燃气生产与供应教学课件作者赵磊燃气生产与供应-8课件.pptVIP

第8章  液化天然气供应 第8章 液化天然气供应 §8.1 天然气液化工艺 §8.2 液化天然气的运输和储存 §8.3 液化天然气终端接收 §8.4 液化天然气气化站 液化天然气是将气田开采出来的天然气，经过预处理，脱除其中的杂质后，采用制冷工艺，常压下深冷至-162℃变为液体。LNG是以甲烷为主要组分的烃类混合物，通常还包含少量的乙烷、丙烷、氮等其他组分。一般情况下，LNG中甲烷的含量高于75%，氮的含量低于15%。 天然气液化后，必须用特殊输送工具及设备送到接收站，再通过卸料装置送到低温储存设备，然后通过气化装置使其转变为常温气态天然气，最后用管道将其输送到用户。 LNG产业链示意图 第一节 天然气液化工艺 一、天然气的净化 1．脱除酸气 醇胺法 适用于酸性气体含量低、酸气分压小于350kPa的原料气，如MEA、DEA、MDEA法等。传统的醇胺法溶液易起泡、具有腐蚀性缺点。 砜胺法 适用于中、高酸性气体分压的天然气，而且有良好的脱除有机硫的能力。此法的缺点是对烃类有较高的溶解度，会造成有效组分的损失。 热钾碱法 可同时脱除H2S和CO2，该法的吸收温度较高、净化程度好，特别适合含有大量CO2的原料气的处理。 2．脱水 在液化前，必须将原料气中水分含量降低到小于0.1×10-6 m3/m3。水露点在-100℃以下。 可以采用分段脱水，先用甘醇法除去大部分水，再用分子筛法深度脱水至所要求的低露点。 3．脱烃 烃类物质的分子量由小到大变化时，其沸点也由低到高相应变化，在冷凝天然气的循环中，重烃先被冷凝出来。如果不脱除重烃，可能冻结堵塞设备。 在用分子筛等吸附脱水时，重烃可被部分脱除，余下的重烃在低温区中的一个或多个分离器中除去，即深冷分离。 二．天然气的液化 （一）级联式制冷循环 也被称为阶式（Cascade）制冷循环、复叠式制冷循环或串联蒸发冷凝 制冷循环，主要用于基本负荷型天然气液化装置。 该制冷循环一般由三级独立的制冷循环组成。 制冷剂分别为丙烷（也可用氨）、乙烯（也可用乙烷）和甲烷。 阶式循环制冷的特点 级联式制冷循环能耗最小，在目前天然气制冷循环中效率最 高，相对于混合制冷循环所需换热面积小，且制冷循环与天然 气液化系统各自独立，相互影响少、操作稳定、适应性强、技 术成熟。其缺点是流程复杂、机组多，至少要有3台压缩机， 要有生产和储存各种制冷剂的设备，各制冷循环系统不许相互 渗漏，管线及控制系统复杂，管理维修不便，对制冷剂的纯度 要求严格。目前阶式循环已较少采用。 （二）混合式制冷 混合制冷剂:目前，世界上80％以上的天然气液化装置采用混合制冷剂 液化循环，该循环以C1～C5的碳氢化合物及氮气等组成的多组分混合制 剂为工质，进行逐级冷凝、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。 混合制冷剂制冷循环的特点 MRC是目前最具活力和生命力的制冷工艺，其最大特点是混 合工质在换热器内的热交换过程是一个变温过程，能与同样 是混合组分的天然气相匹配，因此可使冷热流体间的换热温 差保持较低的水平，这实质上等价于级联式液化流程在无穷 级数时的极限，而且又避免了级联式系统复杂的缺点。 混合制冷剂液化流程具有设备少、流程简单等优点。但能耗 比级联式高，对混合制冷剂各组分的配比要求严格，流程计 算困难。 （三）膨胀法制冷 充分利用长输干管与用户之间较大的压力梯度作为液化 的能源，通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷，实现 天然气液化。 特点：膨胀制冷的优点是能充分利用天然气的压力差，几乎 不耗电；流程简单、设备少、操作及维修方便。但膨胀制冷 的液化率比其他方法低，液化率一般在7%～15%。 三、天然气液化设备 1．压缩机 压缩机在天然气液化装置中主要用于增压。对于逐级式液化装置，在不同温区设置有制冷压缩机，它们是天然气制冷循环中的关键设备之一。常用压缩机有：往复式、离心式和轴流式。 用于天然气液化装置的压缩机，应充分考虑到所压缩的气体是易燃、易爆的危险介质。要求压缩机的轴密封具有良好的气密性，电气设施和驱动电动机具有防爆装置。 对于深冷的制冷压缩机，还应充分考虑低温对压缩机构件材料的影响，因为很多材料在低温下将失去韧性，发生冷脆破坏。 如果压缩机进气温度很低，润滑油将发生冻结而无法正常工作，此时应选择无油润滑的压缩机。 2．换热器 换热器是直接进行天然气液化的设备。原料气经预处理后，便进人换热器被冷却，从而实现液化。在LNG生产中常用的换热器主要包括绕管式、板翅式和管壳式。它们的主要功能是对原料气进行预冷和液化。 绕管式换热器体积小、