04-最新LNG技术(储存)

L N G液化天然气储罐蒸发率的试验和计算液化天然气储罐蒸发率的试验和计算摘要：介绍了LNG储罐的一项重要技术参数——储罐蒸发率的定义及标准，并根据实际的操作情况，通过试验和计算2种方法对储罐蒸发率进行了测试和研究。

关键词：液化天然气储罐；蒸发率；静态蒸发率；试验；计算液化天然气简称LNG(Liquefied Natural Gas)，是天然气的液态形式。

它充分利用了天然气在常压和-162℃下液化后，体积可缩小到气态时的1/600这一性质，为天然气的高效输送提供了新的途径，也扩大了天然气的利用领域。

在液化天然气(LNG)工业链中，其储存是一个关键环节，液化后的天然气都要储存在站内储罐或储槽中。

在卫星型液化站和LNG接收站，都有一定数量和不同规模的储罐或储槽。

LNG槽船、槽车、罐式集装箱是主要的运输工具。

天然气是易燃易爆的燃料，而LNG的储存温度很低，因此对其储存设备的安全、高效有严格要求。

随着LNG技术在我国的发展，国内许多相关设备制造厂和科研单位在LNG 储罐的设计和制造中积累了丰富的经验。

但是相关标准没有给出LNG储罐蒸发率的上限，文中介绍了对其试验和计算进行分析的结果。

1、LNG储罐静态蒸发率LNG储罐的主要性能指标有静态蒸发率、封结真空度、真空夹层漏率、真空夹层放气速率及真空夹层漏放气速率等。

储罐静态蒸发率能较为直观的反映储罐在使用时的保冷性能。

其定义为低温绝热压力容器在装有大于有效体积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效体积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下(20℃，101325Pa)的蒸发率值。

LNG储罐因用途、规模及地形等原因，选择的结构形式、绝热方式各不相同，对储罐蒸发率的要求也有不同。

以中小城市LNG城市卫星站大多采用的50m3及100m3带压LNG储罐为例，文献[1]和[2]对其静态蒸发率的要求见表1。

储罐蒸发率的性能指标可以通过测试(试验法)得到，也可在实际运行中根据运行数据计算(工况计算法)求得。

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二. 天然气液化技术
2）化学吸收法 化学吸收法是以碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸性气体（主要H2S、
CO2）反应生成化合物。当吸收了酸性气体的溶液温度升高，压力降低时， 该化合物又分解释放出酸性气体。 化学吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和碱性盐溶液法。 醇胺法 胺类溶剂：一乙醇胺（MEA），二乙醇胺（DEA），二异丙醇胺（DIPA），
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二. 天然气液化技术
醇胺的腐蚀性较高，对设备会造成腐蚀；
需要能耗高，溶剂损耗大。
MEA常用于酸性组分分压低的场合，属于伯醇胺，其反应能力， 挥发度和腐蚀性最强，可很容易将H2S含量降低到5mg/m3以下，但 MEA既可脱除H2S，也可脱除CO2，一般无选择性。
DEA与MEA相比，与H2S和CO2的反应热较小，碱性和腐蚀性较弱， 蒸发损失较小，投资和操作费用相对较低，但DEA对H2S也没有选 择性。
很多塑料、橡胶、有机材料浸入LNG后将变得粉碎； 低碳钢遇到低温度并受到应力时，将发生脆裂；一些为低温设计 的材料会随着温度的降低变得更加坚硬。 低温下的不锈钢、铝、黄铜、聚四氟乙烯的拉伸力和曲变力比在 室温下更高。
一. LNG的基本性质
物理性能对照
正常沸点 常压下液态密度 在沸点温度下蒸 气的比重 液体：蒸气膨胀
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一. LNG的基本性质
2）低温特性 隔热保冷：LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，
吸湿率和吸水率小，抗冻性强，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。 蒸发特性：LNG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气体，这就是蒸发气（BOG）。标 准状况下蒸发气密度是空气60%。当LNG压力降到沸点压力以下时， 将有一定量的液体蒸发成为气体，同时液体温度也随之降低到其 在该压力下的沸点，这就是LNG闪蒸。由于压力/温度变化引起的 LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问 题。

液化天然气LNG 技术知识点1、LNG 储存在压力为0.1MPa 、温度为-162℃的低温储罐内。

2、LNG 的主要成分是甲烷，含有少量的乙烷、丙烷、氮和其他组分。

3、液化天然气是混合物。

4、LNG 的运输方式：轮船运输、汽车运输、火车运输。

5、三种制冷原理：节流膨胀制冷、膨胀机绝热膨胀制冷、蒸气压缩制冷。

6、节流效应：流体节流时，由于压力的变化所引起的温度变化称为节流效应。

7、为什么天然气在有压力降低时会产生温降？ 当压力降低时，体积增大，则有0V T V T H P＞＞∂⎪⎭⎫⎝⎛∂∂，，故节流后温度降低。

8、LNG ：液化天然气。

9、CNG ：压缩天然气。

10、MRC ：混合制冷剂液化流程是以C 1至C 5的碳氢化合物及N 2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀，得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。

11、EC ：带膨胀机的天然气液化流程，是指利用高压制冷剂通过涡轮膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。

12、BOG ：蒸发气。

13、解释级联式液化工艺中三温度水平和九温度水平的差异？答：（1）三温度水平中的制冷循环只有丙烷、乙烯、甲烷三个串接；而九温度水平则有丙烷段、乙烯段、甲烷段各三个组成。

（2）九温度水平阶式循环的天然气冷却可以减少传热温差，且热力学效率很高。

（3）九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线更接近于实际曲线。

14、丙烷预冷混合制冷剂天然气液化为何要比无丙烷预冷混合制冷剂天然气液化优？答：既然难以调整混合制冷剂的组分来使整个液化过程都能按冷却曲线提供所需的冷量，自然便考虑采取分段供冷以实现制冷的方法。

C3/MRC 工艺不但综合了级联式循环工艺和MRC 工艺的特长，且具有流程简洁、效率高、运行费用低、适应性强等优点。

15、混合制冷剂的组成对液化流程的参数优哪些影响？（1）混合制冷剂中CH4含量的影响：天然气冷却负荷、功耗以及液化率均随甲烷的摩尔分数的增加而增加；（2）混合制冷剂中N2含量的影响：随着N2的摩尔分数的增加，天然气冷却负荷、液化率以及压缩机功率都将增加，但与甲烷的摩尔分数变化时相比更为缓慢；（3）混合制冷剂中C2H4含量的影响：随着乙烯的摩尔分数的增加，天然气冷却负荷、液化率以及压缩机功率都将降低；（4）混合制冷剂中C3H5含量的影响：随着丙烷的摩尔分数的增加，天然气冷却负荷、液化率以及压缩机功率都将降低。

……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………NFPA 59A液化天然气（LNG）生产、储存和装运标准（翻译稿）二〇〇二年十二月翻译：赵保才张秀泉杨华叶勇聂保京连家秀刘兆亮石立敏李晶仝淑月王修康李真茹李丽萍黄绍岩张辉李光杨全甫易旭辉王祥惠校审：赵保才杨华审定：杨志毅翻译说明翻译略去了——关于本文档的重要通知——特许政策——2001 NFPA版权，NFPA 59A的由来和发展——液化天然气技术委员会——索引对原文编辑错误和暂定修正，翻译中进行了更正——表10.6.2第2列“1.9”，原文编辑错误，改为“3.8”；——温度单位“。

K”，原文编辑错误，改为“K”；——根据NFPA 59A 暂定修正TIA01-1（NFPA 59A），4.1.3.1（b）中“50%”，改为“150%”；——根据NFPA 59A 暂定修正TIA02-1（NFPA 59A），删除2.2.3.4，后续条款重新编号；对照NFPA 59A 出版后LNG技术委员会发布的勘误表，翻译进行了完善。

——根据NFPA 59A LNG技术委员会发布的勘误表Errata No.：59A-01-1，表2.2.3.5内增加以公制单位表示的公式；目录1总则 (4)1.1*范围 (4)1.2等同性 (4)1.3追溯性 (4)1.4人员培训 (4)1.5单位制 (4)1.6参考标准 (4)1.7定义 (5)2厂址和平面布置 (7)2.1工厂选址原则 (7)2.2溢出和泄漏控制的主要原则 (7)2.3建筑物和构筑物 (12)2.4设计者和制造者资格 (14)2.5*低温设备的土壤保护 (14)2.6冰雪坠落 (14)2.7混凝土材料 (14)3工艺设备 (15)3.1安装基本要求 (15)3.2设备基本要求 (15)3.3易燃致冷剂和易燃液体储存 (15)3.4工艺设备 (15)4固定式LNG储罐 (16)4.1基本要求 (16)4.2金属储罐 (19)4.3混凝土储罐 (21)4.4LNG储罐的标记 (22)4.5LNG储罐的试验 (23)4.6储罐的置换和冷却 (23)4.7泄放装置 (23)5气化设施 (26)5.1气化器的分类 (26)5.2设计及施工用材料 (26)5.3气化器管道、热媒流体管道及储存 (26)5.4气化器泄放装置 (27)5.5燃烧的空气供应 (27)5.6燃烧的产物 (27)6管道系统和组件 (28)6.1基本要求 (28)6.2施工材料 (28)6.3安装 (29)6.4管架 (30)6.5*管道标识 (30)6.6管道的检查与试验 (30)6.7管道系统置换 (31)6.8安全与减压阀 (31)6.9腐蚀控制 (31)7仪表及电气设备 (32)7.1液位计 (32)7.2压力表 (32)7.3真空表 (32)7.4温度指示器 (32)7.5事故切断 (32)7.6电气设备 (32)7.7接地和屏蔽 (35)8LNG和致冷剂的转运 (36)8.1基本要求 (36)8.2管道系统 (36)8.3泵与压缩机的控制 (36)8.4船舶装卸 (36)8.5槽车装卸设施 (36)8.6管线装卸 (37)8.7软管和装载臂 (37)8.8通讯和照明 (37)9防火、安全和保安 (38)9.1基本要求 (38)9.2事故切断系统 (38)9.3防火和防漏 (39)9.4消防水系统 (39)9.5灭火和其它消防设备 (39)9.6消防设备的维护 (39)9.7人员安全 (39)9.8*保安 (39)9.9其它作业 (40)10采用固定式ASME储罐的选择要求 (41)10.1范围 (41)10.2基本要求 (41)10.3储罐 (41)10.4储罐充装 (42)10.5储罐基础和支座 (42)10.6储罐安装 (42)10.7产品保存阀 (44)10.8LNG溢出的围堵 (44)10.9检验 (44)10.10LNG储罐的试验 (44)10.11管道 (45)10.12储罐仪表 (45)10.13防火及安全 (46)10.14燃气检测器 (46)10.15操作与维护 (46)11操作、维护和人员培训 (51)11.1总则* (51)11.2基本要求 (51)11.3操作程序文件 (51)11.4船舶装卸 (53)11.5维护 (54)11.6培训 (57)12参考文献 (58)_Toc53542554附录A （资料性附录）条文说明 (61)附录B （资料性附录）LNG工厂的抗震设计 (64)附录C （资料性附录）保安 (66)附录D （资料性附录）培训 (68)附录E （资料性附录）参考文献 (70)NFPA 59A液化天然气(LNG)生产、储存和装运2001 版说明：数字或字母后的星号（*）表示可在附录A中查到该节的说明材料。