LNG气化站操作人员基础-培训材料

LNG气化站操作人员培训材料编制审核批准LNG气化站操作人员培训材料一、天然气的组成和分类天然气是指在不同地质条件下生成、并以一定压力储集在地下构造中的气体。

它们埋藏在深度不同的地层中，通过井筒引至地面，大多数气田的天然气是可燃性气体，主要成分是气态烃类，还含有少量非烃气。

但也有的天然气非烃气体含量相当高。

（一）、天然气的组成1、烷烃通式为C n H2n+2，是目前已以现的大部分天然气的主要成分。

烷烃是饱和的脂肪族链状烃类化合物。

在常压20℃时，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷为气态，戊烷以上到C17H36为液态，C18H38以上为固态。

在天然气中可能存在的烷烃有CH4～C7H16（甲烷～庚烷）。

在烃类同系物中存在着同分异构现象，如正丁烷和异丁烷。

它们有相同的化学成分组成和相同的分子量，由于分子排列结构不同，故性质不相同。

但是可以用合适的物理和化学方法将它们分离成丁烷。

2、稀烃通式为C n H2n，是不饱和的脂肪族链状烃类，在大部分天然气中有可能存在，天然气中有可能存在的烯烃有乙稀、丙稀、丁烯。

3、环烷烃通式为C n H2n，这种饱和的环状烃类也有可能存在于天气中，但含量非常少。

典型的环状烃有环戊烷、环已烷。

4、芳香烃是一种不饱和的环状烃类，在天然气中可存在有甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、乙基甲苯和丙苯。

虽然在天然气中芳香烃含量很少，但它在天然气加工过程中很难除去。

5、非烃类天然气中含有的非烃气体有氮气、二氧化碳、硫化氢、氦气、氩气、水蒸气，还有硫醇、硫醚、二硫化碳等有机硫化物。

这些组分的含量因气田不同而有很大变化。

6、其它化合物多硫化氢在一些含硫天气田中存在比较多，但当气温度和压力降低后，多硫化氢就分解成硫化氢和硫磺。

结果，硫磺沉积在油管、井口、矿井设备、集气系统中，有时还会被带到气体加工厂，因此在天然气加工过程中脱硫是一个重要的环节。

（二）、天然气的分类不同类型的天然气，加工方法也不同，因此对目前已发现的天然气，一般根据其矿藏特点和气体组成进行分类。

1、根据矿藏特点分类天然气可分为伴生气和非伴生气。

伴生气是伴随着原油共生，与原油同时被采出；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气，两者在地层中均为气相。

凝析气田天然气由井口流出后，经减压、降温、分离为气液两相。

气相经净化后，成高商品天然气，液相凝析液主要是凝析油。

纯天然气的主要成分是甲烷，还有少量的乙、丙、丁烷和非烃所气体。

凝析天然气除含有甲烷、乙烷外，还含有一定数量的丙、丁烷及戊烷以上烃类气体、芳香烃、天然气汽油、柴油等。

原油伴生气的组成和分去凝析油以后的凝析气田天然气相类似。

2、根据天然气组成分类天然气可分为干气、湿气、贫气、富气，也可分为酸性天然气和洁气等。

定义如下：干气——每一基方天然气中C5以上重烃液体含量低于13.5cm3；湿气——每一基方天然气中C5以上重烃液体含量超过13.5cm3；富气——每一基方天然气中C3以上重烃液体含量超过94cm3；贫气——每一基方天然气中C3以上重烃液体含量低于94cm3；酸性天然气——含有显著的硫化氢和二氧化碳等酸性气体，需要进行净化处理才能达到管输标准的天然气。

洁气——硫化氢和二氧化碳含量甚微，不需要进行净化处理的天然气。

二、对商品天然气的气质要求1、热值此项要求主要是控制氮气、二氧化碳等不可燃组的含量。

一般要求商品天然气低热值不低于8400kcal/Nm3，高热值不低于8900kcal/Nm3。

2、含硫量主要控制天然气的腐蚀性和对大气的污染，常以硫化氢含量或无机硫加有机硫的含量表示。

一般要求硫化氢含量不高于6~24mg/Nm3，硫含量在24~480mg/Nm3。

3、最高输送温度天然气的输送温度对管线的强度、内外涂层、阴极保护都有一定的影响，一般规定不超过49℃。

4、水汽含量以单位体积天然气的水汽含量或在规定压下最大允许水露点表示。

天然气水露点一般要求比输气管线可能达到的最低温度低5~6℃。

5、烃露点为避免天然气中重烃凝析，一般要求烃露点不高于-9℃。

三、液化天然气（一）、天然气的加工作为液化天然气的加工，首先要对开采的天然气进行脱硫、脱碳、脱水和分离重烃与先杂质等，以免这些杂质腐蚀设备、管道，在低温下冰堵设备和管道。

1、天然气脱水脱水的目的就是使天然气中水的露足够降低，从而防止低温下水冷凝、冻结及水合物的开成。

自地层中采出的天然气中，一般都含有大量的饱和水蒸汽即水汽。

水汽是天然气中有害的组分。

天然气中水汽的存在，减小了图形气管道对其它有效组分的输送能力，降低了天然气的热值。

另外，若天然气中含有水分，则在液化装置中，水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在设备、管道中。

为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象，通常须在高于水合物形成温度时就将原料气的游离水脱除，使其露点达到-100℃以下。

目前，常用的天然气脱水方法冷却法、吸收法和吸附法。

①、冷却脱水冷却脱水是利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。

此法只适用于大量水分的粗分离。

②、吸收脱水吸收脱水是用吸湿性液体吸收的方法脱除天然气中的水蒸气。

主要是利用天然气中的水汽吸湿甘醇水溶液的方法进行脱水。

③、吸附脱水吸附脱水是利用固体的吸附效应特点来进行脱除天然气中的水蒸气的。

主要有活性氧化铝、硅胶和分子筛等固体介质。

2、天然气脱硫、脱碳在天然气开采中，往往还有一些酸性气体。

这些酸性气一般是硫化氢、二氧化硫、二氧化碳等气相杂质。

这类物在液化天然气的收集、加工、液化、储存、运输、气化等过程中极易硫酸物和碳酸物，对天然气全过程装置危害很大，所以必须对其进行脱除，常见的脱硫脱碳的方法有化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、直接转化法、非再生性法、膜分离法和低温分离法等。

①、化学吸收法靠酸碱反应吸收酸气，升温脱出酸气；②、物理吸收法靠物理溶解吸收酸气，闪蒸脱出酸气；③、联合吸收法兼有化学及物理吸收法二者的优点；④、直接转化法靠氧化还原反应将硫化氢氧化为元素硫回收；⑤、非再生性法利用氧化锌、醋酸锌及水的混合物作脱硫剂；⑥、膜分离法靠气体中各个组分渗透速度不同而分离；⑦、低温分离法靠低温分流而分离二氧化碳。

（二）、液化天然气的加工液化天然气的加工流程有不同的型式，但一般可分为以下三种主式：1、级联式液化流程是由三级独立的的制冷循环组成，制冷剂分别为丙烷、乙烯、和甲烷。

级联式液化流程中较低温度级的循环，将热量转移给相邻的较工温度级的循环。

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。

2、混合制冷剂液化流程制冷循环中制冷剂常由氮气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷组成。

天然气依次流过若干个换热器后，温度逐渐降低，大部分天然气被液化，最后节流后在常压下保存。

3、膨胀机的液化流程天然气膨胀液化流程是指直接利用高压天然气在膨胀机中绝热膨胀到输出管力而使天然气液化的流程。

四、LNG气化站LNG气化站是一个集液化天然气的中转、接收、储存、分配、汽化、管网和用户为一体的具有综合性功能的燃料气站。

LNG有利于储存和运输，但最终使用还是要使其转化成气态天然气。

在汽化的过程中需要吸收大量的热量，而LNG的冷量也可以有效地被利用。

由于LNG本身具有易燃、易爆，而且还属于超低温介质，它虽然给人类的正常活动带来一定便利，同时也带来一定的不安全因素，因此，对LNG气化站的建设、管理、运行等方面都有一定的特殊要求。

（一）、LNG气化站的建设1、站址选择LNG汽化站的建设一方面要考虑城市的总体规划和合理布局，另一方面也应考虑到有利生产、方便运输、保护环境。

不但要考虑到完成当前的生产任务，而且要考虑将来的发展。

因此在站址选择上应考虑以下问题：①、站址应选在城镇和居民区的全年最小风向的上风侧。

若必须在城市建站时，应尽量远离人口稠密区，以满足卫生和安全的要求。

②、考虑汽化站的供电、供水和电话通信网络等各种条件，站址选在成市边缘为宜。

③、站址至少要有一条全天候的汽车公路。

④、汽化站应避开油库、桥梁、铁路枢纽、飞机场等得要战略目标。

⑤、站址不应受洪水和山洪的淹灌和冲刷，站址标高应高出历年最高洪水位0.5米以上。

⑥、应考虑站址的地质条件，避免布置在滑坡、溶洞、塌方、断层、淤泥等不良地质条件的地区，站址的土壤耐压力一般不低于0.15MPa。

⑦、应考虑将来的发展，避免一地重复建设，因此要留二期甚至三期的扩建余地。

2、站区区域化分一般站区大致可分为：卸车区、贮罐区、气化区、附属用房、综合办公楼、门卫地磅、消防设施。

①、卸车区LNG槽车卸、装区域。

设有若干个卸车台；若干个卸车增压器、一个LNG槽车回转场、有的站还设有一组杜瓦瓶充装台；②、贮罐区存贮LNG区域。

设有贮罐若干个、贮罐增压器若干个；③、气化区LNG汽化区域。

设有两组汽化器、水浴式加热器、BOG 缓冲罐、BOG加热器、EAG加热器、调压、流量、加臭等设施；④、附属用房站区辅助生产功能区域。

设有热水锅炉房、水泵房、发电机房、空压机房、氮气瓶组房、配电房；⑤、综合办公楼站区生产管理区域，设有办公室、自控室、休息室、检修间、材料库等；⑥、门卫、地磅站区保卫、LNG槽车过磅区域。

设有安全保卫值班室、接待来客登记台、60吨电子地磅一个；⑦、安全消防设施设有消防水池或高位水箱、消防泵房、消防通道、各类消防设备、贮罐区设有防液堤、生产区外围设有防火墙、生产区各点设有可燃气体报警探头、各主要生产设备和工艺管线设有自动安全放空、手动安全放空、自动紧急切断等装置。

3、其它要求①、贮罐区防液堤它所围成的体积必须大于所有贮罐能够盛装LNG体积之和；围堰四周距贮罐应该是等距离；为避免围堰的排水系统排放LNG，应采用重力排水液封LNG装置；围堰墙体要能够承受在事故状态下的热力与机械应力和载荷。

②、其它设备空温式汽化器必须要有两组相互切换；BOG气体必须经过加热器加热后才能回收利用；EAG气体必须经过加热后才能排放；放散塔前必须加阻火器。

（二）、LNG汽化站工艺操作一般LNG汽化站的工艺过程是：LNG槽车通过卸车台的增压器增压，使槽车中LNG的静压力大于LNG贮罐的静压力，利用两者的压差，通过卸车台的进液管，将槽车中LNG送至LNG贮罐；再通过LNG贮罐的液柱高度所形成的静压力，或者使用LNG贮罐增压器将贮罐增压，使得贮罐中的LNG具有一定的静压力，通过LNG 贮罐出液管进入空温式汽化器；LNG进入汽化器后，汽化器通过接受大气中的热量，将汽化器中低温的LNG汽化成常温气态的天然气；常温的天然气再通过调压、计量、加臭后送出站区外管网。

1、LNG卸车工艺操作①、卸车准备：槽车进站排气筒带防火罩；连接槽车防静电安全线；连接槽车与卸车台金属软管；打开车载气动引气阀；气动打开车载增压液相、出液、增压气相三道切断阀。