乙烷運(yùn)輸船船型特征

CCS規(guī)范與技術(shù)中心 付喜華

乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心。工業(yè)和信息化部印發(fā)的《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》中明確提出我國(guó)將優(yōu)化乙烯產(chǎn)業(yè)原料結(jié)構(gòu)，開(kāi)展乙烯原料輕質(zhì)化改造，提升非石油基產(chǎn)品在乙烯產(chǎn)量中的比例。相比石腦油制乙烯和煤制乙烯等，乙烷裂解制乙烯具有二氧化碳排放低、污染小、環(huán)境友好、投資成本低等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展空間，或?qū)⒊蔀槲覈?guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕質(zhì)化的可行選擇和發(fā)展方向之一。但由于我國(guó)乙烷供應(yīng)嚴(yán)重不足，未來(lái)進(jìn)口需求較大，發(fā)展前景廣闊。

隨著我國(guó)乙烷制乙烯需求的增加，尤其是自2017年11月“中美元首”北京歷史性峰會(huì)上，中美大規(guī)模乙烷進(jìn)口合作協(xié)議簽署以來(lái)，業(yè)界對(duì)將承擔(dān)海上乙烷運(yùn)輸?shù)拇笮鸵彝檫\(yùn)輸船保持了持續(xù)的關(guān)注。

乙烷（ethane）氣態(tài)時(shí)為無(wú)色無(wú)臭易燃?xì)怏w，分子式為C2H6，結(jié)構(gòu)式為CH3CH3，是最簡(jiǎn)單的含碳-碳單鍵的烴。液態(tài)乙烷密度約為0.45t/m3，沸點(diǎn)為-88.6℃，意味著乙烷存儲(chǔ)和運(yùn)輸需要依靠專(zhuān)門(mén)的液貨艙及相應(yīng)的圍護(hù)系統(tǒng)，在-88.6℃的低溫下進(jìn)行。

從《IGC規(guī)則》定義的液貨艙種類(lèi)來(lái)劃分，大型乙烷運(yùn)輸船（VLEC）分為整體式的薄膜艙乙烷運(yùn)輸船和獨(dú)立艙式的A型、B型、C型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船。

圖1 大型乙烷運(yùn)輸船（VLEC）分類(lèi)

薄膜艙乙烷運(yùn)輸船

薄膜艙乙烷運(yùn)輸船結(jié)構(gòu)形式采用的是雙層底、雙殼、雙甲板、凸形甲板、J型壓載艙、貨艙之間采用隔離空艙的設(shè)計(jì)，液貨艙參與承受船體梁載荷，液貨艙采用的是薄膜型圍護(hù)系統(tǒng)，需要完成的次屏壁。應(yīng)用最為廣泛的薄膜圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)為法國(guó)GTT公司的NO96系列和MARK系列，具有良好的空間利用率和較低的日蒸發(fā)率。中國(guó)船級(jí)社對(duì)GTT公司NO96系列和MARK系列多種最新的圍護(hù)系統(tǒng)開(kāi)展了認(rèn)可審核并頒發(fā)了認(rèn)可證書(shū)。

2018年6月27日，滬東中華基于GTT NO96系列圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)完成了96500方薄膜型VLEC的船型設(shè)計(jì)并獲得中國(guó)船級(jí)社的船型認(rèn)可證書(shū)。

圖2 GTT NO96系列、MARK系列圍護(hù)系統(tǒng)

圖3 A型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船

圖4 C型三體罐獨(dú)立艙

A型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船

A型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船船體結(jié)構(gòu)采用雙殼、雙底、雙層甲板的設(shè)計(jì)，液貨艙采用自撐式棱柱形A型獨(dú)立液貨艙（如圖7所示），不承受船體梁載荷，艙內(nèi)設(shè)置中縱艙壁和制蕩橫艙壁以較小晃蕩載荷。需要完整次屏壁防護(hù)，主、次屏壁系統(tǒng)均可以進(jìn)入，便于今后的檢查和圍護(hù)。液貨艙可以與船體結(jié)構(gòu)的建造并行建造，以縮短建造周期；

乙烷運(yùn)輸船不同液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)要比較

B型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船

B型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船的船體結(jié)構(gòu)形式類(lèi)似于常見(jiàn)的雙殼散貨船，甲板為封閉式甲板。液貨艙采用B型獨(dú)立艙設(shè)計(jì)，不參與總縱強(qiáng)度，通過(guò)支承結(jié)構(gòu)船底與船體結(jié)構(gòu)之間的載荷?？紤]液貨晃蕩的影響，艙內(nèi)通常設(shè)置中縱艙壁和制蕩艙壁。需要設(shè)置部分次屏壁。另外，液貨艙還需基于斷裂力學(xué)原理進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估，以及根據(jù)裂紋擴(kuò)展的分析預(yù)報(bào)開(kāi)展液貨艙泄漏量的計(jì)算。

C型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船

C型獨(dú)立艙乙烷運(yùn)輸船的船體結(jié)構(gòu)采用雙底、單殼、單層凸形甲板的設(shè)計(jì)。液貨艙采用5%鎳鋼建造的C型三體罐獨(dú)立艙設(shè)計(jì)，相比雙耳罐設(shè)計(jì)，裝載量提升20%。液貨艙承壓能力較大，液貨艙內(nèi)部設(shè)置縱向艙壁以及橫向制蕩艙壁。不要求次屏壁。液貨艙可與船體結(jié)構(gòu)同時(shí)建造，通過(guò)吊裝的方式完成整體建造。液貨艙的Y形接頭的焊接工藝以及對(duì)三體罐吊裝的精度控制等對(duì)建造船廠的建造技術(shù)和工藝要求較高。

依據(jù)十九大提出“建設(shè)美麗中國(guó)，推進(jìn)綠色發(fā)展”發(fā)展目標(biāo)的要求，優(yōu)化乙烯原料結(jié)構(gòu)，推進(jìn)乙烯原料輕質(zhì)化是我國(guó)乙烯產(chǎn)業(yè)向清潔、綠色、安全、高效發(fā)展的必經(jīng)之路，大勢(shì)所趨。作為承擔(dān)中美乙烷貿(mào)易運(yùn)輸任務(wù)的大型乙烷運(yùn)輸船的船型開(kāi)發(fā)和建造，勢(shì)必將迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇。