LNG分析报告

关于LNG的分析报告

技术科

液化天然气（LNG）是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再经过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物。不同LNG工厂生产的产品组成不同，这主要取决于气源气组成和生产工艺。一般来说，LNG的主要组分为甲烷，还有少量的乙烷，丙烷，丁烷和N2等惰性组分。在-162℃与0.1MPa下为无色无味液体，密度约为430kg/m³，燃点为650℃，热值一般为37.62MJ/ m³，在-162℃时的汽化潜热约为510KJ/kg，爆炸极限为5%~15%，压缩系数为0.740~0.820。

LNG不同于一般的低温液体，它还具有以下特性：

1）LNG的蒸发。LNG储存在绝热储槽中，任何热量渗透到罐中，都会导致一定量的LNG 汽化为气体，这种气体称为蒸发气。蒸发气的组成主要取决于液体的组成，它一般含氮气20%（约为LNG中N2含量的20倍），甲烷80%及微量乙烷。

2）LNG的溢出与扩散。LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。蒸发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，这可作为蒸发气移动方向的指南，也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。

3）LNG的燃烧和爆炸。LNG具有天然气的易燃易爆特性，在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为6%~13%（体积百分比）；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增加而降低，纯甲烷着火温度为650℃。

目前，LNG技术已经成为一门新兴工业正在迅猛发展。其主要优点表现在以下几个方面：

1）安全可靠。LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；爆炸极限比汽油高2.5~4.7倍；

相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，它比空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。因此，LNG安全可靠。

2）清洁环保。LNG作为汽车燃料，比汽油、柴油的综合排放量降低约85%左右，而且无铅、苯等致癌物质，基本不含硫化物，环保性能非常优越。

3）经济高效。LNG液化后体积大约缩小为气态天然气的1/600，其储存成本仅为气态天然气的1/70~1/6，投资省，占地少，储存效率高。此外，LNG携带的冷量可以部分回收利用。

4）灵活方便。LNG通过专门的槽车或船可以将大量天然气运输到管道难以到达的用户，比地下输气管道投资省，而且安全可靠，风险性小。

LNG有利于生态环境保护，尤其在工业中心和人口稠密地区，LNG更具优越性。其主要应用表现在以下方面：

1）解决边远地区能源供应。通过地面或水上运输工具取代地下远距离管道输送，可以节省投资。

2）天然气调峰。由于季节，日用气量波动，LNG工厂检修或输气管道故障等原因，造成定期或不定期的供气不平衡，建设LNG储罐可有效的起到调峰作用。

3）LNG冷量回收利用。LNG常温下携带有大约836J/kg的冷量，可以用以液化和分离空气，生产液氮，液氧或干冰，冷冻物品等。

4）生产副产品。在LNG生产过程中的不同阶段，可分离出C2，C3，C4，C5等烃类以及H2S、H2等工业原料及燃料。

5）LNG用作燃料。天然气在液化之前除去了酸性气体，重烃，水，汞等有害成分，它除了用作发电厂，工厂的燃料外，还可以作为汽车燃料。

LNG的市场发展前景广阔，2010年国际LNG市场需求呈现三大趋势：一是LNG贸易在全球天然气贸易中的比重加大，天然气市场全球化趋势加快发展；二是LNG进口国数量增多，但进口量仍集中在少数国家；三是需求复苏进程总体趋稳。2008年，全球LNG贸易总量为1.66亿吨，占全球天然气总贸易的24%，占全球天然气总产量的7.2%。2009年，全球LNG贸易量达到了1.8亿吨，比2008年增长8.4%；LNG贸易正在成为连接全球各地天然气市场的关键因素。

LNG价格基本上遵循替代燃料的定价原则，有的考虑通货膨胀等其他与之挂钩的因素。由于各个目标市场的替代燃料价格不同，致使世界LNG价格的差别较大。在亚洲市场，日本LNG价格以替代中东原油的价格为基础，并且与日本进口原油的平均价格挂钩，亚洲LNG 价格多采用日本的计价模式，但是1997年韩国新签订的LNG合同中，LNG价格除了与原油价格挂钩外，还与国际煤价挂钩。欧洲市场上，其价格以替代管输天然气和燃料油的价格为基准；而在北美市场上，其价格以替代管输天然气的价格为基准。

目前，国际LNG资源丰富，贸易方式灵活，定价完善，这为中国发展LNG创造了很好的外部条件。国内许多城市天然气管网基础设施的不断完善，LNG接受站的建立以及多个应用领域的用户对LNG的需求为我国的LNG的发展提供了保证。我国沿海地区和天然气资源较缺乏的偏远地区都将大力发展LNG，以满足其清洁能源需求。随着我国能源结构的调整及经济的发展，我国主要城市的燃气需求将向天然气为主导气源的方向发展，LNG 在车用燃料和中小城市燃气中显然存在较大的应用市场。此外，中国天然气调峰设施较少，建设地下储气库投资较高，LNG储罐可作为一种相对经济的调峰方式。

下面我结合泰安公司生产线介绍一下LNG生产工艺流程。

一、净化流程：作为液化装置的原料气，首先必须对天然气进行预处理，脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等杂质，以免这些杂质腐蚀设备及低温下冻结而堵塞设备和管道。

泰安公司原料气条件：

工作介质: 天然气(含饱和水蒸气)

压力 2.5～3.5 MPa(最低2.5MPa)

温度-20℃～25℃

流量7000Nm3/h

天然气组成

净化后的要求：

水含量≤2.5 ppm

苯含量≤10 ppm

CO2≤20 ppm

ΣS ≤1 ppm

常压露点≤-70℃

工艺流程图

净化气

CO2去BOG压缩机

1、脱碳

由界区外导入的天然气压力为2.5～3.5Mpa，CO2含量≤2.0%,该气体经过计量撬计量后，与出CO2吸收塔的净化气换热，从CO2吸收塔的下部进入，自下而上通过吸收塔。再生好后的40%活化MDEA溶液（贫液）经贫液泵升压到4.0MPa，从CO2吸收塔上部淋入，贫液温度应高于天然气进气温度约4-7℃，自上而下通过吸收塔，逆向流动的MDEA溶液和天然气在吸收塔内充分接触，天然气中的CO2被吸收而进入液相，未被吸收的组份从吸收塔顶部引出，与系统原料气换热后，经冷却器降温至≤40℃，然后进入气液分离器除去水份。出分离器的气体送入脱硫工序，冷凝液去地下贮槽。CO2吸收塔内的MDEA溶液吸收CO2后，被称为富液，由调节阀控制吸收塔液位，然后去再生单元。

2、脱硫

来自胺系统脱除CO2的天然气进入两床式常温脱硫单元，气体通过阀门自A塔底部进入，自顶部引出，再进B塔底部，自B塔顶出，使气体中ΣS脱除至≤1 ppm，送到等压干燥单元。当A塔被硫穿透后，切换至原料气先进B塔进行脱硫，但Ａ塔更换好填料后再进已更换脱硫剂的A塔。脱硫塔在操作过程中可并可串,为保证保证连续生产，采用串联形式较好。

3、等压干燥脱水

脱硫后的天然气进入干燥塔脱水工序。干燥脱水系统由三台干燥器、一台加热器、一台冷却器、一台分离器组成。三台干燥器中两台为主干燥器,一台为辅助干燥器。主干燥器干燥及再生交替进行,再生分加热和冷却两个步骤，经干燥后的产品气体常压露点为-70℃。

4、脱苯

原料天然气脱除CO2、硫化物及水后，进入净化吸附塔经变温变压吸附（PTSA）脱除芳烃（苯）等，本装置设有三台吸附器，其中一台吸附而另两台再生。

二、液化流程：原料气经过以上四种净化工序后进去液化流程。液化天然气的液化流程有不同的型式，以制冷方式分，可分为以下三种方式：①级联式液化流程；②混合制冷剂液化流程；③带膨胀机的液化流程。天然气液化装置有基本负荷型液化装置和调峰型液化装置。基本负荷型天然气液化装置是指生产供当地使用或外运的大型液化装置，其液化单元常采用级联式液化流程和混合制冷剂液化流程。调峰型液化装置指为调峰负荷或补充冬季燃