文档介绍：浅谈液化天然气系统
1 前言
由于天然气液化后,其体积只有液化前的1/600,用液化天然气(LNG)船代替深海和地下长距离管道,可节省大量风险性管道投资,降低运输成本。天然气液化,对民用和工业用气的波动性,特别是对冬季用气的急剧增加起调峰作用。
同时,可降低储存空间,实现低压储存及使用,G)高压储存及使用带来的威胁。
因此,发展液化天然气(LNG)是目前世界发展的潮流,在我国发展液化天然气也是势在所趋。
2 天然气液化
精馏法生产LNG
LNG生产流程主要有混合制冷循环流程、膨胀机制冷的循环流程、带循环压缩机的天然气膨胀制冷循环流程等三类。混合制冷循环流程的优点是能耗低,缺点是流程复杂、机组多、维修不便、投资太大。而膨胀制冷循环的流程,一般流程简单,所用设备少,投资少,但容量也不很大。
带循环压缩机的氮气膨胀制冷循环的流程如图1所示。
进入装置的原料天然气经预冷器(i)、气液分离器(ii)、分子筛干燥器(iii)净化后,进入预冷换热器(A1)预冷,然后进入重烃分离器(A2)除去液化的重烃。从重烃分离器出来的气体进入主换热器(A3)冷却后,再经节流阀(A4)进入除氮精馏塔(A5) 除去氮,在塔底得到LNG,再经过过冷换热器(A6) 过冷后送LNG贮罐。在除氮精馏塔(A5)塔顶得到的氮气,流经过冷换热器(A14)后与膨胀机(A11)的出口流体汇合,依次经过过冷换热器、主换热器、预冷换热器回收冷量后,被循环氮压缩机(A8)压缩后作为制冷剂。经过压缩的氮经预冷换热器预冷后分为两股,一股直接进入主换热器(A3)冷却,一股进膨胀机(A10)膨胀。膨胀的一股经膨胀机(A10) 膨胀后,进主换热器(厶)提供冷量,再经膨胀机(A11)膨胀到更低压力后与除氮精馏塔塔顶流体汇合为总循环气量;进主换热器(A3)的一股被冷却后作为除氮精馏塔塔底再沸器热源进一步降温,再经过过冷换热器(A14)过冷,最后节流进入除氮精馏塔塔顶。
原料气组成:N2 10%、CH4 85%、C2H6 3%、 C3H8 1%、C4H10 %、C5H12 %
原料气压力:
可以得到下列数据:
;;
LNG组成(mo1):N2 %、 CH4 %、C2H6 %、C3H8 %、%;
LNG能耗:(未考虑膨胀机回收功与冷冻机组冷量)。
用液氮来生产LNG
对于用管道供应到远离天然气并的城市的天然气液化,如北京、西安等,可以在氮气用户附近设置天然气液化站,可采用图2流程。
高压天然气管道(、20℃)内天然气经预冷器被来自液化器的氮气冷却到—122℃后,再进入液化器被来自液氮贮罐的液氮冷却到—162℃,最后LNG贮存到LNG贮罐,未液化的气体返到低压天然气管道。而液氮经液化器、预冷器后,再经空温换热器复热至常温,进入氮气管道。
计算中各换热器的热损失取热负荷的4%,计算结果,100kg/h的天然气可以液化成75kg/hLNG, 同时消耗210kg/h的液氮。。
LNG运输工具
这是连接LNG生产地与使用点的重要设施, 其运输方式有