LNG组成与特性
LNG基础知识
LNG液化技术基础第一节 LNG基本知识1、LNG的定义及组成液化天然气是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再通过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物，常见的LNG是英文液化天然气 Liquefied Natural Gas 的缩写。
天然气是一种混和物，其组分随气田不同而异，主要成分有甲烷、氮及C2～C5的饱和烷烃，另外还含有微量的氦、二氧化碳及硫化氢等，通过制冷液化后，LNG就成为含甲烷（96％以上）和乙烷（4％）及少量C3～C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
2、LNG的基本性质LNG的性质随组分变化而略有不同，一般商业LNG的基本性质为：在-162℃与0.1 MPa下，LNG为无色无味无腐蚀性的液体，其密度约为0.43t／m3，燃点为650℃，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，热值一般为37.6 2 MJ／m3，在-l 6 2℃时的汽化潜热约为5 1 0kJ／kg，爆炸极限为5%～l 5％，压缩系数为0.740～0.820。
3、LNG的特性LNG不同于一般的低温液体，它还具有以下的特性。
⑴ LNG的蒸发LNG储存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的LNG汽化为气体，选种气体被称为蒸发气。
LNG 蒸发气的组成主要取决于液体的组成，它一般含氮气20％(约为LNG中N2含量的20倍)，甲烷80％及微量乙烷，对于纯甲烷而言，-113℃以下的蒸发气比空气重；对于含有氮气20%的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气比空气重。
⑵ LNG的溢出与扩散LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。
蒸发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团。
这可作为蒸发气移动方向的LNG指南，也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。
⑶ LNG的燃烧与爆炸LNG具有天然气易燃易爆特性，在-l 6 2℃低温条件下其爆炸范围为5%～l 5％（体积百分比）；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增加而降低，纯甲烷的着火温度为650℃。
LNGCNGLPG的组成成分
LNG CNG LPG的组成成分、特性、物理参数等
LNG:（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。
天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分
由甲烷组成。
LNG是通过在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和成本，
而且具有热值大、性能高等特点。
CNG: 压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称CNG)是天然气加压(超过3,600磅/平方英寸)并以气态储存在容器
中。
它与管道天然气的组分相同。
CNG可作为车辆燃料利用。
LNG可以用来制作CNG，这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV
（Natural Gas Vehicle）。
LPG: 液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。
LPG的主要组分
是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷。
LPG在适当的压力下以
液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。
甲烷CH4 乙烷C2H6 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 戊烷 C5H12
1m³LNG=0.426T=600标方天然气,1公斤=0.00235m³LNG=1.41标方天然气
1m3液化天然气可气化成625 m3天然气
7、1000标立天然气耗水5.04吨；1000标立天然气耗煤4.15
吨；每立方米天然气耗电0.28度。
8、自处超然，处事愒然。
无事澄然，处事断然。
得意淡然，失意
泰然。
(完整版)LNG组成与特性
液化天然气（LNG）的组成1。
1.1 液化天然气（LNG）的概念液化天然气简单地说就是液化了的天然气，它是天然气经脱水、脱除酸性气体等净化处理后，经节流膨胀及外加冷源的方法逐级冷却，在约-1620C液化而得到.液化天然气的英文为:liquefied natural gas，缩写为LNG。
1.1。
2 液化天然气(LNG）的组成液化天然气是一种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。
某些典型液化天然气(LNG）气源组分见表2-4、2-5。
表2—4 我国生产和进口的典型液化天然气组成表2-5 世界主要基本负荷型LNG工厂产品组成（mol％）资料来源:World LNG Outlook， 1999 Edition, Cedigaz。
1.1。
3 甲烷的基本性质，分子结构是正四面体空间构型，是最简单的烷作为液化天然气主要组分的甲烷，其分子式为CH4烃,常温常压下为无色无味的极难溶于水的可燃气体.甲烷基本无毒，但浓度过高时，能使空气中的含氧量明显降低，使人窒息.当空气中甲烷含量达25%~30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速，若不及时脱离,可致窒息死亡.气态甲烷在不同温度压力下的密度、液态甲烷的密度、液态甲烷的气化潜热、液态甲烷的蒸气压分别见表2-6、2—7、2-8、2—9 [2]。
表2-6 气态甲烷在不同温度压力下的密度表2-7 液态甲烷的密度表2—8 液态甲烷的气化潜热表2-9 液态甲烷的蒸气压1。
1。
4 液化天然气（LNG）中常见组分的基本性质液化天然气（LNG）中常见组分的某些基本性质，见表2—10。
表2-10 液化天然气常见组分的基本性质［273.15K、101325Pa]()C定压比热Cp［K）]k液化天然气（LNG）的热物理特性1。
2。
1 低温特性常压下LNG的沸点为-166～—157℃（一般取—162℃），与组分有关。
LNG的物理化学特性
LNG的物理化学特性LLNG 的基本性质的基本性质1.LNG的物理性质主要成分：甲烷，临界温度：190.58K在常温下，不能通过加压将其液化，而是经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后，深冷到-162 O C，实现液化。
主要物理性质如表1-1所示：无色透明41.5~45.3 430~460 约-162°C 0.60~0.70 颜色高热值（MJ/m 3 ）液体密度（g/l）（沸点下）沸点/°C （常压）气体相对密度表1-1 4 4 . LNG . LNG 的基本性质的基本性质2. 典型的LNG组成（摩尔分数）/% N 2 CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 I-C 4 H 10 N-C 4 H 10 C 5 H 12 摩尔质量/（kg/mol）泡点温度/ o C 密度/（kg/m 3 ）LNG 的基本性质的基本性质3. LNG的性质特点温度低在大气压力下，LNG沸点都在-162°C左右。
液态与气态密度比大1体积液化天然气的密度大约是1体积气态天然气的600倍，即1体积LNG大致转化为600体积的气体。
可燃性一般环境条件下，天然气和空气混合的云团中，天然气含量在5%~15%（体积）范围内可以引起着火，其最低可燃下限（LEL）为4%LNG 的基本性质4. LNG的安全特性1）燃烧特性燃烧范围：5%~15%，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧；自燃温度：可燃气体与空气混合物，在没有火源的情况下，达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。
甲烷性质比较稳定，在大气压力条件下，纯甲烷的平均自燃温度为650°C。
以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高，LNG的自燃温度随着组份的变化而变化。
燃烧速度：是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度。
天然气的燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。
LNG 的基本性质的基本性质低温特性隔热保冷：LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，吸湿率和吸水率小，抗冻性强，并在低温下不开裂，耐火性好，无气味，不易霉烂，对人体无害，机械强度高，经久耐用，价格低廉，方便施工等。
LNG基本知识及安全技术
密度的差异使储罐内的LNG发生分层。
16
一. LNG的基本性质
翻滚：若LNG已经分层，上层液体吸收的热量一部分消耗于液体表面蒸 发所需的潜能，其余热量使上层液体温度升高。随着蒸发的持续，上
层液体密度增大，下层液体密度减小，当上下两层液体密度接近相等
时，分界面消失，液层迅速混合并伴有大量液体蒸发，此时蒸发率远 高于正常蒸发率，出现翻滚。
低廉，方便施工等。
蒸发特性：LNG作为沸腾液体储存在绝热储罐中，外界任何传入的 热量都会引起一定量液体蒸发成气体，这就是蒸发气（BOG）。标 准状况下蒸发气密度是空气60%。当LNG压力降到沸点压力以下时， 将有一定量的液体蒸发成为气体，同时液体温度也随之降低到其 在该压力下的沸点，这就是LNG闪蒸。由于压力/温度变化引起的 LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问
题。
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一. LNG的基本性质
泄漏特性：LNG泄漏到地面，起初迅速蒸发，当热量平衡后便降到某一 固定的蒸发速度。当LNG泄漏到水中会产生强烈的对流传热，在一定的 面积内蒸发速度保持不变，随着LNG流动泄漏面积逐渐增大，直到气体 蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。泄漏的LNG以喷射形式进 入大气，同时进行膨胀和蒸发，与空气进行剧烈的混合。 储存特性： 分层：LNG是多组分混合物，因温度和组分的变化引起密度变化，液体
21
二. 天然气液化技术
2）化学吸收法 化学吸收法是以碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸性气体（主要H2S、 CO2）反应生成化合物。当吸收了酸性气体的溶液温度升高，压力降低时， 该化合物又分解释放出酸性气体。 化学吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和碱性盐溶液法。 醇胺法
LNG培训资料
使用LNG时，应遵守安全使用规范，包括使用前检查、使用过程 中注意事项、气瓶存放要求等。
操作人员培训
操作LNG设备或气瓶的人员必须经过专业培训，熟悉操作规程和 安全知识。
LNG泄漏和应急处理
泄漏判断
如果怀疑LNG出现泄漏，应立即停止使用，关闭气瓶阀门，并检查泄漏点。
应急处理
如果发生LNG泄漏，应迅速撤离现场，启动应急预案，关闭气源，进行通风 置换，防止事故扩大。
2023
LNG培训资料
目 录
• LNG基础知识介绍 • LNG生产工艺流程介绍 • LNG使用和安全介绍 • LNG市场和贸易情况介绍 • LNG项目建设和运营介绍 • LNG环保和能效介绍
01
LNG基础知识介绍
LNG的组成和性质
主要成分
LNG主要由甲烷（CH4）组成，通常含量在90%以上，还含有少量的乙烷（C2H6）、丙 烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烃类。
与环保政策的结合
LNG产业的发展应当与国家环保政策相结合，充分考虑环保因素，注重环境 保护，实现经济效益和环境效益的双赢。
THANK YOU.
LNG液化工艺
预处理
对原料天然气进行预处理，包括增压、冷却和净化和干 燥等步骤，以满足液化工艺的要求。
液化
利用氮气或制冷剂等将天然气冷却至约-162℃，使其液 化储罐中，以便运输和销售 。
LNG储存和运输工艺
储存
在常压下将LNG储存在密封的储罐中，并监控其温度、压力等参 数，以确保安全储存。
详细描述
中国是全球最大的LNG进口国之一，LNG进口量逐年增加。近年来，中国政府加大了对清洁能源的支 持力度，推动了LNG市场的发展。未来，中国LNG需求将持续增长，主要原因包括经济发展、环保要 求和能源结构调整等。
LNG培训资料
LNG生产工艺和设备的发展
总结词
生产工艺和设备不断升级，提高LNG生产效率和降低成本。
详细描述
随着技术的不断进步，LNG生产工艺和设备逐渐向高效、低耗、环保方向发展。 新型LNG生产设备如膜分离、吸附等不断涌现，有助于提高LNG生产效率和降低 成本，推动LNG产业的可持续发展。
LNG在能源领域的作用和前景
天然气净化与脱水
天然气净化
通常采用胺法脱除天然气中的酸性气体，如硫化氢和二氧化碳等，以满足管 道输送要求。
天然气脱水
为防止在输送过程中出现水合物堵塞和冰冻等问题，需对天然气进行脱水处 理。
天然气液化与储存
天然气液化
通过压缩、冷却和加压等工艺，将天然气转化为液化天然气（LNG）。
LNG储存
LNG的储存通常采用地下储气库或地面储罐等方式，以满足管道和用户的需求。
防护服、使用防爆工具、避免使用手机等产生火花的设备。
03
紧急情况的应对措施
在紧急情况下，应立即切断气源，启动应急预案，通知专业救援队伍
进行处置。
LNG事故的预防和处理
事故原因分析
LNG事故的发生往往与设备故障、操作失误、自然灾害 等因素有关。
预防措施
采取有效的预防措施，如定期检查设备、进行专业培训 、制定应急预案等，以减少事故发生的概率。
处理要求
在LNG生产、储存和使用过程中，应采取有效的环保措施，如泄漏 监测和处理、废气排放控制等，以减少对环境的影响。
05
LNG市场与发展
LNG市场的现状和发展趋势
总结词
LNG市场发展迅速，未来将继续保持增长态势。
详细描述
目前，全球LNG贸易量逐年增加，市场前景广阔。随着环保意识的提高和能 源结构的调整，LNG将逐渐成为全球能源市场的重要角色。预计未来，LNG 需求将持续增长，市场规模将进一步扩大。
LNG(液态的天然气)安全知识手册
LNG安全知识手册二、LNG安全特性3．什么叫LNG？LNG的主要成分是什么？LNG是指液态的天然气，它主要由甲烷组成，组分可能含有少量的乙烷、丙烷、氮等。
4、 LNG常压下的沸点是多少？LNG常压下的沸点约－160℃。
5．LNG的颜色和状态是怎样的？LNG是一种无色液体。
6．LNG的蒸气有气味吗？LNG的蒸气是无气味的。
7．LNG有毒吗？LNG和天然气是无毒的，但高浓度的天然气可以使人窒息。
8．常压下一个体积的LNG可气化为多少体积蒸气？常压下一个体积的LNG可以转变为约600个体积的气体。
9、从气田里开采的天然气中杂质主要有哪些？气体——硫化氢、二氧化碳；固体杂质——岩石颗粒、泥砂、焊渣、铁锈等；液体杂质——油、水。
10．LNG的密度与什么有关？LNG的密度取决于其组分，通常在430㎏/m3～470㎏/m3之间，但是在某些情况下可高达520㎏/m3。
密度还是液体温度的函数，其变化梯度约为1.35㎏•m-3•℃-1。
11．LNG的沸腾温度与什么有关？LNG的沸腾温度取决于其组分，在大气压力下通常在-166℃到-157℃之间。
沸腾温度随蒸汽压力的变化梯度约为1.25×10-4℃/Pa。
12．LNG蒸发气有哪些物理性质？一般情况下，蒸发气包括20％的氮，80％的甲烷和微量的乙烷。
当LNG蒸发时，氮和甲烷首先从液体中气化，剩余的液体中较高分子质量的烃类组分增大。
对于蒸发气体，不论是温度低于-113℃的纯甲烷，还是温度低于-85℃含20％氮的甲烷，它们都比周围的空气重。
在标准条件下，这些蒸发气体的密度大约是空气密度的0.6倍。
13、LNG的燃烧范围是多少？LNG的燃烧范围大约在体积分数为5％～15％之间，即体积分数低于5％和高于15％都不会燃烧。
较重烃的可燃烧极限的下限比甲烷要低。
14．燃烧的三个因素是什么？可燃物、助燃物和点火源。
三个条件必须同时满足时才可以燃烧。
15．LNG的自燃温度是多少？在大气压下纯甲烷的平均自燃温度为650℃，温度越高那么其延迟时间会更短。
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液化天然气（LNG）的组成
1.1.1 液化天然气（LNG）的概念
液化天然气简单地说就是液化了的天然气，它是天然气经脱水、脱除酸性气体等净化处理后，经节流膨胀及外加冷源的方法逐级冷却，在约-1620C液化而得到。
液化天然气的英文为：liquefied natural gas，缩写为LNG。
1.1.2 液化天然气（LNG）的组成
液化天然气是一种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。
某些典型液化天然气（LNG）气源组分见表2-4、2-5。
表2-4 我国生产和进口的典型液化天然气组成
表2-5 世界主要基本负荷型LNG工厂产品组成（mol%）
资料来源：World LNG Outlook, 1999 Edition, Cedigaz.
1.1.3 甲烷的基本性质
作为液化天然气主要组分的甲烷，其分子式为CH4，分子结构是正四面体空间构型，是最简单的烷烃，常温常压下为无色无味的极难溶于水的可燃气体。
甲烷基本无毒，但浓度过高时，能使空气中的含氧量明显降低，使人窒息。
当空气中甲烷含量达25％～30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心
跳加速，若不及时脱离，可致窒息死亡。
气态甲烷在不同温度压力下的密度、液态甲烷的密度、液态甲烷的气化潜热、液态甲烷的蒸气压分别见表2-6、2-7、2-8、2-9 [2]。
表2-6 气态甲烷在不同温度压力下的密度
表2-7 液态甲烷的密度
表2-8 液态甲烷的气化潜热
表2-9 液态甲烷的蒸气压
1.1.4 液化天然气（LNG）中常见组分的基本性质
液化天然气（LNG）中常见组分的某些基本性质，见表2-10。
表2-10 液化天然气常见组分的基本性质[273.15K、101325Pa]
C
)
压比
Cp[kJ/(m3·K)]
绝热指数k
系数
液化天然气（LNG）的热物理特性
1.2.1 低温特性
常压下LNG的沸点为-166～-157℃（一般取-162℃），与组分有关。
LNG沸腾温度随蒸气压力的变化梯度约为1.25⨯10-4℃/Pa，即蒸气压力每上升1 Pa，温度约上升
1.25⨯10-4℃。
对于LNG的密度，通常为430～470 kg/ m3，密度随液体温度的变化梯
度约为1.35kg/(m3•℃)，即液体温度每上升1℃，LNG密度约降低1.35kg。
同时，LNG
的气液体积比约为620：1（与组分有关），即标准状况下1个体积的LNG气化后转变
为约620个体积的气体。
因此，液化天然气（LNG）的低温特性使得：LNG设施的设计、制造必须考虑LNG
低温的技术要求；LNG在生产、运输、储存、气化过程中，相关的设备设施必须能耐-162℃的低温，且机械性能不降低；操作人员必须做好LNG低温风险的防护等。
1.2.2 蒸发气特性
1. LNG能产生蒸发气体
由于LNG的储存温度很低，尽管它储存于绝热的储罐中，但外界的热量都会传导
至储罐中，LNG接收这些热量后将导致一些液体蒸发为气体，这种气体叫蒸发气（BOG，boil off gas）。
蒸发的过程为：氮（沸点-195.78℃）和甲烷首先从液体中气化，剩余的液体中较高相对分子质量的烃类组分增大，即密度增大。
因此，LNG的储存设备设
施（含两截断阀门间的低温管道）应安装蒸发气体泄放装置，且该装置应保证有足够
的泄放能力。
2.LNG溢出后气体云团的膨胀和扩散特征明显
当LNG溢出（泄漏）后，最初会猛烈沸腾气化，然后蒸发速率迅速衰至一个固定值，该值的大小取决于地面的热性质和周围空气供热的情况。
开始蒸发时其气体密度
大于空气密度（约是空气密度的1.5倍），由于LNG泄漏时的温度很低，其周围大气
中的水蒸气被冷凝成“雾团”，在地面形成一个流动层，低温的重气云团将会发挥重
力沉降。
从“雾团”的运动范围可以显示气体与空气混合物的可燃性范围。
同时，由于大气湍流的作用，空气将被卷吸入云团内部，重气云团会被加热，当温度上升至约-113℃（与LNG的组分有关）以上时，蒸气与空气的混合物在温度上升过程中其密度将小于空气的密度。
同时， LNG再进一步与空气混合完全气化，直至体积扩大为液体时
的约620倍。
因此，操作人员或抢修人员在此环境中存有由于缺氧产生窒息的危险。
1.2.3 “翻滚”特性
“翻滚”是LNG大量气体在短时间内从LNG容器中释放的过程。
其形成机理是：在向储存LNG的容器中注入新的LNG后，新的LNG和原来容器中的LNG密度不同，可能
存在两个稳定的分层或单元，这是由于新注入的LNG与密度不同的容器底部LNG混合
不充分造成的。
虽然在每个单元内部液体密度是均匀的，但是两个单元之间底部单元
液体的密度大于上部单元液体的密度。
随后，由于热量输入到容器中而产生单元间的
传热、传质及液体表面的蒸发，单元之间的密度将达到均衡并且最终混为一体，这种
自然的混合形成“翻滚”。
“翻滚”发生时将快速的产生大量的蒸发气体，将使容器受到超压的危害
来源不同、密度不同的LNG以及长期静止储存的LNG都有可能引起“翻滚”，“翻滚”发生前，通常容器内LNG的气化速率比往常低，应引起重视。
1.2.4 着火和爆炸特性
LNG气化后，变成常温的天然气，形成天然气/空气混合物。
当天然气的浓度达到5%～15%（体积分数，与组分有关）时遇明火就会发生爆炸，高于或低于这个浓度范围，遇明火时会发生着火燃烧。
没有约束的天然气云以低速燃烧时，在气体云团内部产生
小于3
Pa的超低压，而在拥挤的或受限制的区域（如密集的设备和建筑物区），510
则可以产生较高的压力。
5%～15%（体积分数）是天然气的爆炸极限。
因此，当LNG泄漏后应最大限度地采取措施，使得LNG气化后形成的天然气/空气混合物的浓度范围不在爆炸极限内，以减小损失。
当然，形不成着火的条件是最理想的。
1.2.5 快速相变特性
LNG泄漏后，水喷洒到LNG表面时通过机械冲击产生密切接触将发生快速相变。
快速相变是当温度不同的两种液体在一定条件下接触时，以爆炸的速率产生蒸气的现象。
这种现象产生的爆炸力虽然不发生燃烧，但是具有爆炸的所有其他特征。
快速相变发生的理论是：当两种温差很大的液体直接接触时，如果较热液体的热力学（开式）温度大于较冷液体沸点的1.1倍时，后者温度将迅速上升，其表层温度可能超过自发核化温度（当液体中产生气泡时）。
在某些情况下，过热液体将通过复杂的链式反应机制在短时间内蒸发，而且以爆炸的速率产生蒸气。
LNG储罐新投用或检修后投产不能用水置换、LNG泄漏后不能用水对LNG进行喷射（淋），就是为了避免发生快速相变。
快速相变发生时，LNG短时间蒸发，以爆炸速度产生蒸气，危及人员与设备安全。