小型天然气液化装置工艺方案研究

小型天然气液化装置工艺方案研究

小型天然气液化装置工艺方案研究 〔 西南石汕学院油气储运研究所 )

蒋洪 摘要我国 N L G播求童大，用途广，边远分散天然气资源丰富，开展小型橇装式天然气液化技

术的研究和开发，对合理利用天然气资有重现实9义。为了源具要的优化工艺方案，降低装置的草投fif .本x5折 f, ) i I ) i% A,, 1种常用制冷抓r‘ q复科式侧冷、混合制冷剂循环和膨胀制冷)的T, 1 '特点和应川现状。V对小型液化装置原料气l况条件， I力足国内现有T艺技术和装备水平， .提出内烷预冷气波制冷机制冷和帕环压缩的〕艺方案。该一艺方案具有流程简单.能耗低，投资小、开发周期短的 _ I特点.

主皿词：小型天然气

液化装置工艺方塞 研努

、前言大然气液化后，体积为原来的 1 2,对天然气的储存、运辘及合理运用十分有利。 / 5 6

自1 0 9年以来， 8世界液化天然气 (N ) L G贸易量以平均侮年8%的速度增长，己，‘,世界大然I (总贸易量的 2%,世界上液化天然气 (N )技术已十分成熟。形成了L G 5 LG N 1 .

)、运输、储存和利用等环节组成的一个完整系统。我国有关单位和部门也积极致力于‘ L G技术的开发和应用，并取得了初步成果。但总的说来，迄今我国尚未形成 L G」 N N〕业，与国外先进 L G技术有一定距离。由于规模大的 L G工厂， N N工程总投资十分巨大，开发周)长.而中小规模的L G工程投资较小，技术改造容易，移动方便，建设周期 U] N短，开发小烈撬装式天然气液化装置已成为 L G〔 N业新的研究课题。根据国内现有技术和装备水平，开发小1人然气液化装置，有利 1 1 .积累} .业实践经验，推动我国 L G N 1业的发R .,对我川开发边远小刑气田， .充分利用分散天然气资源都有重要的现实意义。

二、天然气的液化循环分析L G程由气体预处理、液化、储存、 N 1 .装卸和应用 5个部分.而气体液化部分的投

资，投的2 -%l因，择理天气化环1,书总资约、资 5 5"此选合的然液循：对约投，总%0,艺降低能耗，提高液化装置的经济运行指标具有重要的意义。目前.天然气液化循环主要采用

三种形式：复叠式制冷、棍合制冷剂液化循环和膨胀制冷循环。这三种液化循环有不I I l_ d艺特点和适用范围。 l .复叠式制冷循环复叠式制冷循环属蒸汽制冷循环，循环压力较低，过程的不可逆性小。现多采用丙 炕、乙烯和甲烷组成的三级复叠式制冷循环，其原理图如图 1所示。

复盛式制冷循环的优点延能星消耗低， 液化 1m天然气的功耗为0 2W沪】 N〕 . k -,足 3目前大然气液化循环中效率最高的一种。由于冷热介质的平均温度较大，换热器面积小

(对于M C,冷环与然气化系各百立，影响操相 R )且制循天液统狈相互少，作稳定，适应性强，技术成熟，设计计算简单。它的缺点是流程复杂、机组多，至少要有=台压缩

机，要有生产和贮存各种制冷剂的设备，各制冷循环系统不允许相互渗M.管线及控制系统u杂，管理维修不方便，对制冷剂的纯度要求严格。复受式制冷循环主要适月于处 J

理规模大、连续生产的基地型 L G工厂。 N

夕 -

二争

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一，湘..尸

冷却水二二净化天然气

压峨扭

净化天然气

图1复叠式制冷循环原理简图

图 z闭式混合侧冷剂循环原理图

2 .混合制冷剂循环棍合制冷剂循环 ( C 0 MR )是6年代末期由复叠式制冷循环演变而来的一种液化循

环，有开式和闭式两种。其典型的闭式混合制冷剂循环原理图如图2所示。它采用由C s i - - C的烃类和氮等五种以上组分组成的混合物作为制冷剂，代替复亚式制冷中多种纯组分制冷剂。采用这种混合物作为制冷剂既包括了天然气液化所豁的全部温度范围，又可只用一或儿台但类型相同的)压缩机，这样使流程大为简化。因此，混合制冷剂液化循 (台环一经问叫即在天然气液化及分离技术中得到了广泛应用。同复叠式制冷循环相比，混

合制冷剂液化循环具有流程简单，机组少，投资费用少，对制冷剂纯度要求不高等优点。

但单级混合制循环的耗叠循环冷剂能较复式约高2%"为了低能出级混 51,降耗，现多合制冷剂循环，对多级循环特性的评价结果 ( 1表 )表明随着级数的增加，能耗降低了。通过技术经济优化，一般采用三级混合制冷剂循环较为合理。由于在多级液化循环中采

用高效、多通道的铝板翅式换热器，从而提高了整个系统的热效率，多级混合制冷剂循

环的能耗基本接近复叠式液化循环的水平川。六十年代末开发了许多改进型的混合制冷剂循环。目前，国外应用最多的是采用

丙烷预冷的多级混合制冷剂循环，并因投资方面的克争优势，可应用于中小规模的犬然气液化装置。但这种循环对混合制冷剂的配比要求严格，流程设计较难，必须提供各组分可靠的平衡数据及物性参数.对于甲烷含量较

多，其它烷烃含量少供应又不很方便时.则不宜采用这类液化循环。

级数12 3 4 5

相对 l级的能耗I 09 .3 09 .008 .8 08 .7

3 .膨胀制冷循环

夕卯

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H前，膨胀制冷循环主要采用以下三种形式： ( )大然气直接膨 …… 此处隐藏：3789字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……