.
Категории сайта

Транспортные характеристики газов

Говоря о сжиженных газах, мы обычно имеем в виду вещества, которые при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающей среды находятся в газообразном состоянии.

Самой простой и наиболее важной характеристикой сжиженных газов, которая часто используется в процессе их переработки и транспортировки, является давление насыщенных паров, характеризующее равновесное состояние жидкостной и газовой фаз груза при заданной температуре.

ИМО с целью классификации грузов, перевозимых на танкерах, определяет понятие “сжиженный газ” следующим образом:

Сжиженным газом называется жидкость, которая при температуре +37,8 °С имеет давление насыщенных паров не ниже 2,8 бара.

Дополнительной характеристикой сжиженных газов является температура насыщения паров при атмосферном давлении. Эта температура – температура кипения при атмосферном давлении, и определяет возможные условия транспортировки груза.

Таблица 1. Значения абсолютного давления паров и температуры кипения для некоторых газов
Название газаДавление насыщения паров
при + 37,8 °С (100 F)
Температура кипения
при атмосферном давлении, °С
МетанГаз (t критическая -82 °С)-161
Пропан12,9-43
Бутан3,6-0,5
Аммиак14,7-33
Винилхлорид5,7-14
Бутадиен4,0-5
Этиленоксид2,7+10,7

 

Один, из перечисленных выше грузов, обработка которого наиболее строго определяется требованиями ИМО, а именно, этилен оксид, на самом деле не является сжиженным газом. Однако все международные правила не находят иного метода безопасной транспортировки этилена оксида, иначе чем на газовозах, из-за его низкой температуры кипения при атмосферном давлении. Многие подобные химические грузы, такие как пропилен оксид, диэтил эстер или же изопрен, также имеют высокое давление насыщенных паров и представляют значительную пожароопасность и опасность для здоровья человека, поэтому, несмотря на то, что в своей значительной части их перевозка осуществляется на танкерах-химовозах, все эти грузы включены и в IGC Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом.x, и в BCH Кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом. Применяется к химивозам, построенным до 1986 года, а также к переоборудованным и комбинированным танкерам.x и в IBC Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом. Применяется к новым химовозам, построенным после 1986 года.x кодексы.

Основные группы газов, перевозимых морем

Перевозимые морем сжиженные газы, можно разделить на 6 основных групп:

  1. LPG – Liquefied Petroleum Gases (сжиженные нефтяные газы);
  2. NGL – Natural Gas Liquids (природный газовый конденсат);
  3. LEG – Liquefied Ethylene Gas (сжиженный этилен);
  4. LNG – Liquefied Natural Gas (сжиженный натуральный газ);
  5. NH3 – Ammonia (аммиак);
  6. CL2 – Chlorine (хлор).

Причина для разделения грузов на такие группы в том, что эти газы имеют различные характеристики. Важными факторами для такого деления грузов являются их температура кипения при атмосферном давлении, химическая совместимость с другими газами и материалами конструкций судна, токсичность, взрывоопасность, и другие свойства.

Рассмотрим несколько подробнее характеристики каждой из групп в отдельности.

Сжиженные нефтяные газы

LPG – производят в результате крекинг – процесса из природного газа или же из сырой нефти путем дистилляции на нефтеперерабатывающих заводах. Примерно 1-3 % сырой нефти составляют нефтяные газы.

Термин «сжиженные нефтяные газы» используется в терминологии нефтяной индустрии для обозначения целой группы углеводородов или их смесей, большей частью состоящих из пропана и бутана. Однако такое определение не является достаточно точным, поскольку каждый из различных типов углеводородов может стать жидкостью при определенных условиях. По общепринятым меркам к числу сжиженных нефтяных газов относят обычно следующие газы:

Все эти газы имеют температуру кипения при атмосферном давлении от 0 до –50 °С. Нефтяные газы используются в основном как сырьё для химической промышленности, а также в качестве топлива.

Природный газовый конденсат

Природный газовый конденсат или, как его ещё называют, мокрый газ, обычно находится в растворённом состоянии в сырой нефти. При очистке нефти и её стабилизации происходит его отделение. Газовый конденсат представляет собой смесь этана, пропана, бутана и тяжелых углеводородов. Причем состав газа может меняться в зависимости от вида нефтяного месторождения. В основном природный конденсат используется для производства этилена.

Таблица 2. Характеристики коммерческих газов
Название Молекулярный вес
(г/моль)
Температура кипения
при атмосферном давлении
(°C)
Критическая температура
(°C)
Критическое давление
(kПa, Aбс.)
Относительная плотность
жидкости
15 °C/15 °C
Относительная плотность паров
(Воздух = 1)
Methane16,043-161,52-82,604 604(03)0,5539
Ethane30,070-88,5832,284 8800,35811,0382
Propane44,097-42,0796,674 2490,50831,5225
n-Butane58,124-0,49152,013 7970,58472,0068
i-Butane58,124-11,81134,983 6480,56372,0068
Ethene28,054-103,779,205 041выше tкр.0,9686
Propene42,081-47,7291,704 6000,52311,4529
1-Butene56,108-6,23146,384 0230,60191,9372
cis-2-Butene56,1083,72162,434 2200,62771,9372
trans-2-Butene56,1080,88155,484 0470,61051,9372
1,3-Butadiene54,092-4,411524 3300,62801,8676
1,2-Butadiene54,09210,85(171)(4 502)0,65761,8676
Isoprene68,11934,07(211)(3 850)0,68662,3519
Vinylchloride62,50-13,4156,65 6000,902,152
Ammonia17,031-33,33132,511 2800,61830,5880
Открыть таблицу в новой вкладке

 

Сжиженный этилен

В природе в свободном состоянии этилен практически не встречается, однако, в химической и нефтяной промышленности, этилен получают как побочный продукт производства при переработке натурального газового конденсата, сырой нефти или нефтяных газов. Температура кипения этилена при атмосферном давлении –104 °С, поэтому очень часто его называют ещё «холодный газ».

Основное применение этилен находит в химической промышленности при производстве великого множества продуктов, таких как пластик, полиэтилен, полиэтиленовая пена, стирол, пищевые красители, он используется также при сварке и резке металла.

Сжиженный природный газ

Природный газ представляет собой смесь различных газов, которые находятся в земле в виде месторождений, также как и нефть. В основном природный газ состоит из метана (95-98 %). Он также содержит и небольшие примеси неорганических газов: азот, углекислый газ, окислы серы, пары воды. При атмосферном давлении температура кипения метана при атмосферном давлении около –164 °С.

Промышленное применение метан нашел в качестве топлива взамен угля или нефти, а также при производстве минеральных удобрений и аммиака.

Аммиак

Аммиак не встречается в природе в свободном виде, и его производят сжиганием нефти и газа, а также при каталитических процессах при обработке природного газа. Температура кипения аммиака при атмосферном давлении составляет –33 °С.

Свое основное применение аммиак находит в производстве минеральных удобрений, пластмасс, красителей, взрывчатки и различных чистящих жидкостей.

Хлор

В свободном виде в природе хлор не встречается. Однако он довольно легко может быть получен искусственным путем, например, при электролизе раствора обычной поваренной соли. Температура кипения хлора при атмосферном давлении –34 °С.

Промышленное применение хлор нашел в химической индустрии и в целлюлозобумажной промышленности как отбеливатель.

Химические грузы

В дополнение к вышеперечисленным газам существует также множество различных химических веществ, которые в силу своих свойств также попадают под определение газов и перевозятся на судах-газовозах. Такие вещества не попадают ни в одну из перечисленных выше категорий, например, винил-хлорид мономер, пропадиен и бутадиен. Как известно к газам относят вещества, которые при температуре +37,8 °С имеют абсолютное давление насыщения не менее чем 2,8 бар.

Таблица 3. Коэффициенты объёмного расширения при испарении 1 литра сжиженного газа при 15 °С и нормальном атмосферном давлении
НазваниеКоэффициент объёмного расширения при испарении (15 °C, 1 бар)
Methane630
Ethane432
Propane311
n-butane239
i-butane236
Еthene482
Рropene388
1-butene261
Сis-2-butene264
Тrans-2-butene258
1,3-butadiene279
VCM365
Ammonia947
Nitrogen691
Открыть таблицу в новой вкладке

 

Переводные коэффициенты

Таблица 4. Перевод единиц давления
Atm.psimm Hgkg/cm²barPascaldynes/cm²mm H2O
Atm.114,6967601,03321,01325101.3251.013.935,2310.332,71
Psi,068046151,715,070307,0689486.894,869.013,11703,087
mm Hg,0013158,0193371,00135951,0013332133,321334,1513,59508
kg/cm²,967814,223735,561,98066598.066,5981.354,2710.000
bar,9869214,504750,0751,019721100.0001.001.00110197,162
Pascal,000009869,000145038,00750075,000010197,00001110,007,10197162
Dynes/cm²,000000986,00001449,00074954,000001019,000000999,099931,01019
mm H2O,00009678,0014223,073556,0001,00009806659,8066598,13541
Таблица 5. Перевод единиц объёма
Cubic InchesCubic FeetCubic YardsCubic CentimetersCubic Meters
Cubic Inches10,000578700,00002143316,3870,000016387
Cubic Feet1.72810,03703728.3160,028316
Cubic Yards46.656271764.5500,76455
Cubic Centimeters0,0610240,0000353150,000001308010,000001
Cubic Meters61.02435,3151,30801.000.0001

 

Таблица 6. Перевод единиц объёма жидкости
GALLONS (U. S.)IMPERIAL GALLONSBARRELS (OIL)CU. INCHESMILLILITERSLITERS
Gallons (U. S.)10,832700,0238092313785,33,7853
Imperial gallons1,200910,028594277,424.546,04,5460
Barrels (Oil)4234,97319.702158.980158,98
Cu. Inches0,00432900,00360470,00010307116,3870,016387
Milliliters0,000264180,000219980,00000629000,06102510,001
Liters0,264180,219980,006290061,0251.0001

 

Таблица 7. Перевод единиц потока жидкости
GAL (U. S.)/MINGAL (U. S.)/HRCU FT./MINBBL (42)/HRBBL (42)/DAYCU M/HR
Gal (U. S.)/min1600,133681,428634,2860,22713
Gal (U. S.)/hr0,01666710,00222800.0238100,571430,0037854
Cu ft./min7,4805448,83110,686256,471,6990
bbl (42)/hr0,7000042,0000,093576124,0000,15898
bbl (42)/day0,0291671,75000,00389900,04166710,0066245
Cu m/hr4,4028264,170,588576,2898150,951

Типовые спецификации на некоторые газы

Когда говорят о сжиженных газах как о грузах, то подразумевают, что они состоят из смесей целого ряда органических и неорганических соединений. Наличие различных примесей в грузе, определяет условия его транспортировки и требования к подготовке грузовых емкостей перед погрузкой. Чем чище продукт, тем более строгие требования предъявляются к подготовке грузовых танков при смене груза.

Ниже приведены спецификации на некоторые сжиженные химические газы (можно использовать только как справочные данные).

Таблица 8. Ethylene
ItemUnitLimits
ETHYLENE% volume99,9 min
ETHANEppm volume500 max
ETHANE +METHANEppm volume1.000 max
C3 AND HEAVIERppm volume10 max
ACETYLENEppm volume5 max
OXYGENppm volume5 max
NITROGENppm volume100 max
CARBONMONOXIDEppm volume2 max
CARBONDIOXIDEppm volume5 max
METHANOL + ETHANOL + ACETONppm volume10 max
HYDROGENppm volume10 max
WATER CONTENTppm weight10 max
TOTAL SULPHURppm weight2 max
AMMONIAppm volume1 max

 

Таблица 9. Propylene polymer grade
ItemUnitLimits
PROPYLENE% weight99,5 min
PROPANE% weight0,5 max
METHANE + ETHANE% weight0,2 max
ETHYLENE + ACETYLENEppm weight30 max
PROPADIENEppm weight10 max
METHYLACETYLENEppm weight5 max
TOTAL C4’S HYDROCARBONSppm weight10 max
C5 + (GREEN OIL)ppm weight10 max
OXYGENppm weight5 max
NITROGENppm weight10 max
HYDROGENppm weight1 max
METHANOLppm volume5 max
TOTAL SULPHURppm weight2 max
WATER CONTENTppm weight10 max
TOTAL CHLORINEppm weight1 max

 

Таблица 10. Propylene Chemical Grade
ItemUnitLimit
PROPYLENE% weight94,0 min
METHANEppm weight1.000 max
ETHANEppm weight500 max
PROPANE% weightbalance
ETHYLENEppm weight50 max
PROPADIENEppm weight15 max
BUTENESppm weight200 max
ACETYLENEppm weight5 max
METHYLACETYLENEppm weight25 max
BUTADIENE-1,3ppm weight30 max
TOTAL C4’Sppm weight300 max
OXYGENppm weight8 max
HYDROGENppm weight10 max
CARBONMONOXIDEppm weight3 max
CARBONDIOXIDEppm weight10 max
METHANOLppm weight10 max
WATER CONTENTno free water

 

Таблица 11. Propylene Refinery Grade
Test ItemUnitLimits
PROPYLENE% weight70 min
ETHANE% weight1 max
PROPANE% weight30 max
TOTAL C4’S AND HEAVIER% weight2 max
TOTAL SULPHURppm weight3 max

 

Таблица 12. 1-butene
Test ItemUnitLimits
BUTENE-1% weight99,3 min
I-BUTYLENE% weight0,2 max
BUTENE-2% weight0,1 max
N-BUTANE + I-BUTANE% weight0,4 max
BUTADIENE-1,3ppm weight50 max
PROPADIENEppm weight8 max
TOTAL ACETYLENESppm weight10 max
CARBON DIOXIDEppm weight2 max
CARBON MONOXIDEppm weight2 max
TOTAL CARBONYLS (AS MEK)ppm weight5 max
OXYGENppm weight1 max
SULPHUR (AS S)ppm weight
CHLORIDESppm weight
WATER
METHANOLppm weight

 

Таблица 13. 1,3-butadiene
Test ItemUnitLimits
BUTADIENE 1,3% weight99,6 min
BUTADIENE 1,2ppm weight40 max
PROPADIENEppm weight10 max
TOTAL ACETYLENES
AS VINYLACETYLENE
ppm weight25 max
METHYLACETYLENEppm weight15 max
ETHYLACETYLENEppm weight50 max
VINYLACETYLENEppm weight10 max
BUTADIENE DIMERppm weight50 max
METHANOLppm weight50 max
CARBONYL CONTENT,
AS ACETALDEHYDE
ppm weight10 max
TOTAL VOLATILE SULPHURppm weight2 max
PEROXIDE CONTENTppm weight5 max
NON VOLATILE RESIDUEppm weight10 max
INHIBITOR (TBC)ppm weight75-150 max
WATERno free water
OXYGENppm weight200 max

 

Таблица 14. Isobutane
ItemUnitLimits
ISOBUTANE% mol95 min
N-BUTANE% mol5 max
C2 AND LIGHTER% mol1 max
PROPANE% molbalance
TOTAL OLEFINESppm weight100 max
OXYGEN LIQUIDppm vol0,5 max
XYGEN VAPOURppm vol0,3 max
TOTAL VOLATILE SULPHURppm weight2 max
CARBONYL CONTENT
AS ACETON
ppm weight2 max

 

Таблица 15. Crude C4 raw material spec
ItemUnitLimits
BUTADIENE 1,3% weight40 min
PROPADIENE + METHYLACETYLENE% weight0,4 max
ISOBUTYLENE% weight20 min
BUTENE-1% weight20 max
BUTENE-2% weight10 max
SATURATED C4’S% weight12 max
BUTADIENE 1,2% weight0,5 max
C3’S AND LIGHTER% weight0,7 max
C4 ACETYLENES% weight2 max
C5’S% weight0,5 max
SULPHURppm weight1 max
CARBONYLS AS ACETALDEHYDEppm weight100 max
CHLORIDE (AS CL )ppm weight1 max
WATERno free water

 

Таблица 16. Vinyl chloride monomer (VCM)
ItemUnitLimits
VINYL CHLORIDE MONOMER% weight99,97 min
WATERppm weight100 max
IRONppm weight0,5 max
ACIDITY (AS HCL)ppm weight1 max
NON VOLATILESppm weight50 max
ACETYLENEppm weight2 max
PROPYLENEppm weight8 max
OTHER HYDROCARBONSppm weight3 max
COLOR (VISUAL)colorless
APPEARANCE (VISUAL)clear

 

Таблица 17. Raffinate 1 (Isobutylene)
ItemUnitLimits
ISOBUTYLENE% weight30-65 min
C3 AND LIGHTER% weight0,5 max
BUTADIENE 1,3% weight0,6 max
TOTAL ACETYLENES AS VINYLACETYLENEppm weight200 max
C5 DIOLEFINESppm weight20 max
C5 AND HEAVIERppm weight1.000 max
SULPHUR CONTENTppm weight10 max
CARBONYL CONTENT AS ACETALDEHYDEppm weight10 max
PERIOXIDE CONTENT AS
H-O-O-H
TOTAL CHLORIDEppm weight5 max
NON VOLATILE RESIDUE
AMMONIAppm weight5 max

 

Таблица 18. Raffinate 2 (n-butenes)
ItemUnitLimits
TOTAL N-BUTENES% weight66-82 min
N-BUTANE% weight14 min
SO-BUTENE% weight2 max
BUTADIENE-1,3% weight0,7 max
C3 AND LIGHTER% weight2,0 max
C5 AND HEAVIER% weight2,0 max
ACETYLENES AS VINYLACETYLENSppm weight800 max
TOTAL SULPHURppm weight120 max
TOTAL CHLORIDEppm weight15 max
WATERno free water
Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Ноябрь, 21, 2022 68 0
Добавить комментарий

Текст скопирован
Пометки
СОЦСЕТИ