天然气液化工艺技术比较
天然气液化工艺技术比较
摘要：近年来，随着世界天然气产业的迅猛发展，LNG已成为国际天然气贸易的重要部分。与十年前相比，世界LNG贸易量增长了一倍，出现强劲的增长势头。据预测，2012年国际市场上LNG的贸易量将占到天然气总贸易量的36%，到2020年将达到天然气贸易量的40%，占天然气消费量的15%。在热带地区建造大型LNG 装置采用丙烷/ 混合制冷工艺最好；氮气膨胀制冷循环流程因其工艺简单，设备数量少，制冷剂易获得和补充，较适合用于边远地区和海上小型天然气处理工厂。
关键词：天然气工艺对比分析
基本负荷型LNG 大多采用丙烷/ 混合制冷（ C3/MR）工艺（ C3 是工艺代号），该工艺是由空气产品及化学公司APCI （ Air Product s and Chemicals Inc. ）于20 世纪70 年代发明的，全世界大约95% 的LN G 工艺是在该工艺的基础上演变而来的，该工艺通常采用蒸汽轮机或燃气轮机驱动压缩机，冷却方式可采用水冷和空冷等。近年来，随着低温热交换器制造技术的发展，丙烷/ 混合制冷工艺得到更加广泛的运用，装置的生产规模达到了每年
400X104 t。
近期LNG 工业快速增长再次刺激了LN G工艺的技术发展，也使一些传统的LNG 生产工艺得到了关注，尤其是混凝土结构的、驳船型、浮式LNG 装置等小规模LNG 项目的应用。例如： Phillips 在大西洋LNG 项目（ the At lant ic LNG project ）中，采用复迭式工艺，使该工艺再次受到关注。Pritchard 在PRICO 工艺的基础上对单混合制冷工艺的功耗效率进行了很大改进，使该工艺能用于陆上或海上LN G 生产装置。
一、比较基础
由于技术内容无法公开获得，所以在实践中对不同工艺的逐项比较是很困难的。因此，笔者仅使用相同的条件（冷却介质、原料
气、标准、费用）对优化的丙烷/ 混合制冷工艺与其他较好的4 类工艺进行了比较，它们是：丙烷/ 混合制冷工艺（ C3/ MR）、复迭式制冷工艺（ CCS ）、改进的双混合式制冷工艺（ DMR）、改进的单混合式制冷工艺（ SMR）和带预冷的氮膨胀制冷工艺（工艺代号为N2）。为方便比较，假定LNG 装置采用相同的预处理单元。研究的限定条件为：原料气温度为25 ℃ 、压力为60 MPa；原料气组分体积含量为甲烷85. 1% 、乙烷6. 5%、丙烷3%、丁烷1. 2% 、戊烷及重组分0. 5%、氮气1. 5%、二氧化碳2. 2%；环境平均温度27 ℃；回收的LPG 组分重新注入LNG；所有的工艺都采用空气冷却系统； LNG 的贮存及装载设施，通用设施不在研究的范围内。
二、工艺流程简述
笔者选用最新型的丙烷/ 混合制冷工艺作为比较研究的参考。丙烷/ 混合制冷工艺以丙烷作为预冷介质，混合制冷剂（氮气、甲烷、乙烷、丙烷）作为液化介质，选用一台燃气透平驱动压缩机，对丙烷进行压缩并经空冷后冷凝。气相和液相制冷剂依次冷却及膨胀，达到预定的最佳制冷曲线。天然气在热交换器中被液化，丙烷循环为混合制冷剂及天然气提供预冷冷量。复迭工艺流程是一个复合制冷系统。该工艺采用高沸点制冷剂，为下一级的制冷剂提供冷量，使用纯净的单组分。丙烷和乙烯制冷循环通常采用封闭式的制冷循环，甲烷采用开式的循环，用釜式热交换器和板式热交换器冷却天然气。使用这种换热器，可以使其传热温差非常大，当甲烷压缩机的压缩比限定后，在高于环境温度条件下， LNG 和闪蒸气进入LN G 罐，尾气经压缩机增压后返回液化单元原料气入口，构成甲烷循环的一部分。双重混合制冷工艺（ DMR）采用甲烷、乙烯、丙烷和丁烷混合物作为预冷介质，制冷剂压缩后经过空气冷却系统冷却、膨胀以提供冷量。单重混合制冷工艺（ SMR）中只有一个制冷循环将天然气在环境温度和同一压力下变为LNG。制冷剂为氮气、甲烷、乙烷和丙烷的混合物，制冷剂在压缩机组级间经空冷器部分冷凝，气相被压缩冷却并与液相混合后进入板翅式换热器冷却和膨胀。天然气在同一热交换器中预冷和液化。氮气膨胀制冷工艺使用丙烷作为预冷介质，氮气为液化制冷剂。氮气由丙烷预冷，冷却后的氮气在三台膨
胀机中膨胀。从工艺流程可以看出，单混合制冷工艺流程、氮气膨胀制冷循环流程工艺简单，设备数量少，装置占地面积小；丙烷/ 混合制冷工艺流程、双复迭式制冷工艺流程、双重混合制冷工艺流程工艺较复杂，设备数量多，装置占地面积较大；氮气膨胀制冷循环流程因其制冷剂单一，易获得，更适合于边远地区或海上平台。
三、主要工艺设施
驱动制冷压缩机的燃气轮机常用的有GE？？5C（双轴、可变速）和GE？？7EA（单轴、不可变速）两种机型，都是由GE（ General Electric）公司制造的。这些燃气透平机组在LNG 领域的应用较为成功，并且自身能耗相对较低。作为预冷及复迭式制冷中的多级压缩机通常采用离心式压缩机，它们的流量最大，高效率的轴流式压缩机可用于第一级的混合制冷剂和氮气的压缩。压缩机的选用是以设计工程公司经验及用户对机器的使用反馈信息决定的，电动机常用作启动/ 辅助及尾气压缩动力。笔者所研究的5 种工艺采用的运转设备见表1。
热交换器
低温热交换器形式为绕管式（ SpoolWo und）、板翅式或者釜式（ Co reinket t le）。选择哪一种可根据经验、介质的冷却特性及用户而决定（包括尺寸及费用）。通常条件下低温换热器设备如表2。
四、工艺比较
1.LNG 产量
工艺流程的计算，其目的是计算在给定条件下如可用燃气轮机、空冷器空冷温度、最大热交换面积下的最大LNG 产量。从表3 可以看出，除了氮气膨胀工艺之外，各流程LNG 产量都较高。氮气膨胀工艺中的LN G 产量低的原因是由于氮气膨胀提供的潜在冷量较少，主要以显热而非潜热的形式提供冷量。
2.功耗
对费用及效率进行的粗略比较基准是工艺系统的单位比功耗，
即产量以t/ d 为单位时LNG 压缩机的轴功率，计算包括所有制冷压缩机及尾气压缩机功耗，不包括液体、气体的膨胀功。其结果如
表4。
从表4 可以看出， C3/ MR 及DMR 流程的比功耗相对较低； N2 膨胀制冷循环比功耗相对较高。当环境温度较高时，复迭式制冷工艺存在一定的缺陷，丙烷压缩机驱动必须装备大功率的辅助电机，燃机必须高负荷运行。
3.生产线液化装置效率
每套LNG 生产线自身以及部分公用工程所需的燃料主要来自尾气。装置的液化率可以定义为有效产品（ LNG 及凝结物）量除以进气量。液化装置的效率见表5。
从表5 中可以看出DMR、C3/ MR 及SMR 工艺的效率较高， N2 工艺效率较低。
五、结论
上述的比较研究表明，对于在热带地区建造的大型LNG 装置，采用C3/ MR 工艺是最好的选择。其他可以用的工艺是双混合式制冷工艺和单混合式制冷工艺。带预冷的氮膨胀工艺对大型陆上工厂来说不是最经济的选择，但因其工艺简单，设备数量少，制冷剂易获得和补充，较适合用于边远地区和海上小型天然气处理工厂。
参考文献
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LNG气化站工艺流程 LNG通过低温汽车槽车运至LNG卫星站，通过卸车台设置的卧式专用卸车增压器对汽车槽车储罐增压，利用压差将LNG送至卫星站低温LNG储罐。工作条件下，储罐增压器将储罐内的LNG增压到0.6MPa。增压后的低温LNG进入空温式气化器，与空气换热后转化为气态天然气并升高温度，出口温度比环境温度低10℃，压力为0.45－0.60 MPa，当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，通过水浴式加热器升温，最后经调压(调压器出口压力为0.35 MPa)、计量、加臭后进入城市输配管网，送入各类用户。
进入城市管网 储罐增压器 整个工艺流程可分为：槽车卸液流程、气化加热流程（含热水循环流程）、调压、计量加臭流程。 卸液流程：LNG由LNG槽车运来，槽车上有3个接口，分别为液相出液管、气相管、增压液相管，增压液相管接卸车增压器，由卸车增压器使槽车增压，利用压差将LNG送入低温储罐储存。卸车时，为防止LNG储罐内压力升高而影响卸车速度，当槽车中的LNG温度低于储罐中LNG的温度时，采用上进液方式。槽车中的低温LNG通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐，将部分气体冷却为液体而降低罐内压力，使卸车得以顺利进行。若槽车中的LNG温度高于储罐中LNG的温度时，采用下进液方式，高温LNG由下进液口进入储罐，与罐内低温LNG混合而降温，避免高温LNG由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力导致卸车困难。实际操作中，由于目前LNG气源地距用气城市较远，长途运输到达用气城市时，槽车内的LNG温度通常高于气化站储罐中LNG的温度，只能采用下进液方式。所以除首次充装
LNG 时采用上进液方式外，正常卸槽车时基本都采用下进液方式。 为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车速度，每 次卸车前都应当用储罐中的LNG 对卸车管道进行预冷。同时应防止快速开启或关闭阀门使LNG 的流速突然改变而产生液击损坏管 道。 气化流程： 靠压力推动，LNG 从储罐流向空温式气化器，气化为气态天然气后供应用户。随着储罐内LNG 的流出，罐内压力不断降低，LNG 出罐速度逐渐变慢直至停止。因此，正常供气操作中必须不断向储罐补充气体，将罐内压力维持在一定范围内，才能使LNG 气化过程持续下去。储罐的增压是利用自动增压调节阀和自增压空温式气化器实现的。当储罐内压力低于自动增压阀的设定开启值时，自动增压阀打开，储罐内LNG 靠液位差流入自增压空温式气化器(自增压空温式气化器的安装高度应低于储罐的最低液位)，在自增压空温式气化器中LNG 经过与空气换热气化成气态天然气，然后气态天然气流入储罐内，将储罐内压力升至所需的工作压力。利用该压力将储罐内LNG 送至空温式气化器气化，然后对气化后的天然气进行调压(通常调至0．4MPa)、计量、加臭后，送入城市中压输配管网为用户供气。在夏季空温式气化 加压蒸发器卸车方式二 槽车自增压/压缩机辅助方式 BOG加热器 LNG气化器 加压蒸发器 卸车方式三 气化站增压方式 LNG贮罐 LNG贮罐 BOG压缩机 加压蒸发器 卸车方式五低温烃泵卸车方式 V-3 PC LNG贮罐 LNG贮 低温烃泵
液化气,管道天然气和管道煤气的区别及费用比较 罐裝液化石油气（简称液化气）采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来。它的主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等，在气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。因此，使用液化气也要特别注意。比空气重，热值约为24000大卡/标准立方米。 管道天然气：主要成分是CH4。就是甲烷, 无色、无味。天然气一般是干气，成份以甲烷为主，基本不含杂质，热值高、火焰传播速度慢、输送压力高。由于无色、无味的特性所以在输送中人为加入特殊臭味以便泄露时可及时察觉，它无毒且无腐蚀性，点燃生成H2O，天然气它要比空气轻，当在泄漏时会漂浮于空中之中，它比液化的石油气容易扩散，天然气的安全性比其他燃气更好。天然气燃烧时仅排出少量的二氧化碳和极微量的一氧化碳和碳氢化合物、氮氧化合物，因此是一种清洁能源。天然气燃烧值为7100-11500大卡/标准立方米，气压为2.0Kpa±0.3。 管道煤气：是指水煤气，主要成分是CO和H2，燃烧值：3500—4700大卡/标准立方米，气压为2.8Kpa±0.5。 管道煤气是个模糊的称呼，有时管道输送的天然气、液化石油气也被称为管道煤气。我还是说煤气吧，煤气主要成分是一氧化碳和氢气，其中一氧化碳是有毒的。管道煤气严格说就是用管道输送的煤气。天然气的成分为甲烷，天然气的输送主要是管道，也有使用储罐运送的。 管道煤气灶可以改成天然气灶。这过程需要把灶具的喷嘴和火盖更改一下就可以了。其他的事情都是由煤气公司来解决的。只要更改过了之后是不会有什么危险的，但是如果使用没有更改过的管道煤气灶烧天然气那就非常危险了。 有人曾经做过这么一个实验，没有更改过的灶具用天然气火苗最高可以达到2米多高。但是要是更改过的灶具就没有危险了。最好煤气连接管也换成金属的。 价格比较(含电) 这三种气体的热值：液化气最高，天然气次之，城市煤气较低。所以使用这三种气体的灶具等是不一样的，不能直接互换使用。 1.天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，取8300。 2.管道煤气每立方米热值：3550千卡。 3.电每度热值：860千卡。 4.液化气每公斤热值：10800千卡。 管道天然气、管道煤气、电与液化石油气价钱比较：. 每公斤液化气燃烧热值为10800千卡。每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值156600千卡。以100元每瓶算，100/156600＝0.00064元/千卡。 例如：将10公斤20度的水加热到50度，需要351千卡的热量，用液化气要：351*0.00064=0.23
（能源化工行业）中原油田天然气液化工艺研究
中原油田天然气液化工艺研究 杨志毅张孔明王志宇陈英烈王保庆叶勇刘江旭中原石油勘探局457001e-mail:b56z7h7@https://www.doczj.com/doc/9512772422.html,摘要：本篇参考了国内外有关液化天然气（LNG）方面大量的技术资料，结合中原石油勘探局天然气应用技术开发处LNG工厂建设过程中的实践经验，简要介绍了目前国内外LNG产业的发展状况和LNG在国内发展的必要性以及发展前景。其中LNG发展状况部分，引用大量较为详实的统计数据，说明了我国目前LNG发展水平同国外水平间的差距和不足，且介绍了我国天然气资源状况，包括已探明的储量。工艺介绍部分，简要介绍了目前国外已用于工业生产的比较成熟的工艺方案，同时以大量篇幅介绍了中原石油勘探局天然气应用技术开发处，针对自身气源特点，设计出的三套液化工艺的技术性能及经济比较，旨在为大家今后从事LNG产业开发、利用提供壹些有益的帮助。同时本篇仍介绍了中原石油勘探局天然气应用技术开发处正在建设中的LNG工厂的工艺路线及部分参数。引言能源是国民经济的主要支柱，能源的可持续发展也是国民经济可持续发展的必不可少的条件。目前，我国能源结构不理想，对环境污染较大的煤碳在壹次能源结构中占75%，石油和天然气只占20%和2%，尤其是做为清洁燃料的天然气，和在世界能源结构中占21.3%的比例相比，相差10倍仍要多。所以发展清洁燃料，加快我国天然气产业的发展，是充分利用现有资源，改善能源结构，减少环境污染的良好途径。从我国天然气资源的分布情况来见，多分布于中西部地区，而东南沿海发达地区是能源消耗最大的地区，所以要合理利用资源，解决利用同运输间的矛盾，发展LNG产业就成了非常行之有效的途径。液化天然气（LNG）的性质及用途：液化天然气（liquefiednaturalgas）简称LNG，是以甲烷为主要组分的低温、液态混合物，其体积仅为气态时的１／625，具有便于经济可靠运输，储存效率高，生产使用安全，有利于环境保护等特点。LNG用途广泛，不仅自身能够做为能源利用,同时可作为LNG汽车及LCNG汽车的燃料，而且它所携带的低温冷量，能够实施多项综合利用，如冷藏、冷冻、空调、低温研磨等。液化天然气（LNG）产业国内外发展情况：1．国外LNG发展情况：液化天然气是天然气资源应用的壹种重要形式，目前LNG占国际天然气贸易量的25%，1997年已达7580万吨，（折合956亿立方米天然气）。LNG主要产地分布在印度尼西亚、马来西亚、澳大利亚、阿尔及利亚、文莱等地，消费国主要是日本、法国、西班牙、美国、韩国和我国台湾省等。LNG自六十年代开始应用以来，年产量平均以20%的速度持续增加，进入90年代后，由于供需基本平衡，海湾战争等因素影响，LNG每年以6～8%的速度递增，这个速度仍高于同期其它能源的增长速度。2．国内LNG概况在我国，液化天然气在天然气工业中的比重几乎为零，这无法满足我国经济发展中对液化天然气的需求，也和世界上液化天然气的高速度、大规模发展的形势相悖，但值得称道的是，我国的科研人员和从事天然气的工程技术人员为我国液化天然气工业做了许多探索性的工作。目前，有三套全部国产化的小型液化天然气生产装置分别在四川绵阳、吉林油田和长庆油田建成，三套装置采用不同的生产工艺，为我国LNG事业发展起到了很好的示范作用。3．我国天然气资源优势我国年产天然气201多亿Nm3,天然气资源量超过38万亿M3，探明储量只有4.3%，而世界平均为37%，这说明我国天然气工业较落后，同时说明了我们大力发展天然气工业是有资源保证的，是有潜力的。目前几种成熟的天然气液化工艺介绍天然气液化过程根据原理能够分这三种。第壹种是无制冷剂的液化工艺，天然气经过压缩，向外界释放热量，再经膨胀（或节流）使天然气压力和温度下降，使天然气部分液化；第二种是只有壹种制冷剂的液化工艺，这包括氮气致冷循环和混合制冷剂循环，这种方法是通过制冷剂的压缩、冷却、节流过程获得低温，通过换热使天然气液化的工艺；第三种是多种制冷剂的液化工艺，这种工艺选用蒸发温度成梯度的壹组制冷剂如丙烷、乙烷（或乙烯）、甲烷，通过多个制冷系统分别和天然气换热，使天然气温度逐渐降低达到液化的目的，这种方法通常称为阶式混和制冷
美文欣赏 1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。秋天，虽没有玫瑰的芳香，却有秋菊的淡雅，没有繁花似锦，却有硕果累累。秋天，没有夏日的激情，却有浪漫的温情，没有春的奔放，却有收获的喜悦。清风落叶舞秋韵，枝头硕果醉秋容。秋天是甘美的酒，秋天是壮丽的诗，秋天是动人的歌。 2、人的一生就是一个储蓄的过程，在奋斗的时候储存了希望；在耕耘的时候储存了一粒种子；在旅行的时候储存了风景；在微笑的时候储存了快乐。聪明的人善于储蓄，在漫长而短暂的人生旅途中，学会储蓄每一个闪光的瞬间，然后用它们酿成一杯美好的回忆，在四季的变幻与交替之间，散发浓香，珍藏一生！ 3、春天来了，我要把心灵放回萦绕柔肠的远方。让心灵长出北归大雁的翅膀，乘着吹动彩云的熏风，捧着湿润江南的霡霂，唱着荡漾晨舟的渔歌，沾着充盈夜窗的芬芳，回到久别的家乡。我翻开解冻的泥土，挖出埋藏在这里的梦，让她沐浴灿烂的阳光，期待她慢慢长出枝蔓，结下向往已久的真爱的果实。 4、好好享受生活吧，每个人都是幸福的。人生山一程，水一程，轻握一份懂得，将牵挂折叠，将幸福尽收，带着明媚，温暖前行，只要心是温润的，再遥远的路也会走的安然，回眸处，愿阳光时时明媚，愿生活处处晴好。 5、漂然月色，时光随风远逝，悄然又到雨季，花，依旧美；心，依旧静。月的柔情，夜懂；心的清澈，雨懂；你的深情，我懂。人生没有绝美，曾经习惯漂浮的你我，曾几何时，向往一种平实的安定，风雨共度，淡然在心，凡尘远路，彼此守护着心的旅程。沧桑不是自然，而是经历；幸福不是状态，而是感受。 6、疏疏篱落，酒意消，惆怅多。阑珊灯火，映照旧阁。红粉朱唇，腔板欲与谁歌？画脸粉色，凝眸着世间因果；未央歌舞，轮回着缘起缘落。舞袖舒广青衣薄，何似院落寂寞。风起，谁人轻叩我柴扉小门，执我之手，听我戏说？ 7、经年，未染流殇漠漠清殇。流年为祭。琴瑟曲中倦红妆，霓裳舞中残娇靥。冗长红尘中，一曲浅吟轻诵描绘半世薄凉寂寞，清殇如水。寂寞琉璃，荒城繁心。流逝的痕迹深深印骨。如烟流年中，一抹曼妙娇羞舞尽半世清冷傲然，花祭唯美。邂逅的情劫，淡淡刻心。那些碎时光，用来祭奠流年，可好？ 8、缘分不是擦肩而过，而是彼此拥抱。你踮起脚尖，彼此的心就会贴得更近。生活总不完美，总有辛酸的泪，总有失足的悔，总有幽深的怨，总有抱憾的恨。生活亦很完美，总让我们泪中带笑，悔中顿悟，怨中藏喜，恨中生爱。
天然气液化工艺部分技术方案（MRC） 一、 天然气液化属流程工业，具有深冷、高压，易燃、易爆等特征，在生产中具有极高的危险性，既有比较高的温度（280℃）和压力（50Bar），也有低温（-170℃），这些单元之间紧密相连，中间缓冲地带比较小，对参数的变化要求严格，这对LNG液化装置连续生产自动化提出了很高的要求。 LNG装置的制冷剂配比与产量和收率直接相关，因此LNG生产过程中控制品质占有非常突出的位置。整个生产过程需要很多自动化硬件和配套的软件来实现。以保证生产装置的安全、稳定、高效运行，不仅是提高效益的关键，而且对生产人员、生产设备，以及整个厂区安全都十分重要。 二、工艺过程简述 LNG工艺流程图参见P&ID图 1、原料气压缩单元 来自界区外的天然气经过过滤器除去部分碳氢化合物、水和其它的液体及颗粒。35MPa(G)的原料气进入脱CO2单元。 3、脱水脱酸气单元 原料气进入2台切换的干燥器，在这里原料气所含有的所有水分和CO2被脱除，干燥器出口原料气中水的露点在操作压力下低于-100℃。经过分子筛干燥单元，在这里原料气再经过两个过滤器中的一个进行脱粉尘过滤。 4、液化单元 进入冷箱的天然气在中被冷却至-35℃，在这个温度点冷箱分离罐中，脱除大部分重烃；天然气继续冷却至-70℃，在这个温度点，天然气在冷箱分离器中，脱除全部重烃，出口的天然气中C5+重烃含量降至70ppm以下；甲烷气继续冷却至-155℃，节流后进入冷箱分离罐中分离，液体部分即为液化天然气被送至液化天然气储罐中储存，气相部分返回冷箱复温后用作分子筛干燥单元的再生气。 5、储运单元 来自液化单元的液化天然气进入液化天然气储罐中储存，产量为420m3，储罐容量为4500 m3,储存能力为10天。 6、制冷剂压缩单元 按一定比例配比的制冷剂，经过制冷压缩机增压至1.3MPa(G)后经中间冷
LNG气化站工艺流程 LNG卸车工艺 系统：EAG系统安全放散气体 BOG系统蒸发气体 LNG系统液态气态 LNG通过公路槽车或罐式集装箱车从LNG液化工厂运抵用气城市LNG气化站，利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进行升压(或通过站内设臵的卸车增压气化器对罐式集装箱车进行升压)，使槽车与LNG储罐之间形成一定的压差，利用此压差将槽车中的LNG卸入气化站储罐内。卸车结束时，通过卸车台气相管道回收槽车中的气相天然气。 卸车时，为防止LNG储罐内压力升高而影响卸车速度，当槽车中的LNG温度低于储罐中LNG的温度时，采用上进液方式。槽车中的低温LNG通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐，将部分气体冷却为液体而降低罐内压力，使卸车得以顺利进行。若槽车中的LNG温度高于储罐中LNG
的温度时，采用下进液方式，高温LNG由下进液口进入储罐，与罐内低温LNG混合而降温，避免高温LNG由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力导致卸车困难。实际操作中，由于目前LNG气源地距用气城市较远，长途运输到达用气城市时，槽车内的LNG温度通常高于气化站储罐中LNG的温度，只能采用下进液方式。所以除首次充装LNG 时采用上进液方式外，正常卸槽车时基本都采用下进液方式。 为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车速度，每次卸车前都应当用储罐中的LNG对卸车管道进行预冷。同时应防止快速开启或关闭阀门使LNG的流速突然改变而产生液击损坏管道。 1．2 LNG气化站流程与储罐自动增压 ①LNG气化站流程 LNG气化站的工艺流程见图1。
图1 城市LNG气化站工艺流程 ②储罐自动增压与LNG气化 靠压力推动，LNG从储罐流向空温式气化器，气化为气态天然气后供应用户。随着储罐内LNG的流出，罐内压力不断降低，LNG出罐速度逐渐变慢直至停止。因此，正常供气操作中必须不断向储罐补充气体，将罐内压力维持在一定范围内，才能使LNG气化过程持续下去。储罐的增压是利用自动增压调节阀和自增压空温式气化器实现的。当储罐内压力低于自动增压阀的设定开启值时，自动增压阀打开，储
使用液化天然气比石油液化气节约1/3 所谓LNG是英文Liquefied Natural Gas的缩写，中文译为液化天然气。LNG是井下开采的天然气经过净化之后，通过压缩升温，在混合制冷剂的作用下，冷却移走热量，并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水，再节流膨胀而得到-162℃体积缩小到1/600的以液态形式存在的LNG。LNG作为能源，具有以下不可比拟的优势和特点：1.高清洁度：由于液化过程中除去了几乎所有杂质，LNG已成为目前世界新能源中最纯净、最环保、无污染的首选。2.价格低廉：随着石油、煤炭等能源的价格飞涨，LNG因其采掘成本低廉，自2003年以来，国家价格相对平稳，与石油液化气（LPG）相比，其价格只有其61%，与柴油相比，其价格更低至50%，即使在凉山州考虑运输成本，使用LNG也比使用LPG节约1/3，如果用于汽车，更能节约一半左右的燃油费。3.使用十分安全：LNG（液化天然气）与LPG（石油液化气）比较，要安全可靠得多，因其气相密度为0.74，比空气轻，稍有泄露，即可随空气飘散，其着火点为650℃，比LPG的460℃要高，其爆炸极限为5%-15%，比LPG的1%-15%要窄，使用起来会更安全。4.运输方便，建站容易，便于普及：LNG液化后，体积只有气相的1/600，而且是低温常压运输，比LPG相对安全，如果采用自身使用LNG为动力的液化槽车，运费更会成倍下降。LNG小区卫星站使用低温绝热移动式气瓶，一个中心储气站可涵盖几个甚至几十个小区卫星站，充装方便，使用灵活，为小区普及天然气提供了极大的方便。从以上特点可以看出，LNG（液化天然气）以其清洁、价廉、安全、使用方便等优势，的确无愧于21世纪的优质环保能源称号。
LNG液化工艺的三种流程 LNG是通过将常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高、有利于城市负荷的平衡调节、有利于环境保护，减少城市污染等优点。 由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。我国对LNG产业的发展也越来越重视，LNG项目在我国天然气供应和使用中的作用尤为突出，其地位日益提升。 1 天然气液化流程 液化是LNG生产的核心，目前成熟的天然气液化流程主要有:级联式液化流程、混合制冷剂液化流程、带膨胀机的液化流程。 1.1 级联式液化流程 级联式(又称复迭式、阶式或串级制冷)天然气液化流程，利用冷剂常压下沸点不同，逐级降低制冷温度达到天然气液化的目的。常用的冷剂为水、丙烷、乙烯、甲烷。该液化流程由三级独立的制冷循环组成，制冷剂分别为丙烷、乙烯、甲烷。每个制冷循环中均含有三个换热器。第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量;通过9个换热器的冷却，天然气的温度逐步降低，直至液化如下图所示。 1.2 混合制冷剂液化流程 混合制冷剂液化流程(Mixed-Refrigerant Cycle，MRC)是以C1~C5的碳氢物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，逐步冷却和液化天然气。混合制冷剂液化流程分为许多不同型式的制冷循环。
液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍 1. 前言 与CNG相比，LNG是最佳的启动、培育和抢占市场的先期资源。LNG 槽车运输方便，成本低廉；不受上游设施建设进度的制约；LNG供应系统安装方便、施工：期短，并能随着供气规模的逐步扩大而扩大，先期投资也较低。最后，当管道天然气到来时，LNG站可作为调峰和备用气源继续使用。 2．气化站工艺介绍 由LNG槽车或集装箱车运送来的液化天然气，在卸车台通过槽车自带的自增压系统(对于槽车运输方式)或通过卸车台的增压器(对于集装箱年运输方式)增压后送入LNG储罐储存，储罐内的LNG通过储罐区的自增压器增压到0．5～0．6Mpa后，进入空温式气化器。在空温式气化器中，LNG经过与空气换热发生相变，出口天然气温度高于环境温度10℃以上，再通过缓冲罐缓冲之后进入掺混装置，与压缩空气进行等压掺混，掺混后的天然气压力在0．4MPa左右，分为两路，一路调压、计量后送入市区老管网，以中一低压两级管网供气，出站压力为0．1MPa：另一路计量后直接以0．4MPa压力送入新建城市外环，以中压单级供气。进入管网前的天然气进行加臭，加臭剂采用四氢噻吩。冬季空浴式气化器出口气体温度达不到5℃时，使用水浴式NG加热器加热，使其出口天然气温度达到5℃～1O℃。 3. 主要设备选型 3. 1 LNG储罐 3．1．1储罐选型 LNG储罐按围护结构的隔热方式分类，大致有以下3种：
a)真中粉末隔热 隔热方式为夹层抽真空，填充粉末(珠光砂)，常见于小型LNG储罐。真空粉末绝热储罐由于其生产技术与液氧、液氮等储罐基本一样，因而目前国内生产厂家的制造技术也很成熟，由于其运行维护相对方便、灵活，目前使用较多。国内LNG气化站常用的大多为50m3和100m3圆筒型双金属真空粉末LNG储罐。目前最大可做到200m3，但由于体积较大，运输比较困难，一般较少采用。真空粉末隔热储罐也有制成球形的，但球型罐使用范围通常为为200～1500m3，且球形储罐现场安装难度大。 b)正压堆积隔热 采用绝热材料，夹层通氮气，绝热层通常较厚，广泛应用于大中型LNG储罐和储槽。通常为立式LNG子母式储罐。 c)高真空多层隔热。 采用高真空多层缠绕绝热，多用于槽车。 国内LNG气化站常用的圆筒形双金属真空粉末LNG储罐。考虑到立式罐节省占地，且立式罐LNG静压头大，对自增压器工作有利，因此采用立式双金属真空粉末LNG储罐。 3．1．2储罐台数 储罐台数的选择应综合考虑气源点的个数、气源检修时间、运输周期、用户用气波动情况等困素，本工程LNG来源有可能采用河南中原油田或新疆广汇两个气源，运输周期最远的可达5天，本工程储存天数定为计算月平均日的5天。经计算，一期选用100m3立式储罐4台，二期增加4台。其主要工艺参数如下： 工作压力：0．6MPa， 设计压力：0．77MPa， 工作温度：-162℃，
天然气的主要成分是由甲烷,乙烷组成。特点是热值高，33.35～41.85兆焦/标方.其开发成本低,产量大,输气压力高,毒性小,适于远距离输送,是理想的居民生活及工业用燃气。 液化气主要成分是丙烯、丁烯、丁烷等。热值高，87.9～108.9兆焦/标方。常压下是气体，加压到0.79~0.97兆帕时变为液体,使用方便。是一种优良的气体燃料。 两种气体都不含一氧化碳。当不完全燃烧时就会产生一氧化碳。 随着科学技术的飞速发展，天然气与人类的关系越来越密切。众所周知，天然气是一种干净、方便、优质、高效的能源。所以，不管是直接燃烧，还是用于发电或开车，都受到人们的普遍欢迎。经测定，天然气的热值和热效率不但高于煤炭，而且高于石油。 以1公斤煤炭与1立方米的天然气相比较，天然气的热值为9300～10000大卡，而煤炭的热值还不及天然气的一半。天然气的热效率可达75％以上，而煤炭的热效率却只有40～60％。即使是石油，它的热效率也只有65%左右。更可贵的是天然气燃烧均匀、清洁、有害成分少，相对于煤和石油来讲对环境的污染较小。因此，许多行业的专家对天然气高看一眼，格外青睐，常把天然气用于本行业的特殊工艺过程，以制造最理想的优质产品和争取最佳的经济效益。 把天然气作为化工原料，更显示出其重要性和不可替代性。与其他化工原料相比，天然气有其得天独厚的优势，因为它拥有各种特殊的成分。目前，全世界以天然气为原料生产的化工产品以近千种，其中既有供工业生产使用的，又有满足人们生活需要的；既有供人们吃和穿的，又有满足人们住和行使用的。应有尽有，包罗万象。正因为如此，人们利用天然气生产出了许多高附加值的产品，在经济上获取了十分客观的效益。 在经济、能源和环境三位一体的原则下，天然气将会进一步大显身手，展现自己的才
天然气液化工艺 工业上，常使用机械制冷使天然气获得液化所必须的低温。典型的液化制冷工艺大致可以分为三种：阶式(Cascade)制冷、混合冷剂制冷、带预冷的混合冷剂制冷。 一、阶式制冷液化工艺 阶式制冷液化工艺也称级联式液化工艺。这是利用常压沸点不同的冷剂逐级降低制冷温度实现天然气液化的。阶式制冷常用的冷剂是丙烷、乙烯和甲烷。图3-5[1]表示了阶式制冷工艺原理。第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。制冷剂丙烷经压缩机增压，在冷凝器内经水冷变成饱和液体，节流后部分冷剂在蒸发器内蒸发(温度约-40℃)，把冷量传给经脱酸、脱水后的天然气，部分冷剂在乙烯冷凝器内蒸发，使增压后的乙烯过热蒸气冷凝为液体或过冷液体，两股丙烷释放冷量后汇合进丙烷压缩机，完成丙烷的一次制冷循环。冷剂乙烯以与丙烷相同的方式工作，压缩机出口的乙烯过热蒸气由丙烷蒸发获取冷量而变为饱和或过冷液体，节流膨胀后在乙烯蒸发器内蒸发(温度约-100℃)，使天然气进一步降温。最后一级的冷剂甲烷也以相同方式工作，使天然气温度降至接近-160℃;经节流进一步降温后进入分离器，分离出凝液和残余气。在如此低的温度下，凝液的主要成分为甲烷，成为液化天然气(LNG)。
阶式制冷是20世纪六七十年代用于生产液化天然气的主要工艺方法。若仅用丙烷和乙烯(乙烷)为冷剂构成阶式制冷系统，天然气温度可低达近-100℃，也足以使大量乙烷及重于乙烷的组分凝析成为天然气凝液。 阶式制冷循环的特点是蒸发温度较高的冷剂除将冷量传给工艺气外，还使冷量传给蒸发温度较低的冷剂，使其液化并过冷。分级制冷可减小压缩功耗和冷凝器负荷，在不同的温度等级下为天然气提供冷量，因而阶式制冷的能耗低、气体液化率高(可达90%)，但所需设备多、投资多、制冷剂用量多、流程复杂。
如图所示，LNG通过低温汽车槽车运至LNG卫星站，通过卸车台设置的卧式专用卸车增压器对汽车槽车储罐增压，利用压差将LNG送至卫星站低温LNG储罐。工作条件下，储罐增压器将储罐内的LNG增压到0.6MPa。增压后的低温LNG进入空温式气化器，与空气换热后转化为气态天然气并升高温度，出口温度比环境温度低10℃，压力为0.45－0.60 MPa，当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，通过水浴式加热器升温，最后经调压(调压器出口压力为0.35 MPa)、计量、加臭后进入城市输配管网，送入各类用户。 LNG液化天然气化站安全运行管理 LNG就是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的简称，主要成分是甲烷。先将气田生产的天然气净化处理，再经超低温（-162℃）加压液化就形成液化天然气。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。 一、LNG气化站主要设备的特性 ①LNG场站的工艺特点为“低温储存、常温使用”。储罐设计温度达到负196（摄氏度LNG常温下沸点在负162摄氏度），而出站天然气温度要求不低于环境温度10摄氏度。
②场站低温储罐、低温液体泵绝热性能要好，阀门和管件的保冷性能要好。 ③LNG站内低温区域内的设备、管道、仪表、阀门及其配件在低温工况条件下操作性能要好，并且具有良好的机械强度、密封性和抗腐蚀性。 ④因低温液体泵启动过程是靠变频器不断提高转速从而达到提高功率增大流量和提供高输出压力，所以低温液体泵要求提高频率和扩大功率要快，通常在几秒至十几秒内就能满足要求，而且保冷绝热性能要好。 ⑤气化设备在普通气候条件下要求能抗地震，耐台风和满足设计要求，达到最大的气化流量。 ⑥低温储罐和过滤器的制造及日常运行管理已纳入国家有关压力容器的制造、验收和监查的规范；气化器和低温烃泵在国内均无相关法规加以规范，在其制造过程中执行美国相关行业标准，在压力容器本体上焊接、改造、维修或移动压力容器的位置，都必须向压力容器的监查单位申报。 二、LNG气化站主要设备结构、常见故障及其维护维修方法 1．LNG低温储罐 LNG低温储罐由碳钢外壳、不锈钢内胆和工艺管道组成，内外壳之间充填珠光沙隔离。内外壳严格按照国家有关规范设计、制造和焊接。经过几十道工序制造、安装，并经检验合格后，其夹层在滚动中充填珠光沙并抽真空制成。150W低温储罐外形尺寸为中3720×22451米，空重50871Kg，满载重量123771№。 （1）储罐的结构 ①低温储罐管道的连接共有7条，上部的连接为内胆顶部，分别有气相管，上部进液管，储罐上部取压管，溢流管共4条，下部的连接为内胆下部共3条，分别是下进液管、出液管和储罐液体压力管。7条管道分别独立从储罐的下部引出。 ②储罐设有夹层抽真空管1个，测真空管1个（两者均位于储罐底部）；在储罐顶部设置有爆破片（以上3个接口不得随意撬开）。 ③内胆固定于外壳内侧，顶部采用十字架角铁，底部采用槽钢支架固定。内胆于外壳间距为300毫米。储罐用地脚螺栓固定在地面上。 ④储罐外壁设有消防喷淋管、防雷避雷针、防静电接地线。 ⑤储罐设有压力表和压差液位计，他们分别配有二次表作为自控数据的采集传送
液化天然气的流程与工艺研究 随着“西气东输”管线的建成,沿线许多城镇将要实现天然气化,为了解决天然气的储气、调峰及偏远小城镇的供气问题, 液化天然气(英文缩写为LNG) 技术将有十分广阔的应用前景[1 ,2 ] 。天然气液化技术涉及传热、传质、相变及超低温冷冻等复杂的工艺及设备。在发达国家LNG 装置的设计与制造已经是一项成熟的技术。 一、天然气在进入长输管线之前,已经进行了分离、脱凝析油、脱硫、脱水等 净化处理。但长输管线中的天然气仍含有二氧化碳、水及重质气态烃和汞,这些化合物在天然气液化之前都要被分离出来,以免在冷却过程中冷凝及产生腐蚀。因此我们需要进行预处理。天然气的预处理包括脱酸和脱水。一般的脱除酸气和脱水方法有吸收法、吸附法、转化法等。 1. 1 吸收法 该种方法又分为化学溶剂吸收和物理溶剂吸收两类。化学溶剂吸收是溶剂在水中同酸性气体作用,生成“络合物”,待温度升高,压力降低,络合物分解,释放出酸性气体组分,溶剂循环回用。常用的溶剂有一乙醇胺(MEA) 和二乙醇胺(DEA) ,以上方法又叫胺法.物理吸收法的实质是溶剂对酸性气体的选择性吸收而不是起反应。一般来说有机溶剂的吸收能力与被吸收气体的分压成正比,较新的方法是由醇胺和环丁砜加水组成的环丁砜法或苏菲诺法。 1. 2 吸附法 吸附法实质上是固体干燥剂脱水。一般采用两个干燥塔切换吸附与再生,处理量
大的可用3 个或4 个塔。固体干燥剂种类很多,例如氯化钙、硅胶、活性炭、分子筛等。其中分子筛法是高效脱水方法,特别是抗酸性分子筛问世后,即使高酸性天然气也可以在不脱酸性气体情况下脱水。所以分子筛是优良的脱水剂。从长输管道来的天然气进行脱除CO2 和水后,进入液化工序。 二、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,将含甲烷90 %以上的天然气,经过“三脱”(即脱水、脱烃、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 ℃的低温液体。目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. 阶式制冷工艺 阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺(图1) 。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,制冷温度梯度分别为- 30 ℃、- 90℃及- 150 ℃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液化系统相互独立,制冷剂为单一组分,各系统相互影响少,操作稳定,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。 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,多采用烃类混合物(N2 、C1 、C2 、C3 、C4 、C5) 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
常用的天然气液化流程 常用的天然气液化流程 不同液化工艺流程，其制冷方式各不相同。在天然气液化过程中，常用天然气液化流程主要包括级联式:液化流程、混合制冷剂液化流程与带膨胀机的液化流程，它们的制冷方式如下。 一、级联式液化流程 由若干个在不同温度下操作的制冷循环重叠组成，其中的高、中、低温部分分别使用高、中、低温制冷剂。高温部分中制冷剂的蒸发用来使低温部分中的制冷剂冷凝，低温部分制冷剂再蒸发输出冷量，用几个蒸发冷凝器将这几部分联系起来。蒸发冷凝器既是高温部分的蒸发器又是低温部分的冷凝器。对于天然气液化，多采用由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的三级复叠式制冷循环。 级联式液化流程的优点主要包括： 1、逐级制冷循环所需的能耗最小，也是目前天然气液化循环中效率最高的流程。 2、与混合制冷剂循环相比，换热面积较小； 3、制冷剂为纯物质，无配比问题； 4、各制冷循环系统与天然气液化系统彼此独立，相互影响少、操作稳定、适应性强、技术成熟。 级联式液化流程的缺点： 1、流程复杂、所需压缩机组或设备多，至少要有3台压缩机，初期投资大；
2、附属设备多，必须有生产和储存各种制冷剂的设备，各制冷循环系统不允许相互渗漏，管线及控制系统复杂，管理维修不方便； 3、对制冷剂的纯度要求严格。 根据级联式液化流程的以上特点，该流程无法满足小型撬装式LNG 装置对设备布局要求简单紧凑的要求，因此只适用于大型装置，常用于2X104~5X104m3/d的装置。通过优化设备的配置，级联式液化流程可以与在基本负荷混合制冷剂厂中占主导地位的带预冷的混合制冷 剂循环相媲美。 二、混合制冷剂液化流程 该工艺是20世纪60年代末期，由级联式制冷工艺演变而来的，多采用烃类混合物(N2、C1、C2、C3、C4、C5)作为制冷剂，代替级联式制冷工艺中的多个纯组分，其组成根据原抖气的组成和压力确是，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。 混合制冷剂液化流程的特点是什么? 以C1~C5的碳氢化合物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、节流、膨胀得到不同温度水平的制冷量，以实现逐步冷却和LNG的工艺流程称之为混合制冷剂液化流程（Mixed-RefrigerantCycle，MRC），这种流程一般用于液化能力为7443X10~30XI0m/d的装置。 与级联式液化流程相比，MRC的优点是：
城市燃气的比较─天然气与液化石油气 我国燃气事业的发展，经理了煤炭干馏，煤炭气化，液化石油气，石油制气，天然气等几个历史阶段。由于我国幅员辽阔，能源分布不均，城市燃气种类也不相同。在我国南方沿海地区，目前主要是液化石油气，而另一种城市燃气—代天然气，则正呈现迅速发展的趋势。 众所周知，天然气是一种无污染的优质气源，代天然气是将纯液化石油气气化后混合一定比例的空气而制成，使其华白数和燃烧势与天然气接近，顾名思义，可以代替天然气。使用代天然气和液化石油气，与用煤或重油生产人工煤气相比，工艺流程都比较简单，基建投资少，建设周期短，经营管理方便，担心它们二者之间还是有叫大差别的。现以10万户小区供气为例，分别对气源厂，输配管网等进行技术，管理，经济方面的综合比较。 一气源厂的比较 1主要工艺流程 （1）代天然气，见图一。 （2）纯液化石油气，见图二。 （1）代天然气 储罐，液化石油气蹦及压缩机，热水炉气化器，空气压缩机，缓冲罐，婚期设备。 供应10万用户的气源厂的总投资约2，200万元（不包括征地费）。 （2）纯液化石油气 储罐，液化石油气压缩机，气化器，热水炉。 供应1.5万户气源厂的投资约900万元，7个相同规模的气源厂（10.5万户）总投资约6.300万元（不包括征地费）。 3气源厂数量，厂址选择及征地费 （1）代天然气 只需建供应10万用户的气源厂一个，便于管理。由于管网输送压力较高，可将站址选择在郊区，采用地上液化石油气储罐，总占地面积约12，000m2，征地费用按近郊区90元/m2~150元/m2计（以广东湛江市为例，下同）所征地需为108万元~180万元。 （2）纯液化石油气 需要供应1.5万户的气源厂7个，管理比较困难。由于管万输送压力较低，所以只能将站址选择在近城市中心地区。气源厂周围为民用建筑，考虑其安全距离，如采用地上液化气罐，其占地面积为12，250m2，征地费用按市中心区900元/m2~1，050元/m2计，所需总征地费为6，300万元~7，350万元。 如果采用地下液化气储罐，其占地面积约为3，000m2，所需总征地费为1，900万元~2，200万元。 4运行费用 （1）代天然气 耗电量较高，实际计算容量为730kW，线月电费约50万元。 定员22人，月总工资约2.4万元。 运行费用相对较高。 （2）纯液化石油气 耗电量低，单个气源厂实际计算容量约20kW，每月总电费约1.4万元。 单厂定员18人，7个厂合计126人，月总工资约13.6万元。 运行费用相对较低。
液化天然气（LNG）接收站的工艺方案分为直接输出式和再冷凝式两种，两种工艺方案的主要区别在于对储罐蒸发气的处理方式不同。直接输出式是利用压缩机将LNG储罐的蒸发气（BOG）压缩增压至低压用户所需压力后与低压气化器出来的气体混合外输，再冷凝式是将储罐内的蒸发气经压缩机增压后，进入再冷凝器，与由LNG储罐泵出的LNG进行冷量交换，使蒸发气在再冷凝器中液化，再经高压泵增压后进入高压气化器气化外输。设计时应根据用户压力需要选择合适的工艺方案。为防止卸载时船舱内因液位下降形成负压，储罐内的蒸发气通过回流臂返回到LNG船舱内，以维持船舱压力平衡。储罐内的LNG蒸发气经蒸发气压缩机压缩后进入再冷凝器再液化，经外输泵加压后气化外输。 2.工艺系统描述 液化天然气（LNG）接收站的工艺系统由六部分组成。这六部分分别是NG卸船、LNG储存、LNG再气化/外输、蒸发气（BOG）处理、防真空补气和火炬放空系统。 (1)LNG卸船工艺系统 LNG卸船工艺系统由卸料臂、蒸发气回流臂、LNG取样器、LNG卸船管线，蒸发气回流管线及LNG 循环保冷管线组成。 LNG运输船进港靠泊码头后，通过安装在码头上的卸料臂，将运输船上的LNG出口管线与岸上的LNG 卸船管线联接起来。由船上储罐内的LNG输送泵，将所载LNG输送到岸上储罐内。随着LNG的泵出,运输船上储罐内的气相空间的压力逐渐下降，为维持气相空间的压力，岸上储罐内的部分蒸发气通过蒸发气回流管线、蒸发气回流臂，返回至船上储罐内补压。为保证卸船作业的安全可靠，LNG卸船管线采用双母管式设计。在卸船作业时，两根卸船母管同时工作，各承担总输量的50%。在非卸船作业期间，必须对卸船管线进行循环保冷。双母管设计使卸船管线构成一个循环线，便于对卸船母管进行循环保冷。从储罐输送泵出口分流出一部分LNG，冷却需保冷的管线，经循环保冷管线返回储罐。 (2)LNG储存工艺系统 LNG储存工艺系统由低温储罐、进出口管线、阀门及控制仪表等设备组成。 LNG低温储罐采用绝热保冷设计，储罐中的LNG处于"平衡"状态。由于外界热量(或其它能量)的导入，如储罐绝热层的漏热量、储罐内LNG潜液泵的散热、压力变化、储罐接口管件及附属设施的漏热量等，会导致少量LNG蒸发气化。 LNG潜液泵安装在储罐底部附近，LNG通过泵井从罐顶排出。 LNG储罐上的所有进出口管线全部通过罐顶，罐壁上没有开口。 (3)LNG再气化/外输工艺系统 LNG再气化/外输工艺系统包括LNG潜液泵、LNG高压外输泵、开架式海水气化器、浸没燃烧式气化器及计量系统。 储罐内的LNG经潜液泵增压进入再冷凝器，使再冷凝器中的蒸发气液化，从再冷凝器中出来的LNG 经高压外输泵增压后进入气化系统气化，计量后输往用户。 (4)蒸发气（BOG）处理系统 蒸发气处理工艺系统包括蒸发气（BOG）压缩机、蒸发气冷却器、压缩机分液罐、再冷凝器以及火炬放空系统。 蒸发气处理系统的设计要保证LNG储罐在一定的操作压力范围内正常工作。LNG储罐的操作压力,取决于储罐内气相空间（即蒸发气）的压力。在不同工作状态下，如储罐在正常外输，或储罐正在接收LNG，或储罐既不外输也不接收LNG，蒸发气量有较大差异。因此，储罐设置压力开关来控制气相空间压力，压力开关的设定分为超压和欠压两组，通过压力开关来启停BOG压缩机，从而达到控制压力的目的。 (5)储罐欠压补气系统 为了防止LNG储罐在运行中发生欠压（真空）事故，工艺系统中配置了防真空补气系统。补气气源一般采用接收站再气化的天然气，由气化器出口管汇处引出。
天然气液化工厂工艺设计有关问题探讨 王遇冬一、原料气压力和杂质允许含量 原料气中一般都不同程度地含有H 2S、CO 2 、有机硫、重烃、水蒸气和汞等有 害杂质和液化过程中可能形成固体的物质，即就是经过处理后符合《天然气》（GB 17820）的质量要求，但在液化之前也必须进行预处理。 表1为生产LNG时原料气中允许的最大杂质含量，表2为原料气杂质在LNG 中含量。 表1原料气中最大允许杂质含量① ①H2O、CO2、COS、芳烃类含量为体积分数。
含量 注 注：表中未标单位的为体积。 ①按在储罐中纯LNG的含量为基准，再校正原料 气杂质含量。考虑数据误差则乘以的系数。 ②如果含量达到表中数值，这样高的摩尔分数会改 变溶剂（LNG）的性质，故应重新计算其他组分的 含量这样做并非十分合理，因为表中列出的全部含量是 将纯净LNG当作溶剂来计算的。 ③根据经验，水的体积分数达到×10-6 时，不会出现 水的冷凝析出问题。 ④由于汞对铝有害，原料气中不允许有任何汞的存在。 1.原料气中汞含量的测定 ⑴据了解，国内外大多数油气田天然气中都含汞，其量为～7000μg/m３。例 如，我国海南福山油田原料气经NGL回收后的商品气中汞含量在100μg/m３左右。 塔里木气区雅克拉集气处理站NGL回收装置原料气汞含量为μg/m３。长庆气区 天然气中汞含量较少，但一般也大于μg/m3。例如，靖边气田进入陕京输气管道
的商品天然气中汞含量小于μg/m３。 此外，原料气中的汞含量也会有一定波动，尽管其变化一般不是很大。 ⑵据了解，目前一些天然气中汞含量是由中科院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心测定。例如，苏里格气田东区天然气综合利用项目的原料气即如此。由其提交的兰地化测字D03 第032号《检测报告》可知，原料气中汞含量测定采用GB/T —1997《天然气中汞含量的测定冷原子荧光分光光度法》。 但是，该标准目前已被GB/—2010《天然气汞含量测定第2部分：金-铂合金汞齐化取样法》所取代。此新标准在前言中明确指出，“本部分代替GB/—1997《天然气中汞含量的测定冷原子荧光分光光度法》。本部分与GB/—1997在技术内容，即测量范围、试验原理、仪器、试剂、、汞的测定等内容完全不同，作了较大修改”。此外，在引言中又指出，“天然气含有的烃类，尤其是低浓度芳香烃的存在会干扰原子吸收光谱（AAS）或原子荧光光谱(AFS)对汞的测定，故此时天然气中的汞不能直接测定。因此，在分析前，应该对汞进行收集使其与芳香烃分离”。因此，由旧标准测定的汞含量 由此可知，(2011)兰地化测字D03 第032号《检测报告》中的汞含量显然偏低。为此，建议今后有关天然气汞含量的测定请该标准的起草单位即中国石油西南油气田分公司天然气研究院测定。 2.原料气中的重烃（含芳烃） ⑴原料气中一些重烃的熔点 +烃类。其中一些重烃(尤其是苯等环状化合物)因原料气中的重烃一般指C 5 其熔点较高，在低温下会形成固体堵塞设备各管线，故必须在原料气液化之前将其和其他重烃一起脱除。 天然气中的芳烃主要是苯、甲苯、二甲苯和乙苯（BTEX）。由于苯的熔点高达（℃），故在表1中对芳烃的含量限制另有要求。 一些重烃的熔点见表2。 表2一些重烃的熔点