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1、LNG技術(shù)發(fā)展與中國機會,林文勝 2008-10-22,制冷空調(diào)學科前沿-14,目錄,1 Why LNG？ 2 LNG技術(shù) 3 非常規(guī)天然氣液化舉例:LNG-FPSO 4 LNG在中國,1 Why LNG?,液化天然氣(Liquefied Natural Gas)：氣田開采出來的天然氣，經(jīng)過脫水、脫酸性氣體和重烴類，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。 基本特點：當LNG在大氣壓下，液化溫度為 -162(111K)；LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性；其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600；LNG的重量僅為同體積水的45%左右；熱值為52MMBtu/t (1MMBtu=2.52108cal)。

2、,LNG優(yōu)點,LNG有特有的運輸方式。對于遠洋運輸,LNG是唯一的運輸方式。 利用LNG方式是解決遠海,荒漠地區(qū)氣田開發(fā),回收邊遠氣田天然氣的有效辦法。 LNG作為用氣負荷調(diào)峰安全可靠。 LNG用途廣泛：LNG不僅自身可以作為能源利用，低溫冷量可回收。 LNG與氦聯(lián)產(chǎn),可得到LNG和氦兩種產(chǎn)品。 低的儲存成本。 LNG比管輸天然氣更潔凈。,加快天然氣應用是全球性趨勢,天然氣資源的潛力較大 2006年世界石油剩余探明儲量為1645億噸，儲采比40.5 2006年世界天然氣剩余探明儲量181.46萬億立方米，相當于1638億噸油當量，儲采比63.3 預計2015年天然氣產(chǎn)量將超過原油，成為世界第一

3、大能源 天然氣應用有利于環(huán)境保護 天然氣燃燒遠較煤、油等燃燒清潔,世界和中國的天然氣產(chǎn)量,2006年世界天然氣產(chǎn)量28653億立方米，中國天然氣產(chǎn)量586億立方米（占世界總量2.0%）,LNG貿(mào)易增長迅速,2006年世界LNG貿(mào)易量已占世界天然氣總貿(mào)易量28.2（在70年代只占5）。1996年世界LNG貿(mào)易量92109m3，2006年達211.08109m3 ，近10年平均年增長率12.9%。,2006年LNG國別貿(mào)易量,,2 LNG技術(shù),2.1 LNG生產(chǎn) 2.2 LNG儲運 2.3 LNG氣化與冷能利用,液化天然氣工業(yè)鏈,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.1 LNG生產(chǎn)2.1.1

4、 天然氣凈化,LNG工廠原料氣預處理標準和雜質(zhì)的最大允許含量,脫水,為了避免天然氣中由于水的存在造成堵塞現(xiàn)象，通常須在高于水合物形成溫度時就將原料氣中的游離水脫除，使其露點達到100以下。 目前，常用的天然氣脫水方法有冷凝法、吸收法、吸附法和化學反應法等。 吸收脫水是用吸濕性液體（或活性固體）吸收脫除氣流中的水蒸氣。實踐證明采用二甘醇及其相鄰的同系物三甘醇(TEG)是特別有效的。 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。優(yōu)點：一次投資較低，壓降少，可節(jié)省動力；可連續(xù)運行，容易擴建；塔易重新裝配；可方便地應用于在某些固體吸附劑易受污染的場合。,常壓甘醇脫水裝置流程圖,吸附脫水

5、,能夠提供非常低的露點，可使水的體積分數(shù)降至110-6ppm以下； 吸附法對氣溫、流速、壓力等變化不敏感； 沒有腐蝕、形成泡沫等問題； 主要缺陷是基本建設(shè)投資大；一般情況下壓力降較高；吸附劑易于中毒或碎裂；再生時需要的熱量較多。 吸附法脫水一般適用于小流量氣體的脫水。,脫酸性氣體,天然氣最常見的酸性氣體是H2S、CO2和COS。 H2S具有致命的劇毒，對金屬具有腐蝕性。在天然氣液化裝置中，CO2易成為固相析出，堵塞管道。 脫酸性氣體的方法一般可分為化學吸收法、物理吸收法、聯(lián)合吸收法、吸附法、直接轉(zhuǎn)化法、非再生性法、膜分離法、低溫分離法和固體床脫硫法等。 醇胺法是吸收法脫除天然氣中酸性組分的現(xiàn)有

6、方法中應用較普遍的一種。常用的醇胺類溶劑有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA),醇胺法脫酸性氣體流程,MEA常用于酸性組分分壓低的場合。 MEA既可脫除H2S，又可脫除CO2，一般無選擇性。 DEA酸性負荷較大，溶液循環(huán)量、投資及操作費用都較低。DEA也既可脫除H2S，又可脫除CO2。還可用于原料氣中含有COS的場合。 二異丙醇胺(DIPA)法脫硫情況與MEA法大致類似，可脫除部分有機硫化合物，在有CO2存在時對H2S吸收有一定選擇性。 甲基二乙醇胺(MDEA)雖然與H2S的反應能力不如MEA，但它對H2S有優(yōu)良的選擇脫除能力,砜胺法、Ben

7、field法和膜分離,砜胺( Sulfinol)法屬于聯(lián)合吸收法。其操作條件和脫硫效果大致與相應的醇胺法相當。與MDEA相比，此溶液更能適應CO2含量很高的原料氣的凈化。 砜胺溶液比醇胺溶液有較高的酸氣負荷 。 Benfield溶劑是碳酸與催化劑、防腐劑的多組分水成混合物。主要是化學吸收過程，在酸氣分壓較高時用此方法較為經(jīng)濟。 膜分離技術(shù)是利用特殊設(shè)計和裝備的高分子氣體分離膜對天然氣中酸性組分的優(yōu)先選擇滲透性，當原料氣流經(jīng)膜表面時，其水分和酸性組分(H2O、 CO2和少量H2S)優(yōu)先透過分離膜而被脫除掉。膜系統(tǒng)造價昂貴，以及在工業(yè)條件下，膜的性能不夠穩(wěn)定。,吸附分離,在工業(yè)上常用的是變壓吸附P

8、SA技術(shù)或變溫吸附TSA技術(shù) 主要特點是：循環(huán)時間短，常溫操作（能耗低）、易于自動控制、可獲得高純度產(chǎn)品。 由于新型高效吸附劑不斷產(chǎn)生，工藝逐漸得到改進，吸附分離技術(shù)的應用領(lǐng)域還在不斷拓展，處理規(guī)模也在日益擴大。在液化天然氣技術(shù)領(lǐng)域，吸附分離技術(shù)也正獲得越來越多的應用。,2.1.2 天然氣液化,天然氣液化流程分類 按照制冷方式 級聯(lián)式液化流程（Cascade） 混合制冷劑液化流程（MRC） 膨脹機液化流程 按照液化裝置的生產(chǎn)模式 基本負荷型（baseload） 調(diào)峰型（peak-shaving）,（1）級聯(lián)式液化流程,級聯(lián)式液化流程由三級獨立的蒸氣壓縮制冷組成，逐級提供冷量冷卻天然氣。各級所用

9、的制冷劑一般分別選擇為丙烷、乙烯（乙烷）、甲烷 特點：效率高；流程設(shè)備多。,,,級聯(lián)式液化流程最大能力可達3.3Mt/a,世界上第一座大型基本負荷型天然氣液化裝置(CAMEL),,,（2）混合制冷劑循環(huán)液化流程,混合制冷劑循環(huán)（MRC）是采用N2和C1-C5烴類混合物作為循環(huán)制冷劑的工藝。 特點：流程設(shè)備簡單，傳熱溫差較小；能耗較高，制冷劑配比較困難,制冷劑與液化過程中的天然氣的溫度變化曲線,利比亞伊索工廠天然氣液化裝置流程,,PRICO流程,除了上述APCI的MRC流程之外，由Black 內(nèi)罐材質(zhì)為0Cr18Ni9，外罐材質(zhì)為16MnR， 夾層充填珠光砂250mm厚，抽真空,山東淄博LNG

10、汽化站,姜堰LNG氣化站,建設(shè)時間：2002.2 投產(chǎn)時間：2002.7 設(shè)計規(guī)模：6900 Nm3/d 現(xiàn)期使用氣源：中原油田LNG,余姚LNG氣化站,建設(shè)時間：2002.4 投產(chǎn)時間：2002.10 設(shè)計規(guī)模：12600 Nm3/d 現(xiàn)期使用氣源：中原油田LNG,九江LNG氣化站,建設(shè)時間：2002.11 投產(chǎn)時間：2003.5 設(shè)計規(guī)模：11500 Nm3/d 現(xiàn)期使用氣源：中原油田LNG,沭陽LNG氣化站,建設(shè)時間：2003.2 投產(chǎn)時間：2003.7 設(shè)計規(guī)模：11465 Nm3/d 現(xiàn)期使用氣源：中原油田LNG,,（2）小型LNG儲運設(shè)備,,建于中原油田的LNG儲罐，620

11、m3,絕熱方式: 粉末（珠光砂）堆積絕熱。,中國27m3LNG槽車,,1-牽引車；2-外筒安全裝置；3-外筒；4-絕熱層真空纖維； 5-內(nèi)筒；6-操作箱；7-儀表、閥門及管路系統(tǒng)； 8-THT9360型分體式半掛車底架,,中國40m3LNG槽車,,由滬東中華造船公司承建 船艙容量14.72萬立方米,船長292米,寬43.35米，為GTT NO.96型 。 低溫內(nèi)壁直接由雙層外殼直撐，內(nèi)壁由兩層材料相同的膜和兩個獨立的絕熱層組成，之間有珍珠巖絕熱材料。內(nèi)壁材料為0.7 mm的不脹鋼（36%Ni合金鋼）。 兩艘LNG船造價達4億美元 ，第一艘船計劃2007年和2008年已分別交付船東。,（3）LN

12、G船,（4）LNG汽車技術(shù)（含加注站）,河南中原綠能高科技公司與北京市合作研制單一燃料LNG公交示范車。 在上海市科委的支持下，上海交通大學聯(lián)合上海申沃客車有限公司開發(fā)達到歐洲III號排放標準的液化天然氣城市公交汽車。,LNG車載瓶,LNG公交車 在沙長投入營運,偌大的LNG罐藏在車體右下部 ,LNG加注站,北京LNG科技示范站及LNG樣車,首座LNG汽車示范站工程已經(jīng) 于2002年12月在北京建成投產(chǎn)。,廣匯集團的LNG加注站,工作人員在為公交車加氣,謝謝！,關(guān)注LNG，關(guān)注方興未艾的能源產(chǎn)業(yè)！ Any comments and suggestions are highly appreciated,