
液化天然氣行業(yè)是 一個需要與上下游產(chǎn)業(yè)進行緊密配套的行業(yè),,有著十分長的產(chǎn)業(yè)鏈。包括天然氣開采,、天然氣液化,、運輸、接收與氣化,、天然氣外輸管線,、天然氣最終用戶等各個部分。其中,天然氣的液化工藝又包括天然氣的預(yù)處理,、天然氣的液化及貯存,、液化天然氣的氣化及其冷量的回收以及安全技術(shù)等內(nèi)容。由于液化天然氣具有體積小,、便于運輸?shù)奶攸c,,往往采用液化天然氣船來進行長距離的運輸,極大的降低了運輸?shù)某杀疽约斑\輸過程中的風險,。液化天然氣船適合運輸距離超過3500公里的液化天然氣,而對于3000公里左右的,,使用長管道運輸最為經(jīng)濟,。
液化天然氣對于整個世界的天然氣資源的優(yōu)化配置起了十分重要的作用。為天然氣資源在世界范圍內(nèi)的自由流通提供了可靠的保障,??梢允箾]有天然氣或者天然氣產(chǎn)量很少的國家能夠獲得天然氣,而對于有充足天然氣源的國家則可以獲得豐厚的收入,。
液化天然氣與傳統(tǒng)的地下儲氣庫相比,,在城市燃氣調(diào)峰中更加具有優(yōu)越。例如,,液化天然氣站的建設(shè)受地質(zhì)條件影響很小,,占地面積小。而地下儲氣庫在地質(zhì)條件復(fù)雜以及沒有氣田的城市難以建立,。國外的調(diào)峰技術(shù)已經(jīng)非 常成熟,,國內(nèi)近幾年也在積極引進這項技術(shù)。
液化天然氣由于特殊的液化條件,,使其自身蘊含著豐富的低溫能量,。在一個標準大氣壓下,液化天然氣氣化都可以放出大量能量,,這種能量可用于制造干冰,、速凍食品等。
液化天然氣在液化之前就去除了所含的雜質(zhì),,因此燃燒過程中產(chǎn)生的煙塵很低,,二氧 化硫以及氮氧 化物的排量比較低。因此被稱為清潔能源,,被廣泛用于發(fā)電,、城市民用燃氣及工業(yè)燃氣,減少了大氣污染,,有利于經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,。
二、液化天然氣生產(chǎn)工藝
天然氣液化系統(tǒng)主要包括天然氣的預(yù)處理、液化,、儲存,、運輸、利用這5個子系統(tǒng),。一般生產(chǎn)工藝過程是 ,,將含甲烷90%以上的天然氣,經(jīng)過脫水,、脫烴,、脫酸性氣體凈化處理后,采取先進的膨脹制冷工藝或外部冷源,,使甲烷變?yōu)?162℃的低溫液體,。目前天然氣液化裝置工藝路線主要有3種類型:階式制冷工藝、混合制冷工藝和膨脹制冷工藝,。
1,、階式制冷循環(huán)
階式制冷工藝是 一種常規(guī)制冷工藝。階式制冷循環(huán)1939年首先應(yīng)用于液化天然氣產(chǎn)品,,裝于美國的Cleveland,,采用NH3、C2H4為第 一,、第二級制冷劑,,凈化后的原料天然氣在3個制冷循環(huán)的冷卻器中逐級冷卻、冷凝,、液化并過冷,,經(jīng)節(jié)流降壓后獲得低溫常壓液態(tài)天然氣產(chǎn)品,送至液化天然氣儲罐儲存,。經(jīng)典階式制冷循環(huán)由三個單獨的制冷系統(tǒng)組成,。從發(fā)展來看,最初興建LNG裝置時就用階式制冷循環(huán)的著眼點是 :能耗較低,,技術(shù)成熟,,無需改變即可移植于LNG生產(chǎn)。但是 隨著生產(chǎn)需要和技術(shù)的改進,,階式制冷工藝由于制冷機組多,,流程長,對制冷劑純度要求嚴格,,且不適用于含氮量較多的天然氣,。因此這種液化工藝在天然氣液化裝置上已較少應(yīng)用。
2,、混合制冷工藝
有鑒于階式制冷循環(huán)裝置復(fù)雜,、投資高,,為此開發(fā)了混合制冷循環(huán)(MixedRefrigerantCycle,MRC),?;旌现评涔に囀?六十年代末期由階式制冷工藝演變而來的,多采用烴類混合物(N2,、C1,、C2、C3,、C4,、C5)作為制冷劑,其Q-T曲線與原料天然氣接近一致,。據(jù)混合制冷劑是 否與原料天然氣相混合,,分為閉式和開式兩種混合制冷工藝。
與階式制冷工藝相比,,混合制冷工藝具有流程短、機組少,、投資低等優(yōu)點,;流程是 簡單了,但它的效率要比經(jīng)典階式制冷循環(huán)低,,設(shè)計計算較困難,。
3、膨脹制冷工藝
膨脹機制冷循環(huán)是 指利用高壓制冷劑,,通過透平膨脹機絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷來實現(xiàn)天然氣的液化,。其工藝特點是 利用原料天然氣的壓力能對外做功以提供天然氣液化所需的冷量。氣體在膨脹機中膨脹降溫的同時,,能輸出功,,可用于驅(qū)動流程中的壓縮機。優(yōu)點是 能耗低,、流程短,、投資省、操作靈活,;缺點是 液化率低,。根據(jù)制冷劑的不同,膨脹機制冷循環(huán)可分為:氮膨脹機制冷循環(huán),、氮-甲烷膨脹機制冷循環(huán),、天然氣膨脹制冷循環(huán)。
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