李俊武
新疆吉木乃广汇液化天然气发展有限责任公司
摘要：在众多资源中，天然气作为我国国民日常生活需求和工业建设发展较为常用的基础性燃料，对我国人民的生产和生活起到较为重要的作用。本文对国内天然气液化工艺进行了分析，并对液化天然气储运安全性进行了剖析总结，从而提高我国经济效益。
关键词：天然气；液化工艺；储运安全
1、液化天然气液化厂存储设施的危险事故类型
1.1火灾、爆炸事故
在液化天然气液化厂危险事故类型中，火灾事故与爆炸事故存在着一定的关联性，通常情况下，装置中有很多压力容器和压力管道，如液化天然气储罐、冷却器、分离器等。当系统压力升高，温度突然变化造成超压或设备、管道本身有缺陷时可能会发生容器爆炸。在发生爆炸的同时，液化天然气大量泄漏，在环境中发生扩散与空气形成爆炸性混合物，并发生继发性火灾爆炸事故，爆炸产生的冲击波易造成人员伤亡和建筑物及设备损坏。
1.2中毒、窒息事故
液化天然气生产过程中的主要有毒物质是原料气中的杂质硫化氢，H2S具有致命的剧毒，是酸性天然气中毒性最大的一种，具有刺激的臭鸡蛋气味。虽然甲烷没有毒，但泄漏后液化天然气迅速膨胀与空气混合，降低空气中的氧含量低，容易使人室息。如果吸入液化天然气蒸气而不迅速脱离，很快将会失去知觉，几分钟后便死亡。另外，氮气也有可能造成室息性伤害。空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压降低，造成缺氧室息。
1.3低温伤害事故
结合以往的压缩处理经验，需要将其放置在-162℃的状态下进行加压操作。待其变成液化状态后，放入到储存罐中进行保存。如果管道出现了渗漏的情况，那么处于液化状态的天然气想要恢复到气态需要吸收大量的热量，若此时人体皮肤接触到了液化状态下的天然气，那么很容易导致冻伤情况的出现，而周围的机械设备也会因为发生脆性断裂的情况，扩大事故的影响范围。
2、液化天然气罐要求
2.1安全要求高
因为液化天然气罐中储存的是低温天然气液体，且储量特别大，最高储量可达到27×104m3，所以，一旦天然气罐发生意外，大量的冷藏液体就会挥发到大气环境中，形成的气团可自动引爆，十分危险。所以在具体的建设中，应严格按照EN14620和API等规范中的要求，将天然气罐结构建设为双层，并将封拦理念加以合理应用，以此来保障其安全性。
2.2超低温要求
因为液化天然气要在低温条件下才能保持液体状态，所以在液化天然气罐的建设过程中，也应该充分考虑其耐低温需求，通过耐低温材料的合理应用来减小罐壁厚度，提升安全性能。
2.3对材料的特殊要求液化天然气罐内部的罐壁材料应具备足够的耐低温性能，所以在建设过程中，通常会选择9Ni钢材质，外侧罐壁通常需要采用低温钢筋式预应力混凝土结构进行建设，且应该将抗拉强度控制在20kPa以上。
2.4严格的保温要求
在液化天然气罐的内外，最高温差应该控制在200℃左右，若要保障罐体的保冷性能，就应该将性能足够高的保冷材料填充到內罐与外罐之间。同时，在罐底部位的保冷材料选择时，还需要注意保证其承压能力。
2.5抗震性能要求
为保障液化天然气罐在特定地震荷载条件下不出现倒塌和开裂等问题，在具体设计与建设过程中，一定要注意做好地质勘查，避免天然气罐处在地震带。另外，在具体施工过程中，也应该对天然气罐做好相应的抗震实验，以此来保障其抗震效果。
3、天然气液化技术创新与优化
3.1采取级联式液化
级联式液化流程也叫做阶梯式液化，这种液化方法在带负载的天然气液化装置中比较适用。
这种液化装置由许多独立的液化制冷装置组成,他们之间相互联系、构成一个系统。在各级系统之间，会发生热量的传递，这也就保证了液化设备恒温运行。级联式液化的优点是消耗的能量少、经济环保，而且制冷机易于制备，经济实惠。但这项技术也存在一定的缺点，比如：许多冷却设备进行级联、相互干扰、增多了操作步骤，而且这种设备体积大、占用空间大，不便于运输、安装和维修。如果其中一台设备发生故障，容易对其它设备产生不良影响。其次，若要对这个庞大的体系进行管控，需要牺牲大量的人力物力财力，不利于节省成本。因此，这项技术如果想要投入生产的话，我们还要对其进行进一步的改良。
3.2对采取混合制冷剂液化工艺
既然级联式液化工艺的设备运行极其繁琐，我们就可以将各个步骤中的制冷剂进行混合，从而简化生产步骤。通过研究，我们可以将碳氢化合物和氮气进行混合作为天然气液化过程中的制冷剂。拥有了混合制冷剂以后，我们就不再需要逐级对天然气进行液化，而是可以直接得到天然气液化后的产物。与级联式的液化工艺相比，混合制冷却剂液化工艺设备少、操作简单、流程得到大大简化而且便于设备故障时的维修、减少了监控设备的人力投入。但是混合制冷却剂液化工艺中的化学反应较为复杂、会消耗大量的能量，而且在制冷剂的制备中要投入大量的时间与资金，最重要的是，各个化学反应相混合，不利于在制备中对某一特定参数进行控制与检测。但是混合制冷剂液化工艺仍然是目前的工业生产中最具有创新性的生产工艺，它可以实现在液化过程中的连续温度变化，避免出现温度断层，可以保证制冷剂与天然气的混合更均匀，基于以上的优点，这项混合制冷却剂液化技术是未来我国天然气液化工业的最佳发展趋势，具有很好的发展前景。
3.3改善膨胀机液化
这一技术利用制冷剂在膨胀机中的循环来实现天然气的液化。当天然气被通入膨胀机后，天然气会在膨胀机的作用下发生膨胀，通过膨胀对外做功、输出能量，因此这一个步骤，可以为冷却装置的运行提供能量。更为方便的是，如果气体输入与输出口处的气体的压强存在差值，那么整个的液化过程就不需要其他能源再对设备进行供能。显而易见，膨胀机液化工艺是对现有的液化工艺的一个整合，在最大程度上规避了现有液化工艺的缺点。首先，膨胀机液化工艺操作简单、可以随时进行调节、便于维修与拆装;其次，和四川的天然气液化装置一样，利用天然气自身的压强差进行制冷，节省了大量的成本和能源。但这种工艺也存在一定的弊端，比如进入制冷装置中的气体不能含有水分，此外，利用天然气自身的压强差进行制冷时，回流动力容易不足，造成产出率较低，一定程度上减少了经济效益。但是由于膨胀机制冷工艺的种种优点，这项工艺还是受到了很多企业的关注。
4、提高液化厂存储设施安全性的策略
4.1制定定期维护计划
通过制定定期维护计划，可以有效提升整个安全管理过程的有序性，提高运行维护的工作效率。例如，某液化厂对目前工程内现有的存储设置的相关参数进行统计，包括投入使用的时间、设施的基础型号、可承受压力等，依托于信息技术组建数据管理库，对安全设备的使用进行科学化管理。并且在设备检修的过程中，需要做好详细的工作，定期对所有的检修记录进行汇总整理，筛选出已检修出的故障问题、故障原因、故障检修方法等内容，组建故障处理数据库，为后续同类型故障处理提供参考。
4.2加强管理人员意识培训
在实际操作过程中，工厂应做好日常培训工作，内容包括安全操作规范、管理意识、故障处理方法、实际故障案例分析等。同时，在会议上还需要做好安全意识、风险意识的宣导工作，使管理人员能够养成良好地操作习惯，在管理工作执行过程中约束自身行为，从而提升液化厂存储设施的安全管理质量。
4.3完善综合管理制度
通过完善综合管理制度，能够提升所指定制度的指导价值，促进工厂经济的稳定发展。例如，某液化厂对现有管理制度进行细致分析，对不足之处进行补充，同时结合工厂实际运行情况，进行管理参数的调整，提高所制定管理制度的适用性。该工厂为了提高制度的指导意义，还制定了责任管理制度、奖惩制度、绩效考核制度，以此来辅助安全管理制度的顺利推行。
结语
综上所述，在当今的天然气行业不断发展过程中，大型液化天然气罐的应用与发展已经受到了世界各国的全面重视。因为液化天然气罐在储存方面有着十分特殊的要求，所以在建设和应用过程中也应该格外重视其各项要求的满足。
参考文献
[1]曹增辉.液化天然气冷能利用方法的研究与展望[J].化工管理,2020(16):56-57.
[2]王择锟.试论液化天然气(LNG)冷量的利用技术[J].清洗世界,2020,36(05):32-33.