乙烷運輸船船型特征

CCS規范與技術中心 付喜華

乙烯工業是石油化工產業的核心。工業和信息化部印發的《石化和化學工業發展規劃（2016－2020年）》中明確提出我國將優化乙烯產業原料結構，開展乙烯原料輕質化改造，提升非石油基產品在乙烯產量中的比例。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、環境友好、投資成本低等優勢，具有廣闊的市場前景和發展空間，或將成為我國乙烯原料結構優化和輕質化的可行選擇和發展方向之一。但由于我國乙烷供應嚴重不足，未來進口需求較大，發展前景廣闊。

隨著我國乙烷制乙烯需求的增加，尤其是自2017年11月“中美元首”北京歷史性峰會上，中美大規模乙烷進口合作協議簽署以來，業界對將承擔海上乙烷運輸的大型乙烷運輸船保持了持續的關注。

乙烷（ethane）氣態時為無色無臭易燃氣體，分子式為C2H6，結構式為CH3CH3，是最簡單的含碳-碳單鍵的烴。液態乙烷密度約為0.45t/m3，沸點為-88.6℃，意味著乙烷存儲和運輸需要依靠專門的液貨艙及相應的圍護系統，在-88.6℃的低溫下進行。

從《IGC規則》定義的液貨艙種類來劃分，大型乙烷運輸船（VLEC）分為整體式的薄膜艙乙烷運輸船和獨立艙式的A型、B型、C型獨立艙乙烷運輸船。

圖1 大型乙烷運輸船（VLEC）分類

薄膜艙乙烷運輸船

薄膜艙乙烷運輸船結構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計，液貨艙參與承受船體梁載荷，液貨艙采用的是薄膜型圍護系統，需要完成的次屏壁。應用最為廣泛的薄膜圍護系統技術為法國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率。中國船級社對GTT公司NO96系列和MARK系列多種最新的圍護系統開展了認可審核并頒發了認可證書。

2018年6月27日，滬東中華基于GTT NO96系列圍護系統技術完成了96500方薄膜型VLEC的船型設計并獲得中國船級社的船型認可證書。

圖2 GTT NO96系列、MARK系列圍護系統

圖3 A型獨立艙乙烷運輸船

圖4 C型三體罐獨立艙

A型獨立艙乙烷運輸船

A型獨立艙乙烷運輸船船體結構采用雙殼、雙底、雙層甲板的設計，液貨艙采用自撐式棱柱形A型獨立液貨艙（如圖7所示），不承受船體梁載荷，艙內設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，主、次屏壁系統均可以進入，便于今后的檢查和圍護。液貨艙可以與船體結構的建造并行建造，以縮短建造周期；

乙烷運輸船不同液貨艙圍護系統簡要比較

B型獨立艙乙烷運輸船

B型獨立艙乙烷運輸船的船體結構形式類似于常見的雙殼散貨船，甲板為封閉式甲板。液貨艙采用B型獨立艙設計，不參與總縱強度，通過支承結構船底與船體結構之間的載荷。考慮液貨晃蕩的影響，艙內通常設置中縱艙壁和制蕩艙壁。需要設置部分次屏壁。另外，液貨艙還需基于斷裂力學原理進行疲勞裂紋擴展評估，以及根據裂紋擴展的分析預報開展液貨艙泄漏量的計算。

C型獨立艙乙烷運輸船

C型獨立艙乙烷運輸船的船體結構采用雙底、單殼、單層凸形甲板的設計。液貨艙采用5%鎳鋼建造的C型三體罐獨立艙設計，相比雙耳罐設計，裝載量提升20%。液貨艙承壓能力較大，液貨艙內部設置縱向艙壁以及橫向制蕩艙壁。不要求次屏壁。液貨艙可與船體結構同時建造，通過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三體罐吊裝的精度控制等對建造船廠的建造技術和工藝要求較高。

依據十九大提出“建設美麗中國，推進綠色發展”發展目標的要求，優化乙烯原料結構，推進乙烯原料輕質化是我國乙烯產業向清潔、綠色、安全、高效發展的必經之路，大勢所趨。作為承擔中美乙烷貿易運輸任務的大型乙烷運輸船的船型開發和建造，勢必將迎來一個新的發展機遇。