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天然氣液化裝置（LNG）

  • LNG即液化天然氣，是一種被冷卻到-260℉(-162℃)并轉(zhuǎn)換成液態(tài)的氣體。當(dāng)天然氣以液態(tài)形式存在時(shí)，它所占的空間約為氣態(tài)時(shí)的1/600，這使得運(yùn)輸更加高效和經(jīng)濟(jì)。


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LNG即液化天然氣，是一種被冷卻到-260℉(-162℃)并轉(zhuǎn)換成液態(tài)的氣體。當(dāng)天然氣以液態(tài)形式存在時(shí)，它所占的空間約為氣態(tài)時(shí)的1/600，這使得運(yùn)輸更加高效和經(jīng)濟(jì)。



天然氣是如何液化的?

天然氣在液化工廠或“站點(diǎn)”中轉(zhuǎn)化為液體。LNG站點(diǎn)主要執(zhí)行三個(gè)工藝過程:


1. 預(yù)處理

灰塵和塞流(水和凝液)和汞(Hg)一起被除去。這些污染物會(huì)引起腐蝕和凍結(jié)問題，特別是在鋁制熱交換器中。

 

2. 酸性氣體的脫除和脫水

二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)被胺吸收器(酸性氣體去除簡(jiǎn)稱為AGR)從天然氣中吸收和去除，而吸附劑被用來去除水。這些不純物質(zhì)被去除，因此在隨后的液化過程中不會(huì)形成冰。

 

3. 重?zé)N分離與液化

在液化前通過分餾去除重?zé)N(C5+)。如液化過程示意圖所示，天然氣用丙烷預(yù)冷至約- 31℉(-35℃)。



在預(yù)冷之后，天然氣通過主低溫?zé)峤粨Q器(MCHE)的管道回路，在這里通過混合制冷劑(MR)將天然氣液化并過冷至-238℉(-150℃)至-260℉(-162℃)之間。MR也要預(yù)冷，然后在高壓分離器中分離。在MCHE中，蒸汽和液體流通過不同的管狀回路，在那里它們被進(jìn)一步冷卻、液化和過冷。

 

這兩股過冷氣流的壓力降低，并進(jìn)一步降低它們的溫度。當(dāng)混合制冷劑在MCHE的殼側(cè)汽化并向下流動(dòng)時(shí)，它為天然氣的液化和過冷提供制冷。在MCHE出口和接收LNG的儲(chǔ)罐內(nèi)發(fā)生LNG末端閃蒸，產(chǎn)生閃蒸氣和蒸發(fā)氣，以補(bǔ)充主要由丙烷和MR燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮循環(huán)所需要的燃料氣。


天然氣液化工廠的工藝過程基本包括預(yù)處理（凈化）、液化、儲(chǔ)存、裝車及輔助系統(tǒng)等，主要工藝流程包括天然氣凈化和液化工藝。一般液化工廠的工藝與控制構(gòu)成如下：


- 原料氣過濾

- 原料氣酸氣脫除；

- 原料氣干燥、脫汞；

- 液化、脫重?zé)N；

- 制冷；

- 冷劑補(bǔ)充；

- LNG 貯存和裝車；

- BOG 氣體；

- 重?zé)N貯存與燃料氣；

- 公用工程及輔助設(shè)施。

- 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)；

- 安全儀表系統(tǒng)(SIS)；

- 電氣系統(tǒng)；

- 制氮系統(tǒng)（PSA 制氮）；

- 供熱系統(tǒng)；

- 儀表風(fēng)系統(tǒng)；

- 供水系統(tǒng)（循環(huán)冷卻水單元、脫鹽水單元）；

- 消防水系統(tǒng)；

- 火氣系統(tǒng)（FGS）；

- 視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）；

- 火炬系統(tǒng)。



天然氣液化工廠的適用工況及應(yīng)用領(lǐng)域

1. 適用工況：

- 適用氣量：1×104 Nm3/d → 500×104 Nm3/d

- 液化天然氣溫度可低至-162 ℃

- 適用氣源壓力：常壓→10 MPa


2. 應(yīng)用領(lǐng)域：

- 油氣田伴生氣液化

- 頁巖氣液化

- 煤層氣液化

- 煤制天然氣液化

- 管輸天然氣液化

- 焦?fàn)t煤氣液化




如何儲(chǔ)存液化天然氣?

 

- 液化天然氣儲(chǔ)存在全密封罐中，通常容量為16萬立方米。液化天然氣罐的壓力保持在略高于一個(gè)大氣壓以上。

- 全密封系統(tǒng)有兩個(gè)殼體，一個(gè)內(nèi)殼用于儲(chǔ)存產(chǎn)品，一個(gè)外殼用于防止泄漏。

- 內(nèi)殼由一種特殊的鎳合金制成，可以抵抗低溫，外殼是帶有鋼筋板和頂?shù)念A(yù)應(yīng)力混凝土。

- 每個(gè)殼體都是隔熱的，以使液化天然氣保持在-256℉(-162℃)左右，并具有復(fù)雜的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐的液位、壓力、溫度和任何潛在的泄漏。


液化天然氣如何運(yùn)輸?

 

液化天然氣用特殊的雙殼船運(yùn)輸。最常用的貨艙類型是由船體支撐的膜式貨艙和自支撐的B型球形(Moss)貨艙。每一種類型的貨艙都使用低溫材料進(jìn)行密封，這種材料是隔熱的，可以將貨物每天的汽化率降低到0.15%以下。液化天然氣從碼頭卸載到終端儲(chǔ)罐，大約需要14-16小時(shí)。在整個(gè)過程中，液化天然氣的溫度保持在-160°C。自1964年以來，液化天然氣一直通過船舶進(jìn)行商業(yè)運(yùn)輸，截至2016年底，沒有出現(xiàn)液化天然氣損失的記錄已達(dá)到8.8萬艘貨物或17.6萬次航次。








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