由于天然氣，特別是來自不同氣田的天然氣，在組分上存在一定的差異，所以LNG的密度也會(huì)有所不同。如果不同密度的LNG儲(chǔ)存在同一儲(chǔ)罐內(nèi)，容易引起LNG分層。
密度較大的LNG積聚在儲(chǔ)罐底部，而密度小的則處于頂部；底部LNG因受到上面LNG重力的作用，壓力高于頂部LNG，蒸發(fā)溫度相應(yīng)提高，相對(duì)于該壓力所對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度來說，底部LNG成為具有一定過冷度的LNG，蒸發(fā)速度較上部LNG慢。而外界熱量總是不斷由外而內(nèi)地傳遞，底部LNG獲得的熱量中有相當(dāng)一部分促使LNG的溫度升高。由于溫度升高，密度將減小，當(dāng)?shù)撞縇NG的密度小于上部LNG的密度時(shí)，分層平衡將被破壞，形成所謂的“翻滾”。此時(shí)，底部LNG的溫度高于上部LNG溫度，混合后溫度低的LNG被底下翻上來的溫度較高的LNG加熱而蒸發(fā)加劇，底部溫度較高的LNG翻上來以后，失去了上面LNG重力的作用，壓力降低，成為過熱的LNG，也將產(chǎn)生劇烈的蒸發(fā)。因此，平衡被破壞以后，液體“翻滾”引起LNG蒸發(fā)率劇增。如來不及排出大量的LNG蒸發(fā)氣體，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力將超過沒計(jì)工作壓力，對(duì)LNG的安全儲(chǔ)存非常不利。
儲(chǔ)罐內(nèi)LNG分層和“翻滾”的預(yù)防和控制
通常，為防止儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG發(fā)生分層和“翻滾”，較重的LNG從上部進(jìn)入，較輕的LNG從下部進(jìn)入。同時(shí)，也可通過LNG低壓輸送泵使罐內(nèi)LNG循環(huán)到上部或底部，從而有效防止分層、翻滾現(xiàn)象的產(chǎn)生。在儲(chǔ)罐頂設(shè)臵環(huán)狀噴嘴，可以在儲(chǔ)罐充裝LNG之前，用少量LNG對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷，以避免儲(chǔ)罐在充裝時(shí)溫度急劇變化導(dǎo)致過高的應(yīng)力和LNG的大量蒸發(fā)氣化，這種設(shè)計(jì)對(duì)儲(chǔ)罐的安全很重要。
如果該調(diào)峰儲(chǔ)罐儲(chǔ)有LNG并持續(xù)一段時(shí)間未再注入或使用LNG，則由于外界熱量的導(dǎo)入，使LNG蒸發(fā)，從而使罐內(nèi)的LNG密度提高，這時(shí)再注入LNG就有可能形成LNG的分層。
在實(shí)際操作過程中，可以采取一些方法防止LNG分層和“翻滾”：
1)根據(jù)LNG的密度等因素，設(shè)計(jì)合理的LNG充裝工藝；
2)設(shè)臵循環(huán)系統(tǒng)；
3)監(jiān)控LNG的蒸發(fā)速率；
4)針對(duì)罐內(nèi)LNG的整個(gè)高度進(jìn)行溫度、密度檢測(cè)；
5)避免在同一個(gè)儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存品質(zhì)相差較大的LNG；
6)LNG的氮含量應(yīng)低于1mo1％。
一旦儲(chǔ)罐內(nèi)發(fā)生LNG“翻滾”，氣化后的大量天然氣將難以及時(shí)通過泄放裝臵排放。 為防止發(fā)生事故，還需設(shè)臵安全排放口、排放火炬、回收壓縮系統(tǒng)等。
