液化天然氣課程學(xué)習(xí)

1目錄一、LNG的基本性質(zhì)二、LNG產(chǎn)業(yè)鏈三、天然氣液化技術(shù)介紹四、北帕斯天然氣液化工藝簡介第1頁/共49頁第一頁，共50頁。2一.LNG的基本性質(zhì)1.LNG的物理性質(zhì)主要成分：甲烷臨界溫度：190.58K在常溫下，不能通過加壓將其液化，而是經(jīng)過預(yù)處理，脫除重?zé)N、硫化物、二氧化碳和水等雜質(zhì)后，深冷到-162OC，實(shí)現(xiàn)液化。主要物理性質(zhì)如表1-1所示：氣體相對密度沸點(diǎn)/°C（常壓）液體密度（g/l）（沸點(diǎn)下）高熱值（MJ/m3）顏色0.60~0.70約-162°C430~46041.5~45.3無色透明表1-1第2頁/共49頁第二頁，共50頁。3一.LNG的基本性質(zhì)2.典型的LNG組成常壓泡點(diǎn)下的性質(zhì)組成1組成2組成3組成（摩爾分?jǐn)?shù)）/%N2CH4C2H6C3H8I-C4H10N-C4H10C5H12摩爾質(zhì)量/（kg/mol）泡點(diǎn)溫度/oC密度/（kg/m3）0.597.51.80.216.41-162.6431.61.7993.93.260.690.120.150.0917.07-165.3448.80.3687.208.612.740.420.650.0218.52-161.3468.7表1-2第3頁/共49頁第三頁，共50頁。4一.LNG的基本性質(zhì)3.LNG的性質(zhì)特點(diǎn)溫度低在1大氣壓力下，LNG沸點(diǎn)都在-162°C左右。液態(tài)與氣態(tài)密度比大1體積液化天然氣的密度大約是1體積氣態(tài)天然氣的600倍，即1體積LNG大致轉(zhuǎn)化為600體積的氣體?？扇夹砸话悱h(huán)境條件下，天然氣和空氣混合的云團(tuán)中，天然氣含量在5%~15%（體積）范圍內(nèi)可以引起著火，其最低可燃下限（LEL）為4%。

第4頁/共49頁第四頁，共50頁。5一.LNG的基本性質(zhì)4.LNG的安全特性1）燃燒特性燃燒范圍：5%~15%，即體積分?jǐn)?shù)低于5%和高于15%都不會(huì)燃燒；自燃溫度：可燃?xì)怏w與空氣混合物，在沒有火源的情況下，達(dá)到某一溫度后，能夠自動(dòng)點(diǎn)燃著火的最低溫度稱為自燃溫度。甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定，在大氣壓力條件下，純甲烷的平均自燃溫度為650°C。以甲烷為主要成分的天然氣自燃溫度較高，LNG的自燃溫度隨著組份的變化而變化。燃燒速度：是火焰在空氣-燃?xì)獾幕旌衔镏械膫鬟f速度。天然氣的燃燒速度較低，其最高燃燒速度只有0.38m/s。第5頁/共49頁第五頁，共50頁。6一.LNG的基本性質(zhì)2）低溫特性隔熱保冷：LNG系統(tǒng)的保冷隔熱材料應(yīng)滿足導(dǎo)熱系數(shù)低，密度低，吸濕率和吸水率小，抗凍性強(qiáng)，并在低溫下不開裂，耐火性好，無氣味，不易霉?fàn)€，對人體無害，機(jī)械強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用，價(jià)格低廉，方便施工等。蒸發(fā)特性：LNG作為沸騰液體儲(chǔ)存在絕熱儲(chǔ)罐中，外界任何傳入的熱量都會(huì)引起一定量液體蒸發(fā)成氣體，這就是蒸發(fā)氣（BOG）。標(biāo)準(zhǔn)狀況下蒸發(fā)氣密度是空氣60%。當(dāng)LNG壓力降到沸點(diǎn)壓力以下時(shí)，將有一定量的液體蒸發(fā)成為氣體，同時(shí)液體溫度也隨之降低到其在該壓力下的沸點(diǎn)，這就是LNG閃蒸。由于壓力/溫度變化引起的LNG蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣處理是液化天然氣儲(chǔ)存運(yùn)輸中經(jīng)常遇到的問題。第6頁/共49頁第六頁，共50頁。7一.LNG的基本性質(zhì)

泄露特性：LNG泄漏到地面，起初迅速蒸發(fā)，當(dāng)熱量平衡后便降到某一固定的蒸發(fā)速度。當(dāng)LNG泄漏到水中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的對流傳熱，在一定的面積內(nèi)蒸發(fā)速度保持不變，隨著LNG流動(dòng)泄漏面積逐漸增大，直到氣體蒸發(fā)量等于漏出液體所能產(chǎn)生的氣體量為止。泄漏的LNG以噴射形式進(jìn)入大氣，同時(shí)進(jìn)行膨脹和蒸發(fā)，與空氣進(jìn)行劇烈的混合。儲(chǔ)存特性：分層：LNG是多組分混合物，因溫度和組分的變化引起密度變化，液體密度的差異使儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG發(fā)生分層。第7頁/共49頁第七頁，共50頁。8一.LNG的基本性質(zhì)翻滾：若LNG已經(jīng)分層，上層液體吸收的熱量一部分消耗于液體表面蒸發(fā)所需的潛能，其余熱量使上層液體溫度升高。隨著蒸發(fā)的持續(xù)，上層液體密度增大，下層液體密度減小，當(dāng)上下兩層液體密度接近相等時(shí)，分界面消失，液層迅速混合并伴有大量液體蒸發(fā)，此時(shí)蒸發(fā)率遠(yuǎn)高于正常蒸發(fā)率，出現(xiàn)翻滾?？焖傧鄳B(tài)轉(zhuǎn)變（RPT）：兩種溫差極大的液體接觸，若熱液體溫度比冷液體溫度沸點(diǎn)溫度高1.1倍，則冷液體溫度上升極快，表層溫度超過自發(fā)成核溫度（當(dāng)液體中出現(xiàn)氣泡），此過程冷液體能在極短時(shí)間內(nèi)通過復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理以爆炸速度產(chǎn)生大量蒸氣，這就是LNG或液氮與水接觸時(shí)出現(xiàn)的RPT現(xiàn)象的原因。第8頁/共49頁第八頁，共50頁。9一.LNG的基本性質(zhì)3）生理影響LNG蒸氣是無毒的，但如果吸進(jìn)純LNG蒸氣，會(huì)迅速失去知覺，幾分鐘后死亡；人員暴露在體積分?jǐn)?shù)為9%的甲烷含量的環(huán)境中沒有什么不良反應(yīng)，如果吸入過量天然氣會(huì)引起缺氧窒息，當(dāng)天然氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%以上，會(huì)對人體產(chǎn)生永久性傷害。

第9頁/共49頁第九頁，共50頁。10二.LNG產(chǎn)業(yè)鏈

LNG產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l貫穿天然氣產(chǎn)業(yè)全過程的資金龐大，技術(shù)密集的完整鏈系。由陸地或海上油田開采的天然氣在液化工廠經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)行液化，生產(chǎn)的LNG按照貿(mào)易合同，通過船運(yùn)到LNG接收站儲(chǔ)存，再氣化，經(jīng)由管網(wǎng)送到用戶。圖2-1是LNG產(chǎn)業(yè)鏈的示意圖。第10頁/共49頁第十頁，共50頁。11二.LNG產(chǎn)業(yè)鏈第11頁/共49頁第十一頁，共50頁。12二.LNG產(chǎn)業(yè)鏈圖2-1產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D陸地/海上開采預(yù)處理/液化儲(chǔ)存裝船運(yùn)輸卸裝接收站儲(chǔ)存氣化天然氣液化天然氣天然氣液化天然氣液化天然氣液化天然氣液化天然氣液化天然氣第12頁/共49頁第十二頁，共50頁。13二.LNG產(chǎn)業(yè)鏈1）天然氣的開發(fā)天然氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括對天然氣的開采和一定程度的處理，按其性質(zhì)和要求將天然氣管輸?shù)揭夯瘡S并達(dá)到LNG廠原料氣規(guī)格。2）液化

主要作用是持續(xù)不斷地把原料氣液化成為LNG產(chǎn)品，其主要步驟有：預(yù)處理：從原料氣中脫除氣田生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒有去掉的雜質(zhì)，如水、二氧化碳、硫、硫醇等。去除NGL：脫除天然氣中的NGL以達(dá)到液化需要處理的LNG規(guī)格和技術(shù)要求。液化：用深冷制冷劑將原料氣冷卻并冷凝到-162℃，使其成為液態(tài)產(chǎn)品。第13頁/共49頁第十三頁，共50頁。14二.LNG產(chǎn)業(yè)鏈3）儲(chǔ)存和裝載液化天然氣（LNG）液體產(chǎn)品被儲(chǔ)存在達(dá)到或接近大氣壓的保溫儲(chǔ)罐中，最常見的儲(chǔ)罐類型有單容儲(chǔ)罐、雙容儲(chǔ)罐、全容儲(chǔ)罐。4）運(yùn)輸海上LNG運(yùn)輸需專門的運(yùn)輸船，將液態(tài)產(chǎn)品在常壓或接近大氣壓條件下儲(chǔ)存在LNG船保溫艙內(nèi)。在運(yùn)輸途中有一部分LNG蒸發(fā)，這些蒸發(fā)氣可作為運(yùn)輸船的燃料。5）接收站LNG產(chǎn)品通過碼頭從運(yùn)輸船上卸下、儲(chǔ)存，而后再氣化后變成普通管道氣輸送給發(fā)電廠或通過當(dāng)?shù)胤咒N網(wǎng)絡(luò)作為燃料氣輸送到最終用戶。6）輸配氣管網(wǎng)和用戶第14頁/共49頁第十四頁，共50頁。15LNG的供應(yīng)系統(tǒng)：管網(wǎng)母站槽車子站第15頁/共49頁第十五頁，共50頁。16LNG站的工作流程：

液化天然氣→卸氣臺(tái)（增壓）→儲(chǔ)罐→空溫氣化器（循環(huán)水浴氣化器）→調(diào)壓（穩(wěn)壓）→計(jì)量→摻混空氣→加臭→中壓管網(wǎng)第16頁/共49頁第十六頁，共50頁。17LNG站內(nèi)主要設(shè)施第17頁/共49頁第十七頁，共50頁。18LNG站內(nèi)主要設(shè)施第18頁/共49頁第十八頁，共50頁。19三.天然氣液化技術(shù)介紹1.概述天然氣液化，一般包括天然氣凈化和天然氣液化兩個(gè)過程。常壓下，甲烷液化需要降低溫度到-162oC，為此必須脫除天然氣中的硫化氫、二氧化碳、重?zé)N、水和汞等腐蝕介質(zhì)和在低溫過程中會(huì)使設(shè)備和管道凍堵的雜質(zhì)，然后進(jìn)入循環(huán)制冷系統(tǒng)，逐級(jí)冷凝分離丁烷、丙烷和乙烷，得到液化天然氣產(chǎn)品。第19頁/共49頁第十九頁，共50頁。20三.天然氣液化技術(shù)介紹2.天然氣的凈化液化天然氣工程的原料氣來自油氣田生產(chǎn)的天然氣，凝析氣或油田伴生氣，其不同程度的含有硫化氫、二氧化碳、重?zé)N、水和汞等雜質(zhì)，在液化前必須進(jìn)行預(yù)處理，以避免在液化過程中由于二氧化碳、重?zé)N、水等的存在而產(chǎn)生凍結(jié)堵塞設(shè)備及管道。表3-1列出了LNG生產(chǎn)要求原料氣中最大允許雜質(zhì)的含量。雜質(zhì)組分允許含量雜質(zhì)組分允許含量H2OCO2H2SCOS<0.1x10-6(50~100)x10-63.5mg/m3<0.1x10-6總硫汞芳烴類C5+10~50mg/m3<0.01mg/m3(1~10)x10-6<70mmg/m3表3-1第20頁/共49頁第二十頁，共50頁。211）酸性氣體脫除天然氣中常見的酸性氣體：H2S、CO2、COS危害：H2S微量會(huì)對人的眼睛鼻喉有刺激性，若體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到0.6%的空氣中停留2分鐘，危及生命；酸性氣體對管道設(shè)備腐蝕；酸性氣體的臨界溫度較高，在降溫下容易析出固體，堵塞設(shè)備管道；CO2不會(huì)燃燒，無熱值，若參與氣體處理和運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì).方法：化學(xué)吸收法，物理吸收法，化學(xué)-物理吸收法，直接轉(zhuǎn)化法，膜分離法。其中以醇胺法為主的化學(xué)吸收法和以砜胺法為代表的化學(xué)-物理吸收法是采用最多的方法。

三.天然氣液化技術(shù)介紹第21頁/共49頁第二十一頁，共50頁。22三.天然氣液化技術(shù)介紹2）化學(xué)吸收法化學(xué)吸收法是以堿性溶液為吸收溶劑，與天然氣中的酸性氣體（主要H2S、CO2）反應(yīng)生成化合物。當(dāng)吸收了酸性氣體的溶液溫度升高，壓力降低時(shí)，該化合物又分解釋放出酸性氣體?；瘜W(xué)吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和堿性鹽溶液法。

醇胺法胺類溶劑：一乙醇胺（MEA），二乙醇胺（DEA），二異丙醇胺（DIPA），二甘醇胺（DGA），甲基二乙醇胺（MDEA）醇胺類化合物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其中至少有一個(gè)羥基和一個(gè)胺基。羥基可降低化合物的蒸氣壓，并能增加化合物在水中的溶解度，可以配成水溶液；而胺基則使化合物水溶液呈堿性，以促進(jìn)其對酸性組分的吸收。醇胺與H2S、CO2的反應(yīng)均為可逆反應(yīng)。醇胺法特別適用于酸性組分分壓低、重?zé)N含量高的天然氣脫硫第22頁/共49頁第二十二頁，共50頁。23三.天然氣液化技術(shù)介紹醇胺的腐蝕性較高，對設(shè)備會(huì)造成腐蝕；需要能耗高，溶劑損耗大。MEA常用于酸性組分分壓低的場合，屬于伯醇胺，其反應(yīng)能力，揮發(fā)度和腐蝕性最強(qiáng)，可很容易將H2S含量降低到5mg/m3以下，但MEA既可脫除H2S，也可脫除CO2，一般無選擇性。DEA與MEA相比，與H2S和CO2的反應(yīng)熱較小，堿性和腐蝕性較弱，蒸發(fā)損失較小，投資和操作費(fèi)用相對較低，但DEA對H2S也沒有選擇性。MDEA是叔醇胺，再生能耗低，腐蝕性小，可選擇性吸收H2S?；钚詿徕浄o機(jī)溶劑：加有活化劑的碳酸鉀溶液具有代表性的是BENFIELD法和CATACARD法適合脫除CO2的場合第23頁/共49頁第二十三頁，共50頁。24三.天然氣液化技術(shù)介紹3）物理吸收法利用H2S和CO2等酸性組分與甲烷等烴類在溶劑中的溶解度不同而完成脫硫任務(wù)。工業(yè)應(yīng)用的物理溶劑有：甲醇，多乙二醇二甲醚，碳酸丙烯醋等。物理吸收法一般在高壓，低溫下進(jìn)行，溶劑不易變質(zhì)，腐蝕性小，能脫除有機(jī)硫；適合酸性氣體分壓高的天然氣。常用的方法有SELEXOL法（聚乙二醇二甲醚）和RECTISO法（冷甲醇）。4）化學(xué)-物理吸收法（聯(lián)合吸收法）使用的溶劑是醇胺、物理溶劑和水的混合液；砜胺法:烷醇胺和環(huán)丁砜；凈化程度高，能耗低，腐蝕小，可脫除有機(jī)硫化合物。第24頁/共49頁第二十四頁，共50頁。25三.天然氣液化技術(shù)介紹5）凈化方法的選擇常用的方法：醇胺法，砜胺法，熱鉀法對于酸性氣體含量低，酸氣分壓小于350KPa的原料氣，適宜采用醇胺法；砜胺法對中高酸性氣體分壓的天然氣有廣泛的應(yīng)用，而且有良好的脫除有機(jī)硫的能力；熱鉀堿法的BENFIELD溶劑，可同時(shí)脫除H2S和CO2，該法吸收溫度高，凈化程度好，特別適合含有大量CO2的原料氣的處理。第25頁/共49頁第二十五頁，共50頁。26三.天然氣液化技術(shù)介紹3.脫水按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入液化天然氣工廠的管輸天然氣的水露點(diǎn)，在交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5oC，此時(shí)不滿足深冷液化的要求，為防止低溫液化過程中產(chǎn)生水合物，堵塞設(shè)備和管道，在液化前，必須將原料氣中的水份含量降低到小于0.1X10-6（體積分?jǐn)?shù)）。常用的天然氣脫水方法有冷卻法、吸附法、和吸收法等。1）冷卻法天然氣中的飽和含水量取決于天然氣的溫度，壓力和組成。一般來說，天然氣中的飽和含水量隨壓力升高，溫度降低而減少。冷卻脫水就是利用一定的壓力下，天然氣含水量隨溫度降低而減少的原理來實(shí)現(xiàn)天然氣脫水。第26頁/共49頁第二十六頁，共50頁。27三.天然氣液化技術(shù)介紹2）吸收法吸收法脫水是采用一種親水液體（脫水吸收劑）與天然氣逆流接觸，吸收天然氣中的水蒸氣，從而脫除水分。常用的脫水吸收劑有甘醇和CaCL2水溶液。由于三甘醇的露點(diǎn)降可達(dá)-40oC以上，熱穩(wěn)定性好，成本低，運(yùn)行可靠，在甘醇類脫水吸收劑中應(yīng)用效果最好。3)吸附法吸附法脫水是利用吸附原理，選擇某些多孔性固體吸附劑吸附天然氣中的水蒸氣。由于吸附脫水可以達(dá)到很低的水露點(diǎn)，因此適用于深冷分離工藝要求氣體含水量很低的場合。天然氣脫水常用的固體吸附劑有活性氧化鋁、硅膠和分子篩等。第27頁/共49頁第二十七頁，共50頁。28三.天然氣液化技術(shù)介紹4)脫水方法的選擇冷卻脫水受溫度壓力限制，脫水深度受限，常作為初級(jí)脫水，由于天然氣液化原料氣處理要求露點(diǎn)在-100oC以下，很少使用。甘醇法適用于大型天然氣液化裝置中脫除原料氣所含的大部分水分。甘醇法投資較低，連續(xù)操作，壓降較小。再生能耗小。采用汽提再生時(shí)，干氣露點(diǎn)可降到約-60oC。但氣體含有重?zé)N時(shí)，易起泡，影響操作，增加能耗。分子篩法適用于要求干氣露點(diǎn)低的場合，可以使氣體中的體積分?jǐn)?shù)降低到1x10-6以下。該法對溫度流速壓力等變化不敏感，腐蝕起泡問題不存在，對于處理量小，脫水深度大的裝置特別適合。實(shí)際使用中，對于露點(diǎn)要求大的裝置，可以采用分段脫水，先用甘醇法除去大部分水，再用分子篩法深度脫水到所要求的低露點(diǎn)。

第28頁/共49頁第二十八頁，共50頁。29三.天然氣液化技術(shù)介紹4.天然氣的液化工藝工業(yè)中，常使用機(jī)械制冷使天然氣獲得液化所必須的低溫。典型的液化制冷工藝可以分為三種：階式（CASCADE）制冷、混合冷劑制冷、膨脹機(jī)液化。1）階式（CASCADE）制冷工藝也稱級(jí)聯(lián)式液化工藝。利用常壓沸點(diǎn)不同的冷劑逐級(jí)降低制冷溫度，實(shí)現(xiàn)天然氣的液化。是20世紀(jì)六七十年代用于生產(chǎn)液化天然氣的主要工藝方法。常用的冷劑是丙烷、乙烯、甲烷。圖3-1是階式制冷原理圖。第一級(jí)丙烷制冷循環(huán)為天然氣/乙烯/甲烷提供冷量；第二級(jí)乙烯制冷循環(huán)為天然氣/甲烷提供冷量；第三級(jí)甲烷制冷循環(huán)為天然氣提供冷量；階式（CASCADE）制冷的特點(diǎn)是蒸發(fā)溫度較高的冷劑除將冷量傳給工藝氣外，還使冷量傳給蒸發(fā)溫度較低的冷劑，使其液化并過冷；分級(jí)制冷可減小壓縮功耗和冷凝負(fù)荷，在不同的溫度下為天然氣提供冷量，能耗低，氣體液化率高（可達(dá)90%以上），但所需設(shè)備多，投資大，制冷劑用量多，流程復(fù)雜。第29頁/共49頁第二十九頁，共50頁。30三.天然氣液化技術(shù)介紹圖3-1階式制冷原理圖123987654冷卻水LNG殘余氣天然氣1、2、3—丙烷、乙烯甲烷壓縮機(jī)；4、5、6—丙烷、乙烯、甲烷蒸發(fā)器；7、8、9—丙烷、乙烯、甲烷冷凝器第30頁/共49頁第三十頁，共50頁。31三.天然氣液化技術(shù)介紹2）混合冷劑制冷工藝混合冷劑制冷循環(huán)（MRC）是美國空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司于20世紀(jì)60年代末開發(fā)的一項(xiàng)專利技術(shù)?；旌侠鋭┯傻⒓淄?、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷組成。利用混合物不同沸點(diǎn)，部分冷凝的特點(diǎn)，進(jìn)行逐級(jí)的冷凝，蒸發(fā)，節(jié)流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以達(dá)到逐級(jí)冷卻天然氣的目的。主要由兩部分構(gòu)成：密閉的制冷系統(tǒng)和主冷箱。優(yōu)點(diǎn):1）機(jī)組設(shè)備少，流程簡單，投資省，投資費(fèi)用比經(jīng)典階式（CASCADE）液化流程約低15%~20%；2）管理方便；3）混合制冷劑可以部分或全部從天然氣本身提取與補(bǔ)充。缺點(diǎn):1）混合冷劑的合理配備困難；2）流程計(jì)算必須提供各組分可靠的平衡數(shù)據(jù)與物性參數(shù)，計(jì)算困難。

第31頁/共49頁第三十一頁，共50頁。32三.天然氣液化技術(shù)介紹圖3-2混合冷劑制冷液化流程1-冷劑壓縮機(jī)；2-冷卻器或冷凝器；3-分離器；4-冷劑泵；5-冷箱；6-J-T閥；7-閃蒸分離器；8-LNG泵第32頁/共49頁第三十二頁，共50頁。33三.天然氣液化技術(shù)介紹3）膨脹機(jī)液化工藝?yán)酶邏褐评鋭┩ㄟ^透平膨脹機(jī)絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷。能耗高，液化率低。

1-脫水器；

2-脫CO2塔；

3-水冷卻器；

4-返回器壓縮機(jī)；

5、6、7-換熱器；

8-過冷器；

9-儲(chǔ)槽；

10-膨脹機(jī)；

11-壓縮機(jī)圖3-3天然氣膨脹液化流程圖第33頁/共49頁第三十三頁，共50頁。34三.天然氣液化技術(shù)介紹三大主流液化工藝流程階式制冷循環(huán)膨脹機(jī)制冷循環(huán)混合冷劑制冷循環(huán)單一混合冷劑丙烷預(yù)冷混合冷劑雙混合冷劑混合流逐級(jí)制冷流程復(fù)雜、設(shè)備多、能耗低、不再單獨(dú)采用液化率低、能耗高、適用中小型LNG裝置系統(tǒng)簡單、投資低、適用大型LNG裝置在200萬噸/年以上的液化規(guī)模中，C3/MRC工藝占據(jù)主要地位，主要由APCI開發(fā)目前應(yīng)用在卡塔爾的4個(gè)項(xiàng)目中的由APCI開發(fā)的AP-X工藝，每條線可年產(chǎn)780萬噸，能擴(kuò)充至1000萬噸/年。第34頁/共49頁第三十四頁，共50頁。35三.天然氣液化技術(shù)介紹5.天然氣的液化裝置天然氣液化裝置可以分為基本負(fù)荷型和調(diào)峰型兩種，隨著海上油氣田的開發(fā)，近年又出現(xiàn)了浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置。天然氣液化裝置一般由預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、控制及消防等系統(tǒng)組成。

1)基本負(fù)荷型天然氣液化裝置基本負(fù)荷型天然氣液化裝置主要用于天然氣生產(chǎn)地液化后遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，進(jìn)行國際間的LNG貿(mào)易。其液化和儲(chǔ)存連續(xù)運(yùn)行，裝置的能力一般在106m3/d以上。全部設(shè)施由天然氣預(yù)處理流程、液化流程、儲(chǔ)存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、裝卸系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等組成，是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程。第35頁/共49頁第三十五頁，共50頁。36三.天然氣液化技術(shù)介紹階式制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置優(yōu)點(diǎn)是能耗低，各制冷循環(huán)及天然氣液化系統(tǒng)獨(dú)立分開，相互牽制少，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，機(jī)組多，要有生產(chǎn)和儲(chǔ)存各種制冷劑的設(shè)備，維修不方便。

混合冷劑制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置與級(jí)聯(lián)式液化流程相比，該流程具有機(jī)組設(shè)備少，流程簡單，投資少，操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是混合冷劑各組分配比要求嚴(yán)格，流程計(jì)算困難。丙烷預(yù)冷混合冷劑制冷的基本負(fù)荷天然氣液化裝置丙烷預(yù)冷混合制冷液化流程（C3/MRC）,結(jié)合了階式液化流程和混合制冷液化流程的優(yōu)點(diǎn)，流程高效簡單。自20世紀(jì)70年代來，這類流程在基本負(fù)荷型天然氣液化裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。目前世紀(jì)上80%以上的基本負(fù)荷型天然氣液化裝置采用了丙烷預(yù)冷混合制冷液化流程。第36頁/共49頁第三十六頁，共50頁。37三.天然氣液化技術(shù)介紹液化流程主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較（僅供參考）比較項(xiàng)目階式液化流程閉式混合冷劑制冷液化流程丙烷預(yù)冷混合冷劑制冷液化流程處理氣量/104m3燃料氣量/104m3進(jìn)廠總氣量/104m3制冷壓縮機(jī)功率/KW丙烷壓縮機(jī)乙烯壓縮機(jī)甲烷壓縮機(jī)混合制冷壓縮機(jī)總功率換熱器總面積/m2翅片式換熱器繞管式換熱器鋼材及合金量/t總投資/104美元1087168125558971726074281017528817506364141150229980108719112872003422003423023323234014502100701087176126345921149886195870144257521531485610050第37頁/共49頁第三十七頁，共50頁。38三.天然氣液化技術(shù)介紹項(xiàng)目名稱投產(chǎn)時(shí)間/年液化流程產(chǎn)量104t/a壓縮機(jī)功率/KW阿爾及利亞Arzew,CAMEL阿拉斯加Kenai利比亞MarsaelBrega文萊LNG阿爾及利亞Skikda1,2,3卡塔爾Gas馬來西亞MLNGDua馬來西亞MLNGTiga19631969197019731974199619952002階式階式MRCC3/MRCMRCC3/MRCC3/MRCC3/MRC36115691081032302503752280063100453006150078300107500102500140000基本負(fù)荷型液化裝置性能指標(biāo)第38頁/共49頁第三十八頁，共50頁。39三.天然氣液化技術(shù)介紹2）調(diào)峰型天然氣液化裝置調(diào)峰型天然氣液化裝置中主要采用以下三種類型的液化流程：1）階式液化流程；2）混合制冷劑液化流程；3）膨脹機(jī)液化流程6.天然氣的液化設(shè)備壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)：處理量比較?。?00m3/min以下）軸流式壓縮機(jī)：主要用于混合冷劑制冷循環(huán)離心式壓縮機(jī)：大型液化裝置換熱器:繞管式換熱器、板翅式換熱器LNG泵儲(chǔ)罐地下儲(chǔ)罐地上儲(chǔ)罐：單容罐，雙容罐，全容罐第39頁/共49頁第三十九頁，共50頁。40四.北帕斯天然氣液化工藝簡介1.概述中海石油北帕斯天然氣液化項(xiàng)目是由中海油氣電集團(tuán)投資的大型LNG液化項(xiàng)目，項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)能為2000萬噸/年，分I/II/III/IV四期建設(shè)，每期產(chǎn)能500萬噸/年，并預(yù)留1000萬噸/年的產(chǎn)能擴(kuò)充建設(shè)用地。工期：I期計(jì)劃2014年投產(chǎn)，II/III/IV期依次延后6個(gè)月投產(chǎn)；建設(shè)地點(diǎn)：伊朗布什爾?。徽麄€(gè)項(xiàng)目由四部分組成：液化廠工程、電廠工程、港口及碼頭工程、生活基地工程。第40頁/共49頁第四十頁，共50頁。41四.北帕斯天然氣液化工藝簡介液化廠工程預(yù)處理單元：原料氣計(jì)量裝置、脫酸性氣體裝置、脫水及脫硫醇裝置、脫汞裝置、硫回收裝置；液化單元：液化裝置、制冷裝置、分餾裝置、脫氮裝置、制冷劑儲(chǔ)藏；公用工程單元：蒸汽及凝液系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、海水系統(tǒng)、液化天然氣儲(chǔ)罐和裝載裝置、火炬系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、其它副產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)和裝載裝置、污水處理系統(tǒng)、廠區(qū)內(nèi)外道路、防洪堤、圍墻等。電廠工程：包括燃料供應(yīng)系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、汽輪機(jī)系統(tǒng)、化學(xué)處理系統(tǒng)、熱工自動(dòng)化系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、水工設(shè)施、輔助及附屬設(shè)施等。第41頁/共49頁第四十一頁，共50頁。42四.北帕斯天然氣液化工藝簡介港口及碼頭工程：包括水工工程（2個(gè)27萬m3LNG船泊位，預(yù)留一個(gè)泊位、1個(gè)3萬噸施工工作船及重件接卸泊位、拖船泊位、防波堤、護(hù)岸和引橋），疏浚工程，裝卸工藝設(shè)備及管道，其他附屬設(shè)施。生活基地工程滿足1,500人長期生活的基地，包括居住區(qū)、文教區(qū)、醫(yī)療區(qū)和商業(yè)區(qū)；對外交通、內(nèi)部交通；供電、通信、供水、排水、防洪、燃?xì)狻⒐帷⑾篮铜h(huán)境衛(wèi)生等系統(tǒng)；抗震、防洪以及人防工程等。施工期間約10,000人臨時(shí)生活設(shè)施。

第42頁/共49頁第四十二頁，共50頁。43四.北帕斯天然氣液化工藝簡介過濾計(jì)量LNG罐脫碳/硫脫水/脫汞制冷液化2.LNG液化廠主工藝介紹上游終端經(jīng)過預(yù)處理的天然氣進(jìn)入液化廠，經(jīng)過計(jì)量、脫硫脫酸性氣體、脫水、脫汞、制冷液化、分餾脫N2一系列工藝單元，生產(chǎn)出合格LNG產(chǎn)品送至LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，LNG經(jīng)罐內(nèi)泵送到LNG碼頭經(jīng)裝載臂裝船外運(yùn)。脫硫單元脫出的H2S、SO2經(jīng)硫磺回收裝置生產(chǎn)出硫磺產(chǎn)品，裝車或裝船外運(yùn)。制冷液化過程中分出的凝析油進(jìn)入凝析油儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，通過凝析油專用碼頭裝船外運(yùn)。

第43頁/共49頁第四十三頁，共50頁。44四.北帕斯天然氣液化工藝簡介1）天然氣計(jì)量為避免高壓天然氣調(diào)壓后產(chǎn)生天然氣水化物，若需要調(diào)壓，在調(diào)壓前，天然