lng的液化知識(shí)

1、LNG基本知識(shí)及液化技術(shù)介紹,北帕斯天然氣液化項(xiàng)目組設(shè)計(jì)管理部,2,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(jiǎn)介,3,一. 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(guò)加壓將其液化，而是經(jīng)過(guò)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：,表1-1,4,一. LNG

2、的基本性質(zhì),2. 典型的LNG組成,表1-2,5,一. LNG的基本性質(zhì),3. LNG的性質(zhì)特點(diǎn)溫度低 在大氣壓力下，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。 可燃性 一般環(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%。,6,一

3、. 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(méi)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

4、速度。天然氣的燃燒速度較低，其最高燃燒速度只有0.3m/s。,7,一. 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(wú)氣味，不易霉?fàn)€，對(duì)人體無(wú)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

5、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(wèn)題。,8,一. 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(duì)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

6、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。,9,一. 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

7、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(guò)自發(fā)成核溫度（當(dāng)液體中出現(xiàn)氣泡），此過(guò)程冷液體能在極短時(shí)間內(nèi)通過(guò)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。,10,一. LNG的基本性質(zhì),3）生理影響LNG蒸氣是無(wú)毒的

8、，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(méi)有什么不良反應(yīng)，如果吸入過(guò)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(duì)人體產(chǎn)生永久性傷害。,11,二. 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(guò)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(guò)預(yù)處理后進(jìn)行液化，生產(chǎn)的LNG按照貿(mào)易合同，通過(guò)船運(yùn)到LNG接收站儲(chǔ)存，再氣化，經(jīng)由管網(wǎng)送到

9、用戶。 圖2-1是LNG產(chǎn)業(yè)鏈的示意圖。,12,二. LNG產(chǎn)業(yè)鏈,13,二. 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,14,二. 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(duì)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

10、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L(zhǎng)NG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(méi)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。,15,二. 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)

11、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(guò)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(guò)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,16,17,三. 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

12、然氣液化兩個(gè)過(guò)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(guò)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。,18,三. 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(lái)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

13、在液化過(guò)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。,表3-1,19,1）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(duì)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(duì)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(wú)熱值，若參與氣體處理和運(yùn)

14、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,20,三. 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。化學(xué)吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇

15、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(duì)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,2

16、1,三. 天然氣液化技術(shù)介紹,醇胺的腐蝕性較高，對(duì)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(chǎng)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(wú)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(duì)較低，但DEA對(duì)H2S也沒(méi)有選擇性。MDEA是叔醇胺，再生能耗低，

17、腐蝕性小，可選擇性吸收H2S。 活性熱鉀法無(wú)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(chǎng)合,22,三. 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

18、。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。,23,三. 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(duì)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(duì)中高酸性氣體分壓的天然氣有廣泛的應(yīng)用

19、，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。,24,三. 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(guò)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

20、-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(lái)說(shuō)，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(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣脫水。,25,三. 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

21、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(chǎng)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。,26,三. 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

22、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(chǎng)合，可以使氣體中的體積分?jǐn)?shù)降低到1x10-6以下。該法對(duì)溫度流速壓力等變化不敏感，腐蝕起泡問(wèn)題不存在，對(duì)于處理量小，脫水深

23、度大的裝置特別適合。實(shí)際使用中，對(duì)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)。,27,三. 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

24、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(guò)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，

25、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。,28,三. 天然氣液化技術(shù)介紹,圖3-1 階式制冷原理圖,,,,,,,1,2,3,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,9,8,7,6,5,4,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

26、冷凝器,29,三. 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(guó)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?、甲烷、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(jiǎn)單，投資省，投資費(fèi)用比經(jīng)典階式（CASCA

27、DE）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。,30,三. 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,31,三. 天然氣液化技術(shù)介紹,3）膨脹機(jī)液化工藝?yán)酶邏褐?/p>

28、冷劑通過(guò)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(guò)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,32,三. 天然氣液化技術(shù)介紹,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、

29、能耗高、適用中小型LNG裝置,系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資低、適用大型LNG裝置,,,,,,在200萬(wàn)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(wàn)噸，能擴(kuò)充至1000萬(wàn)噸/年。,33,三. 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

30、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(guó)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。,34,三. 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

31、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(jiǎn)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(jiǎn)單。自20

32、世紀(jì)70年代來(lái)，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。,35,三. 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）,36,三. 天然氣液化技術(shù)介紹,基本負(fù)荷型液化裝置性能指標(biāo),37,三. 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

33、）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：?jiǎn)稳莨?，雙容罐，全容罐,38,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)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(wàn)噸/年，分I/II/II

34、I/IV四期建設(shè)，每期產(chǎn)能500萬(wàn)噸/年，并預(yù)留1000萬(wàn)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??；整個(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。,39,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)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

35、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。,40,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)介,港口及碼頭工程：包括水工工程（2

36、個(gè)27萬(wàn)m3 LNG船泊位，預(yù)留一個(gè)泊位、1個(gè)3萬(wàn)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(zhǎng)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(duì)外交通、內(nèi)部交通；供電、通信、供水、排水、防洪、燃?xì)?、供熱、消防和環(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。,41,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)介,,,,,,,

37、,,,過(guò)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(guò)預(yù)處理的天然氣進(jìn)入液化廠，經(jīng)過(guò)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(guò)程中分出的凝析油進(jìn)入凝析油儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，通過(guò)凝析油專用碼頭裝船外

38、運(yùn)。,42,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)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，天然氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的天然氣經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥調(diào)壓。調(diào)壓后的天然氣進(jìn)入分液罐，分離出可能帶來(lái)的凝析油。分液后的天然氣進(jìn)入計(jì)量橇進(jìn)行貿(mào)易計(jì)量。 2）脫硫脫酸計(jì)量單元來(lái)的天然氣，進(jìn)入脫硫脫酸裝置，脫除硫化氫、二氧化碳，經(jīng)過(guò)處理后的天然氣硫化氫含量降至3PPm,二氧化碳含量降至50PPm以下。,43,四. 北帕斯天然氣液化

39、工藝簡(jiǎn)介,3）脫水和脫汞從脫硫脫酸單元來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)預(yù)冷、凝液分離器分離凝液后進(jìn)入分子篩干燥塔脫除水蒸氣，然后進(jìn)入汞脫除罐。分子篩干燥塔的吸收和再生交替進(jìn)行，當(dāng)幾個(gè)干燥塔進(jìn)行吸收操作時(shí)，另外幾個(gè)干燥塔進(jìn)行再生操作，分子篩再生采用液化廠本身的干燥天然氣。每個(gè)分子篩干燥塔的操作都經(jīng)過(guò)吸附、降壓、加熱、冷卻、升壓幾個(gè)操作過(guò)程。 4）制冷液化凈化后的天然氣經(jīng)過(guò)預(yù)冷，進(jìn)入天然氣液化器冷卻液化，經(jīng)過(guò)天然氣液化器的LNG進(jìn)入LNG過(guò)冷器過(guò)冷，

40、過(guò)冷后進(jìn)入脫氮單元分餾塔脫氮凈化。,44,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)介,5）LNG脫氮脫氮單元的目的是去除LNG中超過(guò)質(zhì)量指標(biāo)的氮組分，生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的LNG。過(guò)冷的LNG減壓到常壓后進(jìn)入氮?dú)饷摮逐s，塔底合格的LNG泵入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存,塔頂餾出的氮?dú)饧淄榛旌蠚怏w進(jìn)入氮?dú)鈨艋瘑卧湎洌诶湎鋬?nèi)經(jīng)過(guò)增壓、換熱、高壓塔、低壓塔分餾，分出的氮?dú)夥湃氪髿?，剩余的甲烷?jīng)壓縮機(jī)壓縮返回液化單元回收。,45,四. 北帕斯天然氣液化工藝簡(jiǎn)介,

41、6）LNG儲(chǔ)存和裝車LNG通過(guò)LNG匯管進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐擬采用混凝土全容罐，外罐為預(yù)應(yīng)力混凝土，外罐和內(nèi)罐之間為珍珠巖保冷層，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)日蒸發(fā)率不大于0.05%,設(shè)計(jì)壓力-10~290mbarg.儲(chǔ)罐的所有開口都設(shè)在罐頂。工程設(shè)兩個(gè)LNG裝船碼頭，可以同時(shí)?？?jī)蓷lLNG船，每個(gè)碼頭設(shè)4個(gè)裝載臂和一個(gè)氣相平衡臂，裝船過(guò)程中產(chǎn)生的蒸發(fā)氣和置換出來(lái)的天然氣通過(guò)氣相平衡臂、回氣總管返回儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐產(chǎn)生的蒸發(fā)氣由壓縮機(jī)增壓后作為燃料進(jìn)入燃