MAR.18.2004 EDITION (VERSION 1)
L N G
INDUSTRIAL INTRODUCE
SEO HEUNG METAL CO., LTD.
SEO--
VALVE COMPANY
https://www.doczj.com/doc/d14851287.html,
PROCRESS PROCRESS--1 (Extraction to Loading)2ND
Procedure 1ST Extraction 天然气开采及精制2Liquefaction Facilities
1ST ND 天然气液化设备
3RD Storage Tank 3RD Procedure
4TH
Procedure
生产国储存罐4TH Loading Arm 装船设备Procedure 5TH LNG Carriage Ship 液化天然气运输船
5TH
Procedure LNG
NG 天然气开采及精制工程
碳氢化合物(Hydrocarbon)
探查?钻探?确认埋藏?开采
天然气液化工程(NG ?LNG, 1/600)膨胀法Turbo Expend. Cycle C d C l 生产国储存罐装船前临时储存用双重结构特殊混凝土外壁?除掉杂质
(水分/硫化物/一氧化碳/灰尘油分)多端冷冻法Cascade Cycle 混合冷媒法M.C. R. Cycle 隔热材料(外壁与内壁之间)封闭型特殊不锈钢内壁装船设备
LNG Pump, Pipe Line, Loading Arm
BOG Gas Recovery Facilities 液化天然气运输船Moss Type Membrane Type Carriage to LNG Terminal
PROCRESS PROCRESS--2 (Unloading to Pipe line)
LNG
7BOG 4TH 蒸发燃气压缩机Boil Off Gas Compressor
蒸发的Ethane Gas (BT –88.6o C)
NG 4TH
Proced.
5TH 再液化设备ReCondensor
用Compressor 压缩升压3RD TH
Proced.
6TH
Proced.
在蒸发燃气压缩机中压缩的高温蒸发燃气(5~35 o C)与LNG1(-150 ~ -160o C)进行混合后,在LNG2 (-130 ~ -150o 1ST
Proced.2ND Proced.Proced.5TH
Proced.TH Secondary Pump
G (3050C)里再凝缩.Pressure Cond. LNG1 < LNG262次泵Secondary Pump 把压缩前的低压LNG 多端压缩为约
80kg/cm2的高压LNG 后输送到汽化机
液体的升压比气体容易进行
1ST 液化天然气
运输船
Moss Type
2ND 装卸设备LNG Pump Pipe Line L di A
3RD KOGAS 储存罐供货储存用2重结构特殊混凝土外壁7TH 高压汽化机(海水式) ORV Membrane Type Loading Arm BOG-Gas
Recovery Facil.制冷剂(外壁/内壁之间)密闭型特殊SUS 内壁加压用1次泵Open Rack Vaporizer 喷洒低温海水,汽化LNG
PROCESS PROCESS--1> 1ST Extraction
天然气开采及精制(Extraction)
天然气是指天然出现的,以碳氢化合物为主成份的,可燃性燃气.通过地质探查后进行
钻探, 确认埋藏量, 生产性分析, 挖掘等阶段,从地下开采.
天然主成M th G (90%)Eth P B t 气成份: 主成份Methane Gas (90%) Ethane, Propane, Butane 等以外,还包括高分子碳氢
化合物(Hydrocarbon), N 2, He,一氧化碳(CO 2), 硫化氢(H 2S), 水分(H 2O) 等杂质
当天然气在不分离或除掉以上杂质的情况下直接使用的话,会对发热量及物理化学方面的性质有所
不同,尤其是因为硫磺类物质的影响下引起污染空气.
同时,把这种物质从天然气中分离后,提高天然气的质量,充分利用分离出的物质,将通过如下的分离
及精制过程制作出干净的燃料.
水分是在液化天然气的过程中凝结而成,并且会严重操作设施,所以一定要除掉水分. 水分余量的
允许限度(15o C, 1atm-abs Gas : 96~127g/10M 3)
除掉水分
PROCESS PROCESS--1> 1ST Extraction
-continue continue--
天然气开采及精制(Extraction)
在已经开采的天然气中含有相当数量(5g/M 3)的硫化物(H 2S).这种硫化物会引起空气污染,所以,利用选
择性吸收硫化物的胺(Amine) 类吸收剂来进行除掉,所分离的硫化物,将用在硫磺(S)及硫酸(H SO )的
除掉硫化物24制作原料.
吸收剂: Sweetening Process
一开采的天然气中一氧化碳的含量体积比最高能达到45% .大量的一氧化碳如同氮气,对发热量有很大的
影响,所以一定要通过天然气液化工程除掉它.
除掉氧化碳
灰(d t)气的过程中起带上来的沙子及因这些物质的摩擦所产生的设备
除掉灰尘及油分
尘(dust)是指,从地下开采天然气的过程中一起带上来的沙子及因这些物质的摩擦所产生的设备磨损粉尘等.
这种粉尘会严重损伤高速旋转的泵, 压缩机的涡轮.
同时注入在设备里的润滑油在突然变化的压力下会产生大量的微粒分散油分, 并混合在天然气内,降
低天然气的质量.
同时,一般情况下通过气旋, 静电沉淀法或过油擦洗等方法来除掉这种灰尘及油分.
PROCESS PROCESS--1> 2ND Liquefaction Facilities
天然气液化工程Liquefaction Process
为了远距离输送在山地里开采精制的天然气时,或在小面积储存空间内储存
更多的天然气时,一般通过液化工程,使它变成液体状态.
成为液体状态的天然气叫做液化天然气(LNG),因为液化后天然气(NG)的体
积将减少到600分之一,所以很容易运输及储存.
天然气的主成份为甲烷,而且甲烷液化温度很低, 一般情况下很难处理成液
化状态. 所以,将采用如下特殊方法, 液化天然气
膨胀法
加压天然气后,利用涡轮急速断热膨胀时,被膨胀的天然气
急降液体态的原法Turbo Extend Cycle 温度急骤下降,成为液体状态的原理方法.
多端冷冻法
利用各种冷媒,按次序降低天然气的温度,来进行液化的方法.The Cascade Cycle
首先以乙烯(Ethylene)为冷媒液化丙烷(Propane),再把已经液化的丙烷为冷媒,液化天然气的方法.混合冷媒法
按一定的比例混合碳氢Multi-Component
Refrigerant Cycle 化合物(Hydrocarbon)与氮气(N 2)作为冷媒,通过凝聚及膨胀过程
就可获得能液化天然气的超低温.利用这种方法来液化天然气的方法.
PROCESS
PROCESS--1> 3RD Storage Tank
液化天然气临时储存工程(Storage Tank)
液化基地上所使用的储存罐与交接基地里所使用的,在结构上是相同.
通过天然气液化设备进行液化后的天然气,在装船前以液体的形式临时
储存为目的. 储存罐的结构,就像巨大的保温瓶一样的概念来设计成外壁及内壁的2
重结构形式.
外壁Outside Wall
由特殊混凝土(Post-Stressed Concrete Wall)制成,
可支撑罐中所产生的所有力量,相当于保温瓶的外壳.
BOG
内壁Inside Wall
能在液体状态下储存天然气的封闭型Membrane壁制作而成. A
LNG 隔热材料Poly Vinyl Chloride Foam
外壁与内壁之间,填充了隔热效果好的隔热材料,隔离从外部进来的热量,防止天然气汽化的现象,可起到安全保管液态天然气的作用.
外壁
内壁
1次泵
隔1次泵First Pressurize Pump
为了从新液化在储存罐内自然汽化的蒸发燃气(BOG), 输送到蒸发燃气压缩机(Boil Off Gas Compressor) 的管道.
BOG LNG
储存罐的结构
热材
料 A 蒸发燃气回收排管Boil Off Gas Recovery Pipe Line
为了从新液化在储存罐内自然汽化的蒸发燃气(BOG), 输送到蒸发燃气
压缩机(Boil Off Gas Compressor) 的管道.
4TH Loading Arm & 5TH LNG
LNG--Carrier
装船设备L oading Arm
在天然气液化基地生产后储存在储存罐内的天然气是主要通过输送线进行长距离
输送.在我国(韩国燃气公社)也是,主要从印度尼西亚及马来西亚等地区,通
过LNG-CARRIER (输送线)引进LNG, LNG线是按罐的形式可分为MOSS
型及MEMBRANE型.
在这种LNG线上,为了装船液化天然气的装船设备由:
1. LNG PUMP
2. LOADING ARM
3. BOG RECYCLE FACILITIES
(为了回收装船过程中所发生的蒸发燃气的设备)
液化天然气运输船LNG-Carrier
液化天然气(LNG)是处于零下163度的极低温状态.在这种温度里放入金鱼时,会瞬
间冻结成S型,拿出后再放入水中时,过不了多久就能复活游动.以前是因为极
低温材料的问题及600分之1的浓缩液化天然气会爆炸等危险,只好按气体状
态下进行管道输送.但是,物流及需要方面很有竞争力的LNG 输送船已经问
世,干燥技术的核心问题,就是防止燃气泄漏及安全问题.
Various LNG Various LNG--Carrier (DAEWOO / SAMSUNG)作为LNG 船的核心技术,防燃气泄漏及确保安全性,需要采用双重船体及具有双重保护壁的储存罐, 质量过关的各种极低温设备, 等离子焊接等极高的技术水平
BERGE BOSTON DSME/DNV
13万8千CMB 级LNG 运输船
船主公司Bergesen D.Y.ASA HANJINE PYYEONGTAEK DSME/KR&BV 13万CMB 级LNG 运输船船主公司Hanjine Shipping Co.,Ltd.K. FREESIA DSME/KR&BV 13万8千CMB 级LNG 运输船
船主公司Korea Line Co.,Ltd.
GRANATINA DSME/LR
14万500 CMB 级LNG 运输船
船主公司Shell International T & S ANNE-LAURE DSME/BV 7万8千500 CMB 级LNG 运输船船主公司Geogas Shipping SA.BERGE BOSTON SSHM/LRS.ABS 138000M 3/ 145000M 3LNG 运输船船主公司British Trader / Peninsula LNG
PROCESS PROCESS--2> 4TH Boil Off Gas Compressor
蒸发燃气压缩机Boil Off Gas Compressor
LNG 是沸点温度在摄氏零下162度的超低温(极低温) 液体,所以,能通过罐及排
管外部传达的热量引起蒸发,为了再进行液化这种蒸发燃气,必须施加压力.这是
为了提高压力所使用的加压设备
LNG 的主成份为甲烷CH 4).但是,也含有少量的乙烷(Ethane, C 2H 6)及
丙烷(C )(Propane, C 3H 8) 等物质.按不同的生产地,其组成有所不同.尤其是,组成
物质中的乙烷或丙烷等物质的沸点温度比LNG 高出很多,所以大部分蒸发燃气
是由乙烷来组成.
这种蒸发燃气是通过蒸发燃气压缩机,进行加压后送到火力发电厂作为燃料来
所以不能作为一般城市燃气使用,但是,因为只使用蒸发燃气时,其发热量不足,所以不能作为般城市燃气
来提供.大部分是经蒸发燃气压缩机加压后再送到液化设备中进行液化处理.
BOG
Boil Temperature 各构成物质的沸点温度
LNG (Methane CH LNG (Methane, CH 4) -162 o C
Ethane, C 2H 6-88.6 o C
Propane, C 3H 8-42.0 o C
PROCESS PROCESS--2> 5TH Re Re--Condenser
再液化工程Re-Liquefaction Process
蒸发燃气压缩机里压缩好的蒸发燃气与LNG 混合后,再进行液化的设备
设备.
工程1
通过安装在LNG 储存罐上的1次泵, 加压后的LNG 与经蒸发燃气压缩机
升压过的蒸发燃气,分别通过排管进入再液化设备中.
工程2
投入再液化设备的,温度较高的高压蒸发燃气(5o C ~ 35o C) 与温度较低的
LNG (150o C ~ 160o C),在罐的上端混合室里进行混合及热交换,
并通过液化过程.
工程3
液化后的LNG,以凝聚状态下降到罐的下部,并且用2次泵输送
虽然汽化LNG (-130o C ~ -150o C).
LNG 的温度已经上升,但是不进行汽化,并保持LNG 状态的原因是因为随着压力上升后液体的沸点也一起上升.即LNG 也随着压力的上升不会在零下162度上沸腾,而是在更高的温度下沸腾.
BOG
LNG
PROCESS
PROCESS--2> 6TH Secondary Pump
液化天然气2次加压工程(Secondary Pressurize)
通过我国总长度达到2435km的全国供气排管网络,为了输送到用户那里,
电机必须提高压力,因为液体比气体更容易升压,汽化液态LNG前通过2次泵,把它压缩成80 Kg/cm2 高压的工程
压缩前LNG
压缩后
LNG
当LNG的压力高的时候,汽化所需要的热量消耗会减少,
所以,用高压汽化设备加压低压状态的LNG后供气.
LNG
这种2次泵的数量是,通过全国排管中所提供的高压燃气输送总量
来决定
隔
2次泵大体上分为Pump 及Motor 部分.
泵的吸入排管中安装有过滤器,从吸入排管进来的
多端加压
泵
2次泵结构
热材
料LNG是,通过泵下部,经过几个阶段的压缩后,最后输送的汽化机.
PROCESS PROCESS--2> 7TH ORV (Open Rack Vaporizer)
高压汽化工程(海水式, 高压汽化机, ORV)
汽化机可分为,为了汽化LNG 利用海水温度的海水式汽化机及
利用燃烧天然气时所产生的热量的燃烧式汽化机等两大类.
通过汽化机变成气体状态的天然气,经过当发生燃气泄漏时,为了使人能感觉到燃
气,在天然气中添加味道的附属设备,并通过全国排管系统供到最终燃气用
户处.
海水式汽化机热交换
管海水引进
排管在左图及照片中显示具有代表性的海水式汽化机.基工作原理为,从第2次泵中输送
的高压LNG,通过排管,从利用薄板制成的热交换机内部的下部,向上经过的
过程中,在外部洒海水,使得海水温度传达到LNG 进行汽化的设备
燃烧式汽化机
当采用燃烧式汽化机时, 因燃气的需要量增加,并超过海水式汽化机容量提供天然
气时,或因冬天海水温度较低,引起海水式汽化机的生产能力下降时使用.
燃烧式汽化机是采用热交换机牌水中的方式,通过安装在水槽里的燃烧器,燃烧空气利用海水温度
及天然气时发生的热量,把水加热并汽化LNG 的方式.汽化机结构利用海水度汽化LNG 的过程
LNG
NG
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
（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/d14851287.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
QC/T 755 —2006 （2006-07-26 发布，2007-02-01 实施） 刖言 本标准为首次制定。 本标准由全国汽车标准化技术委员会提岀并归口。 本标准起草单位：上海交通大学、中国汽车技术研究中心、中原石油勘探局天然气应用技术开发处。 本标准主要起草人：鲁雪生、顾安忠、林文胜。 本标准由全国汽车标准化技术委员会负责解释。 QC/T 755 —2006 液化天然气（LNG）汽车专用装置技术条件 Tech no logy requireme nts of special equipme nt for LNG vehicle 1范围 本标准规定了使用液化天然气（LNG）为燃料的汽车专用装置的技术条件。 本标准适用于液化天然气额定工作压力不大于 1.6MPa的液化天然气单一燃料汽车。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 14976流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T 3765卡套式管接头技术条件、 GB/T 19204液化天然气的一般特性 GB/T 17895天然气汽车和液化石油气汽车词汇 GB 7258机动车运行安全技术条件 GB 18442低温绝热压力容器 GB/T 20734液化天然气汽车专用装置安装要求 3术语和定义 GB/T17895中的术语和定义以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1
液化天然气liquefied natural gas 一种在液态状况下的无色流体，主要由甲烷组成，组分可能含有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然气中的其他组分，品质符合GB/T19204的要求。简称（缩略语）LNG。 3.2 车用储气瓶vehicular gas tank 用于车辆储存和供应L NG燃料的压力容器及总成。压力容器通常采用双层 不锈钢壳体的真空绝热 型式。 3.2.1 加注截止阀filling line stop valve 安装在LNG储气瓶阀箱内加注管上的阀，用于切断储气瓶与加注管路的操作。 3.2.2 供液截止阀supply line stop valve 安装在LNG储气瓶阀箱内LNG供应管路上的阀，用于切断储气瓶与燃 料供应管路的操作。 3.2.3 供液扼流阀supply line flow regulation valve 安装在供液截止阀后面的阀，在流速异常增大时，能对流速的增大具有抑制作用，供气管路万一发生破裂时，能抑制燃料外泄的速度。 3.2.4 节气调节阀saving regulating valve 储气瓶的压力控制装置之一，安装于燃料供应管路和气体管路之间，用于释放储气瓶内过量的气体。当储气瓶内压力高于调节阀的设定压力时，能自动开启，使储气瓶内压力下降。当储气瓶内压力低于设定压力时，则自动关闭气体释放通道，能有效地控制储气瓶内的压力。 3.2.5 主安全阀prime relief valve 储气瓶的压力保护控制装置之一，用于储气瓶压力高于允许的最高工作压力时 自动泄放气体。 3.2.4 . 辅助安全阀auxiliary relief valve 储气瓶的压力保护控制装置之一，用于主安全阀失效状态下的紧急排 放。 3.2.7 压力表pressure gauge 安装在燃料操作面板或储气瓶上，指示储气瓶内压力的仪表。 3.2.5 液位传感器liquid level sensor 安装在储气瓶内，测量LNG的液位高度，发出 液位信号的装置。 3.2.6 液位指示器liquid level lndicator 安装在驾驶室操作面板 上，用于显示储气瓶内LNG的液位高度的仪表。 3.3 专用装置special equipment 包括储气瓶在内的液体燃料供给的所有管路和部件。 3.4 最大允许工作压力maximum allowable working pressure 在设计温度条件下，系统允许达到的最高压力 （表压）。缩略语MAW P 3.5 汽化器vaporizer 将LNG加热转变为气态，并达到发动机要求的进气温度的热交换器。 4 LNG汽车专用装置 4.1 LNG 汽车专用装置组成 4.1.1 LNG储气瓶总成：LNG储气瓶及安装在储气瓶上的液位显示装置、压力表等附件。 4.1.2 汽化器：水浴式汽化器、循环水管路及附件。 4.1.3 燃料加注系统：快速加注接口、气相返回接口。
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
液化天然气LNG 技术知识点 1、LNG 储存在压力为0.1MPa 、温度为-162℃的低温储罐内。 2、LNG 的主要成分是甲烷，含有少量的乙烷、丙烷、氮和其他组分。 3、液化天然气是混合物。 4、LNG 的运输方式：轮船运输、汽车运输、火车运输。 5、三种制冷原理：节流膨胀制冷、膨胀机绝热膨胀制冷、蒸气压缩制冷。 6、节流效应：流体节流时，由于压力的变化所引起的温度变化称为节流效应。 7、为什么天然气在有压力降低时会产生温降？ 当压力降低时，体积增大，则有0V T V T H P ＞＞???? ????，，故节流后温度降低。 8、LNG ：液化天然气。 9、CNG ：压缩天然气。 10、MRC ：混合制冷剂液化流程是以C 1至C 5的碳氢化合物及N 2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀，得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。 11、EC ：带膨胀机的天然气液化流程，是指利用高压制冷剂通过涡轮膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。 12、BOG ：蒸发气。 13、解释级联式液化工艺中三温度水平和九温度水平的差异？ 答：（1）三温度水平中的制冷循环只有丙烷、乙烯、甲烷三个串接；而九温度水平则有丙烷段、乙烯段、甲烷段各三个组成。 （2）九温度水平阶式循环的天然气冷却可以减少传热温差，且热力学效率很高。 （3）九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线更接近于实际曲线。 14、丙烷预冷混合制冷剂天然气液化为何要比无丙烷预冷混合制冷剂天然气液化优？ 答：既然难以调整混合制冷剂的组分来使整个液化过程都能按冷却曲线提供所需的冷量，自然便考虑采取分段供冷以实现制冷的方法。C3/MRC 工艺不但综合了级联式循环工艺和MRC 工艺的特长，且具有流程简洁、效率高、运行费用低、适应性强等优点。 15、混合制冷剂的组成对液化流程的参数优哪些影响？ （1）混合制冷剂中CH4含量的影响：天然气冷却负荷、功耗以及液化率均随甲烷的摩尔分数的增加而增加； （2）混合制冷剂中N2含量的影响：随着N2的摩尔分数的增加，天然气冷却负荷、液化率以及压缩机功率都将增加，但与甲烷的摩尔分数变化时相比更为缓慢； （3）混合制冷剂中C2H4含量的影响：随着乙烯的摩尔分数的增加，天然气冷却负荷、液化率以及压缩机功率都将降低；
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
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)储运罐车泄漏应急处置技术与方法 2015-06-18天然气汽车产业资讯天然气汽车产业资讯1、LNG储运罐车的结构 特征以及事故特点 LNG是液化天然气的简称，LNG的主要成分是甲烷，它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后，采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体 而形成的。由于LNG的体积约为其气态体积的1/600，LNG的重量又仅为同体积水的45%左右，所以LNG一旦发生大量泄漏就能迅速与空气混合达到爆炸极限。LNG储运罐车液罐目前均为真空粉末绝热卧式夹套容器，双层结构，由内胆和外壳套合而成。内外罐连接采用玻璃钢支座螺栓紧固连接，后支座为固定连接，前支座为滑动连接，以补偿温度变化引起罐体伸缩。夹套内填装膨胀珍珠岩并抽真空，加排管、排气管等由内容器引出，经真空夹套引至外壳后底与管路操作系统相连接，液罐通过U形副梁固定在汽车底盘上。 LNG运输罐车常见事故类型可分为翻车、碰撞，剐擦、追尾等4类。其中，翻车、碰撞和追尾事故在所有类型道路的储运罐车事故中均占较高比例，通常对罐体及其尾部阀门会直接造成严重破坏，致使泄漏概率最高。由于储运罐车的结构与制作材料特殊，特别是其外层保护壳体与环梁大多由具有很高抗压强度的碳钢材料构成，一般情况下，外壳体的破损、断裂情况事故很少。目前，各种信息显示国内外还没有此类情况发生，绝大部分事故均为罐体外壳的各种气相管与装置管道、安全装置与连接处的断裂与泄漏。 2、LNG储运罐车泄漏后果分析 2. 1气化超压爆炸 当外来的热量传入储运罐车时会导致LNG温度上升气化，使罐内压力升高，瞬 间产生大量气体，当罐内压力上升速度超过泄压装置的排泄速度后，罐体将可能产生物理性爆炸。 2. 2 LNG冷爆炸 在LNG泄漏遇到水的情况下，LN G会从水中迅速吸收热量，因为水与LNG之间有非常高的热传递速率，导致气体瞬间膨胀，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声、喷出水雾，导致LNG冷爆炸。 火灾2. 3 LNG． LNG与空气或氧气混合后，能形成爆炸性混合气体，与火源发生预混(动力)燃烧。 2. 4对人的低温冻伤 由于LNG的温度为-162℃，是深冷液体，皮肤直接与低温物体表面接触，皮肤
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。
浙江长荣能源有限公司 液化天然气（LNG）贮罐气化站供气系统流程说明 一、工艺流程图： 二、槽罐车卸液操作： 1、罐车停稳与连接：液化天然气的专用槽罐车开到装卸区停稳、熄火、拉手刹，用斜木垫固定车轮，防止滑移；先把装卸台上的静电接地线与LN G槽罐车可靠夹接，再用三根软管分别把卸液箱卸液口与槽罐车装卸口可靠连接；并打开卸液箱接口处排气阀，打开槽车顶部充装阀、回气阀，使气体进入软管，再从排气阀放气置换软管内空气，关闭排气阀，检查软管接头处是否密封至不漏气。 2、槽罐与贮罐压力平衡：查看槽罐车内压力和贮罐内的压力，如贮罐内的压力大于槽罐车内压力时，这时打开贮罐顶部充装管道至槽罐车增压器进液管之间的阀门和增压器进液口阀门，使贮罐内的气相与槽罐车内的液相相通，以降低贮罐内的气相压力。当贮罐内与槽罐内的压力相同时，关闭贮罐顶部充装管至槽罐车增压器进液管之间的阀门。 3、槽罐的增压：打开槽罐车与槽罐车增压器进液管之间的阀门，以及槽罐车增压器回气至槽罐车气相管之间的阀门，通过槽罐车增压器增压以提高槽罐车内的气相压力。 4、槽罐卸液：当槽罐罐内压力大于贮罐中压力0.2Mpa左右，可逐渐打开槽罐车出液阀至全开状态。这样槽罐车内的液化天然气通过卸液箱的软管与贮罐上的装卸口连接卸入液化天然气（LNG）贮罐。
三、贮罐的使用操作： 1、贮罐的压力调整至恒压：利用贮罐自带的增压阀、节气回路、增压器把贮罐的压力调整在一定的范围内（一般控制在0.2～0.35MPa），若贮罐内的压力不够，可通过调整增压阀升高设定压力，从而获得足够的供液压力确保正常供气。正常工作时，贮罐增压器的进液阀和出气阀需要打开，以保证贮罐增压器正常工作，确保贮罐的工作压力。 2、供气系统的供气： 、管道和相关设备在首次使用液化天然气时，应使用氮气置换管道和相关设备内的空气，然后用天然气置换管道和相关设备内的氮气，以确保系统中天然气的含量后才能使用液化天然气。正常用气时可根据车间用气量大小确定是开二台空温式气化器还是开一台空温式气化器。打开空温式气化器前后相关阀门以及至车间用气点的阀门，缓慢打开贮罐出液使用阀，液化天然气（LNG）通过空温式气化器吸收空气中的热量，使液态介质气化成气体，同时对气体进行加热升温，使气体接近常温。气化后的天然气再经一级调压阀组调压，把气相压力调至一较低值（一般调至0.09Mpa），然后通过工艺管道进入用气设备前的二级调压阀组，经过二级调压后进入用气设备。 ②、贮罐操作主要是开关出液口阀门及气相使用阀门，一般出液口、气相使用阀门均为双阀，靠近贮罐的一只阀门是常开阀门，另一只是工艺操作阀，这样，一旦工艺操作阀因经常开关而损坏，把近罐的根部阀关闭就可以修理。 ③、贮罐节气操作：在正常用气时，如发现贮罐的压力达到0.6Mpa时，这时可打开贮罐气相使用阀、同时关闭贮罐出液使用阀，让气相代替液相进入空温气化器供气使用；当贮罐压力值下降至正常值0.2Mpa时，再开贮罐出液使用阀，同时关闭气相使用阀；如反复出现贮罐压力达到0.6Mpa时，应报设备产权单位修理或调整设定压力。在使用贮罐气相使用阀时，必须确保贮罐压力不得低于0.15 MPa。以保证生产的正常用气供应。 ④、当生产停产后恢复生产时，应首先确定供气系统和管道内的介质是天然气还是空气。如果介质是空气，则先要用氮气置换供气系统和管道内的空气，再用天然气置换供气系统和管道内的氮气，以确保系统中天然气的含量后才能恢复生产。如果介质是天然气，则可先开贮罐出液口阀旁的贮罐气相使用阀，让贮罐内的气相代替液相进入空温气化器和相关的工艺管道至车间用气设备。等相关设备和管道预冷后再开贮罐出液阀，同时关闭气相使用阀。 四、空温气化器和调压系统的操作： 1、关闭空温气化器出口阀，缓慢打开空温气化器的进液阀，待空温气化器内压力与贮罐内压力相等时，缓慢打开空温气化器出口阀。
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：
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