天然气液化PPT课件
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含量表示，单位，mg/m3。
天然气中除了含有硫化氢外，还含有二硫化碳（CS2）、羰基硫 （COS）、硫醇（CH3SH、C2H5SH)、噻吩（C4H4S）、硫醚（CH3SCH3) 等有机硫化物，但主要含有硫化氢，有机硫属于微量范围。
6. 二氧化碳含量 天然气中二氧化碳的体积百分含量 。由于二氧化
碳具有不可燃烧性和在水存在时具有腐蚀性，一些国家规定天然气中二氧 化碳的含量不得高于2～3％。
表1－3 我国天然气质量指标
项目
高位热值
A组
MJ／Nm3
B组
总硫（以硫计）含量，mg/m3
硫化氢含量， mg/m3
二氧化碳含量，%(体）
水份，
质量指标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
>31.4(>7500 kcal/m3)
14.65～31.4（3500 ～7500 kca/m3)
≤ 150
≤ 270
≤ 480
＞ 480
≤6
前言
天然气资源及其利用 天然气的组成与分类 天然气处理与加工的目的及内容 商品天然气的质量指标
三、 天然气在能源消费中的地位 据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增 长；在当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世 界正处于天然气取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普 遍认为，今后，世界天然气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年 以后世界天然气的产量将要超过煤和石油，成为世界最主要的能源，21世 纪将是天然气的世纪。
正确选用燃烧设备或燃具时所必须考虑的一项质量指标。用H表示，
单位为 KJ/m3
低热值
热值
高热值
各国习惯不同，有的取高热值，有的取低热值，我国取高热值。
天然气中除了含有硫化氢外，还含有二硫化碳（CS2）、羰基硫 （COS）、硫醇（CH3SH、C2H5SH)、噻吩（C4H4S）、硫醚（CH3SCH3) 等有机硫化物，但主要含有硫化氢，有机硫属于微量范围。
6. 二氧化碳含量 天然气中二氧化碳的体积百分含量 。由于二氧化
碳具有不可燃烧性和在水存在时具有腐蚀性，一些国家规定天然气中二氧 化碳的含量不得高于2～3％。
表1－3 我国天然气质量指标
项目
高位热值
A组
MJ／Nm3
B组
总硫（以硫计）含量，mg/m3
硫化氢含量， mg/m3
二氧化碳含量，%(体）
水份，
质量指标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
>31.4(>7500 kcal/m3)
14.65～31.4（3500 ～7500 kca/m3)
≤ 150
≤ 270
≤ 480
＞ 480
≤6
前言
天然气资源及其利用 天然气的组成与分类 天然气处理与加工的目的及内容 商品天然气的质量指标
三、 天然气在能源消费中的地位 据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增 长；在当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世 界正处于天然气取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普 遍认为，今后，世界天然气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年 以后世界天然气的产量将要超过煤和石油，成为世界最主要的能源，21世 纪将是天然气的世纪。
正确选用燃烧设备或燃具时所必须考虑的一项质量指标。用H表示，
单位为 KJ/m3
低热值
热值
高热值
各国习惯不同，有的取高热值，有的取低热值，我国取高热值。
LNG液化天然气基本知识课件 (一)
LNG液化天然气基本知识课件 (一)LNG液化天然气基本知识课件是一份全面介绍LNG的基础知识和相关信息的学习资料。
它包含了从LNG的来源和生产到存储和运输等各方面的知识点，对于需要了解LNG和LNG工业的人士和企业具有重要的参考价值。
一、LNG的来源和生产LNG是通过将天然气压缩、冷却、液化而成的。
它是化石燃料-天然气的一种形式。
天然气通过在极低的温度下压缩成液态，它的体积将减少到原来的1/600。
这样一来，LNG就可以储存和运输得更方便。
LNG 的净化通常在LNG生产过程中完成。
二、LNG的优势LNG比天然气的密度高得多，干燥和纯净，因此它的燃烧过程会更加完全、可以产生更多的能量，同时它的运输成本也会更低。
此外，LNG的性质也决定了其应用广泛，包括热能、发电、交通运输、钢铁等众多领域。
三、LNG的存储LNG的存储是在极低的温度下完成的，一般存储在特殊的LNG存储船或LNG储罐中。
LNG存储具有很多优点，比如独特的压力承载能力和高度的绝缘性、气化后产生的气体是轻重油等固体燃料的无害替代品。
四、LNG的运输LNG运输是很特别的，是通过特殊的LNG存储船和LNG储罐进行的。
LNG运输可以通过船舶、汽车、集装箱和管道进行，但主要是通过船舶进行的。
LNG运输需要考虑到船舶和设备的运转环境，如测力、力矩、自由流等，保证LNG的安全和成功输送。
LNG液化天然气基本知识课件的作者为读者详细回答了LNG产生的基础知识、其优势、存储方式、运输方式等内容，并结合具体的实例和应用，让读者对LNG作为替代燃料的众多优势和广泛应用有了更深入的了解。
本知识课件也是向读者普及一种方便、经济、环保的新型能源的重要资料。
LNG液化天然气基本知识课件 (二)
LNG液化天然气基本知识课件 (二)1. 什么是LNG？- LNG是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的缩写，是一种清洁、高效、安全的能源。
- LNG是将天然气通过低温冷却至-162℃以下，使其从气态转变为液态的过程。
2. LNG的特点- 高能量密度：相比于气态天然气，LNG的能量密度更高，可以减少储存和运输的成本。
- 清洁环保：LNG燃烧后产生的二氧化碳、氮氧化物和硫化物等污染物明显少于煤炭和石油。
- 安全可靠：LNG在液态状态下不易燃烧和爆炸，并且LNG储罐采用先进的隔热技术，可以有效防止泄漏。
3. LNG的生产过程- 天然气处理：通过去除杂质和硫化氢等有害物质，使天然气达到液化标准。
- 液化过程：天然气在液化厂内通过压缩、冷却和分离等过程，将其冷却至-162℃以下，从而变为液态LNG。
- 储存和运输：LNG储存在特殊的储罐中，通过集装箱、船舶、管道等方式进行运输。
4. LNG的应用领域- 燃气发电：LNG作为燃料可以用于发电，具有高效、环保、灵活等优点。
- 工业用途：LNG可以作为燃料供应给钢铁、化工、玻璃等行业，也可以用于制冷、加热等工业过程。
- 汽车燃料：LNG可以用于汽车燃料，具有高能量密度、清洁环保等优点。
- 家庭供暖：LNG可以作为家庭供暖的燃料，具有安全、清洁、节能等优点。
5. LNG的发展趋势- 全球LNG市场快速增长，预计未来几年将继续保持高速增长。
- LNG作为清洁能源的地位将逐渐提升，未来LNG的应用领域将不断拓展。
- 技术不断创新，LNG的生产、储存和运输技术将不断提升，使其更加安全、高效、环保。
天然气基础知识PPT课件
第4页/共61页
4、沼气（marsh gas ） 定义：有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物
发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。 沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃
气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、 污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被 种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体， 可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。 成分：甲烷 含量约为60%,二氧化碳约为35%，此外，还含有少量的氢、一氧化碳。
③辛烷值比较
天然气 汽油
115~130 81~98
第18页/共61页
9、天然气质量要求 按照《天然气》GB17820-1999 ①天然气的高热值大于3； ②总硫含量小于270mg/m3； ③硫化氢含量小于20mg/m3； ④ CO2含量小于3%（体积）； ⑤无游离水。
第19页/共61页
三、天然气的节流效应
成为摄氏温标。 ②绝对温标：以摄氏温度的领袖为起点，即为绝对零度，这种温标成为绝
对温标。 ③华式温标：以摄氏零度定位32F，100℃定位212F，这种温标称为华氏温
标。 ④三种温度的关系：T=273.15+t F=9/5 *t+32 式中：T表示绝对温度K； t表示设施温度℃； F表示华氏温标F。
第12页/共61页
第8页/共61页
二、天然气的基本性质
1、天然气化学性质 天然气的化学性质比较稳定，一般条件下不与氧气发生反应，也不与浓酸，
浓碱溶液及氧化剂反应，但与氯气只要在阳光照射或加热时就能发生反应。 2、天然气的物理性质
4、沼气（marsh gas ） 定义：有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物
发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。 沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃
气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、 污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被 种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体， 可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。 成分：甲烷 含量约为60%,二氧化碳约为35%，此外，还含有少量的氢、一氧化碳。
③辛烷值比较
天然气 汽油
115~130 81~98
第18页/共61页
9、天然气质量要求 按照《天然气》GB17820-1999 ①天然气的高热值大于3； ②总硫含量小于270mg/m3； ③硫化氢含量小于20mg/m3； ④ CO2含量小于3%（体积）； ⑤无游离水。
第19页/共61页
三、天然气的节流效应
成为摄氏温标。 ②绝对温标：以摄氏温度的领袖为起点，即为绝对零度，这种温标成为绝
对温标。 ③华式温标：以摄氏零度定位32F，100℃定位212F，这种温标称为华氏温
标。 ④三种温度的关系：T=273.15+t F=9/5 *t+32 式中：T表示绝对温度K； t表示设施温度℃； F表示华氏温标F。
第12页/共61页
第8页/共61页
二、天然气的基本性质
1、天然气化学性质 天然气的化学性质比较稳定，一般条件下不与氧气发生反应，也不与浓酸，
浓碱溶液及氧化剂反应，但与氯气只要在阳光照射或加热时就能发生反应。 2、天然气的物理性质
天然气储存及利用全套PPT-第5章 液化天然气-01-LNG技术(概述)
LNG储存效率高，占地少。投资省，10m3LNG储存量就
可供1万户居民1天的生活用气。LNG使用安全。由于
LNG汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏立
即飞散开来，不致引起爆炸。LNG无毒，泄露后不会对人
体造成伤害。
BACK
§5.1 LNG工业概述
天 然 气 贸 易 量 的 增 长
• 2020年全球贸易量将达到天然气产量的32%。 • LNG将每年增长6-8%。
2
§5.1 LNG工业概述
LNG工业概述
§5.1 LNG工业概述
1.1 液化天然气
LNG是天然气经过脱酸、脱水处理，通过低温工艺冷 冻液化而成的低温(-162℃)液体混合物。
1.2 液化天然气的供需情况
➢ LNG贸易增长迅速； ➢ LNG贸易呈现地区化的特点形成了两大贸易中心：亚
太地区、大西洋—地中海地区； ➢ LNG价格；
• 天然气（经预处理，除重烃、硫化物、CO2等杂质和干燥 后）在常压下深冷到-162C即液化，在标准状态下，其体 积仅为气态时的1／600。天然气以气态形式储存和运输， 体积庞大，压力很高，而LNG的密度相当于气态的600倍， 对远洋贸易而言，使天然气以液态形式储存和运输具有很 高的经济性。
§5.1 LNG工业概述
§5.1 LNG工业概述
NGL—natural gas liquid ，天然气凝液。 LPG—Liquefied Petroleum Gas ，液化石油气。 LNG—Liquefied Natural Gas，液化天然气。
§5.1 LNG工业概述
• 在天然气工业发展过程中，天然气液化技术受到各发达国 家的普遍重视，世界液化天然气（LNG）产量以每年平均 15%～20%的速度递增。液化天然气（LNG）是天然气的 液态存在形式。
LNG基本知识及液化技术介绍资料.pptx
组成
LNG主要成分是甲烷（CH4），同时 含有少量的乙烷（C2H6）和丙烷（ C3H8）等烷烃类气体。其纯度一般高 于95%。
LNG的性质和特点
物理性质
LNG呈无色、无味、无毒的液态 ，密度约为水的45%，沸点约为-
162℃。
化学性质
LNG的主要成分甲烷在常温下为气 态，不易溶于水，且在空气中易燃 。
液化技术的定义和发展历程
定义
液化技术是指通过特定的工艺流程和设备，将气态天然气转化为液态天然气（ LNG）的技术。
发展历程
液化技术经历了多个阶段的发展，从早期的实验室研究到工业化应用，技术不 断成熟和进步。目前，液化技术已经广泛应用于天然气的储存和运输领域。
液化技术的基本原理和分类
基本原理
液化技术基于天然气的物理性质，通过降低温度和增加压力 ，使天然气由气态转变为液态。这个过程中，天然气的体积 大大缩小，便于储存和运输。
存在泄漏、火灾等安全风险，需要采取严格的安全管理措施。
LNG液化技术的应用前景
能源储备
随着全球能源需求的增长和天然气产量的提高，利用 LNG液化技术进行天然气储备，能够确保能源安全，满 足峰值需求。
分布式能源
LNG液化技术为分布式能源系统提供了便利的天然气供 应方式，能够满足城市、工业园区等区域的多元化能源需 求。
以上内容涵盖了LNG液化技 术的主要方面，包括预处理 、液化和存储运输等环节。 这些技术在LNG产业中具有 重要应用价值，对于提高能 源利用效率和环境保护具有 重要意义。
04
LNG液化技术的优势、挑 战及应用前景
LNG液化技术的优势
高效节能
LNG液化技术能够将天然气压缩、冷却至液态，从而大大减少其体积，方便储存和运输 。与此同时，液化过程中能量的回收和利用提高了能源利用效率，实现了高效节能。
LNG主要成分是甲烷（CH4），同时 含有少量的乙烷（C2H6）和丙烷（ C3H8）等烷烃类气体。其纯度一般高 于95%。
LNG的性质和特点
物理性质
LNG呈无色、无味、无毒的液态 ，密度约为水的45%，沸点约为-
162℃。
化学性质
LNG的主要成分甲烷在常温下为气 态，不易溶于水，且在空气中易燃 。
液化技术的定义和发展历程
定义
液化技术是指通过特定的工艺流程和设备，将气态天然气转化为液态天然气（ LNG）的技术。
发展历程
液化技术经历了多个阶段的发展，从早期的实验室研究到工业化应用，技术不 断成熟和进步。目前，液化技术已经广泛应用于天然气的储存和运输领域。
液化技术的基本原理和分类
基本原理
液化技术基于天然气的物理性质，通过降低温度和增加压力 ，使天然气由气态转变为液态。这个过程中，天然气的体积 大大缩小，便于储存和运输。
存在泄漏、火灾等安全风险，需要采取严格的安全管理措施。
LNG液化技术的应用前景
能源储备
随着全球能源需求的增长和天然气产量的提高，利用 LNG液化技术进行天然气储备，能够确保能源安全，满 足峰值需求。
分布式能源
LNG液化技术为分布式能源系统提供了便利的天然气供 应方式，能够满足城市、工业园区等区域的多元化能源需 求。
以上内容涵盖了LNG液化技 术的主要方面，包括预处理 、液化和存储运输等环节。 这些技术在LNG产业中具有 重要应用价值，对于提高能 源利用效率和环境保护具有 重要意义。
04
LNG液化技术的优势、挑 战及应用前景
LNG液化技术的优势
高效节能
LNG液化技术能够将天然气压缩、冷却至液态，从而大大减少其体积，方便储存和运输 。与此同时，液化过程中能量的回收和利用提高了能源利用效率，实现了高效节能。
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（4）灵活方便 不仅比地下输气管道节省投资， 而且方便可靠、风险性小、适应性强。
5
4、LNG的主要用途
由于LNG有利于生态环境保护，尤其是在工 业中心和人口稠密地区，使用LNG更具优越 性，目前世界上环保先进的国家都在推广使 用LNG。
（1）解决边远地区的能源供应 LNG可以通过 地面或水上运输工具运输到远离天然气田的 边远能源消费地，取代地下远距离管道输送， 节省大量管线及站场建设的投资。
9
图3.2三温度水平阶式循环的冷却
1三温度水平阶式循环的冷却曲线 图2九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线
线
10
阶式液化流程也被称为级联式液化流程、复叠式 液化流程或串联蒸发冷凝液化流程。由于阶 式循环能耗低，技术成熟，最早建成的基地 型LNG工厂采用了这种液化工艺。
阶式液化流程分三级压缩制冷，逐级提供 冷量液化天然气，各级所用的制冷剂分别为 丙烷(大气压下沸点-42.3℃)、乙烯(大气压下 沸点-104℃ )、甲烷
液化天然气技术
1
一、液化天然气基本知识
1、什么是液化天然气？ 天（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。
天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷 纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、 无毒且无腐蚀性。
14
缺点：
⑴机组多，流程复杂。需要三个大型压缩机以及相 当数量的备件。 ⑵附属设备多，要有专门生产和储存多种制冷剂的 设备。
⑶管道与控制系统复杂、维护不便。需要大量的管线、 阀门以及控制原件和调节设备。整个系统的庞大与 复杂使得控制系统比较复杂。
15
混合制冷剂液化流程（MRC-Mixed-Refrigerant-Cycle） MRC是以C1-C5的碳氢化合物及N2等五种以上的
4
NOX减少30-40%，CO2减少90%，微粒排放减少 40%，噪音减少40%，而且无铅、苯等致癌物质， 基本不含硫化物，环保性能非常优越。因此， LNG是一种洁净的能源。
（3）经济高效 LNG液化后体积大约缩小为气态 天然气的1/625，其储存成本大约是气态天然气的 1/7-1/6，投资省、占地少、储存效率高。此外， LNG携带的冷量可以部分回收利用。
3
3、LNG的优点
LNG的优点表现在以下几个方面 （1）安全可靠 LNG的燃点比汽油高230℃，比
柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍； LNG相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，比空 气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至 于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。因此， LNG是一种安全的能源。 （2）清洁环保 根据取样分析对比，LNG作为汽 车燃料 ，比汽油、柴油的综合排放量降低85%左 右，其中CO排放减少97%，HC减少70-80%，
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，以达到逐步 冷却和液化天然气的目的。混合制冷剂的制冷原理 与纯单组分制冷剂的制冷原理大致相同，即都是通 过冷剂液体的汽化，与被冷介质进行热交换，使其 降温。与纯组分制冷剂不同的是，混合制冷剂产生 的冷量是在一个连续的范围之内，纯组分制冷剂产 生的冷量是在一个固定的温度上。
天然气液化工艺有： 节流制冷循环 膨胀机制冷循环 阶式制冷循环 混合冷剂制冷循环 带预冷的混合冷剂制冷循环
8
2.1阶式制冷循环
经典的阶式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙 烯、甲烷）串接而成（3个温度水平）。为使实际级 间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵 增，提高效率，用9个温度水平（丙烷段、乙烯段、 甲烷段各3个）代替3个温度水平（丙烷段-38℃、乙 烯段-85℃、甲烷段-160℃）。天然气3温度水平和9 温度水平阶式循环的冷却曲线，见图1和图2。
节流阀
丙烷 制冷单元
换热器
乙烷制冷剂 甲烷制冷剂
节流阀
乙烷 制冷单元
换热器
节流阀
甲烷 制冷单元
节流阀
13
阶式制冷循环优缺点： 优点：
⑴能耗低，使用九阶式液化，使各级制冷温度与 原料气的冷却曲线接近，减少了熵增，比能量消耗 接近于理论的热力学效率上限。
⑵制冷剂为纯物质，没有配比问题，操作稳定。 ⑶技术成熟，压缩机的喘震减少。
(大气压下沸点-162℃)，每个制冷剂循环中均含 有三个换热器。
11
阶式制冷原理 残余气
天然气
4
5
6
LNG
1
2
3
7
8
9
冷却水
1、2、3—丙烷、乙烯甲烷压缩机 ；4、5、6—丙烷、乙烯、甲 烷蒸发器；7、8、9—丙烷、乙烯、甲烷冷凝器
12
阶式循环流程图
换热器 换热器 换热器
水冷器
原料气
丙烷制冷剂
液化天然气的体积约为同量气态天然气体积 的1/600，大大方便存储和运输。
液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的 45%。
2
2、LNG基本特性
LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有 少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成 份组成。 临界温度为-82.3℃，临界压力为45.8kg/cm2。 沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。 液态密度为0.425T/m3，气态密度为0.718kg/Nm3 气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg 爆炸范围：上限为15%，下限为5%。 华白指数(W)44.94MJ/Nm3。 燃烧势(CP)45.18。
6
（2）解决边远气田的开发或天然气回收 ， （3）利用LNG作天然气调峰。 （4）LNG冷量的回收 LNG在常温下携带有大约
836J/kg的冷量，这些冷量可以回收，回收率在 50%以上。 （5）用作燃料 家庭、工厂发电、各种运输车辆 等。 （6）化工原料。
7
二 液化天然气生产原理
天然气液化是一个低温过程。原料天然气经 净化预处理后，进入换热器进行低温冷冻循环， 冷却至-162℃ 左右就会液化。
16
无预冷的混合制冷剂液化流程
以混合制冷剂制冷循环为基础的天然气液化流程是目 前应用最广泛的液化工艺。MRC是目前最具代表性且应 用最为广泛的混合制冷剂循环工艺。MRC循环是由美国 APCI公司于六十年代末开发成功的混合制冷剂制冷循环， 该工艺的主要特色是APCI公司发明的一台深冷的、集成 化 的 主 换 热 器 和 多 组 分 混 合 制 冷 剂 。 MRC 主 换 热 器 是 MRC制冷系统的核心。
5
4、LNG的主要用途
由于LNG有利于生态环境保护，尤其是在工 业中心和人口稠密地区，使用LNG更具优越 性，目前世界上环保先进的国家都在推广使 用LNG。
（1）解决边远地区的能源供应 LNG可以通过 地面或水上运输工具运输到远离天然气田的 边远能源消费地，取代地下远距离管道输送， 节省大量管线及站场建设的投资。
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图3.2三温度水平阶式循环的冷却
1三温度水平阶式循环的冷却曲线 图2九温度水平阶式循环的天然气冷却曲线
线
10
阶式液化流程也被称为级联式液化流程、复叠式 液化流程或串联蒸发冷凝液化流程。由于阶 式循环能耗低，技术成熟，最早建成的基地 型LNG工厂采用了这种液化工艺。
阶式液化流程分三级压缩制冷，逐级提供 冷量液化天然气，各级所用的制冷剂分别为 丙烷(大气压下沸点-42.3℃)、乙烯(大气压下 沸点-104℃ )、甲烷
液化天然气技术
1
一、液化天然气基本知识
1、什么是液化天然气？ 天（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。
天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷 纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、 无毒且无腐蚀性。
14
缺点：
⑴机组多，流程复杂。需要三个大型压缩机以及相 当数量的备件。 ⑵附属设备多，要有专门生产和储存多种制冷剂的 设备。
⑶管道与控制系统复杂、维护不便。需要大量的管线、 阀门以及控制原件和调节设备。整个系统的庞大与 复杂使得控制系统比较复杂。
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混合制冷剂液化流程（MRC-Mixed-Refrigerant-Cycle） MRC是以C1-C5的碳氢化合物及N2等五种以上的
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NOX减少30-40%，CO2减少90%，微粒排放减少 40%，噪音减少40%，而且无铅、苯等致癌物质， 基本不含硫化物，环保性能非常优越。因此， LNG是一种洁净的能源。
（3）经济高效 LNG液化后体积大约缩小为气态 天然气的1/625，其储存成本大约是气态天然气的 1/7-1/6，投资省、占地少、储存效率高。此外， LNG携带的冷量可以部分回收利用。
3
3、LNG的优点
LNG的优点表现在以下几个方面 （1）安全可靠 LNG的燃点比汽油高230℃，比
柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍； LNG相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，比空 气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至 于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。因此， LNG是一种安全的能源。 （2）清洁环保 根据取样分析对比，LNG作为汽 车燃料 ，比汽油、柴油的综合排放量降低85%左 右，其中CO排放减少97%，HC减少70-80%，
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，以达到逐步 冷却和液化天然气的目的。混合制冷剂的制冷原理 与纯单组分制冷剂的制冷原理大致相同，即都是通 过冷剂液体的汽化，与被冷介质进行热交换，使其 降温。与纯组分制冷剂不同的是，混合制冷剂产生 的冷量是在一个连续的范围之内，纯组分制冷剂产 生的冷量是在一个固定的温度上。
天然气液化工艺有： 节流制冷循环 膨胀机制冷循环 阶式制冷循环 混合冷剂制冷循环 带预冷的混合冷剂制冷循环
8
2.1阶式制冷循环
经典的阶式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙 烯、甲烷）串接而成（3个温度水平）。为使实际级 间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵 增，提高效率，用9个温度水平（丙烷段、乙烯段、 甲烷段各3个）代替3个温度水平（丙烷段-38℃、乙 烯段-85℃、甲烷段-160℃）。天然气3温度水平和9 温度水平阶式循环的冷却曲线，见图1和图2。
节流阀
丙烷 制冷单元
换热器
乙烷制冷剂 甲烷制冷剂
节流阀
乙烷 制冷单元
换热器
节流阀
甲烷 制冷单元
节流阀
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阶式制冷循环优缺点： 优点：
⑴能耗低，使用九阶式液化，使各级制冷温度与 原料气的冷却曲线接近，减少了熵增，比能量消耗 接近于理论的热力学效率上限。
⑵制冷剂为纯物质，没有配比问题，操作稳定。 ⑶技术成熟，压缩机的喘震减少。
(大气压下沸点-162℃)，每个制冷剂循环中均含 有三个换热器。
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阶式制冷原理 残余气
天然气
4
5
6
LNG
1
2
3
7
8
9
冷却水
1、2、3—丙烷、乙烯甲烷压缩机 ；4、5、6—丙烷、乙烯、甲 烷蒸发器；7、8、9—丙烷、乙烯、甲烷冷凝器
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阶式循环流程图
换热器 换热器 换热器
水冷器
原料气
丙烷制冷剂
液化天然气的体积约为同量气态天然气体积 的1/600，大大方便存储和运输。
液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的 45%。
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2、LNG基本特性
LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有 少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成 份组成。 临界温度为-82.3℃，临界压力为45.8kg/cm2。 沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。 液态密度为0.425T/m3，气态密度为0.718kg/Nm3 气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg 爆炸范围：上限为15%，下限为5%。 华白指数(W)44.94MJ/Nm3。 燃烧势(CP)45.18。
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（2）解决边远气田的开发或天然气回收 ， （3）利用LNG作天然气调峰。 （4）LNG冷量的回收 LNG在常温下携带有大约
836J/kg的冷量，这些冷量可以回收，回收率在 50%以上。 （5）用作燃料 家庭、工厂发电、各种运输车辆 等。 （6）化工原料。
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二 液化天然气生产原理
天然气液化是一个低温过程。原料天然气经 净化预处理后，进入换热器进行低温冷冻循环， 冷却至-162℃ 左右就会液化。
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无预冷的混合制冷剂液化流程
以混合制冷剂制冷循环为基础的天然气液化流程是目 前应用最广泛的液化工艺。MRC是目前最具代表性且应 用最为广泛的混合制冷剂循环工艺。MRC循环是由美国 APCI公司于六十年代末开发成功的混合制冷剂制冷循环， 该工艺的主要特色是APCI公司发明的一台深冷的、集成 化 的 主 换 热 器 和 多 组 分 混 合 制 冷 剂 。 MRC 主 换 热 器 是 MRC制冷系统的核心。