[能源化工]lng安全手册msds

[能源化工]lng安全手册msds内容摘要：

........................................................................................... 53 低温灼伤 .......................................................................................................... 53 急救 ................................................................................................................. 53 附录 A 冻伤症状和急救措施 ........................................................................................... 55 6 LNG 安全手册 1 内容简介 目的 本手册 旨在介绍液化天然气（ LNG）的基本特性，并简要阐述 LNG 生 产、 使用过程中的有关安全问题。 文中列出的是员工 需要掌握的基础知识、 常用安全和降低安全风险的措施。 在 LNG 设施的设计和施工过程中，个人安全是很重要的。 然而，仅仅靠良好的设计和施工管理是不够的，只有通过良好的实践和遵守操作规程才能保证人员的安全。 储存和销售LNG 的 公司必须具备良好的安全管理程序和完整的操作规程并组织培训 ， 帮助员工学习、理解、执行。 所有在 LNG 设施场所工作的人员，都需了解公司的安全管理制度和 安全 操作程序。 只有通过良好的实践 和遵守操作规程才能保证个人安全 本手册 的目的不是指导 LNG 装置设计、工程施工。 NFPA59A（ LNG 生产、储存和 处理）是国际认可的“ LNG 标准”性文件。 然而，在实际应用中，各项目或地方可能会考虑不同的设计标准或增加其他标准。 自 1996 年开始天然气的进出口贸易以来，天然气贸易现在已处于一个快速增长阶段。 所以，以前没有接触过 LNG 的单位或个人现在开始寻求有关 LNG 的信息，而本手册 可以向员工 提供天然气的基本知识。 在过去的几十年里，人们获得了大量的 LNG 安全数据。 本书介绍了现代 LNG 领域里较普遍的安全惯例。 NFPA57 及 59A 被一致确认为标准文件，可以持续作为参考文件。 随着LNG 安全 经验的积累，有关 LNG 的标准和安全惯例 也会随之更新。 所以，员工 应通过适当的方式定期更新其 LNG 安全信息。 范围 的《 LNG 安全指南》提供了 LNG 设施设 计 、 使用中应考虑的基本安全知识，特殊条件下提出的要求会有些出入，可能高于或低于本书的要求。 第一章 内容介绍 第二章 LNG 的特性。 了解、熟悉 LNG 特性，可以帮助员工 在安全和紧急响应方面作出更好的判断。 在第二章篇末提供了 LNG 安全数据表的样本。 第三章 LNG 装置的安全和程序问题。 对 LNG 设施安全问题进行了全面评述，结合作业过程中的具体事例，着重讲解其处理和响应程序。 7 第四章 员 工培训 第五章 LNG 对人体的伤害。 第六章 风险识别方法。 第七章 人员的保护方法。 第八章 LNG 泄漏和防火技术 第九章 冻伤的紧急处理方法。 2 LNG 性质介绍 概论 液化天然气（ LNG）是一种液态气体混合物，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。 按照 LNG 组分比例来讲，甲烷至少占了 90%。 将天然气在常压冷冻到约 161℃的时候就形成了 LNG。 此时 LNG 密度为 424kg/m3。 当 LNG 接触到任何温度比它高的固体或液体时， LNG 将马上被气化。 加热 LNG 形成的蒸气比重为 ，也就是说比常温空气重 50%。 最初产生的蒸气自动会往最低点流动（如同 LNG 被泄漏 到环境中产生的 蒸气 ），当温度加热到 107℃时， LNG蒸气会变得浮动起来并上升扩散到空气中。 气体研究所的研究表明，因混有较重的空气，LNG 只有增加到一定的温度，其浮力才能表现出来。 LNG 泄漏 后形成的 蒸气 ，如泄漏 到外部环境中（道路上或水中），即使被点燃，也不会发生爆炸。 LNG 的蒸气是无毒的，但是大量集中的蒸气可降低空气中氧含量导致窒息。 当 LNG 蒸气和空气混合时，其体积约占 5%~15%的情况下，就具备可 燃性。 如果 LNG 蒸气被泄漏 到外部环境中（如道路上或水中），即使被点燃 ，也不会发生爆炸。 但是相同的蒸气如果被限制在一个空间内体积比达到 5%~15%，这时蒸气若被点燃就会发生爆炸。 LNG 无色无味，低温 LNG 蒸气会造成空气中的水蒸气凝结，形成一种看得见的白雾。 有趣的是， LNG 的燃烧范围一般存在于可见蒸气云范围内或周围。 LNG 泄漏后，最初在短时间内会形成大量的蒸气，随后这些蒸气（占空气体积比5%~10%） 将在很短时间内向下风向扩散。 因此，可燃区域将被限制在泄漏点的附近 1。 若温度继续升高， LNG 蒸气会变得漂浮起 来 ，并快速扩散到大气中。 蒸气云移动的距离取决于 LNG 的泄漏量、持续时间、风速、风向、地形、大气温度和湿度等。 LNG 泄漏研究表明 ， 疾风能够快速地吹散 LNG 蒸气，而微风（或无风）将可燃烧蒸气 8 云保持在气源处，无法扩散开。 一般来讲，流动蒸气云的可燃性边界大致与混有 LNG 蒸气的水蒸气的 可见性边界接近。 然而，在高海拔或低湿度的地方，蒸气云的可燃性边界极限会超过可见性边界范围。 LNG 组分 天然气的组分依据气源和工艺类型不同而发生变化。 管道天然气的典型组分为85%~99%的甲烷（ CH4）。 可能还会含有乙烷（ C2H6）、丙烷（ C3H8）、丁烷（ C4H10）以及微量的重烃化合物，天然气中常常含有氮气。 在将天然气液化之前，必须将二氧化碳（ CO2）、水和硫化氢（ H2S）等其他在 LNG 温度下会变成固体的物质（包括加臭剂）清除掉，或将他们的组分降至很低的水平。 在将天然气液化之前所做的前处理可以解决这些组分问题。 尽管 LNG 由几种不同的组分组成，且各组分的分子量不同，但是在常规的储存条件下，它们的混合状态保持均匀；如果组分混合不够充分，且储存量大时，就会发生 LNG 分层的现象，那么在 LNG 储罐内就会出现一层或几层的较轻的 LNG 出现在较重的 LNG 上面的现象，但一般的对流混合仅限于同层之间的混合，所以在底部的较重的 LNG 就会吸收热量直到它的密度和上面较轻的 LNG 密度一致为止。 然而，这样会潜在地导致“翻滚”现象的发生，关于这一点我们会在后面第三章讨论。 分层现象不会发生在小型的 ASME（美国工程协会）型带压力储存式的 LNG 附属装置和供给站。 表 1 LNG 典型组分 组分 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 氮气 含量 85%~99% %~5% 0%~3% 0%~1% %~3% 表 2 LNG 和丙烷燃烧性能的对比 燃点 燃烧范围 燃烧热 LNG 650℃ 5%~15% kJ/kg 丙烷 590℃ 2%~10% kJ/kg 表 3 LNG 和丙烷物理性能的对比 LNG 丙烷 正常沸点 约 161℃ 42℃ 常压下液态密度 约 430 kg/m3 500 kg/m3 在沸点温度下蒸气比重 约 16℃下比重 约 水：蒸气膨胀 1:625 1:275 气化热 511 kJ/kg 356 kJ/kg 9 气味特征 LNG 是没有气味的 ，在天然气中 加入的加嗅剂使天然气产生了一种独特的气味，但是在液化之前就被去除了，因为这些加嗅剂在 LNG 温度下会发生固化，影响液化处理程序。 所以，气味不能成为判断 LNG 有无泄漏的依据，除非采用独特的方法使 LNG 产生气味。 尽管人们研究了多种使 LNG 产生气味的方法，但是因为下列原因添加加嗅剂这种方法还是不常用。 1） 没有添加过加嗅剂的 LNG安全记录是十分优异的，而且使用可燃气体探测器（ CGD）可完成测试。 2）如果 LNG 中加入了加嗅剂，那么气体检测的方法就会十分有限（例如，可能探测到液体泄漏，但是有可能测不到 LNG 蒸气泄 漏）。 3）添加 LNG 加嗅剂的技术还有待提高。 4）加嗅剂的检测技术处于很低的水平（也就是说，很低的检测技术水平会产生安全隐患）或导致不应发生的安全问题。 5） LNG 系统上（或系统附近）的加嗅剂残留物将长期保留气味，极大地影响其有效性。 低温特性 LNG 是低温液体。 流体温度如果低于 75℃，则属于低温范围。 LNG 在常压下约 161℃时沸腾。 其他冷冻液体还有氢、氧、氩、氦、乙烯。 表 4 则显示了一般冷冻液体的相对沸点。 LNG 是其中较“温暖”的一种低温流体。 低温液体的处理不是一门新的学科，也不要求高端培训 的实验室技师。 很多标准的用来处理低温流体的设备其实不是很复杂（不是说不安全）。 一些安全问题实际上直接来自于它的温度。 有些读者会发现一些物质在低温情况下是如何变得更加脆弱。 很多塑料、橡胶、有机材料融入液态氮后将变得粉碎。 一些普通金属，如低炭钢遇到低温度并受到应力时，将发生脆裂。 另外一个有趣的现象就是，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、和聚四氟乙烯的拉伸力 和曲变力比在室温下更高。 表 4 一般冷冻液体的相对沸点 液体 乙烷 乙烯 LNG 氧气 氩 气 氮 气 氢气 氦气 沸点（℃） 88 104 161 183 186 196 253 269 现在，处理低温液体的量从少到多不等，可在实验室、炼钢厂、废水处理厂等地方进行。 处理压力有常压以及高压。 像处理其他大多数液体一样，如果处理不当就会发生危险。 所以， 10 最基本的原则就是每次处理必须安全。 LNG 性能和安全影响 LNG 的主要成分是甲烷，所以 LNG 的物理 化学特性和液态甲烷相近， LNG 的性能随着 LNG 内的非甲烷物质成分含量和类型的变化而发生轻微的变化。 LNG 的性能中存在安全影响的有：自燃温度、点火能量、气 化热量、燃烧范围、沸点、沸腾液体的热传递速率和密度等。 在下一章中将谈到液态乙烷和 LNG 的性能，其性能和安全之间的联系，以及作为燃料使用的相关安全知识。 自燃温度和点火能量 自燃温度 是指 某种物质受热发生自燃的 的最低温度（也就是，没有外在点火源）。 这个自燃点取决于几个要素，如，空气 — 燃料混合浓度和压力。 在常压下纯甲烷的平均自燃温度为 650℃。 温度越高那么其延迟时间会越短。 当温度达到一定限度时，气体就会瞬间自燃。 尽管自燃温度和点火温度常常可以交换，但是，严格来讲，点火温度指的是自燃温度和所有更高温度。 LNG 蒸气的自燃温度随其组分变化而变化：当 LNG 蒸气中的叫重烃的浓度增加时，自燃温度就会下降。 天然气除了热量导致自燃，一些小火星也会导致天然气燃烧。 实际上，大多数的火星能够点燃天然气中的甲烷。 因为衣物上产生的静电可能会产生足够的能量导致天然气起火，所以一些人员建议工人 不要穿合成衣服 （如：尼绒服装），因为这类材料比其他自然纤维更容易产生静电。 因为衣物上产生的静电可能会产生足够的能量导致天然气起火，建议工人不要穿易产生静电材料做的衣服。 气化热量 潜在的气化热量是物质从液态转变为气态所需要的热 量。 皮肤上的水份气化掉后会感到凉爽，这就证明了这一点。 在液态下的分子比气态下的分子具有更大的分子间作用力。 液态分子间作用力因吸收热量而减弱，最终形成气态。 在海洋平面大气压下，甲烷吸收的热量或气化的热量为 510 kJ/kg。 气化时所需的热量可导致冻伤，因为气化时液体的温度不但会降低而且会吸收掉周围环境中的热量。 所以接触到低温液化天然气比接触到相同温度下气相天然气的危险更大。 烃蒸气的热量会随分子重量的增加而降低。 燃烧范围 燃烧需要点火源、合适的燃料和氧气。 如果燃料含量超过了可燃性极限的上限（ UFL）， 11 燃料不会起火，因为氧气含量不够。 如果燃料含量低于可燃性极限的下限（ LFL），燃料同样不会起火。 因为燃料不够。 可燃性极限指的是使燃料起火的空气中必要的燃料含量（假设空气中的氧气含量为 21%）。 空气中甲烷的燃烧下限和上限分别为 5%和 15%。 在封闭的罐体内，甲烷的比例几乎是 100%，所以无法燃烧。 罐体的甲烷如果泄露到通风良好的区域并迅速吹散到小于 5%的量，那只有在靠近罐体的泄漏点的地方才能达到足够燃烧的甲烷含量。 另外，在通风不好的房间内，空气中聚集足够的燃料可导致起火的机会就会大得多。 较重烃的可燃烧极限的下 限比甲烷要低，所以，较重烃的含量增加可使 LNG 蒸气的可燃烧极限下限降低。 沸点 在海平面大气压下，甲烷沸点为 161℃。 储存压力越高，沸点就越高。 举例说来，在241 kPa(表压 )的加压 LNG 储存容器内，甲烷在 149℃ 的温度下沸腾。 沸腾液体的热传递速率 热传递速率或者热流量（单位： kJ/h）指的是单位时间内从一种物质传递到另外一种物质的热量。 沸腾的液体比非沸腾状态的热液体更能吸收热量，因为沸腾的液体需要吸收额外的热量来克。