液化天然气技术生产工艺和设备要求课件

液化天然气技术生产工艺和设备要求本课程的主要内容LNG工业概况LNG的生产工艺及设备（净化、制冷、液化）LNG的储运(各类储存设备、LNG的输送工艺)LNG接收终端LNG气化站及加气站LNG的冷量利用LNG安全问题LNG技术教材及主要参考资料：《液化天然气技术》马国光、吴晓南编著《液化天然气技术》顾安忠编著机械工业出版社2003年10月美国NFPA59A《液化天然气（LNG）生产、储存和处理》GB/T20368-2006《液化天然气（LNG)生产、储存和装运》英文名称：Production,storageandhandlingofLiquefiedNaturalGas(LNG)LNG技术掌握基本理论、基本概念、LNG工艺、主要设备；课堂纪律的要求及对迟到、缺席的处理——按学校有关文件执行；作业及成绩的评定：平时纪律、出勤、作业：20%考试：80%学习要求：LNG技术第一章绪论LNG技术液化天然气：

1个大气压下、-162℃、天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（LiquefiedNaturalGas，缩写为LNG）。第一节LNG（液化天然气）一、LNG基本性质液化天然气其主要物理性质为（气田不同其性质略有差异）：甲烷含量：81～99%；液态密度：0.421～0.485t/m3

；气态密度：0.688～0.872kg/m3；气化潜热：510.25kJ/m3；液态热值：50.18MJ/kg；气态热值：36.2～40.8MJ/m3；临界压力：4.49MPa；临界温度：-182.3℃；常压沸点：-162.15℃；熔点：-182℃；燃点(气态)650℃；辛烷值：130（研究法）；爆炸极限5%～15%；华白指数55MJ/m3左右；液态体积与气态体积比为1:（600～625）。一、LNG基本性质表1‑1不同LNG产地的产品物性物理性质产地犍为中原油田新疆广汇进口印尼LNG西澳卡拉沙分子量kg/kmol1816.8419.1416.5417.97低热值MJ/Nm339.5738.5340.836.1738.95高热值MJ/Nm343.8641.4745.1640.243.19平均密度kg/m30.8080.7540.8590.740.805相对密度(空气为1)0.6250.5780.6640.5720.623华白数MJ／m355.4948.8855.453.1454.72燃烧势41.7145.1842.1940.1641.68二、LNG特点LNG具有以下四大优点：1.经济高效：

①LNG储存成本仅为气态天然气的1/7～1/6，与输气管道比较输送相同体积的天然气，LNG输送管的直径要小得多；②LNG泵站的费用、能耗要低于压缩机站的费用；③LNG气化潜热高，所携带的冷量可以部分回收利用。

2.清洁环保：

LNG作为汽车燃料，比汽油、柴油的综合排放量小85%左右，其中CO排放减少97%，CO2减少90%，HC减少70～80%，NOx减少30～40%，微粒排放减少40%，噪音减少40%，而且无铅、苯等致癌物质。二、LNG特点二、LNG特点3.灵活方便：

LNG通过专门的槽车或轮船可以将大量的天然气运输到管道难以到达的任何用户。4.安全可靠：

LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5～4.7倍。三、天然气与液化气（LPG）比较天然气与液化气的部分物理性质物理性质天然气液化气相对密度0.58～0.62(相对空气)1.5(相对空气)，0.5～0.6(相对水)着火温度540℃450℃自燃点650℃493℃与空气混合爆炸浓度5～15%1.5～9.5%结论：LNG安全性比LPG高；LNG比LPG更为环保。四、LNG运输方式轮船运输：用于国际间大宗贸易，一次运量12～16×104m3。汽车运输：用于陆地200～1000km的运输，一次运量27～40m3。火车运输：用于陆地长途（1000～4000km）的运输，采用罐式集装箱，一次运量（车皮）40m3～80m3。1.4LNG工业LNG远洋运输

LNG运输船：为大气压下沸点为-162℃的大宗LNG货物的专用船舶。这类船目前的标准货量在12~13万立方米之间。一般它们在25~30年船龄期内，从事专用的航行计划。类型：（1）SPB型船，石川岛播磨重工业IHI；（2）薄膜型（Membrane），法国GTT公司；（3）独立球型（MOSS）。液化天然气运输船-SPB型LNG远洋运输液化天然气运输船-GTT型LNG远洋运输液化天然气运输船-MOSS型LNG远洋运输液化天然气运输车LNG汽车运输LNG汽车运输中国40m3LNG槽车第二节世界LNG贸易

LNG是当今世界发展最快的燃料，自1980年以来，以每年8％的速度增长。据国际天然气研究中心（Gedigaz）资料，2020年将达到3.8×108t，平均年增长率7％（比管道天然气增长快得多），在世界天然气贸易中的比例增至38%。

世界LNG贸易量的发展状况及趋势

第二节世界LNG贸易

LNG出口：2009年LNG出口的主要国家2020年全球贸易量将达到天然气产量的32%。LNG将增长每年增长8-12%。天然气贸易量的增长1.2LNG供需情况1.2LNG供需情况1.2LNG供需情况1.2LNG供需情况2020年天然气消费缺口约900-1000亿方中国天然气进口分析预测进口组成中国海外油公司分得的份额气天然气贸易期货进口进口气包括管道气和LNG进口天然气2020年需求预测高方案低方案管道气800亿方550亿方LNG650亿方400亿方

LNG工业总体包括天然气的预处理、液化、储存、运输、接收站、再汽化装置等。LNGLNG天然气储量

LNG供应链液化

船舶运输LNG接收终端出口国进口国1.4LNG工业预处理1.4LNG工业液化储存运输储配站LNG的液化、储存、运输及气化1.4LNG工业1.4LNG工业1.4LNG工业

上海LNG事故调峰站1.3LNG项目上海LNG备用气源站1.3LNG项目LNG工厂类型：

LNG生产厂按使用情况一般分为基地（基本负荷）型、调峰型、终站型、卫星型四种类型。（1）基本负荷型（BaseLoad）基地型LNG工厂主要供远离气源的用户或出口LNG。单线液化能力大。目前全球有19座。（2）调峰型（Peakshaving）主要是调节用户高峰负荷或为冬季提供燃料。平时液化管输来的相对富裕的天然气。这类装置液化能力小，而储存容量、LNG再气化能力较大。1.4LNG工业（3）终站型（Terminal）用于大量接收由船从基地型LNG厂运来的LNG，加以贮存和汽化后再分给用户。液化能力小（主要是再液化贮罐中LNG蒸发的气体）而汽化能力很大，储罐容量也大。目前共有38个，分布在日本、韩国等11个国家。（4）卫星型（Satellite）为调峰型的一种，用船或特殊槽车从中心运来LNG加以储存，到高峰时气化补充使用，无液化能力。1.4LNG工业LNG工厂的特点：（1）投资费用大：一个有2条LNG生产线，产量为5106t/a的生产厂，其投资费用可能超过50亿美元。（2）操作条件特殊：操作压力从高压到低压（大气压）；操作介质从气相（原料气）到液相（LNG），操作温度从环境温度到-162℃（LNG产生）。这要求生产设备和材料必须适应这种操作条件。（3）配套要求严格：由于LNG工厂整体性强，投资大，要求LNG生产装置的能力必须与上游的气源、输气设施能力和下游的LNG装运能力相匹配。1.4LNG工业1.5中国的LNG工业宁夏2山西3四川2云南1内蒙3新疆3兰州1重庆1陕西3青海1山东2我国中小型LNG工厂分布为了改变能源结构、改善环境状态、发展西部经济，中国政府十分重视天然气的开发和利用。近十年多来，中国的液化天然气已起步，在液化天然气工业链的每一环节上都有所发展；尤其是近几年内，在某些环节有了较大的进展。1.5.1液化天然气工厂在20世纪90年代初，中国科学院等单位先后为四川和吉林石化企业建成了二座液化天然气装置，生产LNG能力分别为0.3m3/h和0.5m3/h。1.5中国的LNG工业1.5中国的LNG工业

20世纪90年代中期，长庆石油勘探局建立一座示范性液化天然气工厂，目的是开发利用陕北气田的边远单井，日液化量为2万m3。

20世纪90年代末，东海天然气早期开发利用，在上海建了一座日处理为10万m3的液化天然气事故调峰站。以确保下游天然气输配系统能安全可靠地供气。该装置由法国燃气公司提供工艺设计、设备供应和技术服务。装置容量是为满足上游最大停产期十天的下游供气量，每天为120万m3的天然气。该站设有2万m3LNG储存能力的储槽。液化工艺采用混合制冷剂液化流程工厂已于2000年2月投产，2001年达到设计供气量。

2001年，中原油田分公司为了将天然气资源用于城市燃气和汽车代用燃料，建造了国内第一座生产型的液化天然气装置，日处理量为15万m3天然气。液化装置采用丙烷和乙烯为制冷剂的复叠式制冷循环。有二座600m3的液化天然气储槽。用液化天然气槽车向山东、河南、江苏等地供气，满足城市燃气和工业用燃气的需要。

2002年新疆广汇集团开始建设一座日处理量为150万m3的液化天然气工厂，储槽设计容量为3万m3。其生产的液化天然气将通过槽车送往各地。1.5中国的LNG工业1.5中国的LNG工业典型的液化天然气工厂液化天然气工厂约50座，已建成投产30座。有连续生产型的，也有调峰型的。遍布上海、广东、江苏、山东、内蒙古、宁夏、四川、山西、广西、海南、新疆、青海、陕西和河南等省市。新疆广汇、河南中原绿能，气源来自油田伴生气，属连续生产型，产量分别为150万m3/天和15万m3/天；山西晋城，气源来自煤层气，属连续生产型，产量为25万m3/天；内蒙古鄂尔多斯、广东珠海，气源来自管道气，属连续生产型，产量分别为100万m3/天和60万m3/天；上海五号沟，气源来自东海天然气，属事故调峰型。1.5中国的LNG工业

新疆广汇LNG工厂1.5中国的LNG工业中原LNG工厂1.5中国的LNG工业江阴天力LNG工厂

内蒙古鄂尔多斯LNG工厂1.5中国的LNG工业1.5中国的LNG工业

山东泰安LNG工厂1.5中国的LNG工业

北海涠洲岛LNG工厂1.5中国的LNG工业1.5.2液化天然气接收终端为了满足日益增长的能源需求，中国也计划从国外进口天然气。为此，21世纪初在广东深圳市大鹏湾启动建造中国第一个液化天然气接收终端，从澳大利亚年进口325万tLNG,预计70%以上的天然气用于工业和发电，其余作为民用。我国还计划在福建循洲湾兴建第二个液化天然气终端，气源将来自印度尼西亚，年进口量250万t。拟建在长江三角洲的第三个终端也已在计划之中。目前中国已经规划了十个LNG终端接收站。1.5中国的LNG工业大鹏LNG接收站1.5中国的LNG工业首船抵站1.5中国的LNG工业卸料码头装备1.5中国的LNG工业抵站卸货1.5中国的LNG工业TianjingLNGterminalGuangxiLNGterminal我国LNG接收终端发展规划DalianLNGterminalJiangsuLNGterminalShanghaiLNGterminalQingdaoLNGterminalZhejiangLNGterminalTangshanLNGterminalFujianLNGterminal

GuangdongLNGterminal1.5中国的LNG工业

中海油天然气利用情况LNG站线：初步完成长江以南地区的天然气战略布局。广东、福建、浙江和上海四个LNG项目，及广东LNG二期项目的LNG进口量将达到2330万吨/年。输气管线：依托海上天然气和进口LNG资源，积极建设沿海天然气主干线，已获批准的输气干线全部建成，总长度达1672公里。燃气发电：有选择地投资效益较好、有竞争力的燃气发电项目，已获批准的电厂将全部投产，总装机容量达466万千瓦。

1.4.4液化天然气应用（1）液化天然气汽化站；（2）液化天然气汽车的研究开发工作；（3）液化天然气冷量利用技术。山东淄博LNG汽化站1.5中国的LNG工业储罐：圆柱形，106m3/台，共12台;内罐材质为0Cr18Ni9，外罐材质为16MnR，夹层充填珠光砂250mm厚，抽真空1.5中国的LNG工业示范性LNG汽车加气站运行中的国产LNG客车1.5中国的LNG工业国产LNG重卡1.5中国的LNG工业1.5中国的LNG工业LNG冷能主要利用方式：利用LNG冷量生产产品主要用途液态二氧化碳或干冰冷藏冷冻、碳酸饮料、焊接降解塑料等低温冷藏库食品或海产品的冷藏等气态纯氮气化工原料等液态氮气液化CO2、深度冷库、化工原料、供冷系统载冷剂、低温粉碎等液态氧气臭氧、水处理、钢厂、金属加工、化工原料、军用、医用等液态氩钢厂、照明、电子、焊接等低温粉碎生产橡胶胶粉，超细粉体产品等工业应用淡化海水工业及民用冷能发电作为照明及动力应用等1.4.5基础研究工作中国的液化天然工业正以朝阳产业的姿态蓬勃发展。目前的权威标准包括：美国防火协会NFPA59A