气体液化的历程

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常用的天然气液化流程

常用的天然气液化流程•相关推荐常用的天然气液化流程常用的天然气液化流程不同液化工艺流程，其制冷方式各不相同。

在天然气液化过程中，常用天然气液化流程主要包括级联式:液化流程、混合制冷剂液化流程与带膨胀机的液化流程，它们的制冷方式如下。

一、级联式液化流程由若干个在不同温度下操作的制冷循环重叠组成，其中的高、中、低温部分分别使用高、中、低温制冷剂。

高温部分中制冷剂的蒸发用来使低温部分中的制冷剂冷凝，低温部分制冷剂再蒸发输出冷量，用几个蒸发冷凝器将这几部分联系起来。

蒸发冷凝器既是高温部分的蒸发器又是低温部分的冷凝器。

对于天然气液化，多采用由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的三级复叠式制冷循环。

级联式液化流程的优点主要包括：1、逐级制冷循环所需的能耗最小，也是目前天然气液化循环中效率最高的流程。

2、与混合制冷剂循环相比，换热面积较小；3、制冷剂为纯物质，无配比问题；4、各制冷循环系统与天然气液化系统彼此独立，相互影响少、操作稳定、适应性强、技术成熟。

级联式液化流程的缺点：1、流程复杂、所需压缩机组或设备多，至少要有3台压缩机，初期投资大；2、附属设备多，必须有生产和储存各种制冷剂的设备，各制冷循环系统不允许相互渗漏，管线及控制系统复杂，管理维修不方便；3、对制冷剂的纯度要求严格。

根据级联式液化流程的以上特点，该流程无法满足小型撬装式LNG装置对设备布局要求简单紧凑的要求，因此只适用于大型装置，常用于2 X 104~5 X 104m3/d的装置。

通过优化设备的配置，级联式液化流程可以与在基本负荷混合制冷剂厂中占主导地位的带预冷的混合制冷剂循环相媲美。

二、混合制冷剂液化流程该工艺是20世纪60年代末期，由级联式制冷工艺演变而来的，多采用烃类混合物(N2、C1、C2、C3、C4、C5)作为制冷剂，代替级联式制冷工艺中的多个纯组分，其组成根据原抖气的组成和压力确是，利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量，又据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分为闭式和开式两种混合制冷工艺。

初中物理气化和液化精品PPT课件

请同学们大胆猜想
实验装置图:
●设计实验和进行实验
实验前先回答下面的问题 1、实验中怎样就能够“既节约能源又节省时间？
★加盖子，可以防止热量散失。 ★选择温度适当高一些的水来加热。 ★水量适中
2、怎样使用酒精灯？
★用外焰
★不能用一只酒精灯引燃另一只酒精灯 ★熄灭火焰不能用嘴吹，要用灯帽盖灭
仔细观察，认真思考
一、填空：
１.物质从（液）态变成(气 )态的现象叫汽化;从(气 ) 态变成(液)态的现象叫液化.蒸发和(沸腾 )是汽化的两种方式.
２.液体沸腾的条件为: （达到沸点）和（继续吸热）．
３.夏天在游泳池里游泳,刚从水中出来时,会冷得发抖, 这是因为（蒸发吸热致冷）．
４．在病人发高烧时，可能用酒精擦病人的身体，这样可降温，原因是酒精（蒸发），从人体（吸热），所以病人的体温降低．
（3）、从“火洲”坎儿井的结构你能得出影响液体蒸发快慢的因素吗？
（（（123）））———液液液—— —体面体———温空表———度气面———的流积———高动的———低的大———快小———慢———
4、医生常将中暑患者，扶到通风的地方，并在病人身上檫酒精，这样能使病人的体温很快下降，这一过程包含的物理原理是什么？
也不作声，席后，悄然而退。
资 •
转眼入冬，林则徐设宴回请传教士。席上自然少
不了云南名食－－过桥米线。这过桥米线是将蔬菜、
米和肉片和入鸡汤，用砂锅煮熟的。徐府家人揭开砂
锅锅盖，只见锅内汤面上浮着厚厚的一层油，却不冒
料一丝热气。这传教士见此汤颜色诱人，香气扑鼻又当
是一道凉汤，迫不及待地舀来一勺，倒入口中，只烫得嘴不能合，十分难堪。林则徐连忙招呼：“我尚未

天然气液化过程

天然气液化过程LNG是通过将常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。

天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高、有利于城市负荷的平衡调节、有利于环境保护，减少城市污染等优点。

由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。

为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。

我国对LNG产业的发展也越来越重视，LNG项目在我国天然气供应和使用中的作用尤为突出，其地位日益提升。

1天然气液化流程液化是LNG生产的核心，目前成熟的天然气液化流程主要有:级联式液化流程、混合制冷剂液化流程、带膨胀机的液化流程。

1.1级联式液化流程级联式(又称复迭式、阶式或串级制冷)天然气液化流程，利用冷剂常压下沸点不同，逐级降低制冷温度达到天然气液化的目的。

常用的冷剂为水、丙烷、乙烯、甲烷。

该液化流程由三级独立的制冷循环组成，制冷剂分别为丙烷、乙烯、甲烷。

每个制冷循环中均含有三个换热器。

第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量;第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量;第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量;通过9个换热器的冷却，天然气的温度逐步降低，直至液化如下图所示。

1.2混合制冷剂液化流程混合制冷剂液化流程(Mixed-RefrigerantCycle，MRC)是以C1~C5的碳氢物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，逐步冷却和液化天然气。

混合制冷剂液化流程分为许多不同型式的制冷循环。

1.2.1闭式混合制冷剂液化流程下图为闭式混合制冷剂液化流程(Closed MixedRefrigerant Cycle)。

在闭式液化流程中，制冷剂循环和天然气液化过程分开，自成一个独立的制冷循环。

气体液化

p1＝0.1 MPa p2=20 MPa
降低高压空气进换热器的温度T对增加等温节流效应有明显的作用。
高压空气进换热器的温度
结论
对于一次节流液化循环，为改善循环的性能指标 • 可提高p2，一般p2 ≈(20～22) MPa； • 可在保证所需循环制冷量及液化温度的条件下，适当提高初压p1，从而减小节流的压力范围； • 可采取措施降低高压空气进换热器时的温度，从而提高液化系数。
p1（kPa）
－ΔhT （kJ/kg）
98 37.5 445.5 0.0842
4900 26.9 116.2 0.231
9800 15.9 58.3 0.273
wT（kJ/kg）
− ΔhT ε= wT
随p1增加， -ΔhT减少的幅度不如功耗减少的大，故ε显著增大。相应地循环效率ηcy增加，单位能耗降低。提高初压p1能够改善循环的经济性。
一次节流液化实际循环分析热力系统热平衡方程式
h2 + q3 = h0 Z pr + (1 − Z pr ) h1
' 1
q 2 = (1 − Z pr )C p1 (T1' − T1 )
q2 h1 = h1' − c p1 (T − T1 ) = h1' − 1 − Z pr
实际液化系数
Z pr = h1' − h2 − (q2 + q3 ) − ΔhT − Σq = h1' − h0 h1' − h0
p2 p1
积分得
⎡ ⎛ ∂v ⎞ ⎤ − ⎢T ⎜ ⎟ − v ⎥ dp ⎢ ⎝ ∂T ⎠ p ⎥ ⎣ ⎦
微分节流效应等于零对应－ΔhT 及Z最大值的气体压力必通过等温线T和转化曲线的交点实际采用的压力

气体液化三大基本循环比较

气体液化基本循环我们知道，只有当气态物质温度降低到其临界温度以下才能液化。

所有低温工质的临界温度远比环境低，要使这些气体液化，必须应用人工制冷的方法制造低温。

气体液化循环由一系列的热力过程组成，起作用就在于使气态工质冷却到液化所需的低温，并补偿系统的冷量损失，从而获得液化气体。

气体液化循环是开式循环，气态低温工质（如空分行业中的空气）在循环过程中既起制冷剂的作用，本身又被液化，部分或全部作为液态产品从低温装置中输出。

任何气体液化循环都是利用低温工质进行状态循环变化过程，通过它的作用使气体在低温时放出的热量转移到环境介质中去。

这一过程是非自发的，必须消耗一定的能量。

空气液化循环有四种基本类型：节流液化循环、带膨胀机的液化循环、利用气体制冷剂的液化循环及复叠式液化循环。

前两种液化循环目前应用最为广泛，这里也主要介绍这两种循环。

一林德循环1 理论循环基本原理节流液化循环是低温技术中最常用的循环之一。

由于节流液化循环装置结构简单，且运转可靠，这就在一定程度上抵消了节流膨胀过程不可逆损失大带来的缺点。

1985年德国林德和英国汉普孙分别独立提出了一次节流液化循环，因此也常称之为简单林德（或汉普孙）循环。

林德循环系统由制冷压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四大部件构成。

四大件由联接管道串联成一个闭合循环系统，内注制冷工质。

图1 林德循环T-s图及循环流程图如图1所示，常温、常压（p1）下的空气（点1’），经压缩机A压缩至高压p2,温度升高，并经由冷却器B等压冷却至常温T（点2）。

上述过程可近似认为压缩与冷却两过程同时进行，是一个等温压缩压缩过程。

此后，高压空气在换热器C中被节流后的返流空气（5点）冷却至温度T3（3点），这是等压冷却过程。

然后高压空气（p2）经节流阀节流阀节流膨胀至常压p1，节流过程会使空气温度降低，降低到p1压力下的饱和温度，同时有部分空气液化。

节流后产生的液体空气从气液分离器D导出作为产品，而气体部分引出返流经换热器C，来冷却节流前的高压空气，在理想情况下自身被加热至常温T（点1）。

初中物理汽化和液化52 人教版优秀课件

水沸腾后停止加热，水是否继续沸腾？
概念：
沸腾是在一定的温度下液体内部和表面
同时发生的剧烈的汽化现象。
液体沸腾时的温度叫沸点
沸腾在沸点下进行，低于这个温度，液
体吸热升温，不沸腾；在这个温度，吸热，沸腾，但不升温。
沸点：液体沸腾时的温度
１）不同的液体的沸点是不同的２）个标准大气压的水的沸点是１００℃ ３）同一种物质的沸点与气压的高低有关
两天之后，天上果真降下大雨，村民都纷纷来朝拜石佛，而把右边的石头当成了台阶，踩踏跪拜，夜深的时候，两块石头开始了他们的对话。右边石头说：我们俩同样都是一个山上的石头，论时间、外形、机会我都胜过你。而现在你却高高在上，接受人们的膜拜，这些人却踩着我的身体去朝拜你，把口水吐在我身上，太不公平了。石佛（左边的石头）笑了笑说：兄弟：其实一切都是公平的，从小我就知道，论资质我不如你好，当我们同样被采集下山的时候，石匠说要把你雕成佛像，你怕疼不肯让身上留下凿痕，可是我就想为老百姓带来幸福和美好，要我的生命我都愿意，所以我接受了千锤百炼，才变成佛像的。
闲，并不是一个人的福气。相反，废掉一个人最快的方式就是让他闲下来。正如罗曼·罗兰所说：“生活中最沉重的负担不是工作，而是无聊。” 01 闲着闲着，一个人就废了。
蔡康永曾说过：“当你没有上进心的时候，你是在杀人，你不小心，杀了你自己。” 朋友大学毕业后，凭着高学历进了一家大公司，以为从此一生安稳，本职工作完成后便悠闲地追剧。身边有同事下班后忙着考证、进修时，她嗤之以鼻，认为别人学历不如自己，再怎么努力也无济于事。
虽然每天按时上下班，和同事做着相似的工作，但只有潮水退去的时候，才能知道谁在裸泳。不过五年时间，行业环境影响下，公司面临改革，需要裁员，高学历出身的她赫然在列。生活星期天早上和朋友一起聊天，朋友说了一个他们听过的故事：“一尊佛像前有一条铺着石板的路，人们每天都踏着这一阶一阶的石板去膜拜佛像。石阶看着人们踏着自己去膜拜佛像，心里很不舒服。石阶心里想，自己和佛本来就来自同一块石头，为什么自己要成为踏脚石，让人们踩着自去去膜拜它呢！它对佛抱怨说这样太不公平！佛像说：这没有什么不公平，你们成为台阶只需挨了四刀，而我是挨了千刀万剐才成了人们膜拜的佛像。”

汽化和液化课件

温度计
➢提出问题
➢水在沸腾时有什么特征？
石棉网
➢水沸腾后如果继续加热，是不是温度会越来越高？
铁架台
酒精灯
➢进行实验
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
温度/℃
…
温度/℃
105
100
95
90
0
5
15
时间/min
➢分析和论证实验现象
沸腾前气泡由大变小
沸腾时
大量气泡上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中。
医生给病人检查口腔时,常将一把带柄的小镜子在酒精灯上烧一烧,然后再放入病人的口腔,这样做的目的是什么?
活动：模拟大自然中雨的形成
热的水蒸气遇冷凝结成小水滴
液化：物质由气态变为液态条件:热的气体遇冷,越冷液化越明显
液化时气体会放出热量
5.液化
液化：物质从气态变为液态的过程。降低温度
➢液化的两种方式：
D、人体温度传给周围空气
3、打预防针用酒精棉球涂在皮肤上
C 消毒，有凉的感觉，这是因为（）
A、酒精温度低
B、酒精会挥发
C、酒精蒸发从人皮肤上吸热而致冷
D、以上说法都不对
4、浮着一层油的菜汤不易变冷，这
是因为（D）
A、油比水散热慢
B、菜汤原来温度高
C、水分蒸发会吸收大量的热
D、浮油阻碍了水分的蒸发
电
吹
风
干
手
器
沙漠中的仙人掌针状的叶子有什么好处？
答：叶子表面积小，减少蒸发，保持水
份，能更好的适应生存环境．
蒸发有什么特点呢？
实验1：往手臂上涂些酒精有什么感觉？对着滴酒精的皮肤吹一口气又有什么感觉？

天然气液化流程

两种解决方法：单个未知变量求解时，利用能量平衡直接
计算未知变量；多个未知变量求解时，不仅要满足能量平衡还要满足约束条件来获得解决方案。HYSYS中冷却器和 LNG换热器模型如图所示。LNG换热器可以包含多股冷流和热流，图中以三股为例，其中 5-6、3-4 为冷流， 1-2 为热流。
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• 混合制冷剂经两级压缩压缩至高压，首先用水冷却，带走一部分热量，然后通过丙烷预冷循环预冷。预冷后进入气液分离器分离成气相和液相，液相经第一换热器冷却后，节流、降温、降压，与返流的混合制冷剂混合后，为第一个换热器提供冷量，冷却天然气和从分离器出来的气相和液相两股混合制冷剂。气相制冷剂经第一换热器冷却后，进入气液分离器分离成气相和液相，液相经第二个换热器冷却后节流、降温、降压，与返流的混合制冷剂混合后为第二个换热器提供冷量，冷却天然气和从分离器出来的气相和液相两股混合制冷剂。从第二换热器出来的气相制冷剂，经第三换热器冷却后，节流、降温后进入第三换热器，冷却天然气和气相混合制冷剂。
• C3/MRC工艺综合了阶式循环工艺和MRC工艺的特长，具有流程简单、效率高、运行费用低、适应性强等优点，是目前最为合理的天然气液化工艺和基地型LNG工厂首选工艺。世界上采用这种工艺的基地型 LNG工厂占所有基地型LNG工厂的2/3。
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• AsPenPlus是一种广泛应用于化工过程的研究开发，设计，生产过程的控制，优化及技术改造等方面的性能优良的软件。“过程工程的先进系统” (AdvancedSystemrProcessEngineering，简称AsPEN.为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。其包括56种单元操作模型，含5000种纯组分、5000对二元混合物、3314种固体化合物、40000个二元交互作用参数的数据库。

气体的液化及临界状态

三、气体液化真实气体在足够大的压力和足够低的温度下就会变成液体，气体变成液体的过程称为气体液化。

一、恒温线分为三类(1)t ＞31.1℃的恒温线：近似于双曲线，任何压力下均不能液化。

(2)t ＜31.1℃的恒温线。

AB ：表示CO 2完全是气体，P 增大则V 减小；B 点：表示开始液化；BC ：表示液化过程，气、液共存，，液体量逐渐增多，气体量逐渐减少，水平线段所对应的压力为CO 2在13.1℃时的饱和蒸气压；气液平衡压强不变是因为气体体积缩小的同时，许多分子从气态转变为液态，气体分子数相应减少，而气体密度不变。

压力随温度升高而增大，因为温度高蒸发速度快，凝结速度也加快。

C 点：CO 2全部液化；m V 该温度下饱和2CO 液体摩尔体积。

CD ：表示液体难压缩，体积改变很小。

“下宽上窄”：左温度升高，液体体积增大；右压力增大，气体体积减小。

图1-2 CO 2的恒温线(3) t =31.1℃的恒温线当t =31.1℃时恒温线上的水平线段缩短为一点K ，在这一点上气体和液体的差别消失，此点称为临界点。

临界温度T c ：临界温度是气体能够液化的最高温度。

临界压力p c ；气体处于临界温度下，使气体液化所需的最小压强。

临界摩尔体积V c ；处于临界温度和临界压力下，气体的摩尔体积称为临界摩尔体积。

二、液化的原因1. 分子间存在引力，彼此吸引而聚集；2. 分子的热运动使他们倾向于彼此分离。

使气体液化必须降低到临界温度以下。

小结：本次课掌握气体液化的必要条件，联系运输。

理解范德华方程的修正过程，打开学生的思路，由理想变为实际。

简述空气液化的基本流程

简述空气液化的基本流程Liquefaction of air is a process used to cool the air to the point where it becomes a liquid. 空气液化是一种将空气冷却到成为液体的过程。

This is achieved through a series of steps that involve compressing, cooling, and expanding the air. 这是通过一系列步骤实现的，其中涉及压缩、冷却和膨胀空气。

The basic flow of the air liquefaction process begins with the compression of the air. 空气液化过程的基本流程始于对空气的压缩。

The compressed air is then cooled in stages using various cooling methods. 压缩空气随后通过使用各种冷却方法在阶段性地冷却。

The cooled air is then expanded, which further lowers its temperature, causing it to liquefy. 冷却的空气随后会膨胀，进一步降低温度，导致其液化。

Compressing the air is the first step in the liquefaction process. 压缩空气是液化过程的第一步。

This step is crucial in increasing the pressure and temperature of the air. 这一步骤对增加空气的压力和温度至关重要。

The air is typically compressed using a multi-stage process in which it passes through a series of compressor stages. 通常，通过多级过程压缩空气，在这一过程中空气经过一系列压缩机级别。

气体变成液体

气体变成液体
气体变液体叫液化，液化是指物质由气态转变为液态的过程，气体液化时要放热。

实现液化有两种手段，一是降低温度，二是压缩体积。

临界温度是气体能液化的最高温度。

液化是放热过程。

反之，汽化是吸热过程。

液化是指物质由气态转变为液态的过程，会对外界放热。