天然气 液化技术论文 液化天然气

重庆科技学院毕业（）题目天然气液化技术发展现状及应用院（系）石油与天然气学院专业油气储运工程学生姓名学号指导教师职称评阅教师职称2011年6月15日摘要天然气是一种清洁优质能源，近年来，世界天然气产量和消费量呈持续增长趋势。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。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，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。关键词：天然液化气技术现状应用ABSTRACTNaturalgasisacleanergoodenergy,inrecentyears,theworld'snaturalgasoutputandconsumptionareasaconsistentgrowth。FromthefutureofChina'seconomicandsocialdevelopment,tospeedupthedevelopmentandusingofnaturalgas,toimprovetheenergystructure,protecttheecologicalenvironment,improvepeople'squalityoflife,havinganimportantsignificancetoourstrategic.theconstructioninvestmentissmallandperiodisshort,quickeffect,byexternalfactorssuchassmalladvantages.Asahighqualityautomotivefuelandautomotivefuel,thegenderofLNGisgood,completecombustion,exhaustpollutionlittle,engine,longlife,loweroperatingcostadvantages。Asahighqualityautomotivefuelandautomotivefuel.LNG,wasthegenderisgood,completecombustion,exhaustpollutionlittle,extensivetheenginelife,loweroperatingcostadvantages;andcomparedwithnaturalgas(CNG),LNGhashighefficiencyandcanstoreforlongtravellingdistance,storebottlesoflowpressure,lightweight,smallnumber,havingnorestrictionsfromthegassupplystationnetwork,etc。Keyword：Liquefiednaturalgas(LNG)technologystatusapplication1.液化天然气的制取与输送LNG是液化天然气的简称，常压下将天然气冷冻到-162℃左右，可使其变为液体即液化天然气(LNG)。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。LNG的体积约为其气态体积的l／620。天然气的液化技术包括天然气的预处理，天然气的液化及贮存，液化天然气的气化及其冷量的回收以及安全技术等内容。LNG利用是一项投资巨大、上下游各环节联系十分紧密的链状系统工程，由天然气开采、天然气液化、LNG运输、LNG接收与气化、天然气外输管线、天然气最终用户等6个环节组成。由于天然气液化后，体积缩小620倍，因此便于经济可*的运输。用LNG船代替深海和地下长距离管道，可节省大量风险性管道投资，降低运输成本。从输气经济性推算，陆上管道气在3000km左右运距最为经济，超过3500km后，船运液化天然气就占了优势，具有比管道气更好的经济性。LNG对调剂世界天然气供应起着巨大的作用，可以解决一个国家能源的短缺，使没有气源的国家和气源衰竭的国家供气得到保证，对有气源的国家则可以起到调峰及补充的作用，不仅使天然气来源多元化，而且有很大的经济价值。LNG作为城市气化调峰之用比用地下储气库有许多优点。例如：它选址不受地理位置、地质结构、距离远近、容量大小等限制，而且占地少、造价低、工期短、维修方便。在没有气田、盐穴水层的城市，难以建地下储气库，而需要设置LNG调峰。这项技术在国外已比较成熟，如美国、英国和加拿大的部分地区采用LNG调峰。我国也正在引进这项技术。液化天然气蕴藏着大量的低温能量，在1个大气压下，到常温气态大约可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以进行冷能发电、空气分离、超低温冷库、制造干冰、冷冻食品等。由于LNG工厂在预处理时已脱除了气体的杂质，因此LNG作为燃料燃烧时所排放的烟气中S02及NOx含量很少。因此被称为清洁能源，广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气，减少了大气污染，有利于经济与环境的协调发展。2.我国天然气液化技术现状2.1上海浦东LNG工厂(东海天然气事故调峰站)工艺位于上海浦东的LNG装置是我国首座以事故调峰为目的天然气液化装置，该装置处理规模10×104m3/d。主要用于海上(东海)天然气开采输送因不可抗因素导致停产时，向下游用户提供可靠的气源供应。该装置的净化工艺与中原LNG工厂净化工艺相同，液化工艺采用整合式级联液化工艺。该装置液化单元包括制冷机压缩机组、混合制冷剂分离塔、整体式冷箱等核心该设备。技术特点如下:(1)装置工艺简单、设备数量少。(2)采用高效板翅式冷箱，换热效率高，装置占地面积小。(3)动设备数量少，降低了工程投资和维护费用2.2中原LNG工厂液化工艺中原油田LNG工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℃(1bar=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℃左右，节流至53bar/-60℃左右;中压天然气分离脱除重烃后，进入脱苯系统脱除微量苯，再经乙烯蒸发器冷凝，节流至10bar/-123℃，分离得中压尾气和中压LNG;中压LNG再经节流到3bar/-145℃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，低压LNG作为产品储存于储罐内。该工程主要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储存有利于装置收率的提高。LNG带压储存，和常压储存相比，液化率得到一定程度的提高。(3)天然气微量苯低温高压脱除技术解决了天然气脱苯的技术难题。异戊烷脱苯技术率先在LNG工厂应用，脱苯效果良好，具有投资少、工艺简单等特点。2.3新疆广汇LNG工厂工艺新疆广汇LNG项目位于吐哈油田鄯善火车站附近，采用混合制冷工艺，装置处理规模150×104m3/d，装置由净化、液化、储存运输等几大系统组成，主要以长江中下游经济发达地区为目标市场。3、液化天然气的应用3.1液化天然气冷能的利用LNG的用途很广。可用于民用负荷调峰、发电、工业用户和商业用户。LNG的关键技术在于深度冷冻液化，其储罐和专用运输巨轮就象超级低温冰箱，这些过程都要消耗巨大的能源，但按能量守恒规律，此冷能在释砹时侧利用，以l毕低成本。利用LNG冷能主要是依据LNG与周围环境之间存在的温度和压力差，通过LNG变化到与外界平衡时，回收储存在LNG中的能量。利用LNG冷能的过程可分为两类：直接利用和间接利用。前者包括：发电、空气液化分离、冷冻仓库、制造液化二氧化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。后者包括：低温破碎、水和污染物处理及冷冻食品等。目前对液化天然气冷能的利用工程取得了许多成果。3.2液化天然气应用于汽车天然气作为能源，由于它对大气污染少而被称为清洁燃料，更是汽车的优质代用燃料。近年来，它已被世界许多国家重视和推广。按照天然气的储存方式不同，天然气汽车大致分为CNGV(压缩天然气汽车)、LNGV(液化天然气汽车)、和ANGV(吸附天然气汽车)。目前我国对天然气汽车的发展也非常重视。到1999年。全国已改装各种CNG汽车l万多辆，建设加气站70多座。ANGV正处在研制阶段。我国LNGV的应用仍是一项空白。用LNG作为汽车燃料特别值得推广。与传统的石油类燃料相比，LNG具有明显的优点，汽车续驶里程长，LNG相对于CNG和LPG具有储存能量大、压力低、噪声低、更清洁等优势，利用LNG冷量取代汽车空调，不破坏生态，良好的使用性能(抗爆、稳定性强、燃烧热值高、燃点值宽)和相对便宜。俄罗斯在将LNG用于汽车运输、铁路运输、水上运输和空中运输方面积累了许多经验。发动机运行时，LNG储液罐内的天然气液态与气态并存，正常工作压力不低于0.2MPa。当罐内压力低于0.2MPa时，压力控制阀开启，自增压器工作。将一部分气态天然气充人储液罐，而使罐内压力升高到工作压力。可以通过调节压力控制阀来改变自增压器的工作点。发动机处于停机状态时，随热量的不断吸人。LNG会不断气化。当LNG储液罐中的压力高于0.6MPa时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保证LNC储液罐不被损坏。另外，在LNG储存系统设有液位计和压力指示装置。车用液化天然气的储存温度范围为-130℃～160℃，其储存压力低于0.6MPa。使用时，从罐内流出的液化天然气经过气化器吸收发动机冷却水或废气热量而气化，并使其温度升高，然后通过两级减压器减压，由管路送到混合器与空气混合进入发动机。LNG的气化需要吸收较多热量。要求气化器具有良好的换热性能，并能供给足够的热量。4、结束语为了满足国民经济的需要和环境保护的要求，最大程度地有效利用天然气这一资源，天然气液化与储运技术及液化天然气的应用，给我国天然气工业的发展和天然气的应用打下坚实的基础和必要的前提。参考文献[1]顾安忠，液化天然气技术，机械工业出版社，2011-5-1[2]《兰州理工大学学报》，天然气液化技术研究，2004-06期[3]李博洋，天然气储存及及应用技术论文，2009-01期