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什么事液化天然气?


发布日期:(2018-7-8)   点击次数:163

液化天然气 

液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG),主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性,分子量为16.04其体积约为同量气态天然气体积的1/625,液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右,甲烷的常压沸点 -16 1 ℃ ,临界温度为 -84 ℃ ,临界压力为 4.1MPa。密度约为0.42-0.46g/c m3 (因组分不同而异),燃点约为650,热值为8000-9500Kcal/N m3,在空气中的爆炸极限(体积)5%-15%。液化天然气的储存是天然气储存方式之一。LNG储罐通常为双层金属罐,与LNG接触的内层材质为含9%Ni低温钢,外层材质为碳钢,中间绝热层为膨胀珍珠岩,罐底绝热层为泡沫玻璃。LNG 是液化天然气的简称,其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理(脱水、脱烃、脱酸性气体),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,利用液化天然气船运送。液化天然气燃烧后对空气污染非常小,而且放出的热量大,所以液化天然气是一种比较先进的能源。

液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(-161.5摄氏度)温度后变成液体,通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。其主要成分为甲烷,用专用船或LNG罐车运输,使用时重新气化。2005LNG国际贸易量达1888.1亿立方米,最大出口国是印度尼西亚,出口314.6亿立方米;最大进口国是日本763.2亿立方米。

1941 年在美国克利夫兰建成了世界第一套工业规模的LNG装置,液化能力为 8500 m3 /d 。从 60 年代开始, LNG 工业得到了迅猛发展,规模越来越大,各国投产的 LNG 装置已达 160 多套。

现在世界能源生产总量中,天然气已占到1/32020年前,天然气在世界能源需求中的比例将会达到45%-50%。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,到2020年国际市场上LNG的贸易量将达到天然气贸易量的40%

国外的液化装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高,基本都采用阶式制冷和混合冷剂制冷工艺,目两种类型的装置都在运行,新投产设计的主要是混合冷剂制冷工艺,研究的主要目的在于降低液化能耗。制冷工艺从阶式制冷改进到混合冷剂制冷循环,目前有报道又有 C Ⅱ -2 新工艺,该工艺既具有纯组分循环的优点,如简单、无相分离和易于控制,又有混合冷剂制冷循环的优点,如天然气和制冷剂制冷温位配合较好、功效高、设备少等优点。

2011年,我国液化天然气行业市场销售CRN值约为80%,其中中石油、中石化、中海油三大国企的比重达到近六成,销售地区主要集中在天津、山东、广东、新疆、陕西等地。我国天然气地质资源量估计超过38万亿立方米,可采储量前景看好,按国际通用口径,预计可采储量7-10万亿立方米,可采95年,在世界上属资源比较丰富的国家。陆上资源主要集中在四川盆地、陕甘宁地区、塔里木盆地和青海,海上资源集中在南海和东海。

 陕北气田液化天然气

1999 1 月建成投运的 2 ×104 m3 /d "陕北气田 LNG 示范工程"是发展我国 LNG 工业的先导工程,也是我国第一座小型 LNG 工业化装置。该装置采用天然气膨胀制冷循环,低温甲醇洗和分子筛干燥联合进行原料气净化,气波制冷机和透平膨胀机联合进行低温制冷,燃气机作为循环压缩机的动力源,利用燃气发动机的尾气作为加热分子筛再生气的热源。装置的成功投运为我国在边远油气田上利用天然气生产 LNG 提供了经验。

中原油田液化天然气装置

中原油田曾经建设了我国最大的 LNG 装置,原料气规模为 26.6 5 × 104 m3 /d 、液化能力为 1 0 ×104m3 /d 、储存能力为 1200 m3 、液化率为 37.5%。目前,又研究出 LNG 工艺技术方案。该工艺流程采用常用的分子筛吸附法脱水,液化工艺选用丙烷预冷 +乙烯预冷 + 节流。装置在原料气量 30×104 m3 /d 时,收率高达 51.4% ,能耗为 0.13 Kwh/N m3 。其优点在于各制冷系统相对独立,可靠性、灵活性好。但是工艺相对较复杂,须两种制冷介质和循环,设备投资高。由于该厂充分利用了油田气井天然气的压力能,所以液化成本低。

西南石油大学液化新工艺

该工艺日处理 3.0 ×104 m3 天然气,主要由原料气 ( CH4 : 95.28% CO2 :2.9% ) CO2 、脱水、丙烷预冷、气波制冷机制冷和循环压缩等系统组成 SRK 状态方程作为基础模型,开发了天然气液化工艺软件。 天然气压缩机的动力采用天然气发动机,小负荷电设备用天然气发电机组供电,解决了边远地区无电或电力紧张的难题。由于边远地区无集输管线可利用,将未能液化的天然气循环压缩,以提高整套装置的天然气液化率。

哈尔滨燃气工程设计研究院与哈尔滨工业大学

LNG 系统主要包括天然气预处理、天然气的低温液化、天然气的低温储存及天然气的气化和输出等。经过处理的天然气通过一个多级单混冷凝过程被液化,制冷压缩机是由天然气发动机驱动。 LNG 储罐为一个双金属壁的绝热罐,内罐和外罐分别是由镍钢和碳钢制成 。

循环气体压缩机一般采用天然气驱动,可节省运行费用而使投资快速收回。压缩机一般采用非润滑式特殊设计,以避免天然气被润滑油污染。采用装有电子速度控制系统的透平,而且新型透平的最后几级叶片用钻合金制造,改善了机械运转。安装于透平压缩机上的新型离合器是挠性的,它们的可靠性比较高,还可以调整间隙。






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