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        天然氣液化裝置(LNG)

        • LNG即液化天然氣,是一種被冷卻到-260℉(-162℃)并轉換成液態的氣體。當天然氣以液態形式存在時,它所占的空間約為氣態時的1/600,這使得運輸更加高效和經濟。


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        LNG即液化天然氣,是一種被冷卻到-260℉(-162℃)并轉換成液態的氣體。當天然氣以液態形式存在時,它所占的空間約為氣態時的1/600,這使得運輸更加高效和經濟。



        天然氣是如何液化的?

        天然氣在液化工廠或“站點”中轉化為液體。LNG站點主要執行三個工藝過程:


        1. 預處理

        灰塵和塞流(水和凝液)和汞(Hg)一起被除去。這些污染物會引起腐蝕和凍結問題,特別是在鋁制熱交換器中。

         

        2. 酸性氣體的脫除和脫水

        二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)被胺吸收器(酸性氣體去除簡稱為AGR)從天然氣中吸收和去除,而吸附劑被用來去除水。這些不純物質被去除,因此在隨后的液化過程中不會形成冰。

         

        3. 重烴分離與液化

        在液化前通過分餾去除重烴(C5+)。如液化過程示意圖所示,天然氣用丙烷預冷至約- 31℉(-35℃)。



        在預冷之后,天然氣通過主低溫熱交換器(MCHE)的管道回路,在這里通過混合制冷劑(MR)將天然氣液化并過冷至-238℉(-150℃)至-260℉(-162℃)之間。MR也要預冷,然后在高壓分離器中分離。在MCHE中,蒸汽和液體流通過不同的管狀回路,在那里它們被進一步冷卻、液化和過冷。

         

        這兩股過冷氣流的壓力降低,并進一步降低它們的溫度。當混合制冷劑在MCHE的殼側汽化并向下流動時,它為天然氣的液化和過冷提供制冷。在MCHE出口和接收LNG的儲罐內發生LNG末端閃蒸,產生閃蒸氣和蒸發氣,以補充主要由丙烷和MR燃氣輪機驅動的壓縮循環所需要的燃料氣。


        天然氣液化工廠的工藝過程基本包括預處理(凈化)、液化、儲存、裝車及輔助系統等,主要工藝流程包括天然氣凈化和液化工藝。一般液化工廠的工藝與控制構成如下:


        - 原料氣過濾

        - 原料氣酸氣脫除;

        - 原料氣干燥、脫汞;

        - 液化、脫重烴;

        - 制冷;

        - 冷劑補充;

        - LNG 貯存和裝車;

        - BOG 氣體;

        - 重烴貯存與燃料氣;

        - 公用工程及輔助設施。

        - 計算機數據采集及監控系統(SCADA);

        - 安全儀表系統(SIS);

        - 電氣系統;

        - 制氮系統(PSA 制氮);

        - 供熱系統;

        - 儀表風系統;

        - 供水系統(循環冷卻水單元、脫鹽水單元);

        - 消防水系統;

        - 火氣系統(FGS);

        - 視頻監控系統(CCTV);

        - 火炬系統。



        天然氣液化工廠的適用工況及應用領域

        1. 適用工況:

        - 適用氣量:1×104 Nm3/d → 500×104 Nm3/d

        - 液化天然氣溫度可低至-162 ℃

        - 適用氣源壓力:常壓→10 MPa


        2. 應用領域:

        - 油氣田伴生氣液化

        - 頁巖氣液化

        - 煤層氣液化

        - 煤制天然氣液化

        - 管輸天然氣液化

        - 焦爐煤氣液化




        如何儲存液化天然氣?

         

        - 液化天然氣儲存在全密封罐中,通常容量為16萬立方米。液化天然氣罐的壓力保持在略高于一個大氣壓以上。

        - 全密封系統有兩個殼體,一個內殼用于儲存產品,一個外殼用于防止泄漏。

        - 內殼由一種特殊的鎳合金制成,可以抵抗低溫,外殼是帶有鋼筋板和頂的預應力混凝土。

        - 每個殼體都是隔熱的,以使液化天然氣保持在-256℉(-162℃)左右,并具有復雜的自動保護系統,以監測儲罐的液位、壓力、溫度和任何潛在的泄漏。


        液化天然氣如何運輸?

         

        液化天然氣用特殊的雙殼船運輸。最常用的貨艙類型是由船體支撐的膜式貨艙和自支撐的B型球形(Moss)貨艙。每一種類型的貨艙都使用低溫材料進行密封,這種材料是隔熱的,可以將貨物每天的汽化率降低到0.15%以下。液化天然氣從碼頭卸載到終端儲罐,大約需要14-16小時。在整個過程中,液化天然氣的溫度保持在-160°C。自1964年以來,液化天然氣一直通過船舶進行商業運輸,截至2016年底,沒有出現液化天然氣損失的記錄已達到8.8萬艘貨物或17.6萬次航次。









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