有关天然气的论文（推荐阅读）

第一篇：有关天然气的论文

有关天然气的论文

在日常学习和工作生活中，大家总免不了要接触或使用论文吧，论文是学术界进行成果交流的工具。那么你有了解过论文吗？下面是小编为大家整理的有关天然气的论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

摘 要：埋地天然气管道防腐技术探索摘要：随着社会科技的发展，天然气管道的防腐措施也越来越多，许多新材料、新工艺的出现为天然气管道的防腐处理提供了保障。在所有天然气管道中，埋地天然气管道是常见的一种管道，其埋藏于地下，虽然收到外界冲击的可能性比较下，但是管道出现腐烂情况却是经常发生的问题，因此如何做好埋地天然气管道的防腐工作是维护天然气管道正常运行的关键所在。

社会的发展不能离开能源的支持，随着我国现代化的发展，人们生活和工作依靠天然气的情况越来越多，因此，保障好天然气的正常供应是维护社会发展的重要基础。由于我国地域广大，空气因素对管道的影响比较大，因此埋地天然气管道成为比较常见的方式，埋地管道所面临最大的挑战就是如何进行防腐处理，尤其是在人口较为密集的地区，保障天然气管道的正常运行，采用良好的防腐处理技术尤为重要，以下就对我国埋地天然气管道防腐问题出现的原因以及如何做好防腐处理进行深入解析。

1天然气管道出现腐蚀的原因

天然气管道在运行过程中出现腐蚀的原因总的来说可以分为以下两种：第一，管道自身的问题。天然气管道的材质很大程度上决定了管道能否长久运行，以及是否会出现腐蚀问题，另外不同的材质所采用防腐涂层不同，因此在防腐蚀方面的作用和对管道自身的保护也存在差异;第二，天然气管道在运输天然气过程中可能会遇到电化、二氧化碳、氧、硫化物等物质的破坏产生腐蚀的情况。其中运输过程中化学位置对管道产生腐蚀的作用不是很大，最主要的电化过程中可能产生的一些物质对管道腐蚀的影响比较明显。

2防腐技术的应用

现代天然气管道防腐技术比较多，随着科技的发展，新材料、新技术逐渐出现，埋地天然气管道在防腐方面采用的方式逐渐倾向于以下两种：

2.1阴极保护技术阴极保护技术是现代采用比较多的技术类型，主要针对埋地天然气管道在使用过中可能收到电化的影响而选择的一种保护技术，因为埋地天然气管道在使用过程中是非常有可能产生电化作用的，因此，该技术的原理就是通过向管道输送足够保护管道的直流电流，使管道表面阴极极化，从而对管道进行表面的保护。该技术针对的现代新材刘的运用，最为明显的体现就是一些新阳极材料中使用这种方式达到管道电流中和，防止出现腐蚀问题。需要注意的是在柔性阳极材料中应用该技术的范围还有待发展，需要继续开发一些新技术和新材料。

2.2通过涂层的方式进行保护管道防腐涂层也是比较常见的一种天然气管道保护方式，随着我国石油天然气管道的广泛应用，采用新材料制作防腐涂层材料的技术日臻成熟，各种技术相互融合形成了现代的管道防腐体系。首先，双层熔结环氧粉末防腐技术。该技术是在单层熔结环氧技术的'基础上进行的改进，单层熔结环氧技术在二十一世纪之前和前期应用的比较普遍，包括现代时间相对比较长的天然气管道都是采用这种技术进行防腐处理，但是随着研究的发展，双层熔结环氧粉末防腐技术开始被广泛接受，该技术能够最大程度的提高管道的抗冲击能力、耐高温能力，同时该技术还保留了单层熔结环氧技术的特有优势。其次，热喷涂防腐技术。该技术主要是在管道金属表面喷涂一些锌或者铝作为防腐涂层，这些涂层不仅仅具有良好的依附特性，而且能够最大程度上保证金属不会变形影响防腐材料的作用。随着现代防腐涂层技术的发展，两种材料相结合制作涂层的新材料成为现代技术研发的重点，而且已经在许多领域得到应用和发展。再次，改进聚乙烯防腐层。现代科技高速发展，对于防腐涂层的研究也越来越精细，随着聚乙烯二层、三层技术的进步，聚乙烯技术在防腐方面的应用越来越多，尤其是在我国进行西部大开发，推动西部能源向东部输送方面，该技术作为管道运作良好的保障，其作用更加明显。最后，喷涂聚脲弹性体技术。该技术具有密集、无缝接的特点，通过喷涂该技术能够有效的防止外界物质的进入，进而预防腐蚀性技术对管道造成的破坏，该技术除了具有良好的防腐性能为，同时还具有很好的柔韧性，能够适应昼夜、四季气温的变化等。

3埋地天然气管道防腐技术未来的发展

随着信息化的发展，埋地天然气管道防腐技术未来的发展方向主要体现在以下几个方面：

3.1高防腐涂层的研发随着我国现代防腐涂层在管道防侵蚀方面发挥了重要作用，但是一方面我国自主研发的技术发展水平有限，另一方面随着对天然气运输的要求，在未来发展中必定要求更先进的防腐涂层材料，具有更高性能的材料研发将会被高度重视，因此未来高防腐涂层的研究和开发依然是重点。

3.2复合覆盖层技术埋地天然气管道要保证能够长时间的运作，因此单层技术很难为其提供良好的保障。一方面单层技术有可能在某一方面具有一定的防腐作用，但是很难全面保障管道的安全，另外单一材料在防腐方面的作用毕竟有限，因此研究复合材料或者复合覆盖层是未来发展的重点，比如上文提到的锌和铝材料的复合运用等。

3.3智能型防腐检测设备的开发防腐材料的应用以及应用效果需要有专业的检测设备进行监测，尤其是埋地天然气管道使用过程中，不可能随时随地的人工检测，因此要注重开发一些能够有效监测的智能型防腐检测设备，保障管道的运行，对出现腐蚀情况的管道能够及时发现，并进行有效反馈，切实保障管道运行安全。

参考文献

[1]穆文恒、刘梦.石油天然气管道防腐技术的优劣分析——以西部石油天然气能源开发利用为视角[J].现代科技发展，2013(7)：62.

第二篇：液化天然气论文

《液化天然气供应技术课程设计》

题

目

液化天然气运输安全与发展

学生姓名

学号

专业年级

院

系

指导教师

2014 年 10月 31日

液化天然气运输安全与发展

摘要：天然气是一种清洁优质能源，近年来，世界天然气产量和消费量呈持续增长趋势。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。具有建设投资小、建设周期短、见效快、受外部影响因素小等优点。作为优质的车用燃料，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、运行成本低等优点;与压缩天然气(CNG)相比，LNG则具有储存效率高，续驶里程长，储瓶压力低、重量轻、数量小，建站不受供气管网的限制等等诸多优点。

关键词：液化天然气，液化，运输，安全，发展，应用

1液化天然气的制取与输送

LNG是液化天然气的简称，常压下将天然气冷冻到-162℃左右，可使其变为液体即液化天然气(LNG)。它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后，采用节流，膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的。LNG的体积约为其气态体积的l／620。天然气的液化技术包括天然气的预处理，天然气的液化及贮存，液化天然气的气化及其冷量的回收以及安全技术等内容。LNG利用是一项投资巨大、上下游各环节联系十分紧密的链状系统工程，由天然气开采、天然气液化、LNG运输、LNG接收与气化、天然气外输管线、天然气最终用户等6个环节组成。由于天然气液化后，体积缩小620倍，因此便于经济可靠的运输。用LNG船代替深海和地下长距离管道，可节省大量风险性管道投资，降低运输成本。从输气经济性推算，陆上管道气在3000km左右运距最为经济，超过3500km后，船运液化天然气就占了优势，具有比管道气更好的经济性。LNG对调剂世界天然气供应起着巨大的作用，可以解决一个国家能源的短缺，使没有气源的国家和气源衰竭的国家供气得到保证，对有气源的国家则可以起到调峰及补充的作用，不仅使天然气来源多元化，而且有很大的经济价值。

LNG作为城市气化调峰之用比用地下储气库有许多优点。例如：它选址不受地理位置、地质结构、距离远近、容量大小等限制，而且占地少、造价低、工期短、维修方便。在没有气田、盐穴水层的城市，难以建地下储气库，而需要设置LNG调峰。这项技术在国外已比较成熟，如美国、英国和加拿大的部分地区采用LNG调峰。我国也正在引进这项技术。液化天然气蕴藏着大量的低温能量，在1个大气压下，到常温气态大约可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以进行冷能发电、空气分离、超低温冷库、制造干冰、冷冻食品等。由于LNG工厂在预处理时已脱除了气体的杂质，因此LNG作为燃料燃烧时所排放的烟气中 S02及NOx含量很少。因此被称为清洁能源，广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气，减少了大气污染，有利于经济与环境的协调发展。

2液化天然气的应用

2.1液化天然气冷能的利用

LNG的用途很广。可用于民用负荷调峰、发电、工业用户和商业用户。LNG的关键技术在于深度冷冻液化，其储罐和专用运输巨轮就象超级低温冰箱，这些过程都要消耗巨大的能源，但按能量守恒规律，此冷能在释砹时侧利用，以l毕低成本。利用LNG冷能主要是依据LNG与周围环境之间存在的温度和压力差，通过LNG变化到与外界平衡时，回收储存在LNG中的能量。

利用LNG冷能的过程可分为两类：直接利用和间接利用。前者包括：发电、空气液化分离、冷冻仓库、制造液化二氧化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。后者包括：低温破碎、水和污染物处理及冷冻食品等。目前对液化天然气冷能的利用工程取得了许多成果。2.2液化天然气应用于汽车

天然气作为能源，由于它对大气污染少而被称为清洁燃料，更是汽车的优质代用燃料。近年来，它已被世界许多国家重视和推广。按照天然气的储存方式不同，天然气汽车大致分为CNGV(压缩天然气汽车)、LNGV(液化天然气汽车)、和ANGV(吸附天然气汽车)。

目前我国对天然气汽车的发展也非常重视。到1999年。全国已改装各种CNG汽车l万多辆，建设加气站70多座。ANGV正处在研制阶段。我国 LNGV的应用仍是一项空白。用LNG作为汽车燃料特别值得推广。与传统的石油类燃料相比，LNG具有明显的优点，汽车续驶里程长，LNG相对于 CNG和LPG具有储存能量大、压力低、噪声低、更清洁等优势，利用LNG冷量取代汽车空调，不破坏生态，良好的使用性能(抗爆、稳定性强、燃烧热值高、燃点值宽)和相对便宜。俄罗斯在将 LNG用于汽车运输、铁路运输、水上运输和空中运输方面积累了许多经验。

发动机运行时，LNG储液罐内的天然气液态与气态并存，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人储液罐，而使罐内压力升高到工作压力。可以通过调节压力控制阀来改变自增压器的工作点。发动机处于停机状态时，随热量的不断吸人。LNG会不断气化。当LNG储液罐中的压力高于0.6MPa时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保证LNC储液罐不被损坏。另外，在LNG储存系统设有液位计和压力指示装置。车用液化天然气的储存温度范围为-130℃～160℃，其储存压力低于0.6MPa。使用时，从罐内流出的液化天然气经过气化器吸收发动机冷却水或废气热量而气化，并使其温度升高，然后通过两级减压器减压，由管路送到混合器与空气混合进入发动机。LNG的气化需要吸收较多热量。要求气化器具有良好的换热性能，并能供给足够的热量。

3液化天然气的运输方式及安全

3.1.1LNG运输船

为了液化天然气海上运输安全，LNG运输船的安全措施必须十分严格。以使用很多的MOSS球罐LNG船为例，主要的安全措施如下：

(1)球罐特制。由于罐内储存超低温液体会引起内部收缩，在结构上考虑避免收缩时的压力，设置储罐的支撑固定装置；为防止储罐超压或负压，专门装设安全阀；储罐开口暴露设置在甲板上。

(2)加强隔热。隔热的目的一是防止船体结构过冷；二是防止向储罐内漏入热量。LNG储槽的隔热结构由内部核心隔热部分和外层覆壁组成。针对不同的储槽日蒸发率要求，内层核心隔热层的厚度和材料也不同，LNG储槽的隔热板采用多层结构，由数层泡沫板组合而成。所采用的有机材料泡沫板需要满足低可燃性、良好的绝热性和对LNG的不溶性。在MOSS型船的球形储罐中，沿舱裙结构的漏热通常要占储罐总漏热量的30%，采用一块不锈钢板插在铝和钢质裙之间形成热阻，可明显减少漏热，日蒸发率从通常的0.2%降到0.1%。

(3)BOG处理。LNG储槽的隔热结构并不能完全防止LNG的蒸发，每天仍会有0.15～0.3%的蒸发量。这些蒸发气体(BOG)可以用作LNG船发动机燃料和其他加热设备的燃料。为了船舶的安全经济运行，采用再液化装置可以控制低温液体的压力和温度。为保证储存安全，也可以减小储槽保温层厚度，降低船舶造价，增加运量。

(4)采用二次阻挡层。在球罐泄漏时，把已泄漏的LNG保留一定时间，使船体构件不要降低到它的允许温度以下。以避免船体发生损坏或着火爆炸的重大事故。

(5)采用双层壳体。在船舶的外壳体和储槽间形成保护空间，从而减小了槽船因碰撞导致储槽意外破裂的危险性。

(6)为了安全，设置各种计量、测量和报警设施。3.1.2

船舶装卸安全

LNG船舶运输安全，除了LNG船舶安全外，船舶装卸安全也是重要方面。为此，在卸载设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。

(1)卸载设施。在卸料臂上安装紧急关闭(ESD)阀和卸料臂紧急脱离系统(ERS)；LNG装船泵安装紧急关闭装置。

(2)储罐。为防止装满系统，将装船泵和储罐灌注管路上的ESD阀隔开；断开装置可人工或自动操作；使用液位报警器；防止超压或负压，采用导向操纵安全阀和自压安全阀。

(3)其他措施。LNG码头和靠近卸料臂处、蒸发器、LNG泵等位置设置低温探测器；在LNG建筑物内、管线法兰、卸料臂及蒸发器旁设置气体探测器；在LNG建筑物内、储罐顶盖上、码头及工艺区设置火警探测器。3.2车运安全 3.2.1LNG汽车槽车 LNG槽车的安全主要是防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。

防止超压：防止槽车超压的手段主要是设置安全阀和爆破片等超压泄放装置。根据低温领域的运行经验，在储罐上必须有两套安全阀在线安装的双路系统，并设一个转换，当其中一路安全阎需要更换或检修时，可以转换到另一路上，维持至少一套安全阀系统在线使用。在低温系统中，安全阀由于冻结而不能及时开启所造成的危险应该引起重视。安全阀冻结大多是由于阀门内漏，低温介质不断通过阀体而造成的。一般通过目视检查安全阀是否结冰或结霜来判断。发现问题必须及时更换。为了运输安全，槽车上除了设置安全阀和爆破片外，还可以设置公路运输泄放阀。在槽车的气相管路上设置一个降压调节阀，作为第一道安全保护，该阀的泄放压力远低于罐体的最高工作压力和安全阀起跳压力。它仅在槽车运行时与气相空间相通；而在罐车装载时，用截止阀隔离降压调节阀使其不起作用。

泵送LNG槽车上工作压力低，设置公路运输泄放阀的作用是：(1)罐内压力低，降低了由静压引起的内筒压力，有利于罐体的安全保护；

(2)如果罐内压力升高，降压调节阀先缓慢开启以降低压力，防止因安全阀起跳压力低而造成LNG的突然大流量泄放，既提高了安全性，又防止了LNG的外泄；

(3)罐体的液相管、气相管出口处应设置紧急切断阀，该阀一般为气动的球阀或截止阀，通气开启，放气截止，阀上的汽缸设置易熔塞，易熔塞为伍德合金，其熔融温度为(70±5)℃。当外界起火燃烧温度达到70℃时，易熔塞熔化，在内部气压(0.1MPa)作用下，将熔化了的伍德合金吹出并泄压。泄压后的紧急切断阀在弹簧作用下迅速关闭，达到截断装卸车作业的目的。

防止着火：为了防止着火，消除LNG槽车周围的燃烧条件也是十分重要的。

(1)置换充分

LNG储槽使用前必须用氮气对内筒和管路进行吹扫置换，直至含氧量小于2.0%为止，然后再用产品气进行置换至纯度符合要求。

(2)静电接地 LNG槽车必须配备导静电接地装置，以消除装置静电；另外，在车的前后左右两侧均配有4只灭火机，以备有火灾险情时应急使用。

(3)阻火器

安全阀和放空阀的出口汇集总管上应安装阻火器。阻火器内装耐高温陶瓷环，当放空口处出现着火时，防止火焰回火，起到阻隔火焰作用，保护设备安全。3.2.2汽车装卸安全

LNG公路运输安全，除了LNG槽车安全外，汽车装卸安全也是重要方面。为此，在装卸设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。

(1)装卸设施。在装卸臂上安装紧急关闭(ESD)阀；LNG装车泵安装紧急关闭装置。

(2)储罐。为防止装满系统，将装车泵和储罐灌注管路上的ESD阀隔开；断开装置可人工或自动操作；使用液位报警器；防止超压或负压，采用导向操纵安全阀和自压安全阀。

(3)其他。LNG装卸车场、蒸发器、LNG泵等处设置低温探测器；在LNG建筑物内、管线法兰、装卸臂及蒸发器旁设置气体探测器；在LNG建筑物内、储罐顶盖上、装卸车场及工艺区设置火警探测器。

4结束语

为了满足国民经济的需要和环境保护的要求，开发和安全运输液化天然气，最大程度地有效利用天然气这一资源，天然气液化与储运技术及液化天然气的应用，给我国天然气工业的发展和天然气的应用打下坚实的基础和必要的前提。

参考文献

[1]顾安忠等.液化天然气技术.北京：机械工业出版社，2004 [2]徐孝先等.液化天然气的运输方式及其特点.油气储运，Vok 25第25卷2006.3 [3]顾安忠，液化天然气技术，机械工业出版社，2011-5-1 [4]《兰州理工大学学报》，天然气液化技术研究，2004-06期 [5]李博洋，天然气储存及及应用技术论文，2009-01期

第三篇：关于天然气的报告论文

天然气

【摘要】本论文分为五部分详细的介绍了天然气相关内容，其中包括天然气的种类、成分、性质等基本情况，还包括天然气的安全运输与储存。通过本文的介绍，我们可以清楚的了解到天然气的安全运输和储存。

【关键词】天然气 性质 储存

天然气，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。

与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。但是，对于温室效应，天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。因此，不能把天然气当做新能源。

1.天然气的概况

1.1天然气的种类

天然气应用包括以下几个方面。

（1）民用燃料。天然气价格低廉、热值高、安全性能、环境性能好，是民用燃气的首选燃料。

（2）工业燃料。以天然气代替煤，用于工厂采暖，生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。

（3）工艺生产。如烤漆生产线，烟叶烘干、沥青加热保温等。

（4）化工原料。如以天然气中甲烷为原料生产氰化钠，黄血盐钾，赤血盐

钾等。

（5）压缩天然气汽车。用以解决汽车尾气污染问题。

1.2天然气的成分

天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷是最短和最轻的烃分子.它也可能会含有一些较重的烃分子，例如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)，还有一些不定量的含有气体的硫磺，参见天然气冷凝物。

有机硫化物和硫化氢(H2S)是常见的杂质，在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去.含硫杂质多的天然气用英文的专业术语形容为“sour(酸的)”。

尽管天然气是无色无味的，然而在送到最终用户之前，还要用硫醇来给天然气添加气味，以助于泄漏检测.天然气不像一氧化碳那样具有毒性，它本质上是对人体无害的.不过如果天然气处于高浓度的状态，并使空气中的氧气不足以维持生命的话，还是会致人死亡的，毕竟天然气不能用于人类呼吸。

作为燃料，天然气也会因发生爆炸而造成伤亡.虽然天然气比空气轻而容易发散，但是当天然气在房屋或帐篷等封闭环境里聚集的情况下，达到一定的比例时，就会触发威力巨大的爆炸。爆炸可能会夷平整座房屋，甚至殃及邻近的建筑。甲烷在空气中的爆炸极限下限为5%，上限为15%。

天然气车辆发动机中要利用的压缩天然气的爆炸，由于气体挥发的性质，在自发的条件下基本是不具备的，所以需要使用外力将天然气浓度维持在5%到15%之间以触发爆炸。

2．天然气的性质

天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH₄，甲烷是一种无色无味的气体，密度为0.717g/L，极难溶于水，通常情况下，甲烷比较稳定，在特定条件下，可与某些物质发生反应，甲烷在空气里燃烧生成二氧化碳和水，发出淡蓝色的明亮火焰，甲烷不能是高猛酸碱和溴水褪色。

（1）天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃就燃烧。在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸。

（2）天然气无色，比空气轻，不溶于水。一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右。

（3）天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。

（4）天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）。

（5）天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。

（6）一般油田伴生气略带汽油味，含有硫化氢的天然气略带臭鸡蛋味。天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量达到10%以上时，人就会因氧气不足而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。

天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时，人就会死亡。因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下。

3.天然气的运输

液化天然气车船运输过程的安全主要有两方面：一方面是液化天然气车船储槽的储存安全，一方面是液化天然气运输过程的安全，包括车船行驶、LNG装卸等。

3.1船运安全

3.1.1LNG运输船

为了液化天然气海上运输安全，LNG运输船的安全措施必须十分严格。以使用很多的MOSS球罐LNG船为例，主要的安全措施如下：

(1)球罐特制。由于罐内储存超低温液体会引起内部收缩，在结构上考虑避免收缩时的压力，设置储罐的支撑固定装置；为防止储罐超压或负压，专门装设安全阀；储罐开口暴露设置在甲板上。

(2)加强隔热。隔热的目的一是防止船体结构过冷；二是防止向储罐内漏入热量。LNG储槽的隔热结构由内部核心隔热部分和外层覆壁组成。

针对不同的储槽日蒸发率要求，内层核心隔热层的厚度和材料也不同，LNG储槽的隔热板采用多层结构，由数层泡沫板组合而成。所采用的有机材料泡沫板需要满足低可燃性、良好的绝热性和对LNG的不溶性。在MOSS型船的球形储罐中，沿舱裙结构的漏热通常要占储罐总漏热量的30%，采用一块不锈钢板插在铝和钢质裙之间形成热阻，可明显减少漏热，日蒸发率从通常的0.2%降到0.1%。

(3)BOG处理。LNG储槽的隔热结构并不能完全防止LNG的蒸发，每天仍会有0.15～0.3%的蒸发量。这些蒸发气体(BOG)可以用作LNG船发动机燃料和其他加热设备的燃料。为了船舶的安全经济运行，采用再液化装置可以控制低温液体的压力和温度。为保证储存安全，也可以减小储槽保温层厚度，降低船舶造价，增加运量。

(4)采用二次阻挡层。在球罐泄漏时，把已泄漏的LNG保留一定时间，使船体构件不要降低到它的允许温度以下。以避免船体发生损坏或着火爆炸的重大事故。

(5)采用双层壳体。在船舶的外壳体和储槽间形成保护空间，从而减小了槽船因碰撞导致储槽意外破裂的危险性。

(6)为了安全，设置各种计量、测量和报警设施。

3.1.2船舶装卸

LNG船舶运输安全，除了LNG船舶安全外，船舶装卸安全也是重要方面。为此，在卸载设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。

(1)卸载设施。在卸料臂上安装紧急关闭(ESD)阀和卸料臂紧急脱离系统(ERS)；LNG装船泵安装紧急关闭装置。

(2)储罐。为防止装满系统，将装船泵和储罐灌注管路上的ESD阀隔开；断开装置可人工或自动操作；使用液位报警器；防止超压或负压，采用导向操纵安全阀和自压安全阀。

(3)其他措施。LNG码头和靠近卸料臂处、蒸发器、LNG泵等位置设置低温探测器；在LNG建筑物内、管线法兰、卸料臂及蒸发器旁设置气体探测器；在LNG建筑物内、储罐顶盖上、码头及工艺区设置火警探测器。

3.2车运安全

3.2.1LNG汽车槽车

LNG槽车的安全主要是防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。

（1）防止超压。防止槽车超压的手段主要是设置安全阀和爆破片等超压泄放装置。根据低温领域的运行经验，在储罐上必须有两套安全阀在线安装的双路系统，并设一个转换，当其中一路安全阎需要更换或检修时，可以转换到另一路上，维持至少一套安全阀系统在线使用。在低温系统中，安全阀由于冻结而不能及时开启所造成的危险应该引起重视。安全阀冻结大多是由于阀门内漏，低温介质不断通过阀体而造成的。一般通过目视检查安全阀是否结冰或结霜来判断。发现问题必须及时更换。

为了运输安全，槽车上除了设置安全阀和爆破片外，还可以设置公路运输泄放阀。在槽车的气相管路上设置一个降压调节阀，作为第一道安全保护，该阀的泄放压力远低于罐体的最高工作压力和安全阀起跳压力。它仅在槽车运行时与气相空间相通；而在罐车装载时，用截止阀隔离降压调节阀使其不起作用。

（2）泵送LNG槽车上工作压力低，设置公路运输泄放阀的作用是：

①罐内压力低，降低了由静压引起的内筒压力，有利于罐体的安全保护； ②如果罐内压力升高，降压调节阀先缓慢开启以降低压力，防止因安全阀起跳压力低而造成LNG的突然大流量泄放，既提高了安全性，又防止了LNG的外泄；

③罐体的液相管、气相管出口处应设置紧急切断阀，该阀一般为气动的球阀或截止阀，通气开启，放气截止，阀上的汽缸设置易熔塞，易熔塞为伍德合金，其熔融温度为(70±5)℃。当外界起火燃烧温度达到70℃时，易熔塞熔化，在内部气压(0.1MPa)作用下，将熔化了的伍德合金吹出并泄压。泄压后的紧急切断阀在弹簧作用下迅速关闭，达到截断装卸车作业的目的。

4.天然气的储存

在天然气利用过程中的主要困难是储存与运输。天然气管道的方案是非常经济的，但在需要穿越大洋的情况下并不可行。另外，北美地区的许多现有天然气管线已经接近运输能力上限的事实，促使了一些气候寒冷地方的政治人物公开谈及潜在的天然气短缺问题。

具有贮藏罐的液化天然气运输船槽车只能短途运输液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）或压缩天然气（Compressed Natural Gas，缩写为

CNG），而液化天然气油轮则可以横渡大洋来运输液化天然气。远洋轮船会直接运输到最终用户那里，或是运到像管道这类能将天然气进一步输送的配送点那里。但是这种方式会因需要额外的设施在生产地点进行气体的液化或压缩而花费更多的资金，这种额外设施称为液化天然气站，并且还相应需要在最终用户或输入管道的设施那里进行气化或减压的处理。

在过去，开采石油的过程中被一同采出的天然气因为销售起来没有利润，就被白白地在油田里被烧掉（英文称为flaring，燃烧废气的意思）。如今，为了避免给地球大气增加温室气体污染，这种浪费的做法在许多国家是被法律禁止的。而且许多公司现在还认识到，将来通过液化天然气、压缩天然气或其他到最终用户的运输方式，能够从这种的天然气中获取商业价值。因此，这些气体被重新注入地层以待以后开采，这被称为地下天然气储存。它也有助于石油的抽取，因为这样增加了地下的压力。二十世纪七十年代末，一项在沙特阿拉伯发明的名为“Master Gas System”（气体治理系统）的技术，把那些天然气用于海水淡化所需的发电、加热之中，从而使石油开采不再需要废气燃烧（flaring）。类似的还有一些同样释放甲烷气体的垃圾填埋场，它们也加装了设备来捕捉甲烷发电。

天然气经常以压缩天然气的形态储存在盐穹(salt dome)，天然气井中采空后遗留的地下洞穴，或者以液化天然气的形态储存于气罐中。

在市场需求低迷的时候，天然气就会注入这些地方储存起来，待到需求旺盛的时候提取。存贮点设在最终用户附近最有助于满足不断波动的需求，但实际操作中也可能有各种阻碍的因素。

【参考文献】 [1]

[5]顾安忠等.液化天然气技术.北京：机械工业出版社，2004

[6]徐孝先等.液化天然气的运输方式及其特点.油气储运，Vok 25第25卷2006.3

第四篇：天然气水合物论文

浅析天然气水合物

油气储运09-1

杜小均

2009440128

序号：2 摘要：本文分别介绍了天然气水合物作为能源的重要意义以及存在的开采技术问题，以及天然气水合物生成和分解可能造成的危害以及防止危害发生的措施。关键词：天然气水合物

生成意义

危害

天然气水合物是在一定温度和压力条件下，含水天然气生成的水与烃类气体的结晶体，外表类似致密的雪，是一种笼形晶状包络物，义称“可燃冰”。

形成天然气水合物的条件；（1）必要条件：气体处于水汽的饱和或则过饱和状态并存在游离水。有足够高的压力和足够低的温度。（2）辅助条件：压力的脉动，气体的高速流动，因流向突变产生的搅动，水合物的晶种的存在及晶种停留在特定物理位置如弯头，孔板，阀门等。1天然气水合物作为能源的重要意义

天然气水合物是全球第二大碳储库，仅次于碳酸盐岩，其蕴藏的天然气资源潜力巨大。据保守估算，1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的。燃烧后只生成水和二氧化碳，对环境污染小。据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50-60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。海底可燃冰分布的范围约4000万立方米，占海洋总面积的10%，据保守统计，全世界海底天然气水合物中储存的甲烷总量约为1.8亿亿立方米，约合1.1亿万吨。海底可燃冰的储量可够人类使用1000年。

作为新型的高效清洁能源，天然气水合物具有广阔的开发前景，据估计，目前至少有30多个国家和地区针对天然气水合物进行了调查和研究，有相当的投入且取得了重大的发现。1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年，把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性试开采。日本关注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2012年进行商业性试开采。加拿大、印度、韩国、挪威也各自制定了研究计划。“可燃冰”的取样和探矿上，我国从1999年起开始实质性的调查和研究，虽比美、日等国起步晚、水平低，但近年来基础研究进步很快，我国已在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等地发现“可燃冰”存在的证据。发改委的报告称，目前仅在南海北部估计的“可燃冰”储量，就相当于中国陆上石油总量的50%左右，预计可在2010~2015年试开采。2开采天然气水合物存在的问题

众多的优点和巨大的储量，让人们对“可燃冰”的应用前景充满期待，但从目前的情况看，实现“可燃冰”的商业开发，最少要解决两个瓶颈问题。

一是技术关。开采“可燃冰”最大的难点是保证井底稳定和甲烷气不泄漏、不引发温室效应。天然“可燃冰”呈固态埋藏于海底的岩石中，不管是勘探还是开发，最终都需要通过钻探来实现目标，一方面需要深水作业，对技术要求很高，另一方面，“可燃冰”遇减压便会迅速分解，如果处理不当，或者“可燃冰”矿藏受到破坏，都会导致甲烷气体的大量泄漏，加剧全球温室效应。此外，海底开采还可能破坏地壳稳定和平衡，造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方，甚至导致海啸。

目前世界上许多国家都在研究开采方法。科学家们提出的开采方案主要有三种。第一种是热解法，使其由固态分解出甲烷蒸汽，但如何布设管道并高效收集是难以解决的问题。第二种是降压法，利用核辐射效应使其分解，但也面临着布设管道和收集的难题。第三种是置换法，设想将二氧化碳液化注入“天燃冰”储层，用二氧化碳将甲烷分子置换出来。

二是成本关。美国和日本的研究表明，目前“可燃冰”开采成本高达200美元/立方米，按照每立方米“可燃冰”释放的能量相当于180立方米天然气计算，折合成本达到每立方米1美元以上，而国内天然气的开采成本不到其八分之一。“可燃冰”成本居高不下的原因，首先是勘探规模太小，其次是勘探费用高。

由此看来天然气水合物被真正的广泛利用还需要一定的时间。3天然气水合物的危害

天然气水合物产生和分解都有可能产生灾害，主要有以下三种灾害；（1）油气管道堵塞

天然气水合物一旦形成后，它与金属结合牢固，会减少管道的流通面积，产生节流加速水合物的进一步形成，进而造成管道，阀门和一些设备的堵塞，严重影响管道的安全运行。我国某长距离输送管道，在多次投产后出现多系水合物的堵塞，造成很大的经济损失。（2）海底滑坡

在海底，天然气水合物是及其脆弱的，轻微的温度增加或压力释放都有可能使它失稳而产生分解，从而影响海底沉积物的稳定性，甚至导致海底滑坡（3）海水毒化

一旦海底天然气水合物因突发因素而失稳分解，大量的甲烷气体将进入海水，结果是海水被还原，造成缺氧环境，进而引起海洋生物大量死亡，甚至导致生物 事件发生。地史上不排除这种可能性。4预防天然气危害的措施

油气管道堵塞防治：① 天然气进入输气管道之前应进行充分脱水，使天然气水露点低于管线周围介质最低温度5～7℃，这是预防形成水合物及冰堵的根本方法。② 天然气进入输气管道时应进行必要的监督、检测，由供气方定期提供气质化验单(内容有天然气露点、水分、天然气成分等)，防止水及污物的进入。③ 向输气管道中添加化学反应剂，吸收天然气的水分，降低天然气的水露点。④ 在输气管道的天然气入口处应安装除液器，并适当缩短除液器、分离器排水、排污周期。⑤ 场站的调压阀、分离器、除液器等易产生冰堵部位加电伴热或水加热。

从以上两个方面可以看出天然气水合物的发现给人类带来新的希望，具有重要的战略意义，但是同时天然气水合物的形成和分解又会造成很大的灾难。所以我们在开发利用的同时也应高提高技术防止水合物在管道中形成以及在海底中不被破坏。参考文献：

梁平王天祥 天然气集输技术 石油工业出版社 2008年 樊栓狮 天然气水合物储存与运输技术 化学工业出版社 2004年 金庆焕 张光学 杨木壮 天然气水合物资源概论 科学出版社 2006年 刘鹏 关于天然气水合物开采引发的海底滑坡的思考 《科协论坛（下半月）2010

年05期

第五篇：天然气论文有关天然气的论文

天然气论文有关天然气的论文

液化天然气储配站储罐增压器及卸车增压器工艺技术改造

摘要 随着人类生存环境污染问题的日益突出，调整能源结构、增加绿色能源（天然气）的使用量是必然的选择。目前世界正处于天然气取代石油而成为首要能源的过渡时期。天然气作为一种优质、高效、环保能源，在世界能源格局中取代石油而成为第一能源已为期不远。本文对液化天然气储配站储罐增压器及卸车增压器工艺技术改造进行了论述。

0 引言

随着人类生存环境污染问题的日益突出，调整能源结构、增加绿色能源（天然气）的使用量是必然的选择。目前世界正处于天然气取代石油而成为首要能源的过渡时期。天然气作为一种优质、高效、环保能源，在世界能源格局中取代石油而成为第一能源已为期不远。

秦皇岛市燃气总公司于2006年正式引进了先进的液化天然气技术。2007年开始筹建液化天然气（LNG）储配站，建设内容为液化天然气（LNG）储罐区1 500m3、工艺装置区、压缩天然气（CNG）卸气柱和电子汽车衡等。主要工艺设备包括：10台低温储罐、25台各种气化装置、3台卸车装置、调压装置及各种运输设备等。利用10台低温储罐储存零下196℃的液化天然气，经气化、调压、加臭、计量后进入到输配管网，向行政区内各类用户供气。

储罐增压器工艺技术改造

1.1 设计理论的初步形成

国内的LNG场站设计原引用于国外设计，其设计依据长期以来一直沿袭国外设计理念，基本没有改变。

在我公司委托设计院设计的原图纸中，每台储罐配备一台储罐增压器。其设计意图为：储罐内储存的零下196℃的低温液化天然气经储罐增压器升温气化，变成气体后从储罐上部回流至罐内，使罐体内部升压，再将罐体内部的低温液体从罐体底部压出输送至气化装置区（见储罐增压器原设计示意图）。

由于液化天然气工艺是输送零下196℃的低温液体流质，属于高危行业，一对一设计最大的优点就是保证生产安全可靠的运行。

1.2 设计变更

经过多方考察研究，我发现一对一的设计并没有增加系统工艺容量。每次系统工作，只能保证一台储罐和一台储罐增压器进行流体输送工作，多台储罐之间并不能实现并联工作。一对一的布置明显造成了设备冗余，资源浪费。

通过改动工艺管道的布置，利用一台储罐增压器完全能够满足五台储罐生产使用（见储罐增压器流程技术变更图）。

综合上图进行简单描述：

在1#储罐工作时，关闭其它储罐进出口阀门。打开1#储罐的2#阀门，储罐内部低温液体从罐体低温流出，流入储罐增压器，经气化后变成气体经1号阀门回流至储罐上部，使储罐内部压力升高，调节压力后将低温液体压出流向气化装置区。

关闭1#和2#阀门，结束1#储罐生产运行。打开3#和4#阀门，同样可以实现2#储罐的生产运行功能。其它储罐生产运行原理相同。

通过工艺变更，使用一台储罐增压器就可以实现同多个储罐一对一方式的生产工艺需求。通过5#及6#阀门的开启，还可以实现1#和2# 储罐增压器互为

压器对应五台储罐的方案。

1.3 变更结果

此项设计变更直接减少了8台储罐增压器，同时减少每台增压器应配备的低温截止阀、低温安全阀、低温调压阀、管线及附件等；简化了工艺，节约了设备用地，用极少的资源将生产能力最大化，直接经济效益达到150多万元。

增压器工艺技术改造

2.1 设计理论的初步形成

在原工艺设计中，由于考虑液化天然气储配站的气源远在内蒙古鄂尔多斯，运输成本较高；储配站建成后，只能作为基础气源站使用，并没有考虑其它功能。

可是从远期规划考虑，长输管线的引进是我市城市燃气规划的必然趋势。秦皇岛市有关部门、秦皇岛市燃气总公司在与中石油进行永清—唐山—秦皇岛输气的立项建设工作，秦皇岛市长输管道天然气引进工作预计在2010年左右实现。

那时液化天然气储配站将作为备用气源站不仅可作调峰使用，其储存的洁净度极高的液化天然气还可作为市场拓展产品，向周边地区运输供给，以得到更广阔的应用。

2.2 设计变更

实现产品向周边扩展，首先要将液化天然气充装入能储存低温液体的槽车内，运输至周边贸易。而场站的原设计中并没有此项功能。工艺条件是否满足

需求，配套设备是否满足需求；场地条件是否满足需求等都成为制约储配站功能扩展的因素。

通过研究设计规范我发现，槽车的充装原理与储罐充装原理相似。在相同的工作压力、工作温度等条件工艺条件下，不需要增加其它设备，只需要在卸车工艺区增加一个能连接槽车接口的充装管路，利用0.4MPa的系统工作压力，就可以充装槽车。

为了实现充装槽车的功能，在尊重原设计的基础上，即要满足安全要求，又要考虑投资成本。我考虑不再增加新管路，而是在原卸车主管道上增加并联旁通管路，在两条管路上分别增加一个低温止回阀（单向阀）和一个低温截止阀（见卸车增压器主管道技术改造示意图）。

工艺描述如下：卸车时，低温截止阀关闭，实现卸车功能，并保证低温液体无法倒流，确保安全生产。

充装槽车时，打开低温截止阀，通过升高储罐压力，将低温液体反向充装入槽车内部。

2.3 变更结果

此项工艺变动在全国同行业属独创技术，使秦皇岛市燃气总公司的液化天然气储配站功能实现结构化转变，不仅成为华北地区规模最大的储配站之一，也成为了华北地区最大的中转站。截止到目前，我公司的液化天然气经营可以辐射到河北省内及辽宁、山东、山西、河南等其它各地。