探究天然气的液化工艺和储运安全性
韩冰
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韩冰,. 探究天然气的液化工艺和储运安全性[J]. 天然气进展,20225. DOI:10.12721/ccn.2022.157171.
摘要: 天然气作为当下人们日常生活不可或缺的重要能源之一,其液化工艺的选择及储运的安全性,直接影响到该能源的应用安全性及价值。本文在针对常用天然气液化处理工艺进行分析的同时,就如何保障天然气的安全储运进行了研究、探讨。
关键词: 天然气;液化处理工艺;安全储运
DOI:10.12721/ccn.2022.157171
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1、天然气的液化工艺分析

1.1级联式天然气液化工艺

该种天然气液化处理工艺早在20世纪60年代就已经出现了与之相关的各种装置,并得以在天然气液化处理中广泛应用。最为典型的级联式天然气液化处理系统分别由包含甲烷、乙烯、丙烷三类制冷剂的制冷系统所组成,且三个制冷循环系统内部的冷却器都包含了冷却、冷凝、液化、过冷四个环节,通过降压处理最终得到处于低温常压状态下的呈现液态化的天然气[1]。该种天然气液化处理工艺在经过多年的发展之后,其技术已经较为成熟,各个环节的操作技巧也相对较为稳定,能源消耗数量也得到了有效的控制。但是级联式的天然气液化处理工艺所需的设施和工作流程相对较为复杂,不但加大了初期的设施成本投入,后期的设施维护成本投入也有所提高。

1.2高压射流天然气液化工艺

高压射流天然气液化处理是在将天然气压力加大到20兆帕之后,通过使用循环水让其温度降低到40摄氏度,那些经过循环却并未冷液化的天然气,需要在经过T0-1换热器之后,将其温度控制在0摄氏度左右,随后交由制冷剂的预冷机组将天然气的温度预冷到零下38摄氏度,之后借助节流降温,针对剩余的未液化的天然气进行换热处理之后,通入原料气压缩机中进行压缩处理,经由映射器液化处理之后,得到液化状态的天然气。对原料具备较高气压数值以及甲烷含量天然气而言,高压射流天然气液化处理所需要的设施数量较少,且操作较为简便,但其能耗相对较高,且最终得到的天然气产品市场相对有限。

1.3混合制冷天然气液化工艺

混合制冷天然气液化处理是以级联式天然气液化处理为基础发展而来的,这项天然气液化处理技术通过组合将碳氢化合物为主的五类制冷剂,用以取代级联式液化处理工艺中的相互关联三个系统[2]。混合制冷天然气液化处理是以最终需要的天然气产品在成分、压力方面的要求为出发点,使用制冷剂针对天然气进行压缩、冷凝、分离、蒸发等操作,以此获得处于不同温度状态下的天然气冷量,从而为后续的冷去、液化环节奠定坚实的基础。使用这项技术进行天然气的液化处理,不但设施的配置难度较高,且相关数据计算也变得更为繁琐。

2、天然气的安全储运策略

2.1妥善完成准备工作

为了保障天然气材料储运环节的安全性,前期的各项准备工作必须要妥善完成。为了保障天然气大容量罐的储运安全性,选用的钢材不但需要具备较好的低温状态韧性及抵抗裂纹的能离开,更加需要具备较高的强度,铝合金、镍钢等都是当下大容量罐的常用建造材料。此外,储运罐内部的充注管路需要同时具备在灌、罐底充注的能力,以此避免液化天然气在储运过程中出现的分层问题。在针对储运罐实施第一次充注工作,需要对其实施堕化处理,将罐体内部原有的空气使用堕化气体进行置换处理,避免出现天然气和空气的混合问题。在将液化天然气灌注到储运罐的过程中,需要在其中预留出一定空间,严禁让整个储运罐完全充满天然气。此外,为了维护液化天然气运输过程的安全性,需要在储运罐内部设置真空安全装置,以便在实时检测大气压和罐压的同时,通过实时的气体排放合理控制罐内的压力数值[3]

2.2翻滚事故的预防措施

液化天然气储运的过程中,翻滚事故作为危害最大的一类事故,动态测量仪器出现故障、天然气成分出现变化,天然气提纯程度不满足相关标准的要求等都是导致翻滚事故发生的主要原因。为了维护液化天然气储运环节的安全性 ,则相关企业必须要重视对气源组成的比例变化进行有效控制,在进行天然气液化处理、加工的过程中,需要尽可能的选择身处同一片气田中的天然气源,以此来保障天然气的主要组成部分始终维持一致。而在设计储运罐的业务以及监控设备的过程中,需要以现代化的天然气应用监控要求作为出发点。为其配备数量足够的报警装置,并认真落实各个环节的安全管理工作。在天然气进料的过程中,需要以其密度数值作为出发点对进料方案进行合理的设计,一些密度相对较为小的天然气需要由储运管的下部进入其中,而密度相对较大的天然气则需要从顶部进行灌注,确保天然气能够在合理混合的前提下有效地避免出现翻滚现象。除此之外,储运罐需要在其多个位置上设置合理的测温点,确保能够实时针对罐内遇冷和正常状态下的温度变化进行合理的监控,以此预防翻滚事故的发生。

2.3合理选择储运材料

液化天然气在储运的过程中保存条件有着极其严格的要求。但在实际的运输过程中,因为所选择的运输方式和运动过程的振动频率存在一定的差异,都会对其储存的温度产生一定程度的影响,而一旦温度达到一定的变化程度的时候,液化天然气必然会出现泄漏的情况,如果泄漏的天然气与空气中的火焰在狭小的环境下发生反应之后,必然会出现爆炸事故。如此,需要合理选择液化天然气储运罐的设备材料。因为液化天然气的储运过程中有着低温的要求,必须要选择对于低温抵抗性较好的材料,并且这类材料不能在极高或者极低的温度变化过程中发生变形,以此有效防止液态天然气出现泄漏问题。同样,为了保障液化天然气运输过程中的安全性,储运设施的材料也需要进行合理选择,若使用槽车进行液态天然气的储运工作,则要在槽车内部进行合理的隔热设计,通过使用真空多层隔热的方式,配合真空复合绝缘材料的应用,确保以较低的产品投入取得较好的天然气储存效果,从而预防各类不良事故的发生。

3、总结

天然气作为一类国民日常生活中较为常用的能源,在其液化处理的过程中,需要根据气源的主要组成部分、产品的实际需求,从级联式液化处理、混合制冷处理等多项技术中做出合理选择。为了保障液化天然气储运过程的安全性,需要在合理控制其储运材料安全质量的同时,妥善做好所有的准备工作,并制定出相应的措施预防翻滚事故的发生。

参考文献

[1]贾思琦.液化天然气的储运问题与安全技术管理[J].住宅与房地产,2021(03):208-209.

[2]姜超.液化天然气储运的安全技术及管理要点分析[J].石化技术,2020,27(11):274-275.

[3]杜赵文.天然气的液化工艺和储运安全性初探[J].化工管理,2020(02):63-64.