LNG基本知识及应用

相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1)酸性气体脱除
天然气中常见的酸性气体:H2S、CO2、COS 危害:
H2S微量会对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;
酸性气体对管道设备腐蚀;
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,若参与气体处理和运输不经济. 方法:化学吸收法,物理吸收法,化学-物理吸收法,直接转化法, 膜分离法。其中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。
表3-1
杂质组分 H2O CO2 H2S COS
允许含量 <0.1x10-6 (50~100)x10-6 3.5mg/m3 <0.1x10-6
杂质组分 总硫 汞 芳烃类 C5+
允许含量 10~50mg/m3 <0.01mg/m3 (1~10)x10-6 <70mmg/m3
18
18
三. 天然气液化技术介绍
20
20

三. 天然气液化技术介绍
醇胺的腐蚀性较高,对设备会造成腐蚀; 需要能耗高,溶剂损耗大。 MEA常用于酸性组分分压低的场合,属于伯醇胺,其反应能力, 挥发度和腐蚀性最强,可很容易将H2S含量降低到5mg/m3以下, 但MEA既可脱除H2S,也可脱除CO2,一般无选择性。
百度文库
DEA与MEA相比,与H2S和CO2的反应热较小,碱性和腐蚀性较弱, 蒸发损失较小,投资和操作费用相对较低,但DEA对H2S也没有选 择性。
表1-2
组成3
0.5 97.5 1.8 0.2
16.41 -162.6 431.6
1.79 93.9 3.26 0.69 0.12 0.15 0.09 17.07 -165.3 448.8
0.36 87.20 8.61 2.74 0.42 0.65 0.02 18.52 -161.3 468.7
4
4
14
14
二. LNG产业链
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)接收站 LNG产品通过码头从运输船上卸下、储存,而后再气化后变成普通 管道气输送给发电厂或通过当地分销网络作为燃料气输送到最终用 户。
时,分界面消失,液层迅速混合并伴有大量液体蒸发,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倍,则冷液体温度上升极快,表层温度超过自 发成核温度(当液体中出现气泡),此过程冷液体能在极短时间内通
过复杂的链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸气,这就是LNG或液氮与
一. LNG的基本性质
3. LNG的性质特点
温度低
在大气压力下,LNG沸点都在-162°C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 一般环境条件下,天然气和空气混合的云团中,天然气含量在 5%~15%(体积)范围内可以引起着火,其最低可燃下限(LEL)为4%。
5
5
一. LNG的基本性质
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; 自燃温度:可燃气体与空气混合物,在没有火源的情况下,达到 某一温度后,能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。甲烷 性质比较稳定,在大气压力条件下,纯甲烷的平均自燃温度为 650°C。以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高,LNG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。
12
12
二. LNG产业链
图2-1 产业链示意图
天然气
陆地/海上开采
天然气
气化
液化天然气
预处理/液化
液化天然气
接收站储存
液化天然气
储存
液化天然气
装船
液化天然气
运输
液化天然气
卸装
13
13
二. LNG产业链
1)天然气的开发 天然气生产环节包括对天然气的开采和一定程度的处理,按其性质和 要求将天然气管输到液化厂并达到LNG厂原料气规格。 2)液化 主要作用是持续不断地把原料气液化成为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冷凝到-162℃,使其成为液态产 品。
17
17
三. 天然气液化技术介绍
2.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,在液化前必须进行预处理,以避免在液化过程中由于二氧化碳
、重烃、水等的存在而产生冻结堵塞设备及管道。
表3-1列出了LNG生产要求原料气中最大允许杂质的含量。
MDEA是叔醇胺,再生能耗低,腐蚀性小,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BENFIELD法和CATACARD法 适合脱除CO2的场合
21
21
三. 天然气液化技术介绍
3)物理吸收法 利用H2S和CO2等酸性组分与甲烷等烃类在溶剂中的溶解度不同而完 成脱硫任务。


砜胺法:烷醇胺和环丁砜;
净化程度高,能耗低,腐蚀小,可脱除有机硫化合物。
22
22
三. 天然气液化技术介绍
5)净化方法的选择
常用的方法:醇胺法,砜胺法,热钾法 对于酸性气体含量低,酸气分压小于350KPa的原料气,适宜采 用醇胺法; 砜胺法对中高酸性气体分压的天然气有广泛的应用,而且有良
24
24
三. 天然气液化技术介绍
2)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合。
6)输配气管网和用户
15
15
16
16
三. 天然气液化技术介绍
1.概述
天然气液化,一般包括天然气净化和天然气液化两个过程。 常压下,甲烷液化需要降低温度到-162oC,为此必须脱除天然气中的
硫化氢、二氧化碳、重烃、水和汞等腐蚀介质和在低温过程中会使
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。
好的脱除有机硫的能力;
热钾碱法的BENFIELD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。
23
23
三. 天然气液化技术介绍
3.脱水
按照现行标准,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,此时不满足深冷 液化的要求,为防止低温液化过程中产生水合物,堵塞设备和管道, 在液化前,必须将原料气中的水份含量降低到小于0.1X10-6(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。 1)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。


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,溶剂不易变质,腐蚀性小, 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 )。
使用的溶剂是醇胺、物理溶剂和水的混合液;
4)化学-物理吸收法(联合吸收法)
19
19
三. 天然气液化技术介绍
2)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H2S、CO2)反应生成化合物。当吸收了酸性气体的溶液温度升高 ,压力降低时,该化合物又分解释放出酸性气体。


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(DEA),二异丙醇胺 (DIPA),二甘醇胺(DGA),甲基二乙醇胺(MDEA) 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 进其对酸性组分的吸收。 醇胺与H2S、CO2的反应均为可逆反应。 醇胺法特别适用于酸性组分分压低、重烃含量高的天然气脱硫
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。由于压力/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。
7
7
一. LNG的基本性质

泄露特性:LNG泄漏到地面,起初迅速蒸发,当热量平衡后便降到某一 固定的蒸发速度。当LNG泄漏到水中会产生强烈的对流传热,在一定的 面积内蒸发速度保持不变,随着LNG流动泄漏面积逐渐增大,直到气体 蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。泄漏的LNG以喷射形式进 入大气,同时进行膨胀和蒸发,与空气进行剧烈的混合。
LNG基本知识及液化 技术介绍
北帕斯天然气液化项目组 设计管理部
目录
一、LNG的基本性质
二、LNG产业链
三、天然气液化技术介绍
四、北帕斯天然气液化工艺简介
2
2
一. LNG的基本性质
1. LNG的物理性质
主要成分:甲烷 临界温度:190.58K
在常温下,不能通过加压将其液化,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。
主要物理性质如表1-1所示:
表1-1
气体相对密度 0.60~0.70
沸点/°C (常压) 约-162°C
液体密度(g/l) (沸点下) 430~460
高热值 (MJ/m3) 41.5~45.3
颜色 无色透明
3
3
一. LNG的基本性质
2. 典型的LNG组成
常压泡点下的性质 组成(摩尔分数)/% N2 CH4 C2H6 C3H8 I-C4H10 N-C4H10 C5H12 摩尔质量/(kg/mol) 泡点温度/oC 密度/(kg/m3) 组成1 组成2
水接触时出现的RPT现象的原因。
9
9
一. LNG的基本性质
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%的甲烷含量的环境中没有 什么不良反应,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,会对人体产生永久性伤害。
储存特性: 分层:LNG是多组分混合物,因温度和组分的变化引起密度变化,液体 密度的差异使储罐内的LNG发生分层。
8
8
一. LNG的基本性质
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,下层液体密度减小,当上下两层液体密度接近相等
10
10
二. LNG产业链
LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的资金庞大,技术密集 的完整链系。由陆地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按照贸易合同,通过船运到LNG接收 站储存,再气化,经由管网送到用户。
图2-1是LNG产业链的示意图。
11
11
二. LNG产业链
6
6
一. LNG的基本性质
2)低温特性
隔热保冷:LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低,密度低,
吸湿率和吸水率小,抗冻性强,并在低温下不开裂,耐火性好, 无气味,不易霉烂,对人体无害,机械强度高,经久耐用,价格
低廉,方便施工等。
蒸发特性:LNG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(BOG)。标
相关文档
最新文档