。
LNG和天然气是无毒、无味的，它容易引起窒息，同时它还有易燃易爆的特点，它的燃烧点是650℃，爆炸极限为5%～15%。
二、低温液体贮运设备的绝热方式介绍鉴于低温液体的特性，其储运方式有其特殊性，为了维持低温系统正常工作，需要将通过对流、传导和辐射等途径传递给低温液体的热量减少到尽可能低的程度。
低温绝热一般分成非真空绝热和真空绝热两大类型。
真空绝热又分高真空绝热、真空多孔绝热、高真空多层绝热等。
下面分别详细介绍一下：⑴非真空绝热，也称普通堆绝热，即在需要绝热的表面上装填或包覆一定厚度的绝热材料，以达到绝热的目的。
这类绝热目前仍在制冷装置、天然气液化与贮存装置、空气液化与分离等各种设备及管道中广泛地应用，在一些特大的液氢贮槽及试验设备中也采用这种绝热方式。
⑵高真空绝热亦称单纯真空绝热，一般要求在绝热空间保持 1.33×103Pa 以下压强的真空度，这样可以消除气体的对流传热和绝大部分的残余气体导热，达到良好的绝热效果。
其广泛应用于液氧、液氮、液氩、液空的贮存，各种试验设备及管道中，空验次数频繁，要求降温与温快的实验装置中，但由于高真空绝热空间的高真空度的获得与保持比较困难，一般在大型装置中很少采用。
⑶真空多孔绝热是在绝热空间充填多孔性绝热材料（粉末或纤维），再将绝热空间抽至一定真空度的一种绝热形式，由于真空多孔绝热，所要求的真空度不高，约为1～10Pa左右，而绝热性能又比堆积绝热优两个数量级，比高真空绝热优一个数量级，因此广泛应用于大、中型低温液体容器中，其最大的缺点是要求夹层间距大，结构复杂机而笨重。
液化天然气(LNG)理化特性简介
液化天然气（LNG）理化特性简介一、LNG的定义及组成液化天然气是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再通过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物。
天然气是一种混和物，通过制冷液化后，LNG就成为含甲烷（96%以上)和乙烷（4%）及少量C3-C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
二、LNG的基本性质LNG的性质随组分变化而略有不同，一般商业LNG的基本性质为：在-162℃与0.1MPa下，LNG为无色无味无腐蚀性的液体，其密度约为0.43t/m3，燃点为650℃，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，热值一般为37.62MJ/m3，在-162℃时的汽化潜热约为510kJ/kg，爆炸极限为5%-l5%，压缩系数为0.74-0.82。
三、LNG的特性1.LNG的蒸发LNG储存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的LNG汽化为气体，这种气体被称为蒸发气。
LNG蒸发气的组成主要取决于液体的组成，一般含氮气20%（约为LNG中N2含量的20倍），甲烷80%及微量乙烷，对于纯甲烷而言，-113℃以下的蒸发气比空气重；对于含有氮气20%的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气比空气重。
2.LNG的溢出与扩散LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。
蒸发气沿地面形成一个层流，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。
这可作为蒸发气移动方向的LNG指南，也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。
3.LNG的燃烧与爆炸LNG具有易燃易爆特性，在-162℃低温条件下其爆炸范围为5%-15%（体积百分比）；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增加而降低，纯甲烷的着火温度为650℃。
四、LNG的优点1.安全可靠LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍；LNG的相对密度为0.43左右，汽油为0.7左右，比空气轻，即使稍有泄露，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。
天然气理化特性表和液化天然气理化特性表
特别警 示
极易燃气体。
理
化
特
性
无色、无臭、无味气体。微溶于水，溶于醇、乙醚等有机溶剂。分子量16.04，熔点-182.5℃，沸点-161.5℃，气体密度0.7163g/L，相对蒸气密度（空气=1）0.6，相对密度（水=1）0.42(-164℃)，临界压力4.59MPa，临界温度-82.6℃，饱和蒸气压53.32kPa(-168.8℃)，爆炸极限5.0%～16%（体积比），自燃温度537℃，最小点火能0.28mJ，最大爆炸压力0.717MPa。
毒性：LNG和天然气是无毒的。
气味：无气味。
组分
LNG是以甲烷为主要成分的烃类混合物，其中含有通常存在于天然气中少量的乙烷、丙烷、氮等其它组分。
物理性质
LNG作为一种沸腾液体大量的储存于绝热储罐中，任何传导至储罐中的热量都会导致一些液体蒸发，一般情况下，蒸发气包括20%的氮，80%的甲烷和微量乙烷。
液化天然气理化特性表
理
化
特
性
相对分子量（kg/kmol）：16.41 沸点温度/℃：-162.6
密度/（kg/m3）131.6
0℃t 101.325Pa条件下单位体积和液体生成的气体体积/（m3/m3）:590
0℃t 101.325Pa条件下单位质量和液体生成的气体体积/（m3/103kg）:1.367
密度
LNG的密度取决于其组分，通常在430kg/m3～470kg/m3之间。
温度
LNG的沸腾温度取决于其组分，在大气压力下通常在-166℃～-157℃之间。
主要用途：主要用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等燃烧和爆炸危险性】
极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸危险。
液化天然气低温管道的应力分析
液化天然气低温管道的应力分析
液化天然气低温管道的应力分析
摘要：随着城市的迅速发展，人民生活水平的不断提升，对能源利用要求也越来越高了。
于是，液化天然气在那些高压管线短时间内或最终无法敷设到城镇得到了迅速发展。
本文重点分析了液化天然气低温管道中的冷收缩量及产生的应力、简单分析常用的补偿方式、重点分析了方形补偿器的应用。
关键词：液化天然气；管道冷收缩；补偿器
中图分类号：tu996.7文献标识码： a 文章编号：
1、引言
液化天然气是在常压下将天然气冷却到-162℃形成的，其体积为气态的1/600～1/625，便于输送及储存。
液化天然气低温管道逐渐成为一种常见的管道了。
由于管道安装温度一般为20℃，而管道运行前需采用-196℃的液氮来预冷，因此考虑管道设计温度为
-196℃。
根据热胀冷缩的原理，输送液化天然气的管道在这么高的温差下，一定会产生较大的冷收缩量和应力，从而拉断管道或设备，造成天然气泄漏或引发天然气爆炸等事故。
因此，在生产过程中我们常采用管道自然弯曲所具有的柔性来消除由温差引起的管道应力，但为了确保管道运行安全，往往会人为的增设方形补偿器。
液化天然气管道安装完毕，投入运行后，常因温度变化较大而产生冷紧。
温度变化有两方面的因素，一方面是由于环境温度的变化，冬季和夏季的温差可达到30℃以上；另一方面是由于管道本身。
LNG分析报告
关于LNG的分析报告技术科液化天然气（LNG）是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再经过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物。
不同LNG工厂生产的产品组成不同，这主要取决于气源气组成和生产工艺。
一般来说，LNG的主要组分为甲烷，还有少量的乙烷，丙烷，丁烷和N2等惰性组分。
在-162℃与0.1MPa下为无色无味液体，密度约为430kg/m³，燃点为650℃，热值一般为37.62MJ/ m³，在-162℃时的汽化潜热约为510KJ/kg，爆炸极限为5%~15%，压缩系数为0.740~0.820。
LNG不同于一般的低温液体，它还具有以下特性：1）LNG的蒸发。
LNG储存在绝热储槽中，任何热量渗透到罐中，都会导致一定量的LNG汽化为气体，这种气体称为蒸发气。
蒸发气的组成主要取决于液体的组成，它一般含氮气20%（约为LNG中N2含量的20倍），甲烷80%及微量乙烷。
2）LNG的溢出与扩散。
LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。
蒸发气沿地面形成一个层流，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，这可作为蒸发气移动方向的指南，也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。
3）LNG的燃烧和爆炸。
LNG具有天然气的易燃易爆特性，在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为6%~13%（体积百分比）；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增加而降低，纯甲烷着火温度为650℃。
目前，LNG技术已经成为一门新兴工业正在迅猛发展。
其主要优点表现在以下几个方面：1）安全可靠。
LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；爆炸极限比汽油高2.5~4.7倍；相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，它比空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。
因此，LNG安全可靠。
浅谈LNG液化工厂工艺操作要点
浅谈LNG液化工厂工艺操作要点一、LNG的特性天然气的主要成分是甲烷，其临界温度为190.58K，在常温下不能靠加压将其液化，需经过预处理，脱出二氧化碳、硫化物、水、重烃等杂质后，在常压下深冷到-162℃，实现液化。
液化天然气的特点是：1、温度低在大气压力下，LNG沸点都在-162℃左右。
在此低温下LNG蒸气密度大于环境空气。
通常LNG是一种沸腾液体储存在绝热储罐中，任何传入储罐的热量都将导致一定量的液体蒸发为气体。
蒸发温度低于-113℃时，其组分几乎为纯甲烷，温度升到-85℃时或甲烷中约含氮气20%。
这两种情况下，蒸发气密度均大于空气。
而标准状况下蒸发气密度仅为空气的60%。
2、液/气密度比大1体积液化天然气的密度大约是1体积气态天然气的600倍，也即1体积液化天然气大致能转化为600体积的气体。
3、具有可燃性一般环境条件下，天然气和空气混合的云团中，天然气含量在5%-15%（体积）范围内可引起着火，其最低可燃下限（LEL）为4%。
游离云团中的天然气处于低速燃烧状态，云团内形成的压力低于5Kpa，一般不会造成很大的爆炸危害。
但若周围空气有限，云团内部有可能形成较高的压力波。
二、天然气的净化原料气调压计量单元的主要任务是将管网来的天然气经原料过滤分离器分离夹带的液体、机械杂质，调压并计量后进入原料压缩机入口。
为稳定原料气压缩机入口压力，原料压缩机出口回入口的防喘振线，保证原料气压缩机入口压力稳定。
原料气压缩单元的主要任务是将管路来的2.8MPa天然气增压到6.03MPa，以满足天然气液化时的压力要求。
脱酸系统的主要任务是脱除天然气中的CO2、H2S等酸性气体。
天然气中含的酸性气体会在冷箱内变成固态，堵塞管道影响液化装置的正常生产。
脱硫脱汞、脱水脱重烃系统的主要任务是脱除天然气中的硫化物、汞、水及重烃等杂质。
汞和硫化物的存在会导致铝制换热器及管道产生严重腐蚀和堵塞。
水分会导致冷箱结冰阻塞管路影响液化正常进行。
液化天然气的理化性质列表
液化天然气的理化性质列表
液化天然气是一种可用于能源生产和储运的天然气形式。
以下
是液化天然气的一些理化性质列表：
1. 沸点：液化天然气的沸点通常在-162℃左右。
在这个温度下，天然气被冷却和压缩，转化为液体状态。
2. 密度：液化天然气的密度相对较高，约为液态水的一半。
由
于其高密度，液化天然气能够以较小的体积存储和运输。
3. 温度稳定性：液化天然气在低温下具有良好的温度稳定性。
这使得液化天然气可以在不失去大部分能量的情况下长时间储存和
运输。
4. 燃烧性能：液化天然气在燃烧时产生较少的污染物和温室气体。
与其他燃料相比，它的燃烧效率更高，并且能够减少大气污染。
5. 可燃性：液化天然气是易燃物质，能够快速燃烧并释放大量热能。
因此，在处理和运输液化天然气时，必须采取严格的安全措施。
6. 成分：液化天然气主要由甲烷组成，但还可能含有少量的乙烷、丙烷和丁烷等其他气体。
这些成分的比例可以根据天然气来源和处理过程的不同而有所变化。
以上是液化天然气的一些主要理化性质。
了解这些性质有助于更好地理解和管理液化天然气的生产、储存和运输过程。
LNG特性
液化天然气（LNG）基础知识1、LNG的基本参数※LNG是英文Liquefied Natural Gas的简称，即液化天然气。
LNG是以为主的液态混合物，是由天然气经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳、CH4水等杂质后，深冷至-162℃，液化而成。
※常压下的沸点温度为-162℃，气液比为625：1， 1立方米LNG气化后可得到约625立方米天然气。
※其液体密度通常在426～470kg/m3之间。
※当液化天然气由液态蒸发为冷的气体时，其密度为1.5Kg/m3。
沿着液面和地面扩散，吸收水与地面的热量以及大气与太阳的辐射热，形成白色云团。
※温度高于-107℃时，气体密度比空气小，容易在空气中扩散。
※气化潜热为510.25KJ/ m3。
※气化后的气体常压密度为0.76 Kg/m3。
※LNG蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，在室温下的爆炸极限5%～15%，在-162℃左右时的爆炸极限6%～13%。
※天然气无毒、无味、无色，泄漏到空气中不宜发觉。
※常温天然气的燃点650℃。
2、LNG的潜在危险性（1）燃烧的危险性天然气与空气的混合物在一定条件下产生燃烧的三个条件：可燃物、点火源、氧化剂（空气），尽量防止三个条件同时存在。
点火源：包括明火、无遮挡的强光、点燃的香烟、电火花（电动工具、手机通话）、物体撞击发出的火花（工具或机械零件掉落、鞋的摩擦、铝制品的工具与生锈的钢铁撞击）、静电（尼龙类衣物、流体在管道中摩擦）、高温表面、发动机排气等。
在爆燃区应避免上述点火源，如果非要在爆燃区内使用明火，必须经过批准，同时使用可燃气体检测器来监控大气中可燃气体的含量。
防止产生静电的跨接线（板）以及防雷防静电接地装置严禁拆卸，为防止静电产生卸车时流速不能太快。
操作人员的防护装备应齐备（防护服、安全鞋、耐低温手套、护目镜、安全帽）（2）LNG低温的危险性LNG泄漏或溢流后会急剧气化，其周围大气中的水蒸气被冷凝成“雾団”，形成的LNG蒸汽云团能使人窒息，蒸汽云团在进一步与空气的混合过程中完全气化。
液化天然气的低温特性
液化天然气的低温特性LNG的低温常压储存是在液化天然气的饱和蒸气压接近常压时的温度进行储存，也即是将LNG作为一种沸腾液体储存在绝热储罐中。
常压下LNG的沸点在」62目左右，因此LNG的储存、运输、利用都是在低温状态下进行的。
低温特性除了表现在对LNG系统的设备、管逍的材料要注意防止低温条件下的脆性断裂和冷收缩对设备和管路引起的危害外，也要解决系统保冷、熬发气处理、泄漏扩散以及低温灼伤等方而的问题。
一、隔热保冷LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数小、密度低、吸湿率和吸水率小、抗冻性强的要求，并在低温下不开裂、耐火性好、无气味、不易霍烂、对人体无害、机械强度髙、经久耐用、价格低廉、方便施工等要求。
二、蒸发特性LNG是作为沸腾液体储存在绝热储罐中。
外界任何传入的热虽:都会引起一左量液体蒸发成为气体，这就是蒸发气(BOG)。
蒸发气的组成与液体组成有关。
标准状况下蒸发气密度是空气的60%。
当LNG压力降至沸点压力以下时，将有一泄量的液体蒸发而成为气体，同时液体温度也随之降到其在该压力下的沸点，这就是LNG的闪蒸。
通过烧类气体的气液平衡讣算，可得到闪蒸气的组成及气量。
当压力在100〜200kPa 范围内时,lm3处于沸点下的LNG每降低lkPa压力时，闪蒸出的气量约为0.4kg°当然,这与LNG的组成有关，以上数据可作估算参考。
由于压力、温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气的处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。
三、泄漏特性LNG倾倒在地面上时，起初迅速蒸发，然后当从地而和周国大气中吸收的热疑与LNG蒸发所需的热屋平衡时便降至某一固定的蒸发速度。
该蒸发速度的大小取决于从周国环境吸收热量的多少。
不同表而由实验测得的LNG蒸发速度如表2-4[2]所示。
表2-4LNG蒸发速度kg/(m2-h)材料60s后蒸发速度骨料480湿沙240干沙195190标准混凝土130轻胶体混凝土65LNG泄漏到水中时产生强烈的对流传热，以致在一立的面积内蒸发速度保持不变。
液化天然气安全技术
引发爆炸：液化天然气泄漏后，一旦遇到明火或高温，容易发生爆炸，造成人员伤亡和财产损 失。
环境污染：液化天然气泄漏会对周围环境造成严重污染，影响生态平衡和人类健康。
能源浪费：液化天然气泄漏会导致大量的能源浪费，影响能源的可持续发展。
经济损失：液化天然气泄漏会给相关企业和个人带来巨大的经济损失，影响经济发展和社会稳 定。
提高液化天然气市场的竞争力：液化天然气安全技术的提高可以降低液化天然气的生产、运 输和储存成本，提高液化天然气市场的竞争力。
减少空气污染：液化天然气燃烧后产生的污染物较少，有助于改善空气质量 降低温室气体排放：液化天然气作为清洁能源，可减少二氧化碳等温室气体的排放 保护生态环境：使用液化天然气可以减少对化石燃料的依赖，从而降低对生态环境的破坏 促进可持续发展：采用液化天然气安全技术有助于推动能源结构的转型，促进可持续发展
泄漏检测和处理：定 期进行泄漏检测，及 时发现和处理泄漏问 题，防止事故发生。
紧急处理措施：制定应 急预案，培训员工掌握 紧急处理措施，确保在 事故发生时能够迅速应 对。
安全操作规程：制定 详细的安全操作规程， 规范员工操作，避免 误操作导致的事故。
紧急切断：在发生泄漏或事故时，应立即关闭液化天然气进出口阀门，切断气源。 通风排气：迅速打开附近的所有窗户，使用排气扇等设备将泄漏的天然气排出室外。
案例三：某液化天然气储存设施发生火灾，消防部门迅速赶到现场，采取有效的灭火措施，成 功将火扑灭，确保了设施和周边人员的安全。
案例四：某液化天然气加气站发生泄漏事故，工作人员迅速采取紧急措施，关闭相关阀门，启 动应急预案，成功控制住泄漏，确保了加气站和周边人员的安全。
液化天然气储存和运输技术的改进，提高了安全性和效率。 智能化监控和预警系统的应用，有效预防和应对安全事故。 新型材料和工艺的研发，增强了液化天然气储罐和管道的安全性能。 国际合作和标准化建设的加强，推动了液化天然气安全技术的共同进步。
LNG组成与特性
LNG组成与特性编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（LNG组成与特性）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为LNG组成与特性的全部内容。
液化天然气（LNG）的组成1.1。
1 液化天然气(LNG）的概念液化天然气简单地说就是液化了的天然气，它是天然气经脱水、脱除酸性气体等净化处理后，经节流膨胀及外加冷源的方法逐级冷却,在约-1620C液化而得到。
液化天然气的英文为：liquefied natural gas，缩写为LNG。
1.1.2 液化天然气（LNG）的组成液化天然气是一种液态状况下的无色流体，主要由甲烷组成，组分可能含有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然气中的其他组分.某些典型液化天然气(LNG）气源组分见表2-4、2—5。
表2-4 我国生产和进口的典型液化天然气组成表2-5 世界主要基本负荷型LNG工厂产品组成（mol％)资料来源：World LNG Outlook, 1999 Edition, Cedigaz。
1.1。
3 甲烷的基本性质,分子结构是正四面体空间构型,是作为液化天然气主要组分的甲烷，其分子式为CH4最简单的烷烃，常温常压下为无色无味的极难溶于水的可燃气体。
甲烷基本无毒，但浓度过高时，能使空气中的含氧量明显降低，使人窒息。
当空气中甲烷含量达25%～30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速，若不及时脱离，可致窒息死亡。
气态甲烷在不同温度压力下的密度、液态甲烷的密度、液态甲烷的气化潜热、液态甲烷的蒸气压分别见表2-6、2—7、2-8、2-9 [2]。
表2-6 气态甲烷在不同温度压力下的密度表2—7 液态甲烷的密度表2—8 液态甲烷的气化潜热表2—9 液态甲烷的蒸气压1.1。
液化天然气安全基础知识
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天然气的基础知识
• 天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质
变化作用，在不同地质条件下生成、转移，在一 定的压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优 质可燃气体。
• 成分:天然气主要以甲烷（CH4）为主，同时含有
少量的丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烃类气 体，氮、二氧化碳、硫化氢及微量的氢、氦、氩 等非烃类气体。各个地方的天然气的形成过程不 尽相同，所以成分也不完全一样。
能够燃烧的物品。
• （2）在液化天然气设备维修、充装、存储地区不允许烟火进入。 • （4）在拆卸零件维修时需给液化天然气气瓶排空、卸压。 • （5）配备适当干粉灭火器。推荐用灭火介质为碳酸钾的灭火器。 • （6）周围应有足够的水源。水源的目的是用来降温，而非灭火。
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LNG的燃烧特性
• 燃烧速度
燃烧速度是火焰在可燃气体混合物中的传递速 度。燃烧速度也称为点燃速度或火焰传播速度。 天然气的燃烧速度比较低，其最高燃烧速度只有 0.3m/s。一般游离云团中的天然气处于低速燃烧 状态，云团内形成的压力低于5kPa，不会造成很 大的爆炸危害。但若周围空间有限，云团内部有 可能形成较高的压力波。
• 一般外观
由于它的低沸点，当观察时，液体常常有强烈的沸腾；当 暴露到大气中时，由于空气中水蒸气的凝结，将见到大量 的蒸汽云。
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因为天然气的主要成分是甲烷，而甲烷的临界温度是 190.58K(-82.57℃),在常温下，不能靠加压将其液化，而是 经过预处理，脱除重质烃、硫及硫化物、水和二氧化碳等杂 质后，在常压下深冷到-162℃，实现液化。
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2020版液化天然气的低温特性
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
2020版液化天然气的低温特性
LNG的低温常压储存是在液化天然气的饱和蒸气压接近常压时的温度进行储存，也即是将LNG作为一种沸腾液体储存在绝热储罐中。
常压下LNG的沸点在-162℃左右，因此LNG的储存、运输、利用都是在低温状态下进行的。
低温特性除了表现在对LNG系统的设备、管道的材料要注意防止低温条件下的脆性断裂和冷收缩对设备和管路引起的危害外，也要解决系统保冷、蒸发气处理、泄漏扩散以及低温灼伤等方面的问题。
一、隔热保冷
LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数小、密度低、吸湿率和吸水率小、抗冻性强的要求，并在低温下不开裂、耐火性好、无气味、不易霉烂、对人体无害、机械强度高、经久耐用、价格低廉、方便施工等要求。
二、蒸发特性
LNG是作为沸腾液体储存在绝热储罐中。
外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成为气体，这就是蒸发气(BOG)。
蒸发气的组成与液体组成有关。
标准状况下蒸发气密度是空气的60%。
当LNG压力降至沸点压力以下时，将有一定量的液体蒸发而成为气体，同时液体温度也随之降到其在该压力下的沸点，这就是LNG 的闪蒸。
通过烃类气体的气液平衡计算，可得到闪蒸气的组成及气量。
当压力在100～200kPa范围内时，1m3
处于沸点下的LNG每降低1kPa压力时，闪蒸出的气量约为0.4kg。
当然，这与LNG的组成有关，以上数据可作估算参考。
由于压力、温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气的处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。
三、泄漏特性
LNG倾倒在地面上时，起初迅速蒸发，然后当从地面和周围大气中吸收的热量与LNG蒸发所需的热量平衡时便降至某一固定的蒸发速度。
该蒸发速度的大小取决于从周围环境吸收热量的多少。
不同表面由实验测得的LNG蒸发速度如表2-4[2]
所示。
表2-4LNG蒸发速度kg/(m2 ·h)
材料
60s后蒸发速度
骨料
480
湿沙
240
干沙
195
水
190
标准混凝土
130
轻胶体混凝土
65
LNG泄漏到水中时产生强烈的对流传热，以致在一定的面积内蒸发速度保持不变。
随着LNG流动泄漏面积逐渐增大，直到气体蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。
泄漏的LNG开始蒸发时，所产生的气体温度接近液体温度，其密度大于环境空气。
冷气体在未大量吸收环境空气中热量之前，沿地面形成一个流动层。
当从地面或环境空气中大量吸收热量以后，温度上升时，气体密度小于环境空气。
形成的蒸发气和空气的混合物在温度继续上升过程中逐渐形成密度小于空气的云团。
云团的膨胀和扩散与风速和大气的稳定性有关。
LNG泄漏时，由于液体温度很低，大气中的水蒸气也被冷凝而形成“雾团”，这是可见的，可以作为可燃性云团的示踪物，指示出云团的区域范围。
泄漏的LNG以喷射形式进入大气，同时进行膨胀和蒸发，还进行与空气的剧烈混合。
大部分LNG包在初始形成的类似溶胶的云团之中，在进一步与空气混合的过程中完全气化。
LNG与外露的皮肤短暂地接触，不会产生什么伤害，可是持续地
接触，会引起严重的低温灼伤和组织损坏。
四、储存特性
(一)分层
LNG是多组分混合物，因温度和组分的变化会引起密度变化，液体密度的差异使储罐内的LNG发生分层。
一般，罐内液体垂直方向上温差大于0.2℃、密度差大于0.5kg/m3
时，认为罐内液体发生了分层。
LNG储罐内液体分层往往是因为充装的LNG密度不同或是因为LNG氮含量太高引起的。
(二)翻滚
若储罐内的液体已经分层，被上层液体吸收的热量一部分消耗于液面液体蒸发所需的潜热，其余热量使上层液体温度升高。
随着蒸发的持续，一上层液体密度增大，下层液体密度减小，当上下两层液体密度接近相等时，分层界面消失，液层快速混合并伴随有液体大量蒸发，此时的蒸发率远高于正常蒸发率，出现翻滚。
翻滚现象的出现，在短时间内有大量气体从LNG储罐内散发出来，如不采取措施，将导致设备超压。
(三)快速相态转变(RPT)
两种温差极大的液体接触时，若热液体温度比冷液体沸点温度高1.1倍，则冷液体温度上升极快，表面层温度超过自发成核温度(当液体中出现气泡时)，此过程热液体能在极短时间内通过复杂的链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸气，这就是LNG或液氮接触时出现RPT现象的原因。
LNG溢入水中而产生RPT不太常见，且后果也不太严重。
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