天然气液化工艺技术研究及应用

简要介绍了液化天然气(LNG)的性质、用途和中原油田天然气液化生产装置的设计、生产规模及主要技术经济指标。并着重针对中原油田高压天然气的特点,研究出了液化率高、能耗低的天然气液化工艺技术。该套装置投产使用后,工艺方案切实可行,生产运行平稳,达到了设计要求,为国内LNG产业的发展提供了很好的借鉴作用。     

天然气液化工艺探讨

天然气液化工艺的选择是LNG装置生产至关重要的环节,本文通过流程模拟分析对三种天然气液化工艺进行了比选,最终选择了合适的液化工艺。     

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从目前国内天然气液化工艺技术来源看，LNG生产利用方面的基础技术研究还不够深入，国内现有运营装置和在建工程均需引进国外公司的初步设计或软件包，然后由国内设计院完成配套工程设计。国内LNG产业起步较晚，目前已建成投产的天然气液化装置共有3套。在简述阶式制冷工艺、混合制冷工艺和膨胀制冷工艺的基础上，介绍了上述3套国内液化天然气工厂的工艺原理。结合近年来的工作经验、工程实践和我国的天然气资源分布状况，强调了加快对适合我国特点的天然气液化装置的工艺技术研究、加大对相关应用技术研究的力度和投入的必要性，还预测了LNG的市场前景。     

小型液化天然气生产装置

介绍了目前国内外小型液化天然气(LNG)的生产装置及其液化工艺现状。重点介绍了俄罗斯近年来在天然气加气站和配气站,利用天然气压差能量膨胀制冷生产LNG的技术。建议建设此类工艺的小型LNG生产装置。     

海南小型LNG工厂液化工艺方案特点

海南LNG工厂在国内首次利用氮气二级膨胀液化工艺。为此,讨论了海南LNG工厂天然气净化、液化系统技术方案的制订,针对原料气气质特点设计了DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺方案,对其进行了流程模拟计算,得到了各物流节点的设计参数,并计算出了天然气液化流程中压缩机能耗、制冷剂流量、各换热器的换热量等参数。装置运行考核结果表明：该DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺技术运用合理,工艺路线可行,工艺技术指标均达到了设计要求,为其他小型LNG工厂提供了一种新的天然气液化工艺选择方案。     

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介绍了我国的LNG示范装置、调峰型工厂和基本负荷型工厂的状况，包括这些装置和工厂的生产规模和工艺流程。这些流程包括：级联式、混合制冷剂、带膨胀机的液化流程制冷，并比较了各自的使用特点和优劣。最后指出了我国LNG工厂的发展方向：根据国情，依据具体的设计条件和外围条件，对不同液化流程的投资成本、比功耗、运行要求进行全面的对比分析；要紧跟当前天然气液化流程追求简便、高效的发展趋势，综合考虑各种液化流程的技术特点，开发适合我国实际情况的新型液化流程——流程精简、设备少，冷箱结构紧凑，换热效率高，火用损小，压缩机和驱动机高效、可靠，应大力发展具有调峰、机动能力的中、小型LNG装置，以适应我国已经面临大规模开发利用天然气的新形势。     

CⅡ法天然气液化HYSYS软件模拟计算

上海浦东LNG装置是我国第一座CII法的调峰型天然气液化装置,采用法国燃气公司新型混合冷剂制冷流程,该流程代表了目前国际上天然气液化流程的发展趋势,其设计目的是为液化装置提供投资少、运行成本低的流程。对于该装置的模拟计算不仅可对天然气液化的设计提供参考,还可以对装置的生产状况通过模拟计算进行分析,对设计和生产都有一定的借鉴意义。     

天然气液化技术

天然气液化是一个超低温过程，工艺要求比较复杂。液化用原料天然气比管输气态商品天然气要求有更高的纯度。介绍了原料天然气的预处理技术；论述了天然气液化技术，包括基地型LNG工厂、调峰型LNG工厂和接收终端的生产工艺、主要工艺设备的比较与选择；讨论了天然气液化技术的发展趋势。     

LNG接收站流程模拟计算

深入研究LNG液化、储存、接收等过程的工艺流程并进行流程模拟计算，对LNG相关装置的工艺设计具有重要意义。为此，研究了LNG接收站的操作模式、操作工况，分析了影响LNG接收站操作和设计参数的主要因素，利用通用流程模拟软件平台建立了模拟计算模型。通过对模拟计算结果的分析，确定了接收站各工艺单元的设计工况。计算和分析表明，接收站蒸发气处理系统设计工况应为卸船和最小输出工况，而LNG气化/输送系统设计工况应为天然气最大输出工况。LNG接收站流程模拟计算及结果分析为工艺设计奠定了基础。     

LNG工厂原料天然气预处理工艺技术的初选

根据LNG生产的工艺过程及产品规格的要求,针对不同原料气的气质条件特征,对原料气进行脱酸、脱汞、脱水和脱氮等必要的预处理。预处理单元是LNG液化工厂的核心组成部分,它的工艺选择、设计能力及适应性直接关系到LNG液化工厂能否长期稳定运行,并生产出符合标准及规格要求的LNG产品。因此,在进行LNG工厂的规划设计时,首先需对预处理工艺技术进行合理的初选,从国内外LNG产品的规格及要求入手,针对不同杂质对装置可能产生的的不良影响进行初步分析;对每种可能需求的处理工艺,就当前行业通常使用的各种工艺方法进行相应的对比分析,明确各种工艺方法的适用范围;对原料天然气预处理工艺过程选择中可能出现的具体问题进行总结,并提出相应的建议。