天然气液化过程模拟与分析

【能源化工类】中原油田天然气液化工艺研究

（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.360docs.net/doc/0417695953.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

天然气液化工艺部分技术方案(MRC)..

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

液化天然气名词解释

八、基本知识 1、什么是液化天然气：当天然气在大气压下，冷却至约—162摄氏度时，天然气气态转变成液态，称液化天然气。液化天然气无色、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，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。 2、什么是压缩天然气：压缩天然气是天然气加压并以气态储存在容器中。它与管道天然气的成分相同。可作为车辆燃料利用。天然气的用途：主要可用于发电，以天然气燃料的燃气轮机电厂的废物排放量大大低于燃煤与燃油电厂，而且发电效率高，建设成本低，建设速度快；另外，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地省。天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的化工生产装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷，也可用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。天然气汽车的废气排放量大大低于汽油、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用低，是一种环保型汽车。 3、什么是天然气：天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分以甲烷为主。天然气一般可分为四种：从气井采出来的气田气或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。 4、发现有人中毒怎么办：发现有人煤气中毒应迅速关闭煤气表前总开关，把中毒人

员移离现场，并安置在空旷通风场所，使之呼吸新鲜空气；中毒较重的应迅速送往医院抢救，并向医生说明是煤气中毒。5、液化天然气基本知识（1）天然气的用途：化工燃料，居民生活燃料，汽车燃料，联合发电，热泵、燃料电池等。（2 ）液化天然气：: 天然气的主要成分为甲烷，其临界温度为190.58K，LNG储存温度为112K（-161℃）、压力为0.1MPa左右的低温储罐内，其密度为标准状态下甲烷的600多倍。（3 ）LNG工厂主要可分为基本负荷型、调峰型两类。（4）我国天然气仅占能源总耗的2.6%，到2010年，这一比值预期达到7%—8%。（5 ）中国的LNG工厂：20世纪90年代末，东海天然气早期开发利用，在上海建设了一座日处理为10万立方米的天然气事故调峰站。2001年，中原石油勘探局建造第一座生产型的液化天然气装置，日处理量为15万立方米。2002年新疆广汇集团开始建设一座处理量为150万立方米的LNG工厂，储罐设计容量为3万立方米。. （6 ）LNG接收终端：深圳大鹏湾，福建湄州湾，浙江、上海等地。] （7）天然气的预处理：脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等杂质，以免这些杂质腐蚀设备及在低温下冻结而阻塞设备和管道。（8）脱水：若天然气中含有水分，则在液化装置中，水在低于零度

LNG液化工艺的三种流程

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。

石油大学液化天然气技术第二阶段在线作业

第二阶段在线作业单选题 (共20道题) 收起 1.（ 2.5分）以下正确描述单容罐是： ? A、单容罐就是指单壁罐 ? B、单容罐就是指单容积罐 ? C、单壁罐一定是单容罐 ? D、单容罐的外部不需要围堰我的答案：C 此题得分：2.5分 2.（2.5分）以下关于全容罐的描述不正确的一项是： ? A、内罐与外罐都能单独容纳所存储的低温液体产品 ? B、在正常工作条件下内罐储存低温液体产品，外罐支撑罐顶 ? C、外罐能够可控的排放因液体泄漏而产生的蒸发气 ? D、全容罐的外部必须设置围堰我的答案：D 此题得分：2.5分 3.（2.5分）真空粉末绝热储罐内罐体的封头一般采用哪种形式？ ? A、椭圆形 ? B、碟形 ? C、球形

? D、以上都可以我的答案：A 此题得分：2.5分 4.（2.5分）真空粉末绝热储罐的粉末材料通常指： ? A、泡沫玻璃砖 ? B、玻璃纤维丝 ? C、膨胀珍珠岩 ? D、气凝胶我的答案：C 此题得分：2.5分 5.（2.5分）立式真空粉末绝热LNG储罐通常使用液位计形式是： ? A、差压式 ? B、电容式 ? C、雷达式 ? D、浮子式我的答案：A 此题得分：2.5分 6.（2.5分）下面关于LNG储罐进液系统的设计哪一项正确？ ? A、一般采取上进液方式 ? B、需同时具备上进液和下进液功能 ? C、一般采取下进液方式 ? D、以上都不对

我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分） LNG子母罐内外罐之间的夹层应充哪种气体维持正压？ ? A、天然气 ? B、甲烷气 ? C、氮气 ? D、二氧化碳我的答案：C 此题得分：2.5分 8.（2.5分）当常压LNG储罐容积超过10000m3时，顶部应采用哪种结构？ ? A、双拱顶 ? B、吊顶 ? C、浮顶 ? D、以上都可以我的答案：B 此题得分：2.5分 9.（2.5分）16×104m3全容型LNG储罐的内罐使用的材料为： ? A、Ni9钢 ? B、奥氏体不锈钢 ? C、36Ni钢 ? D、16MnR 我的答案：A 此题得分：2.5分

天然气液化工艺

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。

液化天然气贮罐气化站工艺流程和使用说明

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。

中国石油大学《液化天然气技术》在线作业

第一阶段在线作业单选题(共20道题) 收起 1.（ 2.5分）LNG表示的意思是： A、liquid natural gas B、liquefied natural gas C、natural gas liquid D、gas to liquid 我的答案：B 此题得分：2.5分 2.（2.5分）液化天然气的主要组分是： A、乙烷 B、甲烷 C、丙烷 D、丁烷我的答案：B 此题得分：2.5分 3.（2.5分）甲烷在0.1MPa压力下的沸点约为： A、-83℃ B、-162℃ C、-196℃ D、-100℃ 我的答案：B 此题得分：2.5分 4.（2.5分）LNG与标准状态的相同质量天然气的体积比约为： A、1:120 B、1:300 C、1:620 D、1:1 我的答案：C 此题得分：2.5分 5.（2.5分）关于液化天然气的描述正确的一项： A、一种液态状况下的无色流体 B、主要由丙烷组成 C、无色、无味、无毒但具有腐蚀性液体 D、需要较高储存压力我的答案：A 此题得分：2.5分 6.（2.5分）天然气远洋贸易的主要方式是： A、管道天然气 B、液化天然气 C、压缩天然气 D、气体水合物我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）LNG的主要特征是： A、高压 B、低温 C、可燃 D、气态

我的答案：B 此题得分：2.5分 8.（2.5分）天然气液化前预处理的目的不包括： A、脱除甲烷 B、脱除腐蚀介质 C、脱除低温冻堵组分 D、脱除重烃我的答案：A 此题得分：2.5分 9.（2.5分）天然气液化前深度脱水普遍使用的方法是： A、冷却 B、吸收 C、分子筛吸附 D、加热我的答案：C 此题得分：2.5分 10.（2.5分）甲烷的临界温度约为： A、-100℃ B、-83℃ C、-162℃ D、-196℃ 我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）蒸汽压缩式制冷中，制冷介质的沸点越低则所能达到的制冷温度越： A、低 B、高 C、不变我的答案：A 此题得分：2.5分 12.（2.5分）以下关于节流过程的描述正确的是： A、等压过程 B、等温膨胀过程 C、等焓膨胀过程 D、等熵膨胀过程我的答案：C 此题得分：2.5分 13.（2.5分）以下关于等熵膨胀过程的描述错误的是： A、膨胀后气体的温度总是降低的 B、气体的等熵膨胀效应总是大于节流膨胀效应 C、等熵膨胀的温降比节流膨胀要大 D、等熵膨胀过程总是产生冷效应我的答案：C 此题得分：2.5分 14.（2.5分）以下关于阶式天然气液化工艺的描述不正确的是： A、制冷剂为纯物质，无配比问题 B、各级所用的制冷剂一般为丙烷、乙烯和甲烷 C、阶式液化工艺从根本上解决了大温差传热问题 D、阶式液化工艺亦称级联式、复叠式我的答案：C 此题得分：2.5分 15.（2.5分）混合制冷剂在汽化过程中，温度变化范围为： A、从泡点逐渐上升到露点

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2 X 104~5 X 104m3/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-Refrigerant Cycle，MRC），这种流程一般用于液化能力为7 X 104~30 X I04m3/d的装置。与级联式液化流程相比，MRC的优点是： 1、机组设备少、流程简单、投资省，比经典级联式液化流程的投资费用低15%~20%左右； 2、管理方便； 3、对制冷剂的纯度要求不高；; 4、混合制冷剂组分可以部分或全部从天然气本身提取与补充。其缺点是：

液化天然气的流程和工艺

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

2020年常用的天然气液化流程

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：

中石油北京19春《液化天然气技术》第三阶段在线作业

1.（ 2.5分） LNG接收站直接输出工艺和再冷凝工艺的主要区别在于： A、BOG处理工艺的不同 B、LNG气化方式不同 C、卸船方式不同 D、LNG储罐类型不同正确答案： 2.（2.5分）关于LNG卸料臂的描述不正确的是： A、LNG卸料臂是一种装卸装置 B、卸料臂的输送管道部分是由不锈钢制成 C、卸料臂必须绝热 D、卸料臂必须能对LNG船运动快速作出反应正确答案： 3.（2.5分）关于罐容计算公式Vs=(Vt+n.Q-t.q)/k的描述不正确的是： A、仅适用于LNG接收站调峰的设计 B、Vt指从LNG船所卸的最大容量 C、计算得到罐容值为接收站所需最小罐容 D、k为罐容的安全系数正确答案： 4.（2.5分）关于罐容计算公式V=V1+V2+V3+V4 的描述不正确的是： A、适用于调峰型LNG接收站的设计 B、V2为最大不可作业期间的备用量，一般按5d的最大输出量考虑 C、V3=年需求量×季调峰系数 D、V4为呆滞存储量正确答案： 5.（2.5分）非卸船模式下影响蒸发气量的主要因素： A、储罐的漏热 B、大气压变化造成储罐压力变化 C、卸料臂与卸料管线的漏热 D、SCV用气量正确答案： 6.（2.5分）关于LNG低压泵不正确的是： A、潜液式泵 B、离心式泵 C、安装在LNG储罐顶部 D、安装在LNG储罐内部正确答案： 7.（2.5分）关于LNG高压泵不正确的是： A、潜液式泵 B、离心式泵 C、安装在LNG储罐外部 D、安装在LNG储罐内部正确答案： 8.（2.5分）关于开架式气化器不正确的是： A、以海水作热源的气化器 B、用于基本负荷型的大型气化装置 C、传热管是内部具有星形断面，外部有翅片的铝合金管 D、适用于任何温度的海水正确答案： 9.（2.5分）关于浸没燃烧型气化器不正确的是： A、一种燃烧加热型气化器 B、适合于紧急情况或调峰使用 C、传热效率非常高 D、操作费用比ORV略低

天然气液化工厂工艺设计有关问题1

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

中石油18年8月《液化天然气技术》第二阶段在线作业

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 第二阶段在线作业单选题 (共20道题) 展开收起 1.（ 2.5分）以下正确描述单容罐是： A、单容罐就是指单壁罐 B、单容罐就是指单容积罐 C、单壁罐一定是单容罐 D、单容罐的外部不需要围堰正确答案：此题得分：2.5分 2.（2.5分）以下关于全容罐的描述不正确的一项是： A、内罐与外罐都能单独容纳所存储的低温液体产品 B、在正常工作条件下内罐储存低温液体产品，外罐支撑罐顶 C、外罐能够可控的排放因液体泄漏而产生的蒸发气 D、全容罐的外部必须设置围堰正确答案：此题得分：2.5分 3.（2.5分）真空粉末绝热储罐内罐体的封头一般采用哪种形式？ A、椭圆形 B、碟形 C、球形 D、以上都可以正确答案：此题得分：2.5分 4.（2.5分）真空粉末绝热储罐的粉末材料通常指： A、泡沫玻璃砖 B、玻璃纤维丝 C、膨胀珍珠岩 D、气凝胶正确答案：此题得分：2.5分 5.（2.5分）立式真空粉末绝热LNG储罐通常使用液位计形式是： A、差压式 B、电容式 C、雷达式 D、浮子式正确答案：此题得分：2.5分 6.（2.5分）下面关于LNG储罐进液系统的设计哪一项正确？ A、一般采取上进液方式 B、需同时具备上进液和下进液功能 C、一般采取下进液方式 D、以上都不对正确答案：此题得分：2.5分 7.（2.5分） LNG子母罐内外罐之间的夹层应充哪种气体维持正压？ A、天然气 B、甲烷气

液化天然气技术复习资料

液化天然气技术复习资料第一章绪论 (3) 一、LNG (3) 第二章天然气净化技术 (3) 一、天然气中脱除酸性气体 (4) 二、天然气脱水 (4) 三、其他杂质的脱除 (4) 第三章制冷原理和方法 (5) 一、蒸汽压缩制冷 (5) 第四章天然气液化技术 (8) 一、级联式循环 (8) 二、混合制冷剂液化流程（MRC） (8) 三、膨胀机制冷液化流程 (9) 四、CII液化流程 (10) 第五章LNG生产主要设备 (10) 一、制冷压缩机组 (10) 二、换热器 (12) 三、膨胀机 (12) 第六章LNG储存技术 (13) 一、LNG储罐（槽） (13) 二、LNG储罐的安全 (15)

三、储罐的吹扫与冷却 (16) 第七章LNG运输 (17) 一、LNG的陆上运输 (17) 二、LNG的海上运输 (17) 三、LNG的管道输送 (18) 第八章LNG接收终端 (20) 一、LNG接收终端工艺系统 (20) 二、LNG接收终端的主要设备 (22) 第九章LNG气化站与加气站 (23) 一、LNG气化站 (23) 二、LNG加气站 (24) 三、LCNG加气站 (24) 第十章LNG的冷量利用 (25) 一、LNG的冷量利用 (25)

第一章绪论一、LNG 1、LNG的基本性质 ①常压沸点：-162.15℃②辛烷值：130 ③液态体积与气态体积比：1：（600~625） 2、LNG的特点 ①经济高效②清洁环保③灵活方便④安全可靠 3、LNG运输方式 ①轮船运输②汽车运输③火车运输 4、LNG工业 LNG工业主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、接收站、再汽化装置等 LNG工厂类型：①基本负荷型②调峰型③终站型④卫星型第二章天然气净化技术 LNG的净化指标：杂质含量极限 H2O <0.1mg/L (ppm) CO250~100mg/L H2S 3.5mg/Nm3 COS <0.1mg/L 总含S量10~50mg/Nm3

天然气液化工艺流程综述

天然气液化工艺流程综述杨雪婷，阮家林（杭州福斯达实业集团有限公司）摘要：阐述了天然气液化的主要工艺流程以及各种工艺流程的特点和使用范围，同时介绍了国内引进的几套典型的混合制冷的天然气液化装置，浅谈了LNG技术的发展趋势。关键词：LNG流程组织；特点；使用范围； LNG发展液化天然气由于其环保性而成为取代其他燃料的最佳物质，其应用领域将扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气、化工用气、以及冷能的综合利用等方面。全球液化天然气贸易的迅猛发展促使LNG工业规模不断扩大，LNG工厂成倍增加。目前已经有16个国家，建了30余座天然气液化厂，共有82条生产线已经或即将建成，单条生产线的最大生产能力达到780×104 t/a。预计到2012年，全世界的天然气液化能力将达到（4～5）×108 t/a。 1 国内外天然气液化主要工艺流程介绍液化是LNG生产的核心。目前，天然气液化工业成熟的工艺路线主要有3种类型：阶式制冷工艺、膨胀制冷工艺和混合冷剂制冷工艺。 1.1 阶式制冷流程阶式液化流程是最早应用于液化天然气的工艺流程，从20世纪60年代开始广泛应用于基本负荷型天然气液化装置。典型的阶式制冷循环一般是由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的3个单独的制冷系统串联组成，每个系统均有一套压缩机组。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。阶式制冷工艺技术成熟，制冷系统与天然气液化系统相互独立，各系统相互影响少，制冷剂均为纯物质，不存在配比问题，系统操作稳定好，同时，设计合理的级联式循环通常是在液化循环中耗