第三章 液化气体的危害特性

1、1 第二章第二章 液化气体的性质液化气体的性质 l第一节 液化气体的基本性质 l第二节 液化气体的物理性质 液化气货物的密度 l第三节 液化气体的化学性质 液化气燃烧爆炸及其用惰性气体的抑制 2 复习题复习题1： l已知甲烷在-150的液体密度为0.45g/cm3， 乙烷在-50时的液体密度为0.45g/cm3。现将 两种液体混合，混合后液体平均温度为-90， 混合后甲烷占80%、乙烷占20%，求混合液体 的密度？要求给出求解过程。（提示：可查图 2-1） 100/ )( ii r 3 4 复习题复习题2： l结合图2-3说 明液货舱的 通空气作业 过程。液货 舱的初始状 态在A点。 5 第三

2、章第三章 液化气体的危害特性液化气体的危害特性 6 第三章第三章 液化气体的危害特性液化气体的危害特性 第一节第一节 液化气体的燃烧爆炸危险液化气体的燃烧爆炸危险 第二节第二节 液化气体对人体健康的危害液化气体对人体健康的危害 第三节第三节 液化气体的低温、腐蚀和软化溶解的危害液化气体的低温、腐蚀和软化溶解的危害 7 液化气体货品的危害特性液化气体货品的危害特性 l易燃易爆性（与其他可燃物质相比，燃烧爆炸 的可能性和危险性更大） l毒性 l腐蚀性 l化学反应性 l低温危害性 (每一种液化气体货品可具有一个或同时具有多 个危害特性） 8 第一节第一节 液化气体的燃烧爆炸危险液化气体的燃烧爆炸危险

3、 l一、易燃易爆性 可燃下限（爆炸下限）低 沸点低，容易蒸发 闪点低，引燃能量小 液化气体的运载温度高于其闪点温度 （液体燃烧时着火的是它挥发出来的蒸气而不是液体 本身，其燃烧速度取决于蒸发速度和蒸发量） 9 二、液化气体燃烧爆炸的形式和危害二、液化气体燃烧爆炸的形式和危害 l物理性爆炸和化学性爆炸 液货是满舱的情况下，液体温度升高，体积 膨胀，引起货舱破裂，造成物理性爆炸 当货舱破裂，液化气泄露后与空气混合再被 点燃，引起第二次爆炸，即化学性爆炸 （物理性爆炸与化学性爆炸往往是相继发生的， 中间的间隔很短，从声响上难以辨别。） 10 易发生燃烧爆炸的环境易发生燃烧爆炸的环境 l货物泄露或开舱

4、时 l液货舱周围出现爆炸或火灾，气体温度和压力 升高 液货燃烧爆炸时可能产生有毒气体，如光 气、一氧化碳等 11 第二节第二节 液化气体对人体健康的危害液化气体对人体健康的危害 l刺激性 l腐蚀性 l麻醉性 l毒性 l窒性 l可燃性 液化气货品可具有的危害特性液化气货品可具有的危害特性 12 l液化气对人体健康的主要危害包括：中毒、窒 息、麻醉、冻伤、化学烧伤和燃烧爆炸 l一、中毒 （一）毒性的概念（一）毒性的概念 l“有毒”和“无毒”是相对的。 （二）毒性的表示方法（二）毒性的表示方法 l1、工作环境中有害物质的容许浓度 l2、短期受害允许剂量 l3、中毒极限值 l4、气味阈值 l5、致死剂

5、量（LD）和致死浓度（LC） 液化气对人体健康的主要危害液化气对人体健康的主要危害 13 毒性的表示方法毒性的表示方法 l1、工作环境中有害物质的容许浓度 （1）阈限值 lThreshold Limit Value，指有毒气体、蒸汽、液雾等有 毒物质在工作环境空气中允许的最大浓度，在此浓度下 与之接触的大多数人的健康不会受到损害。 l美国的阈限值为例，有3种极限浓度。 1、TLV-TWA（允许浓度），“Time Weighted Average”， 时间加权平均浓度 一天工作8小时，每周5天 2、TLV-STEL（短时允许浓度），“Short Term Exposure Limit” 最多连续

6、接触15分钟，一天最多4次，每次间隔至少60分 14 毒性的表示方法毒性的表示方法 lTLV-C（危险浓度），这是最高极限浓度 不注明的话，指TLV-TWA TLV通常是以有毒物质在环境空气中所占的体积百 分比表示，PPM。 需要特别强调的是，不能用有关资料种所列出的各 种货品的TLV值来比较不同物质毒性大小，也不应 该把TLV值看做是安全与危险浓度的明确分界线。 （2）最高容许浓度（MAC） lMaximum Admit Content，指操作人员进行长期工作不会 产生病理变化的有毒物质在环境大气中的最高浓度值。 15 毒性的表示方法毒性的表示方法 l2、短期受害允许剂量 指不得超过规定接触

7、时间的毒物在环境空气中的浓度，用其 在空气中所占的体积ppm浓度表示。 l3、中毒极限值 指在这个毒性物质浓度的环境中呼吸时间超过30分钟就会导 致持久的和致命的伤害。 l4、气味阈值 指被大多数人闻到气味的最低蒸汽浓度，ppm 。 l5、致死剂量（LD）和致死浓度（LC） 指可引起实验动物死亡的剂量或浓度，mg/kg或ppm。 16 （三）液化气货品引起中毒的途径（三）液化气货品引起中毒的途径 经呼吸道进入人体 是液化气体引起人体中毒最主要、最危险的途径 经皮肤吸收进入人体 可以通过表皮屏障（完整皮肤）毛囊及皮脂腺吸收， 极少数还可通过汗腺导管吸收 消化道吸收 一般是因误服而引起 17 （四

8、）液化气中毒对人体健康的影响（四）液化气中毒对人体健康的影响 1、肺、咽喉、眼睛或皮肤发炎。 2、麻醉性。 3、短期或长期甚至永久性损害人体组织或神经。 （对某些液化气货品，即使浓度很低，但若长时间频 繁接触，也可能产生这种后果） 18 （五）防止液化气货品中毒的措施（五）防止液化气货品中毒的措施 1、正确穿着防护服和其他人体保护用品。 2、在进入有毒蒸汽的危险处所时，必须佩戴好适 当的呼吸器具。 3、船上的毒性气体检查装置必须按规定配置并妥 善维护，保证随时可用。 19 二、窒息二、窒息 l（一）窒息的概念及症状 环境空气中的含氧量降低，呼吸获得的氧气 不足，人体血液不能向大脑供应充分的氧气

9、量， 这样就会发生缺氧和窒息，随后会失去知觉。 缺氧时受害人会感到头痛、晕眩、思维不集 中、呼吸加快加深、软弱无力等症状 20 （二）人体对不同程度的缺氧反应和窒息的后（二）人体对不同程度的缺氧反应和窒息的后 果果 l正常呼吸空气含氧量为21%； l人体所需的空气最小含氧量18% l低于16%时所有的人都会受到伤害 l低于10%时，很快就会失去知觉 l低于5%时，马上就会不省人事 （含氧量越低，能获救的缺氧时间越短。缺氧时 间越长，对大脑损害越严重） 21 （三）液化气引起窒息的原因（三）液化气引起窒息的原因 l几乎是所以的液化气货品，不论是否有毒，当 他们在空气中的浓度足够高时，都会造成窒息

10、 l液化气货品蒸汽一般比空气重，不易扩散，因 此，即使发生在甲板上空旷的地方，如果泄露 较大，在泄露点附近也可能因蒸汽浓度过高引 起缺氧和窒息 22 （四）防止液化气窒息伤害的措施（四）防止液化气窒息伤害的措施 l1、正确维护保养货物系统及相关设备，防止液化气 泄漏。如果发生液化气泄漏后应及时采取有效措施堵 漏，并用水雾驱散货物蒸汽和加强通风。 l2、进入可能存在液化气泄漏的危险处所前，应提前 15分钟通风，并且在工作期间保持有效通风。 l3、进入通风不良处所、很久未开启舱室或其他有理 由怀疑可能会缺氧的封闭处所，必须经过可燃气体、 毒性气体和氧气的含量检测，证明合格后方能进入。 l4、需要进

11、入缺氧处所或进入液化气大规模泄漏所产 生的气雾中抢险时，必须得到许可，并正确佩戴呼吸 器。 23 三、麻醉三、麻醉 l麻醉是麻醉物质影响人的神经系统，对人的正 常反应和控制能力产生抑制和干扰的作用结果 乙烯、丙稀、丁烯、丁二烯等货品只有较轻 的麻醉性但没有毒性和刺激性 氯乙烯单体、环氧乙烷、氧化丙稀等不仅 具有强烈的麻醉性还具有毒性和刺激性 24 防止液化气麻醉危害的措施防止液化气麻醉危害的措施 l防止液化气货品泄露 l进入气体危险处所前应保持对该处所通风 l进入可能有货品泄露的封闭处所前，先用货物 蒸汽的检测设备检测 l进入含有麻醉货品蒸汽处所或泄露现场时，佩 戴呼吸器，并采取与防止窒息一样

12、的安全措施 25 四、冻伤四、冻伤 原因和途径：液化气货品温度很低；常温加压运输 的液化气货品泄漏时，液体会马上汽化，吸收大量 热量，当液体溅到人体皮肤或眼睛上时，会从人体 吸收大量热量，造成冻伤。 26 防止液化气货品冻伤的措施防止液化气货品冻伤的措施 1、货物作业期间，按规定穿着防护服和戴防护目 镜，避免液化气喷溅到人体和眼睛造成冻伤。 2、穿戴手套等防护属具，避免直接与低温货物管 线设备等接触 3、按正确的方法使用滑管式液位计，在拆卸货物 软管或装卸硬臂时，小心避免被液相管内喷出的液 货冻伤。 l五、化学灼伤 氨、氯、二氧化硫、氧化丙烯、环氧乙烷、乙醛、 乙胺、二甲基胺、异丙胺、溴甲烷等

13、 l防止液化气货品化学灼伤的措施 1、货物作业期间，按规定穿着合适的防护服和戴 防护目镜，避免液化气喷溅到人体和眼睛造成化学 灼伤。 2、进入含有会引起化学灼伤的货品蒸汽的环境和 处所时，必须穿防护服戴呼吸器。 3、按正确的方法使用滑管式液位计，在拆卸货物 软管或装卸硬臂时，小心避免被液相管内喷出的液 货造成化学灼伤。 4、甲板上设置的淋浴装置和冲洗装置应随时可用。 30 第三节第三节 液化气体的低温、腐蚀和软化溶解液化气体的低温、腐蚀和软化溶解 的危害的危害 LNG的物理性质实验：的物理性质实验：http:/ http:/ l一、低温危害 l（一）低温效应 1、低温脆性断裂：低温会使金属材料

14、的晶粒结构 发生变化，大多数金属和合金在低温下会迅速减少 韧性和延伸，材料变脆。 2、结冰（结冰的危害同水合物一样，多会对液货 泵，阀门等设备造成损害或堵塞。 l（二）防止低温危害的措施 31 1、防止低温脆性断裂、防止低温脆性断裂 l（1）选用低温下仍能保持较好韧性和强度的金属材料； l（2）除常温压力式货舱（C型独立货舱）外，其他低温液货舱都应 设置次屏壁，以便主屏壁破损时可以临时容纳低温液货，使其不与 船体直接接触，避免灾难性的脆性断裂。可以容纳货物15天。 l（3）低温液货的货物围护系统装设有保温绝热材料，防止相邻的船 体材料受到低温损害。 l（4）如果待装货物温度低于货物系统温度，应

15、在装货前将货物系统 预冷到接近待装货物的温度，防止产生过大的热应力。 l（5）防止液化气货物泄漏。 LNG和LEG等极低温的货物，装卸总管接头周围区域，铺设耐低 温的木板 所有液货船舶，装卸总管接头下面设置承滴盘 32 2、防止结冰、防止结冰 l(1)加入防冻剂 甲醇、甘醇、二甘醇、乙醇、丙醇等 注意防冻剂的有效温度： l甲醇：-48，丙醇-108 l(2)使用低露点的惰性气体，对货舱空气除湿 干燥，并尽量确保液化气货品无水分。 33 二、腐蚀性和软化溶解性的危害二、腐蚀性和软化溶解性的危害 （一）液化气的腐蚀性 l大部分烷烃类液化气对常规金属材料无腐蚀作用 l一些不饱和烃类液化气、化学气体和

16、化学品类液化气，对 某些材料有腐蚀作用 氨与铜、铝、锌及其合金不相容 丁二烯与铜、铝不相容 l水分会增强腐蚀性和反应性 l硫和金属盐，腐蚀氧化反应（硫分和水在缺氧状态下会与 铁质材料生成氧化铁或氧化亚铁，使铁质材料发生腐蚀） l防冻剂可能有腐蚀性 甲醇与锌不相容 乙醇与铝不相容 34 （二）液化气的软化性和溶解性（二）液化气的软化性和溶解性 l软化橡胶或溶解油脂 LPG软化橡胶、生橡胶、加硫橡胶等 氨与氟化橡胶、聚氯乙烯、聚酯、酚醛树脂等不相 容 某些烃类的液化气溶于润滑油中，使润滑油稀释而 使货物压缩机等货物润滑不足。 l确保运输系统中材料与具体货物相适应 35 第四节第四节 液化气的压力、

17、翻滚、冷凝和热膨液化气的压力、翻滚、冷凝和热膨 胀等危害性胀等危害性 l一、压力特性及为危害性 l液化气体是在封闭系统内储运的，不论是哪种 形式的船，液货都处在沸腾状态。为防止空气 漏入，货物系统内都是正压的。 l（一）高压的危害 操作时必须注意系统内有无高压存在 l（二）压力叠加 对于某些不相容的液体，它们混装后其蒸汽压力并 不等于它们各自的分压之和，而是近乎是各自原来 的蒸汽压力叠加。 例：蒸汽压力为4bar的液氨与蒸汽压力为6bar的丙 烯液相混合，混合液的蒸汽压力为10bar。 在装载不相容液货的密闭容器内，充注不相容的货 物蒸汽（过热状态），容器内的总压力p为： 液体的饱和蒸汽压力。

18、 ；不相容的货物蒸汽压力 容器内的总压力；式中： L G LG p p p ppp l（三）液货舱负压的危害及预防 在进行预防、复温、装卸货等作业时，或者由于气候变化 和日夜温差等影响，都可能改变货舱内和屏蔽处所内的压 力，可能出现负压 出现负压可能会渗入空气 会破坏液舱结构 预防方法： l1、接通装载相同货物的货舱气相管线； l2、将装载相同液货的货舱内的液货或蒸汽进行循环； l3、用液货泵将货舱内的液货进行循环； l4、将货物升温。 38 二、液货翻滚及其危害二、液货翻滚及其危害 l所谓翻滚是指：由于向已经装有液化气货品的 低温储槽内充注新的货品，储槽内的液体会发 生分层，分层后各层液体在

19、储槽周壁漏热的加 热下，形成各自的自然对流循环，该循环使各 层液体的密度不断发生变化，当相邻两层液体 的密度近似相等时，两液层就会发生强烈混合， 从而引起储槽内过热的液化气大量蒸发。 39 （一）翻滚的机理和特性（一）翻滚的机理和特性 l1、液化天然气分层 密度大的在底部，分层稳定，独立的自然对流循环。 l2、翻滚的机理及特性 相邻液层密度近似相等 时发生的液层间强烈迅 速混合的现象 热量热量 热量 40 （二）典型的翻滚事故（二）典型的翻滚事故 lLa Spezia SNAM LNG终端站 l原因：底部充注重质LNG引起分层所致 lLNG翻滚事故已发生过多次，绝大部分是由于 冲注所引起的。 l翻滚发生时的蒸发率大约是正常状态时的200 多倍。 41 （三）翻滚的预防措施（三）翻滚的预防措施 l翻滚是由分层引起的，因此必须采取一些措施来 防止分层的产生。 l（1）分舱储存 l（2）正确充注 原则：密度相近时一般底部充注；将轻质LNG充 注到重质LNG储槽中时，宜采用底部充注；将重质 LNG充注到轻质LNG储槽中时，宜采用顶部充注。 l（3）采用