《化学品船介绍》PPT课件

化学品船介绍 一 基本概念1 定义chemicaltanker parceltanker装运在37 8 时蒸汽压力不超过0 28Mpa 绝对压力 的散装危险液体化学品的船舶 2 发展历史诞生 1949年美国把T 2型油船 MarineChemicalTransport 改装成化学品船 投入运营 自那时起 世界液态化学品船得到飞速发展 发展 国内和国外学者对化学品船发展历史的描述各有不同 国内学者认为到今天已经经历了四代 其基本特点分别如下 第一代 美国 1948年 Wilson 由油船改装 该船设有双层底 增设纵横舱壁 中央舱可装9种不同的化学品 边舱装煤油 配有深井泵 管线灵活 但货舱材料限制了货品 50年代 第二代 20世纪60年代 成品油船改装 具有以下显著特点 1 采用分隔式货舱 将原油舱分隔成更多的小舱室 增设了复杂的泵系和管系 2 广泛采用舱壁涂层工艺 以保护货舱内的船体结构 减少腐蚀 使装运的散装化学品的适应性更为广泛 第三代 20世纪70年代 专门设计建造 具有以下特点 1 材质 1 3 1 2的中央液货舱 泵系 管系采用不锈钢 扩大了载货适应性 2 结构上 采用双层底舱作为压载舱 3 液货系统 管系采用一舱一泵体系 而非总泵房操作 使得装卸操作更为灵活 第四代 1985年 韩国大宇 名副其实的散装化学品船 具有显著特点 1 大吨位 47000立方 2 高分隔 隔成58个独立舱 3 设立 袋舱 即舱间设有隔舱 4 一舱一泵的独立泵 管体系 5 货舱70 采用高强度不锈钢材料 6 设有先进的控制系统 加热系统 透气系统 检测系统 警报系统及惰气系统 7 船型更加优化 多采用球鼻首和高伴流球尾 以上关于第一到第四代化学品船的术语 是沿用国内的一些学者定义 国际上是按照化学品船所遵从的规范进行划分 即BCH化学品船和IBC化学品船 是以1986年为界限的 IBCcode从1983年开始生效 1986年7月1日以后建造的化学品船必满足该规则 IBCCode 国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则 1986 7 1BCH 散装运输危险化学品船舶的构造和设备规则 1972 4 12 3 化学品种类 1 石油化工产品 各种烃类 溶剂 添加剂等 2 煤焦油产品 苯 甲苯 二甲苯 石炭酸 苯酚 等 有时把上述两类归为有机类化学品 占海运中的比例最高 约为40 3 动物油和植物油 牛油 豆油 棕榈油 椰子油等 约占海上化学品总量的25 4 重化学品 如硫酸 氢氧化钠溶液 硝酸 盐酸等 占世界海运化学品总量的20 左右 5 碳水化合物及衍生物 如蜜糖 醇类 脂类等 其中蔗糖在蜜糖运量中占多数 西欧以出口酒类制品著称 二 化学品船船队发展情况 1 国际化学品船发展情况从1949年第一艘由油船改建的化学品船投入运营以来 化学品船队在经过了六十多年的发展后 已经成为世界海上运输中一股举足轻重的运输力量 而且随着世界化学品贸易的发展 仍将保持较高的增长势头 据英国Drewry航务咨询公司统计 见表1和表2 截至2006年4月底 全球液体化学品船共计2831艘 载重吨总计5561万t 从液体化学品船船队概况来看 2001 2004年液体化学品船船队规模一直在平稳扩大 值得注意的是 2005年以来大量新船投入营运 增幅近50 而载重吨增幅却高达117 9 从中可以看出化学品船舶船龄年轻化 大型化的发展趋势 另外 从表2和表3可以看出 载重吨3万t以上的大型液体化学品船在整个液体化学品船队中的比例高达66 而且基本上载重吨越大的船所占比例越高 其中载重吨4万t以上的船比例高达40 可以得出 载重吨4万t以上的大型化学品船将成为未来船型发展的主流 由表4可知 世界化学品船公司主要集中在挪威 美国和俄罗斯 他们控制着世界化学品运输市场 而且平均船龄也比较低 可以得出这样的结论 化学品船有向大型化 年轻化发展的趋势 但是也应该注意到 由于2005年以来有大量新船涌入 而世界化学品的需求不可能有巨大增幅 对运力的需求也不可能剧烈增加 所有这些可能导致运力供过于求 2 我国液体化学品船运输现状 1 运输企业规模小我国液体化学品运输企业规模普遍较小 船舶也小 且主要分布在沿海和长三角地区 整体运输能力相当有限 截至2005年底 国内沿海跨省运输的液体化学品船共计127艘 载重吨合计240356t 比2004年底增加29艘 载重吨合计53154t 2005年 化学品船运力新增的势头进一步加快 化学品船 含油品化学品两用船 同比新增近30 其中2005年新建 含2004年底建成2005年投入市场 20艘 载重吨合计28228t 至2005年底化学品船平均船龄为12 7a 考虑船舶载重吨因素后的每载重吨平均船龄为12a 较2004年下降1 2a 2004年较2003年下降1 4a 从表4可以算出 与世界10大液体化学品船公司相比 我国液体化学品船公司船队规模小 平均载重吨合计不到10万t 船型小 平均载重吨不到6000t 世界10大液体化学品船公司船队平均载重吨合计接近90万t 船舶平均载重吨接近1 45万t 2 企业化学品船需求量增大随着我国经济飞速发展及对化工品的需求增大 世界著名石化集团BASF Shell BP等将在我国开展业务 同时ExxonMobil集团和Dow化学公司也准备于2008年在我国开展业务 由此可预测中国的化学品运输需求将在今后的一段时间内快速上升 3 主要液体化学品船公司概况直至目前为止 我国自己的化学品运输船队规模还比较小 海南中化船务有限公司是中化国际 控股 股份有限公司的控股子公司 成立于1994年 目前该公司共有19艘载重吨1000 14000t的IMOII型和IMOIII型专业液体化学品船 载重吨合计超过10万t 航线遍及欧洲 美洲 中东 印度洋 另有12艘在建化学品船舶 长航南京长江油运公司是百年 中国长航 旗下专业从事石油及其制品运输的航运企业 成立于1975年10月 拥有化学品船13艘 载重吨合计7 6万t 中海海盛拥有载重吨3500 8000t的化学品船共4艘 载重吨合计3 3万t 其他还有扬洋化工运贸股份有限公司 中远大连远洋运输公司等 分别拥有几艘化学品船 三 化学品船分类 全球化学品船发展到今天已经有一千五百多艘 总计二千多万载重吨 船型众多 一般有五种分类方式 1 按运货方式分类专用化学品船 SpecialisedChemicalTanker 常用在专门航线上 运输特定的化学品 如磷酸船 棕搁油船 根据所经营的航线的化学品液货种类 货运量 专用泊位的水深和用户分布等情况 确定和选择船型 多功能化学品船 ParcelChemicalTanker 通常设有几十个隔离液货舱 各隔离液货舱设有完全独立的液货装卸系统和液货保护系统 能够同时运输多种化学品 兼用化学品船 Chemical ProductTanker 特定的一些化学品与成品油 动植物油或糖浆等兼运的化学品船 2 按照散装化学品船舶的舱型根据IBC规则 按液货舱与船体的连接情况分独立液舱与整体液舱 按货舱设计压力分重力液舱与压力液舱 1 独立液舱 货舱不是船体结构的连接部分 即不与船体结构接触 可消除因船体结构应力或移动造成的货舱应力 通常用1表示 2 整体液舱 用船体结构的一部分做货物容器 但承受相邻船体结构所受到载荷与应力 是船体结构完整性所不可缺少的 通常用2表示 3 重力液舱 舱顶设计表压力不大于0 07MPa 可以是独立 1G 也可以是整体 2G 用G表示 4 压力液舱 舱顶设计表压力大于0 07MPa 只有一种舱型 即独立压力液舱 用P表示 构造应符合主管机关对压力容器的设计标准 3 按IMO要求分分类 IMO 型 该种船型装载的货品对环境或安全有非常严重的危险 该种船在海损时 即一旦碰撞或搁浅仍能保持浮性 而且不允许流出化学品 舱容不得大于1250立方 公约要求液货舱离船底壳板的距离不得小于B 15或6m 取小值 最小值为0 76m 舷侧双壳宽度不得小于B 5或11 5m 取小值 最小值为0 76m IMO 型 该种船型装载的货品对环境或安全有相当严重的危险 该种船对货品的漏逸程度要求要比I型船低 容许有某种程度的流出 舱容不得大于3000立方 公约要求液货舱离船底壳板的距离不得小于B 15或6m 取小值 且最小值为0 76m 舷侧双壳宽度不得小于0 76m 3 按IMO要求分分类 IMO 型 该种船型装载的货品对环境或安全有足够严重的危险性 该种船要求最低 可用中等程度围护来增加破舱条件下的残存能力 液货舱在船内布置距船体外板的距离则无要求 此种分类方式也是国际上最常用的分类方式 3 按IMO要求分分类 1 液状散化船2 溶解装液体散化船3 熔化状液体散化船 4 按货物装运形态分类 5 按船舶大小划分 1 150 2000DWT为小型化学品船 以内河 沿岸运输为主 2 2000 10000DWT为中型化学品船 适于近海海域运输 3 10000 30000DWT以上为大型化学品船 主要用于远洋运输化学品液货 四 液货舱的布置 1 主要特点 1 保护要求 I型 II型和III型船液货舱位置及舱容要求 2 液货舱数 数量多 30000 40000DWT 舱数达50多个 3 舱容 I型船舱容不大于1250立方 II型船舱容不大于3000立方 2 结构 重要因素之一液货舱是否容易清洗 1 装运的货物对纯洁度有极严格要求 否则货损 2 清洗简便将提高船舶的运营效率 降低工作量 一般现代散化船液货舱壁均为光滑舱壁结构 船型1选择的依据 具有特别严重毒性危险的物质 与水发生剧烈反应 产生大量的毒性和腐蚀性的气体或烟雾 如氯磺酸 严重的易燃特性 自燃点低于65 燃烧范围超过50个百分点 船型2选择的依据 中等到高毒性的货品 满足下列1个或几个 LD50 口服 等于或低于300mg kg LD50 皮肤 等于或低于600mg kg LD50 吸入 等于或低于1000mg kg 与水有强反应性 生成毒性或腐蚀性气体或烟雾 如发烟硫酸 严重的易燃特性 自燃点低于200 爆炸范围超过40个百分点 半数致死量LD50是指引起一群受试对象50 个体死亡所需的剂量 船型3选择的依据 LC50 吸入 小于或等于2000ppm LD50 口服 小于或等于1000mg kg LD50 皮肤 小于或等于1200mg kg 蒸气的吸入能引起严重或长期的过敏反应 间歇暴露到蒸气中一段时间能引起中等至严重的伤害 对皮肤有腐蚀性的液体 在4小时引起皮肤可见的坏死 皮肤接触能引起严重或长期的致敏作用 能与水反应产生的气体产物 烟雾 或大量的热而引起危害 要求抑制 稳定 冷却或货舱环境控制来防止有害的反应性 自燃温度低于200 闭杯闪点低于23 可燃范围超过20百分点 对于正常的船体结构的材料能严重地腐蚀 使船舶的完整性受到威胁 LC的意思是致死浓度 五 液货舱材料和涂层 货泵系统必须选用与所载货品相适应且耐腐蚀的材料组成 用于化学品船的标准耐酸奥氏体不锈钢为 其有很好的耐腐蚀性 相对高的强度 良好的焊接性和加工性能 与许多化学品相容 能适应运载的货品种范围广 实际上所有船舶在制造货泵 阀件和有关管系时都应考虑选用这种材料 其表面应做纯化处理 为了保证纯化表面的氧化膜不被其它碳钢管因安装和焊接引起损坏 通常将不锈钢管和碳钢管分开布置 并且其管卡采用带有聚四氟乙烯衬垫的型钢制管卡或不锈钢材料管卡 不锈钢材料有许多牌号 如304 304L 316 316L 所述代号为美国材料试验协会标准ASTM代号 等 相同ASTM牌号管子的化学成分也有区别 如316L在欧共体标准 EN 内又可分为1 4404 1 4432和1 4435 因而选用时要查看各自具体的化学成分 不同系统应该根据船舶规格书及具体使用要求选用合适的管材 同时配套选用相应材料的法兰 弯头 三通 异径等订货附件 1 不锈钢液货舱不锈钢的应用组成液货舱的材料通常有3种 1 不用涂层的软钢 2 采用涂层的软钢 3 不锈钢 2 采用不锈钢的原因 1 不锈钢液货舱可装运各种需要运输的货物 2 由于不锈钢液货舱缩短了检查时间和洗舱时间 使船舶在港内的停泊时间得以缩短 从而减少了停泊费用 3 不锈钢能耐受多种化学品的腐蚀 4 不锈钢液货舱加快并简化了洗舱清洗工作 3 不锈钢的腐蚀 1 全面腐蚀 2 电化腐蚀 3 隙缝腐蚀 4 点腐蚀 5 晶间腐蚀 6 应力腐蚀断裂 4 不锈钢货舱防止腐蚀方法船用不锈钢货舱的表面是氧化铬 chromiumoxide 保护膜 尽管具有抗腐蚀功能 但在以下情况下很容易腐蚀 应特别注意 4 1海水腐蚀众所周知 不锈钢对海水的抗腐蚀能力非常弱 但在船舶的试航期作为压载舱 经常在不锈钢货舱装入海水 容易在不锈钢表面产生很多针孔小洞 pinhole 因此应注意如下几点 1 除紧急情况外不要向不锈钢货舱装载海水做压舱水 2 用海水进行清洗之后 应立即排放 并手持淡水管 handhose 仔细进行冲洗 这项步骤极其重要 而且要对舱底进行充分清洗 以免留有盐分 除去盐分的最好方法就是蒸舱 steaming 所以在清洗最后阶段要进行蒸舱作业 3 在紧急情况下 把含有海水的洗舱水灌进污水舱 sloptank 后 最长不要超过4天 4 在航行中应检查好舱口 防止货舱进入海水 5 注意不要让海水积存在管线内 6 禁止用热海水进行清洗 4 2氧化铬的破坏不锈钢的表面有氧化铬 具有很强的抗腐蚀能力 当氧化铬被破坏后 腐蚀就会开始 1 当不锈钢的表面受到损害时氧化铬容易脱落 所以在搬运移动铝梯 aluminumladder 隔膜泵 diaphragmpump 油漆桶 paintcan 等物品时 要小心谨慎 而且必须在这些工具底下铺上抹布 wasterag 或胶皮 rubbersheet 在货舱里面最好使用塑料桶 plasticbuckets 应尽量避免使用铁器 2 不锈钢表面粘上铁锈后 容易产生腐蚀 因此应注意防止含铁成分的物质掉到舱里 发现生锈后应及时去除 3 除铁锈外的货物残渣 研磨产生的灰尘或粘在不锈钢表面的异物都有可能对氧化铬产生破坏 所以不锈钢表面要时常保持干净 4 磷酸 phosphoricacid 或特殊化学品容易破坏氧化铬 所以在装载酸性或特殊 未知的 化学品时应特别注意 4 3发生电焊腐蚀 1 如果货舱内有水 特别是海水 电焊作业容易使不锈钢表面产生针孔小洞 而造成不锈钢腐蚀 因此货舱内有水分时 不要进行电焊作业 2 清洗后舱内留有水分时容易发生腐蚀 所以洗舱水要尽快排出 而且注意在吸口井 suctionwell 里不要积存剩水 4 4货舱内部潮湿 1 由于货舱内部潮湿也会引起腐蚀 因此清洗后要保持货舱内干燥 蒸舱和通风是烘干货舱的有效方法 2 压载舱内有压载水时 货舱墙面 舱顶都可能会有水珠 因此对空的不锈钢货舱应经常保持干燥 5 不锈钢货舱发生破损或被腐蚀时的补救措施 1 清洗结束后的不锈钢表面要有氧化铬保护层 表面带有光泽 但是如果氧化铬产生还原反应或受到破坏 则应尽可能在最短时间把这些氧化层用酸性洗涤剂去除 以稳定氧化铬保护层 进行酸性清洗前 要用淡水进行清洗 去除油迹 一般船用酸性洗涤液都是由船公司提供的专用洗涤液 可以直接使用 不要进行稀释 这种液体有较强的毒性 在使用时 必须佩戴护目镜 防护面具 抗酸型手套 以免吸入或液体迸到皮肤和眼睛里 使人体受伤 在酸洗作业后 要检查清洗效果 不锈钢生锈时 必须用除锈剂 ruststainremover 进行处理 2 发生锈洞时一般都在进坞后进行处理 由于空船航行时间较短 通常船上不做此项工作 主要进行电焊修补作业 4 为防止加热盘管泄漏而采取的方案1 加热盘管设在舱外 2 设有初级 次级加热系统的 次级管路全部设在舱内 3 冷凝水全部排出舷外 4 冷凝水经甲板上的观察柜再返回机舱的系统 观察柜上设置取样和分析设备以检测冷凝水是否有毒性物质 4 压载管系 现代散装化学品船压载系统要求采用专用的压载管系 该系统是由敷设在舱底的压载主管和通向各压载舱的支管及阀件组成 通向各专用压载舱的管路一般采用单线式布置 各压载舱的压载管系相互连接 每个舱均设有吸入口及控制阀 5 惰气系统 船用惰性气体发生装置 专门设置的用于提供冷却 净化 加压 除湿干燥 监视和控制输送到货舱的惰性气体的全部设备 一 化学品船惰性气体的要求 1 低氧量 氧气量应低于5 极低的烟尘和S02 2 无毒性 3 对液货舱不产生腐蚀 4 不能与载运的货物发生化学反应和其他方面的污染 5 干净 不会产生沉积污秽 二 惰性气体的生产方式 1 分馏法 采用分馏使空气液化而去除氧气 工艺复杂 成本高 2 吸附法 采用吸附技术从空气中去除氧气 3 燃烧法 采用燃烧技术去除氧气 最经济和简单的方法 4 薄膜分离法 采用薄膜分离技术去除氧气 2 吸附法 一般称为 压力振动吸收 PSA 用压力振动吸收法生产氮气 利用活性碳床作为分子筛来吸收氧 从而产生高纯度的氮气 3 用燃烧柴油或汽油的方法来产生惰性气体 降低燃烧产物中的含氧量 经过进一步处理便可得到适用的惰性气体 船用惰性气体采用燃烧法的来源 1 利用船上主 辅锅炉的烟气 油船常用 2 专用燃烧装置燃烧油或可燃气体产生所需要的惰性气体 3 将柴油机 燃气轮机排出的废气再燃烧 船用惰性气体生产方式不同 分以下三类 1 烟气惰性气体系统 不适用于散化船 2 独立发生器惰性气体系统 3 纯氮系统 吸收空气产生氮气 三 散装化学品船惰性气体系统 散装化学品船 独立发生器惰性气体装置来提供 质量高 氧气含量0 5 油轮 烟气惰性气体系统 在独立式惰性气体装置的燃烧室内燃烧一般的轻质柴油或重油 产生的烟气经过洗涤塔冷却和净化处理后 作为惰性气体输送到液货舱 带有压缩机和干燥器的高压惰性气体发生器 带有氟利昂冷凝器和干燥器的低压惰性气体发生器 惰性气体系统用于惰化液货舱 液化天然气 LNG 船通常安装有贮藏液氮的容器 然而 液氮的数量较小 不足以净化液货舱 主要用来惰化屏壁处所 液化天然气船舶通常由岸上或驳船提供的氮或燃烧产生的惰性气体来净化和惰化液货舱 其他液化气体船舶一般都有自带的惰性气体发生器 四 液化气船惰性气体系统 惰性气体系统由具有清洗和冷却作用的燃烧室 氟利昂22作制冷剂的制冷干燥机和吸收式干燥机等3个主要部分组成 制冷和吸收式干燥机用来干燥惰性气体 使惰性气体在大气压下的露点温度在 4 和 40 之间 燃烧后的气体以大约800 的温度进入冲洗和水冷装置 喷射海水对气体进行冷却和洗涤 经过该装置后 气体温度仅高于海水温度大约5 燃烧后产生的二氧化硫也被去除 惰性气体发生器的工艺流程 惰性气体发生器的工艺流程 在制冷干燥机内 惰性气体被冷却到大约4 燃气中大部分水蒸气被冷凝析出 温度为4 的惰性气体含有的水蒸气比温度为25 时的要低得多 惰性气体的饱和水蒸气含量随温度变化的曲线 吸收式干燥机由两个装满活性氧化铝的容器组成 其中一个容器用于干燥 另一个用于再还原 循环时间大约6h 吸收式干燥机的干燥作用使惰性气体在大气压下的露点温度降低到 40 或者更低 为了保证燃烧稳定 系统中的压力应保持常数 惰性气体干燥系统中常装设压力控制阀 惰性气体的干燥 IMO制定的IGC规则 TheInternationalCodefortheConstructionandEquipmentofShipsCarryingLiquefiedGasesinBulk 要求对惰性气体的含氧量进行连续的监控 报警值为体积含量的5 发生报警时 一般不关闭惰性气体发生器 而是将惰性气体排放 燃烧式惰性气体发生器必须安装在货物区域以外 一般安装在机房 惰性气体发生器中的单向阀用来防止惰性气体倒流 液化气船上装备惰性气体发生器 具有节省运行费用 工作能力可随意调节等优点 一些石化产品的气体会与氧气起作用 在这种情况下 要求氧气的浓度非常低 当要求氧气的浓度低于0 5 时 必须使用纯的氮气 船上获取氮气的两种方法 1 通常从岸上以液态氮的形式输送到船上 在到达船上之前被蒸发成氮气 2 在船上使用氮气薄膜发生器来生产氮气 五 氮气发生器 化学品船和液化气船 70 船上通过氮气发生器生产氮气最常用的系统是利用空气分离过程 这个系统是通过把压缩空气通过中空的纤维薄膜分离成各组成气体 分离的工作原理是基于不同的气体具有选择性的渗透能力 每种气体的分离速度不同 氮气通过薄膜时渗透速度最慢 氧气 二氧化碳和水蒸汽等其他气体渗透速度很快 这个薄膜把空气分成两股气流 一股气流本质上是氮气 另外一股气流是含有氧气 二氧化碳和一些微量的其他气体 留在薄膜管束里的是纯氮气 而氧气和其他气体被排气口放掉 这个系统产生的氮气纯度可以达到大约95 99 9 这些系统生产氮气的能力取决于薄膜管束的数量 进气空气的压力 温度以及需要的氮气的纯度 1 洗舱设备 泵 移动洗舱机的甲板通口 供液管 洗舱机 洗舱水加热器 扫舱泵或喷射泵 通风机2 洗舱管系 必须具备循环洗舱功能3 洗舱程序 预洗 海水冲洗 化学清洗剂清洗 冲洗 海水冲洗 喷洗 用淡水冲洗 除氯蒸舱 用蒸气冷凝水清洗 甲苯汽蒸 用甲苯作溶剂清除残货 排污 用泵或压缩空气清除舱内所有液体 干燥 汲净凝水 通风 除味 干燥和吸尘 7 散化船的一般作业 装货作业和卸货作业一 装货作业1 货物资料1 为货物安全围护所需的物理化学性质的详细说明书 包括货物与空气 水或其他物质的反应危险性 以及对各种金属或货物围护系统的腐蚀性 2 万一货物溢漏时应采取的处置方法 3 由蒸汽吸入 口或皮肤接触对健康的危害性 以及防止人身意外接触的防范措施和医疗急救措施 4 货物的易燃性 5 货物的相容性组的编号 以便安全配载 6 货物可以装载在何种液货舱内 是双层舱壁还是单层舱壁 是不锈钢还是涂层 7 货物是否需要加热 8 货物是否需要冷却 9 货物是否需要稳定或抑制 10 装货前是否需要用氮气清除货舱内的蒸汽和氧气 装货后货物上部空间是否要充填氮气 11 对能放出觉察不到