LNG产业链基础知识培训

1、LNG产业链基础知识培训一. LNG 的基本性质1. LNG 的物理性质主要成分：甲烷 在常温下，不能经过加压将其液化，而是经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后，深冷到-162OC ，实现液化。2.典范的LNG组成常压泡点下的性质组成 1组成 2组成 3组成（摩尔分数）/% N20.51.790.36CH497.593.987.20C2H61.83.268.61C3H80.20.692.74I-C4H100.120.42N-C4H100.150.65C5H120.090.02摩尔质量/（kg/mol）16.4117.0718.52泡点温度/oC-162.6-165.3-161.3

2、密度/（kg/m3）431.6448.8468.73. LNG 的性质特点温度低在大气压力下沸点都 左右液态与气态密度比大1体积液化天然气的密度大约是1体积气态天然气的600倍，即1体积LNG大致转化为600 体积的气体。可燃性5%15% （体积）以引起着火，其最低可燃下限）4%4. LNG 的安全特性1）燃烧特性燃烧范围：5%15% ，即体积分数低于 5% 和高于 15% 都不会燃烧；650C的自燃温度随着组份的变化而变化。燃烧速度：是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度。天然气的燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有 0.3m/s 2）低温特性隔热保冷系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，

3、吸湿率和吸水率小，抗冻性强，并且在低温下不开裂，耐火性好，无气味，不易霉烂，关于人体无害， 机械强度高，经久耐用，价格低廉，方便施工等。蒸发特性作为沸腾液体储存在绝热储罐中，外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成气体，这就是蒸发气 。标准状况下蒸发气密度是空气60% 当LNG压力降到沸点压力以下时将有一定量的液体蒸发成为气体同时液体温度 也随之降低到其在该压力下的沸点，这就是 LNG闪蒸。由于压温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。泄露特性泄漏到地面，起初迅速蒸发，当热量平衡后便降到某一固定的蒸发LNGLNGLNG储存特性：分层是多组分混合物，因温度

4、和组分的变化引起密度变化，液体密度的差使储罐内的LNG发生分层。翻滚若LNG已经分层上层液体吸收的热量一部分消耗于液体表面蒸发所需的潜能，其余热量使上层液体温度升高。随着蒸发的持续，上层液体密度增大，下层液体密度减少，当上下两层液体密度接近相等时，分界面消失，液层迅速混合并且伴有大量液体蒸发，此时蒸发率远高于正常蒸发率，出现翻滚。快速相态转变RPT：两种温差极大的液体接触，若热液体温度比冷液体温度沸点温度高 1.1（现气泡量蒸气，这就是LNG 或液氮与水接触时出现的RPT 现象的原因。3）生理影响LNG蒸气是无毒的，但如果吸进纯LNG蒸气，会迅速失去知觉，几分钟后死亡人员暴露在体积分数为9%

5、的甲烷含量的环境中没有什么不良反映如果吸入过量天然气会引起缺氧窒息，当天然气的体积分数达到 50% 以上，会关于人体产生永久性伤害二. LNG 产业链LNG或海上油田开采的天然气在液化工厂经过预处理后进行液化，生产的LNG 依照贸易合同， 经过船运到LNG 接受站储存，再气化，经由管网送到用户。陆地/海上开采陆地/海上开采天然气气化天然气液化天然气预处理/液化液化天然气接受站储存储存液化天然气液化天然气装船运输卸装液化天然气液化天然气天然气的开发天然气生产环节囊括关于天然气的开采和一定程度的处理，按其性质和要求将天然管输到液化厂并且达到LNG厂原料气规格。液化主要作用是持续不断地把原料气液化成

6、为LNG产品，其主要步骤有：预处理：从原料气中脱除气田生产环节没有去掉的杂质，如水、二氧化碳、硫、硫醇等。去除NGL ：脱除天然气中的NGL以达到液化需要处理的LNG规格和技术要求。液化：用深冷制冷剂将原料气冷却并且冷凝到-162，使其成为液态产品。3）储存和装载液化天然气（LNG ）液体产品被储存在达到或接近大气压的保温储罐中，最常见的储罐类型有单容储罐、双容储罐、全容储罐。4）运输海上LNG 运输需专门的运输船，将液态产品在常压或接近大气压条件下储存在LNG船保温舱内。在运输途中有一部分LNG蒸发，这些蒸发气可作为运输船的燃料5）接受站LNG产品经过码头从运输船上卸下、储存，随后再气化后变

7、成普通管道气输送给发电厂或经过当地分销网络作为燃料气输送到最终用户。6）输配气管网和用户三. 天然气液化技术介绍1.概述天然气液化，一般囊括天然气净化和天然气液化两个进程。常压下，甲烷液化需要降低温度到-162oC，为此必需脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、重烃、水和汞等侵蚀介质和在低温进程中会使设备和管道冻堵的杂质，然后进入循环制冷系统，逐级冷凝分离丁烷、丙烷和乙烷，得到液化天然气产品。天然气的净化液化天然气工程的原料气来自油气田生产的天然气，凝析气或油田伴生气，其不同程度的含有硫化氢、二氧化碳、重烃、水和汞等杂质，在液化前必需进行预处理，杂质组分允许含量杂质组分允许含量H2OCO2 H2S

8、COS0.1x10-6(50100)x10-63.5mg/m30.1x10-6总硫汞芳烃类C5+杂质组分允许含量杂质组分允许含量H2OCO2 H2S COS0.1x10-6(50100)x10-63.5mg/m30.1x10-6总硫汞芳烃类C5+1050mg/m30.01mg/m3 (110)x10-670mmg/m3酸性气体脱除天然气中常见的酸性气体：H2S 、CO2 、COS 危害：H2S 微量会关于人的眼睛鼻喉有刺激性，若体积百分数达到0.6%的空气中停留2 分钟， 危及生命；酸性气体关于管道设备侵蚀；酸性气体的临界温度较高，在降温下容易析出固体，堵塞设备管道； CO2 不会燃烧，无热值

9、，若参与气体处理和运输不经济.以醇胺法为主的化学吸收法和以砜胺法为代表的化学 -物理吸收法是采用最多的方法。化学吸收法化学吸收法是以碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸性气体（主要 H2SCO2 ） 解释放出酸性气体。化学吸收法具有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和碱性盐溶液法。醇胺法胺类溶剂：一乙醇胺MEA ，二乙醇胺EA ，二异丙醇胺IPA，甘醇胺GA ，甲基二乙醇胺MEA）醇胺类化合物分子结构特点是其中至少有一个羟基和一个胺基。羟基可降低化合物的蒸气压，并且能增加化合物在水中的溶解度，可以配成水溶液；而胺基则使化合物水溶液呈碱性，以促进其关于酸性组分的吸收。醇胺与H2SCO2 的反映均为可逆反映

10、。醇胺的侵蚀性较高，关于设备会造成侵蚀；需要能耗高，溶剂损耗大。MEA侵蚀性最强，可很容易将H2S5mg/m3 以下，但MEA 既可脱除H2SCO2EA 与 MEA 相比，与H2S 和CO2 的反映热较小，碱性和侵蚀性较弱，蒸发损失较小，投资和操作费用相关于较低，但EA 关于 H2S 也没有选择性。MEA 是叔醇胺，再生能耗低，侵蚀性小，可选择性吸收H2S 。活性热钾法无机溶剂：加有活化剂的碳酸钾溶液具有代表性的是BENFIEL法和CATACAR适合脱除CO2 的场所物理吸收法利用H2S 和CO2工业应用的物理溶剂有：甲醇，多乙二醇二甲醚，碳酸丙烯醋等。物理吸收法一般在高压，低温下进行，溶剂不

11、易变质，侵蚀性小，能脱除有机硫； 适合酸性气体分压高的天然气。常用的方法有SELEXOL法（聚乙二醇二甲醚）和RECTISO法（冷甲醇。（联合吸收法）使用的溶剂是醇胺、物理溶剂和水的混合液； 砜胺法:烷醇胺和环丁砜；净化程度高，能耗低，侵蚀小，可脱除有机硫化合物。5）净化方法的选择常用的方法：醇胺法，砜胺法，热钾法关于于酸性气体含量低，酸气分压小于350KPa 的原料气，适宜采用醇胺法；砜胺法关于中高酸性气体分压的天然气有广泛的应用，而且有良好的脱除有机硫的能力；热钾碱法的BENFIEL溶剂，可同时脱除H2S 和CO2，该法吸收温度高，净化程度好，特别适合含有大量CO2 的原料气的处理。脱依照

12、现行标准，进入液化天然气工厂的管输天然气的水露点，在交接点的压力和温度条件下，应比最低环境温度低 5oC化进程中产生水合物，堵塞设备和管道，在液化前，必需将原料气中的水份含量降体积分数。常用的天然气脱水方法有冷却法、吸附法、和吸收法等。冷却法天然气中的饱和含水量取决于天然气的温度，压力和组成。一般来说，天然气中的饱和含水量随压力升高，温度降低而减少。冷却脱水就是利用一定的压力下，天然气含水量随温度降低而减少的原理来实现天然气脱水。吸收法吸收法脱水是采用一种亲水液体（脱水吸收剂）与天然气逆流接触，吸收天然气中的水蒸气，从而脱除水分。常用的脱水吸收剂有甘醇和CaCL2 水溶液。由于三甘醇的露点降可

13、达-40oC 以上，热稳定性好，成本低，运行可靠，在甘醇类脱水吸收剂中应用效果最好。3)吸附法吸附法脱水是利用吸附原理，选择某些多孔性固体吸附剂吸附天然气中的水蒸气。由于吸附脱水可以达到很低的水露点，因此适用于深冷分离工艺要求气体含水量很低的场所。天然气脱水常用的固体吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛等。4)脱水方法的选择冷却脱水受温度压力限制，脱水深度受限，常作为初级脱水，由于天然气液化原料气处理要求露点在-100oC 以下，很少使用。甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。甘醇法投资较-60oC但气体含有重烃时，易起泡，影响操作，增加能耗。分子筛法适用于要求干气露点低的场所，可以