天然气液化技术及其应用免费下载燃气规范行业权威资料普及机构发布

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1、天然气液化技术及其应用天然气液化技术及其应用(1)液化天然气(LNG)运输灵活、储存效率高，用作城市输配气系统扩容、调峰等方面，与地下储气库、储气柜等其他方式相比更具优势，并且具有建设投资小、建设周期短、见效快、受外部影响因素小等优点。作为优质的车用燃料，与汽车燃油相比，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、运行成本低等优点;与压缩天然气(CNG)相比，LNG则具有储存效率高，续驶里程长，储瓶压力低、重量轻、数量小，建站不受供气管网的限制等优点。1天然气液化技术概述天然气液化系统主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用这5个子系统。一般生产工艺过程是，将含

2、甲烷90%以上的天然气，经过“三脱”(即脱水、脱炷、脱酸性气体等)净化处理后，采取先进的膨胀制冷工艺或外部冷源，使甲烷变为-162°C的低温液体。冃前天然气液化装置工艺路线主要有3种类型:阶式制冷工艺、混合制冷工艺和膨胀制冷工艺。1.1阶式制冷工艺阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺。对于天然气液化过程，一般是由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的3个制冷循环阶组成，逐级提供天然气液化所需的冷量，制冷温度梯度分別为・30°C、-90°C及-150°C左右。净化后的原料天然气在3个制冷循环的冷却器中逐级冷却、冷凝、液化并过冷，经节流降压后获得低温常压液态天然气产品，送至储罐储存。阶式制冷工艺制冷系统与天然气

3、液化系统相互独立，制冷剂为单一组分，各系统相互影响少,*作稳定，较适合于高压气源(利用气源压力能)。但由于该工艺制冷机组多，流程长，对制冷剂纯度要求严格，且不适用于含氮量较多的天然气。因此这种液化工艺在天然气液化装置上已较少应用。1.2混合制冷工艺混合制冷工艺是六十年代末期由阶式制冷工艺演变而来的，多采用烧类混合物作为制冷剂，代替阶式制冷工艺中的多个纯组分。其制冷剂组成根据原料气的组成和压力而定，利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量。又据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分为闭式和开式两种混合制冷工艺。(1)闭式循环:制冷剂

4、循环系统自成一个独立系统。混合制冷剂被制冷压缩机压缩后，经水(空气)冷却后在不同温度下逐级冷凝分离，节流后进入冷箱(换热器)的不同温度段，给原料天然气提供冷量。原料天然气经“三脱”处理后，进入冷箱(换热器)逐级冷却冷凝、节流、降压后获得液态天然气产品。(2)开式循环:原料天然气经“三脱”处理后与混合制冷剂混合，依次流经各级换热器及气液分离器，在逐渐冷凝的同时，也把所需的制冷剂组分逐一冷凝分离出来，按制冷剂沸点的高低将分离出的制冷剂组分逐级蒸发，并汇集构成一股低温物流，与原料天然气逆流换热的制冷循环。开式循环系统启动时I'可较长，且*作较困难，技术尚不完善。与阶式制冷工艺相比，混合制冷工艺具

5、有流程短、机组少、投资低等优点;其缺点是能耗比阶式髙，对混合制冷剂各组分的配比要求严格，设计计算较困难。1.3膨胀制冷工艺膨胀制冷工艺的特点是利用原料天然气的压力能对外做功以提供天然气液化所需的冷量。系统液化率主要取决于膨胀比和膨胀效率，该工艺特别适用于天然气输送压力较高、而实际使用压力较低，屮间需要降压的气源场合。优点是能耗低、流程短、投资省、*作灵活;缺点是液化率低。天然气液化技术及其应用(2)2我国天然气液化技术现状2.1中原LNG工厂液化工艺中原油田LNGT厂采用阶式制冷工艺。针对中原油田天然气气源压力高的特点，研究人员提出了“丙烷+乙烯+节流”的工艺技术方案，并通过与设计经验丰富

6、的法国索菲公司合作,进一步完善和细化了该工艺技术方案，使得该项目的投资少、收率高、生产成本低。具体的工艺过程为:120bar/27°C(lbar=105Pa)的高压原料天然气进装置后，经高压分离罐分液，然后进入以MEA为吸收剂的脱CO2系统，并采用分子筛脱水;净化后的高压原料气由丙烷预冷至・30°C左右，节流至53bar/-60°C左右;屮压天然气分离脱除重坯后，进入脱苯系统脱除微量苯，再经乙烯蒸发器冷凝，节流至10bai7・123°C,分离得中压尾气和小压LNG;屮压LNG再经节流到3bar/-145°C左右，得到的低压LNG,低压尾气同中压尾气一起经回收冷量后，分别进入低压和中压管网，

7、低压LNG作为产品储存于储罐内。该工程主耍包括高压天然气净化、高压天然气液化、天然气微量苯低温高压脱除、低温液态天然气带压储存等系统。该装置技术特点如下：(1)采用阶式制冷工艺装置能耗低。充分利用了原料天然气12MPa的高压力，在合理的温位进行节流，减少了装置能耗。该装置将高压天然气节流降温过程中产生的部分闪蒸气合理地、在不同温位与多种介质换热，充分利用了这些闪蒸气的低温冷量，大大降低了装置能耗。(2)低温液态天然气带压