FPSO小型LNG装置研究

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1、LNG技术发展与中国机会林文胜linwsh@sjtu.edu.cn2008-10-22制冷空调学科前沿-14目录1WhyLNG？2LNG技术3非常规天然气液化举例:LNG-FPSO4LNG在中国1WhyLNG?液化天然气(LiquefiedNaturalGas)：气田开采出来的天然气，经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。基本特点：当LNG在大气压下，液化温度为-162℃(111K)；LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性；其体积约为同量气态天然气体积的1/600；LNG的重量仅为同体积水的45%左右；热值为52MMBtu/t(1MMBt

2、u=2.52×108cal)。LNG优点LNG有特有的运输方式。对于远洋运输,LNG是唯一的运输方式。利用LNG方式是解决远海,荒漠地区气田开发,回收边远气田天然气的有效办法。LNG作为用气负荷调峰安全可靠。LNG用途广泛：LNG不仅自身可以作为能源利用，低温冷量可回收。LNG与氦联产,可得到LNG和氦两种产品。低的储存成本。LNG比管输天然气更洁净。加快天然气应用是全球性趋势天然气资源的潜力较大2006年世界石油剩余探明储量为1645亿吨，储采比40.52006年世界天然气剩余探明储量181.46万亿立方米，相当于1638亿吨油当量，储采比63.3预计201

3、5年天然气产量将超过原油，成为世界第一大能源天然气应用有利于环境保护天然气燃烧远较煤、油等燃烧清洁世界和中国的天然气产量2006年世界天然气产量28653亿立方米，中国天然气产量586亿立方米（占世界总量2.0%）LNG贸易增长迅速2006年世界LNG贸易量已占世界天然气总贸易量28.2％（在70年代只占5％）。1996年世界LNG贸易量92×109m3，2006年达211.08×109m3，近10年平均年增长率12.9%。2006年LNG国别贸易量2LNG技术2.1LNG生产2.2LNG储运2.3LNG气化与冷能利用液化天然气工业链天然气海外LNG调峰型液化

4、厂基本负荷型液化厂LNG船LNG储存LNG储存LNG接收站LNG气化LNG运输车LNG储存管网气化/冷能利用用户LNG气化站LNG加注站管网管网LNG汽车用户用户2.1LNG生产2.1.1天然气净化LNG工厂原料气预处理标准和杂质的最大允许含量杂质含量极限依据H2O0.1ppmVA（在不限制产量条件下，允许超过溶解极限）CO250~100ppmVB（极限溶解度）H2S<3.5mg/Nm3(4ppmV)C（产品技术要求）COS<0.1ppmVC总S含量10~50mg/Nm3CHg<0.01mg/Nm3A芳香烃类1~10ppmVA或B脱水为了避免天然气中由于水的存

5、在造成堵塞现象，通常须在高于水合物形成温度时就将原料气中的游离水脱除，使其露点达到–100℃以下。目前，常用的天然气脱水方法有冷凝法、吸收法、吸附法和化学反应法等。吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收脱除气流中的水蒸气。实践证明采用二甘醇及其相邻的同系物三甘醇(TEG)是特别有效的。甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。优点：①一次投资较低，压降少，可节省动力；②可连续运行，③容易扩建；④塔易重新装配；⑤可方便地应用于在某些固体吸附剂易受污染的场合。常压甘醇脱水装置流程图吸附脱水能够提供非常低的露点，可使水的体积分数降至1×10-6p

6、pm以下；吸附法对气温、流速、压力等变化不敏感；没有腐蚀、形成泡沫等问题；主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。吸附法脱水一般适用于小流量气体的脱水。脱酸性气体天然气最常见的酸性气体是H2S、CO2和COS。H2S具有致命的剧毒，对金属具有腐蚀性。在天然气液化装置中，CO2易成为固相析出，堵塞管道。脱酸性气体的方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、吸附法、直接转化法、非再生性法、膜分离法、低温分离法和固体床脱硫法等。醇胺法是吸收法脱除天然气中酸性组分的现有方法中应用较普遍的一种。常用的醇胺类溶剂

7、有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)醇胺法脱酸性气体流程MEA常用于酸性组分分压低的场合。MEA既可脱除H2S，又可脱除CO2，一般无选择性。DEA酸性负荷较大，溶液循环量、投资及操作费用都较低。DEA也既可脱除H2S，又可脱除CO2。还可用于原料气中含有COS的场合。二异丙醇胺(DIPA)法脱硫情况与MEA法大致类似，可脱除部分有机硫化合物，在有CO2存在时对H2S吸收有一定选择性。甲基二乙醇胺(MDEA)虽然与H2S的反应能力不如MEA，但它对H2S有优良的选择脱除能力砜胺法、Benfield法和膜分离

8、砜胺(Sulfinol)法属于联合吸收