铁路危险货物罐车运输“1号轻烃”的思考

张俊峰

（郑州铁路局 科学技术研究所，河南 郑州 450052）

1 概述

铁路货车包括通用货车、专用货车、特种货车等类型，罐车是专用货车的一种。罐车设有圆筒形罐体，专用于装载液体、液化气体或粉状货物等，在铁路运输中占有重要地位，约占我国铁路货车总数的 18%。危险货物罐车运输作为铁路危险货物运输的重要组成部分，具有容量大、装卸方便、安全性好等优点。我国铁路危险货物罐车主要装运汽油、柴油、石脑油、甲醇、乙醇、硫酸、盐酸、液碱、煤焦油、液化石油气、苯等。

但是，针对一些性质特殊的危险货物，正确选用相应类型的铁路货车运输，对于保证铁路货运安全非常重要。在铁路运输中，石油化工原料“1 号轻烃”货物日益增多，由于其具有比较特殊的理化特性，按照《铁路危险货物运输管理规则》(铁运 [2008]174 号)规定，“1 号轻烃”的运输方式通过运输安全综合分析后，上报铁道部批准。因此，选用铁路危险货物罐车运输“1 号轻烃”满足运输安全要求十分重要，从而保证“1 号轻烃”的铁路运输安全。

2 “1号轻烃”的理化性质

“1 号轻烃”属于稳定轻烃中 2 种牌号中的一种。稳定轻烃也称天然汽油，提取于天然气凝液，是以 C5和 C6为主要成分的烷烃混合物，还含更低和更高碳数的烃类，整个组成范围包括了 C3～C11的烷烃。其终沸点不高于 190℃，在规定的蒸气压下，允许含少量丁烷。稳定轻烃按照蒸气压范围分为 2 种牌号，即“1 号轻烃”和“2 号轻烃”，其中“1 号轻烃”的蒸气压范围在 74～200 kPa，其 90% 的蒸发温度不高于 135℃。在常温常压下，“1 号轻烃”为液态，其蒸气中以低沸点的 C3和 C4为主，而高温时蒸气以 C5、C6、C7为主。

“1 号轻烃”在常温常压下为液态，但饱和蒸气压随温度的升高而迅速增大，在 36℃ 左右时，其饱和蒸气压与外界压力相等，液体开始沸腾。“1 号轻烃”的饱和蒸气压与温度关系如表1 所示，其密度与温度关系如表2 所示。

表1 “1 号轻烃”温度与饱和蒸气压关系表

表2 “1 号轻烃”温度与密度关系表

“1 号轻烃”是以戊烷、己烷为主的烷烃混合物，化学性质稳定，不易与其他物质发生化学作用。“1号轻烃”闪点很低，属一级易燃液体，遇高温、明火可发生火灾，引起燃烧爆炸，与氧化剂能发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场中，装有“1号轻烃”的受热容器有爆炸的危险，其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。“1 号轻烃”是烃类混合物，导电性差。在装卸、运输过程中，液体与罐体、输送管道及液体之间的摩擦都可造成静电的积累，积累到一定程度则会产生放电导致火灾或爆炸发生。“1 号轻烃”受热体积膨胀，而且蒸气压又随之上升，使得罐车内压力增大。当罐车受到高温、日晒、剧烈震动等作用时，罐车内气体将膨胀，压力将增高。当压力超过罐车的最大限压时，就会引起呼吸阀起跳，造成蒸气和液体溢出；如果呼吸阀失灵，会引起容器胀裂或爆炸。“1 号轻烃”对人体有麻醉作用，对人眼和上呼吸道有刺激性，长期接触可导致周围神经炎。当吸入高浓度“1 号轻烃”时，可出现头晕、头痛、恶心等症状。

根据《铁路危险货物品名表》(2009 版)，“1 号轻烃”的铁危编号为 31086，特殊规定栏(第 12 栏)内注明“1”。《铁路危险货物运输管理规则》(铁运[2008]174 号)规定，危险货物限使用棚车装运，《铁路危险货物品名表》第 12 栏内有特殊规定除外。按照《铁路危险货物运输特殊规定》，“1”为“由铁道部认定的专业技术机构作出运输安全综合分析报告，报铁道部批准”。

3 运输“1 号轻烃”铁路罐车的安全要求

根据《稳定轻烃》(GB9053—1998)规定，“1号轻烃”的储运容器必须使用钢制压力容器，且储运容器的设计、制造、安装、使用、检修等须符合《压力容器安全技术监察规程》和《钢制压力容器》(GB150—1998)；“1 号轻烃”罐车的管理应按原化学工业部《液化气体铁路罐车安全管理规程》(87)化生字长 1174 号)执行；用罐车运输时，罐车的设计压力须与“1 号轻烃”饱和蒸气压相适应，若没有这种罐车，可用液化石油气罐车代替。

根据“1 号轻烃”的理化性质和《稳定轻烃》的规定，运输“1 号轻烃”应采用铁路罐车运输，并且罐车应满足以下要求。

3.1 设计和制造资质

运输“1 号轻烃”的铁路罐车应为钢制压力罐车，其设计和制造单位须获得国家质量监督检验检疫总局颁发的压力容器设计许可证和制造许可证，具有设计和生产压力罐车的资质。

3.2 罐车设计压力

根据原化学工业部《液化气体铁路罐车安全管理规程》第 6 条，罐车设计压力原则上按“1 号轻烃”在 50℃时饱和蒸气压的 1.1 倍选取，即：1.55 × 105× 1.1 = 1.71 × 105Pa = 0.171 MPa。

中华人民共和国农业行业标准《民用轻烃混合燃气工程》(NY/T652—2002)中 5.3.2.1 条规定，储罐贮存 1 号轻烃时，储罐的设计压力应为 0.30 MPa(表压)，即储罐的设计压力应为 0.40 MPa。

从安全角度出发，罐车的设计压力越大，“1 号轻烃”在运输过程中达到设计压力的时间就越长，因此，参照《民用轻烃混合燃气工程》中对储罐压力的规定，建议运输“1 号轻烃”的罐车其设计压力不小于 0.40 MPa。

3.3 罐体材质和厚度

罐体材料及与“1 号轻烃”接触的部件材质应与“1 号轻烃”相容；罐体材料的厚度应不小于由强度计算所得的计算壁厚和腐蚀裕量之和；罐体材料的质量和规格还应符合相应的国家标准、行业标准的规定。

3.4 重量充装系数和充装体积百分比

（1）重量充装系数。根据《压力容器安全技术监察规程》第 36 条，液化气体罐车的重量充装系数应按介质在 50 ℃罐体内留有 8 % 气相空间及该温度下的介质密度来确定，即根据：

W = V标×(1－8%)× ρ = Φ × V标

得出：

Φ =(1－8 %)× ρ =(1－8%) × 0.617 7 = 0.568 t / m3式中：W 为充装量；V标为罐车标记容积；ρ 为“1 号轻烃”在 50℃ 时的密度；Φ为重量充装系数。

（2）充装体积百分比。①《稳定轻烃》中 A 3.5 条规定，罐车充装“1 号轻烃”时，最大充装容积 V 不得超过罐车标记容积 V标的 85%。② 参照《铁路危险货物运输管理规则》第 99 条，罐车的充装下限不得小于罐车标记容积 V标的 83 %。综上所述，“1 号轻烃”罐车充装体积应符合： 0.83 V标≤ V允许≤ 0.85 V标。

3.5 安全阀

安全阀应为全启式安全阀。安全阀的开启压力应为运输“1 号轻烃”铁路罐车的设计压的 1.05 ～ 1.10倍，全开压力不得于高于罐车设计压力的 1.2 倍，回座压力不应低于开启压力的 0.8 倍。安全阀的排放能力须不低于其计算值。安全阀的排气口应设阻火器。安全阀的质量和安装应符合相应的国家标准和行业标准的规定。

3.6 紧急切断装置

运输“1 号轻烃”的铁路罐车罐体的液相和气相出口应装设紧急切断装置。

3.7 其他安全附件

依据《液化气体铁路罐车安全管理规程》，运输“1 号轻烃”的铁路罐车应设有液位计、测温装置、压力表、灭火器和导除静电装置等安全附件，其安全附件应符合相应的国家标准和行业标准的规定。罐车安全附件应符合近年来铁道部关于罐车安全附件改造的要求。

3.8 装卸方式

采用上装上卸式。

3.9 重车重心高

根据《铁路危险货物运输管理规则》第 100 条规定，装运危险货物的罐车其重车重心限制高度不得超过 2 200 mm。

3.10 其他要求

其他要求应符合《液化气体铁路罐车安全管理规程》和《液化气体铁道罐车技术条件》(GB 10478—89)中的相关规定。

4 结束语

铁路运输“1 号轻烃”时，应选用钢制压力铁路罐车，罐车要符合以上提出的安全要求，还应符合铁道部主管部门对“1 号轻烃”铁路运输的相关规定，以确保“1 号轻烃”的铁路运输安全。