天然气液化工艺-燃气安全
安全使用天然气和液化气基本知识

安全使用天然气和液化气基本知识第一篇:安全使用天然气和液化气基本知识安全使用天然气和液化气基本知识一、安全使用天然气基本知识1、必须使用国家规定的燃烧器具,不得安装、使用国家明令淘汰的燃气器具。
2、使用天然气的灶具、热水器、锅炉等场所必须保持通风良好。
3、在天然气设施附近进行拆卸、安装施工,必须使用防爆工具。
4、天然气管道不应作为负重支架或者接地引线。
5、不得擅自拆卸、安装、改装天然气设施或者进行危害天然气设施安全的装饰、装修等活动。
6、不得私自改动、损坏天然气设施;不得私自拆卸、安装、改装天然气器具。
7、不应将装有燃气设备的房间当作卧室使用,防止燃气泄漏使人中毒、窒息。
8、天然气灶具安装时,应委托具有相应资质的从业人员进行安装。
灶具应水平放在非可燃性材料制作的灶台上。
气表、灶具水平距离应大于0.3米,不得随意移动,不能将灶具放置在气表下方使用。
9、天然气灶具使用时,应先点火后开气。
如一次点火不成功,— 1 —应关闭灶具开关,待气味扩散后,再进行第二次点火。
根据火焰状况调节风门,防止回火和脱火。
10、天然气热水器安装时,应委托有资质的专业单位和人员安装。
热水器禁止安装在浴室内;烟道式热水器的排烟道必须伸出室外,确保燃烧废气排出。
11、不得在热水器未熄灭的情况下外出或就寝;不得在热水器集烟罩附近放置易燃物品。
应定期检查热水器排烟通道通畅情况,防止废气排出不畅,造成人员中毒。
12、不得将暖气或其它热源放置在天然气管线及其附属设施附近,以免发生爆炸事故。
在天然气燃烧点附近不准堆放易燃、易爆物品,严禁使用第二火源(如煤炭炉、煤油炉、液化气灶等)。
13、天然气灶具要使用燃气专用胶管,胶管使用寿命一般为两年,到期或发现老化应及时更换,避免漏气。
胶管长度不能超过2米,不能穿墙使用。
14、使用天然气时,要经常观察火焰燃烧情况,以防火焰熄灭发生燃气泄漏。
使用过程中,因紧急情况停气,应关闭表前阀门,以免恢复正常供气时,发生燃气泄漏。
燃气安全生产基本知识

燃气安全生产基础知识燃气安全生产是指在涉及燃气使用、储存、运输和生产过程中,采取一系列措施保障人民生命财产安全的工作。
以下是关于燃气安全生产的基础知识:1. 燃气的种类:常见的燃气有天然气和液化石油气(LPG)。
天然气是一种由甲烷等成分组成的气体,在市区或供气管道内进行供应;LPG是一种液态的气体,常见的有丙烷和丁烷,通常存放在气罐中。
2. 燃气的特性:燃气是易燃、易爆物质,具有无色、无味、无毒等特点。
由于无法直接感知其存在,需要特殊的安全措施来保障使用过程中的安全。
3. 燃气管道系统:在城市供气系统中,燃气通过管道送到用户户内。
这些管道系统需要定期检修和维护,以确保其完好无损、无漏气现象,并安装适当的阀门和安全装置。
4. 燃气器具使用:燃气器具包括燃气灶具、燃气热水器、燃气壁炉等。
在使用这些器具时,需要注意以下几点:- 确保燃气器具符合安全标准,并定期进行维护和保养;- 避免使用老旧、损坏或没有合法销售凭证的燃气器具;- 注意正常使用 5. 燃气泄漏的识别和处理:燃气泄漏是燃气安全的重要隐患,需要及时识别和处理。
以下是一些常见的燃气泄漏迹象和处理方法:- 异味:燃气本身无味,但加入了一种特殊的臭味剂(一般是硫化氢)来帮助人们识别泄漏。
如果闻到类似腐烂的臭鸡蛋味,可能是燃气泄漏的迹象,应立即采取行动;- 气体的声响:泄漏的燃气可能会产生吹气声、嘶嘶声等;- 气体的表现形式:燃气泄漏可能导致气味浓度较高的区域出现雾状、白烟或霓虹灯效果;- 外部火焰:当燃气泄漏时,外部可能会有明火或闪光现象;5.处理燃气泄漏的方法:- 关闭燃气管道进气阀门,切勿操作电器或开启明火;- 打开门窗通风,尽可能让泄漏气体迅速扩散;- 离开泄漏现场,远离明火和任何可能引发火灾的地方,警示他人切勿进入泄漏区域;- 立即拨打紧急救援电话,通知相关部门前来处理。
6. 使用燃气的注意事项:- 燃气使用环境要保持通风良好,避免密闭空间内使用燃气器具; - 使用燃气器具时,要时刻留意火焰是否正常,遇到异常应立即停止使用;- 不要将易燃杂物放置在燃气附近,避免引发火灾;- 长时间离开家时,应关掉煤气总阀或房内的燃气器具;- 不要将燃气管道暴露在阳光下,以免加速老化和损坏;- 定期检查燃气设施和管道,有问题及时维修或更换;- 不要使用不合格或非法制造的燃气器具。
燃气安全基本知识

燃气安全基本知识燃气是一种常见的能源,被广泛应用于家庭和工业领域。
然而,不正确的燃气使用和操作可能引发严重事故,危及生命和财产安全。
因此,了解燃气安全的基本知识对每个人都至关重要。
以下是关于燃气安全的基本知识,以帮助大家更好地保护自己和周围人的安全。
1. 燃气的性质和特点:燃气是无色、无味、无毒的,但具有易燃性和爆炸性。
常见的燃气有天然气、液化石油气(LPG)和煤气等。
2. 燃气的泄漏:燃气泄漏可能由于管道破裂、接口松动、设备故障等原因引起。
泄漏的燃气可能会在空气中迅速积聚,形成爆炸、火灾的危险。
3. 发现燃气泄漏:泄漏的燃气通常会散发出一种特殊气味,一般为硫化氢、乙硫醇等有刺激性气味。
如果闻到这种气味,应立即警惕可能存在燃气泄漏的情况。
4. 燃气泄漏的危险:燃气泄漏后,如果有明火或者火源,很容易引发爆炸事故。
即使没有明火,燃气也会积聚在低洼处,形成爆炸成分,一旦遇到火源,也会发生爆炸。
5. 燃气设备的安装和维护:燃气设备的安装和维护必须由专业人员进行。
不正确的安装或维护可能导致燃气泄漏的风险。
6. 使用燃气设备的注意事项:使用燃气设备时,要确保通风良好,避免在无通风环境下长时间使用。
同时,要定期检查设备的连接和阀门,确保其正常工作。
7. 燃气灶具的使用:使用燃气灶具时,要确保火焰稳定,不要将可燃物放在附近,防止火灾发生。
使用完毕后,要及时关闭燃气阀门,避免泄漏。
8. 使用燃气热水器的注意事项:使用燃气热水器时,要确保通风良好,避免一氧化碳中毒的风险。
同时,要定期清洁和检查热水器,确保其正常工作。
9. 燃气灶具和热水器远离易燃物:燃气灶具和热水器应远离易燃物,如纸张、布料等,以防止火灾发生。
10. 发现燃气泄漏后的应急处理:如果怀疑存在燃气泄漏,应立即采取以下措施:不要使用明火或点燃任何燃烧器具,打开门窗通风,迅速撤离并通知专业人员。
11. 家庭燃气安全设施的安装:家庭燃气设施可以安装一些安全设施,如燃气泄漏报警器、一氧化碳报警器等,来提升燃气安全等级。
液化天然气安全技术说明书

液化天然气安全技术说明书第一部分:化学品化学品中文名称:液化天然气化学品俗名或商品名:液化天然气化学品英文名称:Liquefied Natural Gas企业名称:北海市管道燃气有限公司地址:北海市北海大道86号联通新时空大楼8楼电子邮件地址:邮编:536000技术说明书编码:生效日期:企业应急电话:传真号码:分子式:混合物第二部分:成分/组成信息第三部分:危险品概述危险性类别:第2.1类易燃气体侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息,当空气中甲烷达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、共济失调,若不及时脱离,可致窒息死亡。
皮肤接触液化本品,可致冻伤。
燃爆危险:本品易燃,具窒息性。
第四部分:急救措施皮肤接触:若有冻伤,就医疗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅,如呼吸困难,给输氧,如呼吸停止,立即进行人工呼吸,就医。
第五部分:消防措施危险特征:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法:切断气源。
若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。
喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
第六部分:泄漏应急处理应急行动:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。
切断火源,建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。
尽可能切断泄漏源。
合理通风,加速扩散。
喷雾状水稀释、溶解。
构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。
也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风,漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存操作处置注意事项:密闭操作,全面通风。
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。
1.2.1 闭式混合制冷剂液化流程下图为闭式混合制冷剂液化流程(Closed Mixed Refrigerant Cycle)。
液化天然气的工艺流程 毕业论文

液化天然气的工艺流程毕业论文目录引言.........................................................................错误!未定义书签。
第一章工厂设计数据 .. (3)1.1工厂产能及储运要求 (3)1.2原料气条件及产品规格 (3)1.3现场环境条件 (3)第二章工厂技术分析 (4)第三章工艺系统 (6)3.1天然气预处理 (6)3.2天然气的液化及混合冷剂系统 (7)3.2.1 天然气的液化 (7)3.2.2 冷剂循环 (8)3.2.3 冷剂贮存和补充 (8)3.3液化天然气储存及灌装系统 (9)3.4燃料气系统 (10)3.5导热油系统 (10)3.6火炬系统 (11)第四章主要设备 (12)4.1冷箱 (12)4.2液化天然气储罐 (12)结束语 (13)前言2004年我国建成投运了目前国内规模最大的基本负荷型液化天然气(LNG)工厂,曰处理天然气150万m3,LNG年产量约为43万吨。
该工厂由德国Linde 公司提供天然气处理和液化技术,由德国 Tractebel Gas Enginering(TGE)公司提供LNG的储存和灌装配送技术。
工厂的原料气来自附近土哈丘东采油厂的油气田。
生产的LNG灌装在集装箱罐中,通过公路运输到各个接收站,然后,LNG被汽化并经过较短的管线输送给工业和民用客户。
本文对该工厂的工艺流程进行技术分析,以期对国内液化天然气工厂的设计提供一些有益的借鉴。
第一章工厂设计数据1.1 工厂产能及储运要求工厂为基本负荷型液化天然气生产工厂,每年连续运行时间8000h,液化能力54t/h,操作弹性50%~100%。
LNG储罐容积为30000m3,能满足10天产量的储存。
LNG配送灌装系统每天连续14h灌装100个集装箱罐,其中90%公路运输,。
1.2 原料气条件及产品规格通过管道输送来的原料气来自附近的油气田,原料气组成见表1。
液化气、天然气的安全使用常识(三篇)

液化气、天然气的安全使用常识一、液化气主要成份液化气一般叫液化石油气,主要成分为:乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。
外观与性状:无色气体或黄棕色油状液体,有特殊臭味。
为了提醒人们及时发现液化气是否泄漏,加工厂常向液化气中混入少量有恶臭味的硫醇或硫醚类化合物,也就是特殊臭味的来源。
二、液化气使用时注意事项液化气是城乡居民广泛使用的主要能源之一,每公斤液化气燃烧热值为11000大卡,气态液化气的比重为2.5公斤/立方米,每立方液化气燃烧热值为25200大卡,这样可看出一立方液化气燃烧热值是天然气的三倍。
目前每瓶液化气充装重量为13±0.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。
生活中一般使用瓶装液化气和管道液化气两种。
为避免发生安全事故发生,应科学安全地使用瓶装液化气,并要注意以下几点:1.液化气钢瓶必须经技术监督部门检验合格,未经检验的不能充装使用。
换气时应对钢瓶进行安全检查并协助服务站对钢瓶角阀进行动态试漏。
2.液化气钢瓶要远离明火和高温,严禁液化气与其他火源同室使用。
3.连接钢瓶与灶具的胶管两端必须用喉箍箍紧,燃气灶摆成水平状,钢瓶与灶具外侧的距离不得小于1米,胶管长度不得超过2米。
4.燃气灶具点火时,先全部打开钢瓶上的角阀,再点燃灶具。
使用完毕后,应关闭燃气灶具和液化气钢瓶角阀。
5.换气时,装卸调压器要仔细检查调压器前端的密封胶圈应完好,否则不可使用,安装调压器时,应拧紧调压器手轮,并应打开钢瓶角阀检查各接口是否漏气。
6.液化气钢瓶因瓶内液体减少,压力小,火焰不旺时切勿用火烤或用热水等加热液化气钢瓶。
当液化气压力不足不能正常燃烧时,要将钢瓶送到供气单位处理残液,用户不得自行将残液倒在室外或下水道,这样做很容易发生火灾事故。
7.要经常检查钢瓶、灶具等是否漏气,可将肥皂水涂在钢瓶的角阀、调压器、灶具开关和胶管等处检查,如果涂抹处冒出气泡,应立即关闭钢瓶角阀,并向供气单位报修。
燃气安全分类

燃气安全分类燃气是一种常见的能源形式,广泛应用于家庭、企事业单位和工业生产中。
然而,燃气的使用也存在一定的安全风险。
为了保障人们的生命财产安全,对燃气进行分类管理是非常重要的。
下面将从不同角度对燃气安全进行分类讨论。
一、按燃气种类分类根据燃气的种类,燃气可以分为天然气和液化石油气(LPG)。
天然气是指由天然气田开采获得的气体,主要成分为甲烷。
液化石油气是指将液化石油气原料经过加工处理后制成的气体,主要成分为丙烷和丁烷。
天然气和液化石油气在使用上有一些不同。
天然气一般通过管道输送到用户处,而液化石油气则以钢瓶或罐体的形式销售。
在使用过程中,用户应注意不同燃气的特性和使用规范,以避免发生意外事故。
二、按燃气设备分类根据燃气设备的种类,燃气安全可以分为家用燃气设备和工业燃气设备。
家用燃气设备主要包括燃气灶具、燃气热水器、燃气暖气炉等,而工业燃气设备则包括锅炉、热处理炉、工业燃烧炉等。
家用燃气设备的安全问题主要集中在燃气泄漏、燃气燃烧不完全和燃气热水器的热水安全等方面。
为了确保家庭燃气设备的安全性,用户应定期检查燃气管道和阀门的密封性,使用合格的燃气设备,遵守使用规范,避免长时间无人看管以及及时清洁和维修设备。
工业燃气设备的安全问题更为复杂,涉及到燃气供应系统、燃烧系统和控制系统等多个方面。
企事业单位在使用工业燃气设备时,应严格按照相关的安全标准进行设计、安装和使用,配备专业人员进行操作和维护,定期进行设备检查和维修,防止发生燃气泄漏、燃烧事故等安全问题。
三、按燃气安全管理分类根据燃气安全管理的不同,燃气安全可以分为燃气供应安全和燃气使用安全。
燃气供应安全主要包括燃气输送管道和燃气储存设施的安全,以及供应商的安全管理。
燃气使用安全则包括用户的安全教育培训、燃气设备的安全检查和维修,以及燃气事故的应急处理等。
燃气供应安全是保障燃气使用安全的基础。
燃气供应商应建立健全的安全管理制度,定期进行管道和设施的检查和维护,及时排除隐患,确保燃气的输送和储存安全。
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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。
图3-6[3]为阶式制冷液化流程。
为了提高冷剂与天然气的换热效率,将每种冷剂分成2~3个压力等级,即有2~3个冷剂蒸发温度,这样3种冷剂共有8~9个递降的蒸发温度,冷剂蒸发曲线的温度台阶数多,和天然气温降曲线较接近,即传热温差小,提高了冷剂与天然气的换热效率,也即提高了制冷系统的效率,见图3~7[6]。
和图3-8[6]。
上述的阶式制冷工艺,制冷剂和天然气各自构成独立系统,冷剂甲烷和天然气只有热量和冷量的交换,实际上是闭式甲烷制冷循环。
近代已将甲烷循环系统改成开式,即原料气与甲烷冷剂混合构成循环系统,在低温、低压分离器内生成LNG。
这种以直接换热方式取代常规换热器的间壁式换热,提高了换热效率。
二、混合冷剂制冷液化工艺混合冷剂制冷循环(Mixed Refrigerant Cycle,简称MRC)是美国空气产品和化学品公司予20世纪60年代末开发成功的一项专利技术。
混合冷剂由氮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷组成,利用混合物各组分不同沸点,部分冷凝的特点,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,以达到逐步冷却和液化天然气的目的。
混合冷剂液化工艺既达到类似阶式液化流程的目的,又克服了其系统复杂的缺点。
由于只有一种冷剂,简化了制冷系统。
图3-9[3]所示的混合冷剂制冷液化流程,主要由两部分构成:密闭的制冷系统和主冷箱。
冷剂蒸气经过压缩后,由水冷或空冷使冷剂内的低压组分(即冷剂内的重组分)凝析。
低压冷剂液体和高压冷剂蒸气混合后进入主冷箱,接受冷量后凝析为混合冷剂液体,经J-T阀节流并在冷箱内蒸发,为天然气和高压冷剂冷凝提供冷量。
在中度低温下,将部分冷凝的天然气引出冷箱,经分离分出C5+凝液,气体返回冷箱进一步降温,产生LNG。
C5+凝液需经稳定处理,使之符合产品质量要求。
在混合制冷剂液化流程的冷箱换热可以是多级的,提供冷量的混合工质的液体蒸发温度随组分的不同而不同,在换热器内的热交换过程是个变温过程,通过合理选择制冷剂,可使冷热流体间的换热温差保持比较低的水平。
与阶式液化流程相比,其优点是:①机组设备少、流程简单、投资省,投资费用比经典阶式液化流程约低15%~20%:②管理方便;③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。
缺点是:①能耗较高,比阶式液化流程高10%~20%左右;②混合制冷剂的合理配比较为困难;③流程计算须提供各组分可靠的平衡数据与物性参数,计算困难。
三、带预冷的混合冷剂制冷液化工艺丙烷预冷混合制冷剂液化流程(C3/MRC:Propane-Mixed Refrigerant Cycle),结合了阶式液化流程和混合制冷剂液化流程的优点,流程既高效又简单。
所以自20世纪70年代以来,这类液化流程在基本负荷型天然气液化装置中得到了广泛的应用。
目前世界上80%以上的基本负荷型天然气液化装置中,采用了丙烷预冷混合制冷剂液化流程。
图3-10[3]。
是丙烷预冷混合制冷剂循环液化天然气流程图。
流程由三部分组成:①混合制冷剂循环;②丙烷预冷循环;③天然气液化回路。
在此液化流程中,丙烷预冷循环用于预冷混合制冷剂和天然气,而混合制冷剂循环用于深冷和液化天然气。
混合冷剂由氮、甲烷、丙烷等组成,平均相对分子质量约为25。
混合冷剂蒸气压缩后,先由空气或水冷却,再经压力等级不同的三级丙烷蒸发器预冷却(温度达-40℃),部分混合冷剂冷凝为液体。
液态和气态混合冷剂分别送入主冷箱内,液态冷剂通过J-T阀蒸发时,使天然气降温的同时,还使气态混合冷剂冷凝。
冷凝的混合冷剂(冷剂内的轻组分)在换热器顶端通过J-T阀蒸发,使天然气温度进一步降低至过冷液体。
流出冷箱的液态天然气进闪蒸罐,分出不凝气和LNG,不凝气作燃料或销售气,LNG进储罐。
由上可知,天然气在主冷箱内进行二级冷凝,由冷剂较重组分提供温度等级较高的冷量和由较轻组分提供温度等级较低的冷量。
预冷的丙烷冷剂在分级独立制冷系统内循环。
不同压力级别的丙烷在不同温度级别下蒸发气化,为原料气和混合冷剂提供冷量。
原料天然气预冷后,进入分馏塔分出气体内的重烃,进一步处理成液体产品;塔顶气进入主冷箱冷凝为LNG。
因而,预冷混合冷剂制冷过程实为阶式和混合冷剂分级制冷的结合。
由热力学分析,带丙烷预冷的混合制冷剂液化流程,“高温”段用丙烷压缩机制冷,按三个温度水平预冷原料气到-60℃;“低温”段的换热采用两种方式:高压的混合冷剂与较高温度原料气换热,低压的混合冷剂与较低温度原料气换热,最后使原料气深冷到-162℃而液化,充分体现了热力学特性,从而使热效率得到最大限度的提高。
此工艺具有流程简单,效率高,运行费用低,适应性强等优点,是目前采用最广泛的天然气液化工艺。
这种液化流程的操作弹性很大。
当生产能力降低时,通过改变制冷剂组成及降低吸入压力来保持混合制冷剂循环的效率。
当需液化的原料气发生变化时,可通过调整混合制冷剂组成及混合制冷剂压缩机吸入和排出压力,也能使天然气高效液化。
预冷的混合冷剂采用乙烷和丙烷时(DMR法),工艺效率比丙烷预冷高20%,投资和操作费用也相对较低。
以上三种制冷循环的能耗见表3-3。
表3-3 天然气液化制冷循环能耗比较表3-4列出了丙烷预冷混合制冷剂液化流程C3/MR、阶式液化流程和双混合制冷剂液化流程DMR的比较。
表3-4 C3/MR、阶式液化流程和DMR的比较四、其他方法(一) CII液化流程天然气液化技术的发展要求液化制冷循环具有高效、低成本、可靠性好、易操作等特点。
为了适应这一发展趋势,法国燃气公司的研究部门开发了新型的混合制冷剂液化流程,即整体结合式级联型液化流程(Integral Incorporated cascade),简称为CII液化流程。
CII液化流程吸收了国外LNG技术最新发展成果,代表天然气液化技术的发展趋势。
上海建造的我国第一座调峰型天然气液化装置采用了CII液化流程。
该流程如图3-11所示,流程的主要设备包括混合制冷剂压缩机、混合制冷剂分馏设备和整体式冷箱三部分。
整个液化流程可分为天然气液化系统和混合制冷剂循环两部分。
在天然气液化系统中,预处理后的天然气进入冷箱12上部被预冷,在气液分离器13中进行气液分离,气相部分进入冷箱12下部被冷凝和过冷,最后节流至LNG储槽。
在混合制冷剂循环中,混合制冷剂是N2和C1~C5的烃类混合物。
冷箱12出口的低压混合制冷剂蒸气被气液分离器1分离后,被低压压缩机2压缩至中间压力,然后经冷却器3部分冷凝后进入分馏塔8。
混合制冷剂分馏后分成两部分,分馏塔底部的重组分液体主要含有丙烷、丁烷和戊烷,进入冷箱12,经预冷后节流降温,再返回冷箱上部蒸发制冷,用于预冷天然气和混合制冷剂;分馏塔上部的轻组分气体主要成分是氮^甲烷和乙烷,进入冷箱12上部被冷却并部分冷凝,进气液分离器6进行气液分离,液体作为分馏塔8的回流液,气体经高压压缩机4压缩后,经水冷却器5冷却后,进入冷箱上部预冷,进气液分离器7进行气液分离,得到的气液两相分别进入冷箱下部预冷后,节流降温返回冷箱的不同部位为天然气和混合制冷剂提供冷量,实现天然气的冷凝和过冷。
CII流程具有如下特点:(1) 流程精简、设备少。
CII液化流程出于降低设备投资和建设费用的考虑,简化了预冷制冷机组的设计。
在流程中增加了分馏塔,将混合制冷剂分馏为重组分(以丁烷和戊烷为主)和轻组分(以氮、甲烷、乙烷为主)两部分。
重组分冷却、节流降温后返流,作为冷源进入冷箱上部预冷天然气和混合制冷剂;轻组分气液分离后进入冷箱下部,用于冷凝、过冷天然气。
(2) 冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器,体积小,便于安装。
整体式冷箱结构紧凑,分为上下两部分,由经过优化设计的高效钎焊铝板翅式换热器平行排列,换热面积大,绝热效果好。
天然气在冷箱内由环境温度冷却至-160℃左右液体,减少了漏热损失,并较好地解决了两相流体分布问题。
冷箱以模块化的形式制造,便于安装,只需在施工现场对预留管路进行连接,降低了建设费用。
(3) 压缩机和驱动机的形式简单、可靠、降低了投资与维护费用。
(二) 天然气膨胀液化流程膨胀机液化流程(Expanaer-Cycle),是指利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。
气体在膨胀机中膨胀降温的同时,能输出功,可用于驱动流程中的压缩机。
当管路输来的进入装置的原料气与离开液化装置的商品气有“自由”压差时,液化过程就可能不要“从外界”加入能量,而是靠“自由”压差通过膨胀机制冷,使进入装置的天然气液化。
流程的关键设备是透平膨胀机。
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道压力而使天然气液化的流程。
这种流程的最突出优点是它的功耗小,但液化流程不能获得像氮气膨胀液化流程那样低的温度、循环气量大、液化率低。
膨胀机的工作性能受原料气压力和组成变化的影响较大,对系统的安全性要求较高。