第三章--天然气液化技术
天然气液化技术-PPT精选文档120页
提纲
一、液化天然气综述 二、天然气液化技术现状及发展趋势 三、天然气液化技术关键设备 四、天然气液化项目建设及发展新思路 五、国内天然气液化项目建设模式 六、寰球公司液化天然气业务
二、天然气液化技术现状及发展趋势
1、天然气液化装置典型工艺流程方块图
废水
酸气
排放气
燃 料 气
热油系统 热油 废热回收
OSMR
（BV公司） （LNGL）
C3MR （AP）
DMR
DMR
（Shell） （HQC）
液化能耗kWh/吨LNG
352.8
311.3
300~400 300~400 310~400
注释：此处给出的数据仅包含天然气液化单元的能耗，鉴于天然气液化项目原料
和建设条件的差别对天然气液化能耗影响较大，基于完全相同基准的综合能耗比较 几乎不可能，因此没有相关的公开数据。
267000m3)
一、液化天然气综述
中国到港的
第一艘LNG运输船 2019年5月26日
中石油到港的
第一艘LNG运输船 2019年5月24日
一、液化天然气综述
6、LNG的安全问题
天然气和和LLNNGG是本质安全的烃类物质：N：GN比G空气轻、在空 气中自然扩散、爆炸范围窄，，LNLNGG既不可燃、又不爆炸。
5、国外天然气液化技术现状及分析
市场份额 不同工艺商
二、天然气液化技术现状及发展趋势
5、国外天然气液化技术现状及分析
第一阶段
第二阶段
第三阶段
二、天然气液化技术现状及发展趋势
4、天然气液化技术（续） – 适应性
天然气液化技术的选择对液化装置的投资和操作成本有较大影响； 每一种技术均在某一单线生产能力范围内具有竞争力；不同的液化技术， 均将在LNG工业中发挥作用，不存在某一种标准或者唯一可行的技术； 三种混合冷剂工艺的最经济的单线生产能力适应范围如下表：
天然气的天然气液化与气化技术
天然气的天然气液化与气化技术天然气是一种广泛使用的清洁能源，为了便于运输和储存，常常需要将其转化为液态或气态形式。
天然气的液化与气化技术成为了解决这一问题的有效手段。
本文将围绕天然气的液化与气化技术展开讨论，分析其原理、应用和发展趋势。
一、天然气液化技术天然气液化技术是将天然气冷却至其临界温度以下，使其转化为液态的过程。
该技术主要应用于远距离运输和储存，能够大幅减小天然气的体积，提高能源利用效率。
1.1 原理天然气液化的原理基于冷却效应。
液化天然气（LNG）是在极低温下（约-162摄氏度）对天然气进行冷却而成的。
当天然气冷却到其临界温度以下，分子之间的间距减小，从而使天然气压缩为液态。
同时，天然气液化过程中会释放大量的热量，可以用于其他用途，例如发电或供暖。
1.2 应用天然气液化技术广泛应用于天然气的长距离运输和储存。
通过液化，天然气的体积可缩小约600倍，从而大幅降低运输成本。
同时，液化的天然气便于储存，在需要时可随时转化为气态供应给用户。
1.3 发展趋势天然气液化技术的发展趋势主要集中在两个方面。
首先，液化天然气的运输和储存设施逐渐完善和扩大，液化天然气终端接收站建设日趋普及。
其次，液化天然气在化工、航运和发电等领域的应用不断增加，对技术的要求也更加严格，追求更高的安全性和效率性。
二、天然气气化技术天然气气化技术是将液化天然气（LNG）转化为气态的过程。
该技术常用于天然气的燃烧、发电和工业生产等领域，如城市燃气供应和化工原料。
2.1 原理天然气气化的原理是通过升温和去除液态，将液化天然气转化为气态。
在天然气气化过程中添加适量的热量，使其温度上升到接近常温，同时去除液态部分，使其恢复为气态。
2.2 应用天然气气化技术广泛应用于燃气发电、城市燃气供应、工业炉窑和化工生产等领域。
通过气化，将天然气转化为气态后，可以更方便地进行燃烧和使用，满足不同领域的能源需求。
2.3 发展趋势天然气气化技术的发展呈现出以下几个趋势。
天然气液化工艺与技术
天然气液化工艺与技术摘要：液化天然气在天然气的远洋运输，边远气田气体的利用以及城市燃气调峰中起到了重要的作用。
本文简要介绍了液化天然气（LNG）的性质、用途，着重针对天然气的液化工艺进行了详细介绍，并对每种工艺的优缺点进行了分析比较，为国内LNG产业的发展提供了很好的借鉴作用。
关键词：天然气液化净化一、引言当今世界人口数量的急剧增长，世界经济的快速发展，造成世界能源的需求量也持续增长。
天然气是一种清洁、高效、优质的能源与化工原料，逐渐吸引了人们的目光。
天然气的应用领域也日益广泛，例如发电、工业部门、天然气化工、天然气汽车及天然气合成油等方面。
我国拥有丰富的天然气资源，是世界天然气大国之一。
液化天然气（LNG）是一种具有明显优越性的天然气应用形式的，尤其是在天然气的运输和存储方面。
因此，为了合理利用我国天然气资源，进行天然气液化技术的研究与应用是一项具有重大意义的重要工作，同时也对我国今后发展液化天然气工业具有非常重要的现实意义。
二、液化天然气的性质液化天然气，主要成分是甲烷，是地球上公认的最干净的能源。
油气田开采出来的天然气经过脱水、脱酸性气体及重烃组分，去除了一些有价值的成份，如氦，以及一些对下游产业不利的成分如水，和一些高分子碳氢化合物，之后再经冷却降温，最终得到天然气的液态产品。
液化天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，重量仅为同体积水的45%左右，发热量为548×108J/t。
天然气液化后便于进行经济可靠的运输，储存效率高、占地少、投资省，有利于城市负荷的平衡调节。
液化天然气生产过程中释放出的冷量还可回收利用，并且低温液化还可分离出部分有用的副产品，有利于环境保护，减少城市污染。
三、天然气的液化工艺天然气液化主要包括天然气净化（也称预处理）过程和天然气液化过程两部分，其中天然气液化是核心部分。
通常，从管网来的天然气在进行液化之前要经过预处理进行净化，脱除液化过程的酸性组分、水分、较重烃类及汞等，以免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道，之后净化干燥后的原料天然气进入制冷系统的高效换热器不断降温，并逐级冷凝分离丁烷、丙烷、乙烷等气体，最后在常压下将其深冷到-162℃左右，天然气便会液化成为液化天然气产品。
03-液化天然气技术(LNG)-第三章 制冷原理和方法
温度为T0、压力为p0的原料气， 经冷凝换热器换热后，温度降为T2、 压力降为p2，部分冷凝分离出来的 凝液在分离器中分离出来，并节流 减压后排出，未冷凝的气体经膨胀 机绝热膨胀到压力p3、温度T3。低 温低压干气流经冷凝换热器吸收热 量，将自身升温到T4后输出。
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第三节 蒸气压缩制冷
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二、节流循环
气体节流降温组成的制冷循环，称为节流循环。下图为 一种简单的一次节流循环的T-S图（温熵图）。
所吸收的热量（即制冷量）为：
一次节流循环的T-S图
qoh =cP T1 T4 HT
天然气往往具有一定压力，在液化过程中，只 要善于利用气体的压力，就可以组成各种节流制 冷循环，为工艺装置补充冷量。
1.微分节流效应:
定义：
αH
T P
（3-2）
αH—微分节流效应系数（或焦—汤系数），经变换，可改写为：
H
1 Cp
T
V T
P
V
（3-3）
式中：Cp—气体的定压比热。
对于理想气体，由于PV=RT，则
V R V T p P T
由公式（3-3）得αH =0，即
理想气体节流温度不变。
液化天然气技术
第三章 制冷原理和方法
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制取冷量的方法: 气体膨胀制冷和相变制冷两大类。
（1）气体膨胀制冷:
高压力气体 节流阀或膨胀机绝热膨胀
气体降压
（2）相变制冷:
获得冷量
降温
利用某些物质（即制冷剂）在相变时的吸热效应来产生冷量。 蒸汽压缩式、蒸汽喷射式和吸收式。
天然气液化常采用----节流膨胀制冷、膨胀机绝热膨胀制
天然气液化技术
天然气液化技术摘要：社会经济的发展，促使各个行业对能源的需求量不断增加。
传统化石能源由于储量锐减且燃烧过程中产生污染气体或温室气体，不符合现阶段提倡的绿色发展理念。
而天然气具有热值高、技术成熟、燃烧产物清洁以及储量丰富等特点，成为一种替代传统化石能源的清洁能源。
由于天然气的分布不均衡，人们需要先将其液化后进行储存、运输，以满足不同地区的用气需求。
文章对天然气液化技术进行了研究分析，以供参考。
关键词：天然气；液化；技术前言：天然气在冷却至零下160℃后，会从气态转化为液态，压缩体积有助于其存储和运输。
但是，液化天然气也具有较高的危险性，除了易燃易爆外，还会产生冻伤危险，对储存、运输和应用都提出了较为严格的要求。
目前，液化天然气已经在多个领域得到了广泛应用，如城市燃气、汽车燃料等。
相关数据显示，我国2018年国内液化天然气市场总供应量超过1500万t，近年来呈现出逐年上升趋势。
按照国家能源局发布的《能源发展“十三五”规划》，未来几年我国将继续大力支持天然气等清洁能源的发展，掌握液化天然气储存及应用技术既有其必要性，又有其紧迫性。
1 液化天然气的制取1.1 天然气预处理在进行天然气液化处理之前，必须先进行预处理，其目的是除去天然气中含有的杂质，如硫化氢、重烃等。
通过对天然气的预处理，一来可以保证液化天然气的清洁，二来可以防止低温环境下杂质冻结堵塞管道，影响液化天然气的储运。
天然气预处理的常用方法有两种，分别是脱水处理和脱酸性气体处理。
通常来说，天然气中水的预处理指标应当在0.1×10-8m3/m3以下，被认为是符合液化处理基本要求。
人们可以选择冷却法、液体洗手法、膜分离法等方法进行天然气脱水。
以膜分离法为例，其基本原理就是使用高分子气体分离膜，在一定压力下过滤掉天然气中的酸性成分，如水气、二氧化碳、硫化氢等。
天然气脱酸处理是降低管道腐蚀和保证能源清洁的一种有效方法，除了膜分离法可以满足脱酸要求外，还可以使用联合吸收法、直接转化法等方法。
天然气液化技术介绍
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- 162℃，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。
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。
表3-11)酸性气体脱除天然气中常见的酸性气体: H2S（硫化氢）、 CO2（二氧化碳）、 COS（羰基）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。
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一一个羟基和一一个胺基。
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。
能源开发中的天然气液化技术的使用方法
能源开发中的天然气液化技术的使用方法天然气液化技术在能源开发中的使用方法天然气是一种重要的能源资源，它存在于地下的气体状态，不能直接运输和储存。
为了有效利用这一资源，天然气液化技术被广泛应用于能源开发领域。
本文将介绍天然气液化技术的使用方法以及其在能源开发中的重要性。
天然气液化是将天然气从气态转化为液态的过程，它可以大幅减小天然气的体积，方便储运。
天然气液化技术的使用方法涉及以下几个关键步骤：1. 去除杂质：天然气中常含有硫化氢、二氧化碳等杂质，这些杂质会对天然气液化过程产生不利影响。
因此，在液化之前，需要使用脱硫和除杂设备将这些杂质去除。
2. 压缩和冷却：在去除杂质之后，天然气需要通过压缩和冷却来转化为液态。
首先，天然气通过压缩机被压缩至高压状态。
然后，天然气经过换热器冷却至极低温，一般为零下162摄氏度。
在这个温度下，天然气变为液态，体积大幅缩小。
3. 储存和运输：液化天然气（LNG）储存在特殊的隔热储罐中，以保持其低温液态状态。
这些储罐通常采用双壁隔热结构，以避免温度过快升高。
此外，液化天然气的运输也需要特殊的船舶或储槽车辆，以确保其在运输过程中的安全性。
天然气液化技术在能源开发中具有极其重要的意义。
首先，液化天然气可以大幅减小占地面积，便于储存和运输。
相较于天然气的气态形式，液态天然气体积约为1/600，大大节约了储存和运输的成本。
其次，液化天然气具备长时间储存能力。
相比于其他能源载体，如石油和煤炭，液化天然气可以在储存过程中极少损失能量。
这意味着，液化天然气可以长时间储存在储罐中，并在需要的时候灵活调用。
此外，天然气液化技术也有助于提高天然气的利用效率。
天然气是一种清洁的能源资源，它可以替代煤炭和石油，减少温室气体排放和环境污染。
通过将天然气液化，可以更方便地长距离运输和供应给不同地区的用户，促进天然气在能源结构中的广泛应用。
然而，天然气液化技术的使用也面临一系列挑战和问题。
首先，液化天然气的生产过程需要巨大的能源输入，并产生大量的二氧化碳排放，这在一定程度上削弱了其作为清洁能源的优势。
(化工安全)天然气液化及储运技术.docx
（本文档仅供参考用途，所载资料皆来自整理，欢迎大家分享交流）天然气液化及储运技术一、天然气液化技术液化天然气 (LNG)的工艺流程大致分为两部分，即净化过程和液化过程，净化是天然气液化的首要过程。
1.天然气净化天然气净化主要是“三脱”过程，即干燥脱水、脱烃类成份以及脱酸性气体。
此外，根据地质条件不同，通常还需进行其他一些净化过程，如除去油脂、除去汞、除去CO2 等工艺。
(1)酸性气体脱除采用溶剂与流程的选择主要根据原料气的组份、压力、对产品的规格要求、总成本与运行费用的估算而定。
世界上通用的LNG 工厂的酸气吸收工艺主要有三种，即MEA(单乙醇胺法)洗涤吸收过程、BENFIELD(钾碱法 )过程和 SULFINOL(砜胺法 )过程。
MEA 法：脱酸剂为15%～25%的单乙醇胺水溶液。
主要是化学吸收过程，操作压力影响较小，当酸气分压较低时用此法较为经济。
此法工艺成熟，同时吸收CO2和 H2S 的能力较强，尤其在CO2浓度比 H2S 浓度较高时应用，亦可部分脱除有机硫。
缺点是须较高再生热、溶液易发泡、与有机硫作用易变质等。
BENFIELD法：脱酸剂为 20%～ 35%的碳酸钾溶液中加入烷基醇胺和硼酸盐等活化剂。
主要是化学吸收过程，在酸气分压较高时用此法较为经济。
该方法流程图如图8-2 所示，压力对操作影响较大，在CO2 浓度比 H2S 浓度较高时适用，此法所需的再生热较低。
SULFINOL法：脱酸剂为环丁砜、二异丙醇胺和甲基二醇胺水溶液，兼有化学和物理吸收作用。
天然气中酸气分压较高，在 H2S 浓度比 CO2浓度较高时，此法较经济，净化能力强，能脱除有机硫化物，对设备腐蚀小。
缺点是价格较高，能吸收重烷。
(2)脱水干燥天然气采用的脱水方法大都是分子筛吸附。
因为它具有吸附选择能力强，低水汽分压下的高吸附特点以及同时可以进一步脱除残余酸性气体等优点。
当前使用最多的是0.4nm 分子筛。
这种分子筛是用适当的粘合剂把人造沸石晶体结合成较大颗粒，比如 1.6～ 3.2mm 直径的小球，当天然气通过充满这种分子筛的填料床时，就可以除去水分，得到干燥。
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用随着全球能源需求的不断增长，天然气作为一种清洁、高效的能源，越来越受到各国政府和企业的重视。
天然气液化技术是将天然气压缩至高压、低温条件下，使其变成液体燃料的技术。
而氦资源作为另一种清洁、高效的能源，其高效利用对于推动全球能源转型具有重要意义。
本文将从天然气液化技术和氦资源高效利用两个方面，探讨关键技术和装备的研发与应用。
一、天然气液化技术1.1 天然气液化的基本原理天然气液化是将天然气在一定压力下，通过物理过程将其转化为液体燃料。
这个过程主要包括以下几个步骤：压缩、冷却、膨胀和稳定。
天然气被压缩到高压状态，使其分子间距离变小；然后，通过冷却使气体温度降低至液化点以下；接着，在膨胀过程中，气体体积迅速扩大，分子间的相互作用力使得气体逐渐变为液体；通过稳定操作，使液体天然气保持稳定的性质。
1.2 天然气液化的关键技术天然气液化技术涉及多个领域的知识，包括热力学、流体力学、传热学等。
其中，关键技术包括：(1)压缩机技术：用于提供高压气体能量，将天然气压缩至液化压力；(2)冷却剂技术：用于降低气体温度至液化点以下；(3)膨胀器技术：用于控制气体膨胀速度，使之达到稳定的液态状态；(4)稳定剂技术：用于维持液体天然气的稳定性。
还需要解决液化过程中的泄漏、能量损失等问题。
二、氦资源高效利用2.1 氦资源的特点氦是一种稀有气体，占地球大气层的约7%,资源量有限。
氦具有高密度、低热容量、高热传导率等特性，使得氦资源在航空、医疗等领域具有广泛的应用前景。
由于氦资源的特殊性，其开发利用面临着诸多挑战，如高成本、安全隐患等。
因此，研究氦资源高效利用技术具有重要意义。
2.2 氦资源高效利用的关键技术和装备氦资源高效利用主要涉及以下几个方面的技术：(1)氦气提取技术：通过物理方法或化学方法从天然气中提取氦气；(2)氦气净化技术：对提取出的氦气进行净化处理，去除杂质成分；(3)氦气储存技术：采用特殊材料和设备，实现氦气的长期、安全储存；(4)氦气应用技术：将氦气应用于航空、医疗等领域，实现高效利用。
天然气液化技术
第23卷第2期2005年6月天 然 气 与 石 油N atural G as And OilVol.23,No.2J une.2005 收稿日期:2005201212 作者简介:阎光灿(19402),男,重庆人,副译审,1965年毕业于四川外语学院。
长期从事翻译和科技情报工作。
电话:(028)86014475。
天然气液化技术阎光灿,王晓霞(中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川成都610017)摘 要:天然气液化是一个超低温过程,工艺要求比较复杂。
液化用原料天然气比管输气态商品天然气要求有更高的纯度。
介绍了原料天然气的预处理技术;论述了天然气液化技术,包括基地型LN G 工厂、调峰型LN G 工厂和接收终端的生产工艺、主要工艺设备的比较与选择;讨论了天然气液化技术的发展趋势。
关键词:天然气;LN G;工艺;设备;发展;趋势文章编号:100625539(2005)022******* 文献标识码:A 天然气液化是一个低温过程。
天然气经预处理,脱出重质烃、硫化物、CO 2、水等杂质后,在常压下深冷到-160℃便成液态天然气(LN G ),其体积仅为气态时的1/600。
典型的LN G 生产工艺装置,见图1。
图1 典型的LN G 生产工艺装置图1 原料气的预处理[1,2]LN G 工厂的原料气为管输天然气。
天然气在进入输气管道之前虽然已按管输标准进行了处理,但在进行天然气液化之前,还必须进行天然气预处理,脱除原料气中的酸性气体和其他杂质,其目的一是避免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道;二是提高产品的纯度。
表1列出了基地型LN G生产厂原料气杂质的最大允许含量。
表1 基地型LN G生产厂原料气杂质的最大允许含量杂质最大允许含量杂质最大允许含量H2O<0.1×10-6(V)总S10～50g/m3CO2<50×10-6～100×10-6(V)Hg<0.01μg/m3H2S3.5mg/m3(4×10-6(V))芳香族烃1×10-6～10×10-6(V)COS<011×10-6(V)111 酸性气体的脱除现有基地型LN G工厂对酸性气体的脱除通常采用以下工艺:11111 胺法对酸性气体含量低、酸性气体分压小于350 kPa的原料气,适宜采用胺法进行酸性气体脱除。
天然气液化技术及其应用 免费下载燃气规范 行业权威资料普及机构发布
天然气液化技术及其应用天然气液化技术及其应用(1)液化天然气(LNG)运输灵活、储存效率高，用作城市输配气系统扩容、调峰等方面，与地下储气库、储气柜等其他方式相比更具优势，并且具有建设投资小、建设周期短、见效快、受外部影响因素小等优点。
作为优质的车用燃料，与汽车燃油相比，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、运行成本低等优点;与压缩天然气(CNG)相比，LNG则具有储存效率高，续驶里程长，储瓶压力低、重量轻、数量小，建站不受供气管网的限制等优点。
1 天然气液化技术概述天然气液化系统主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用这5个子系统。
一般生产工艺过程是，将含甲烷90%以上的天然气，经过“三脱”(即脱水、脱烃、脱酸性气体等)净化处理后，采取先进的膨胀制冷工艺或外部冷源，使甲烷变为-162℃的低温液体。
目前天然气液化装置工艺路线主要有3种类型:阶式制冷工艺、混合制冷工艺和膨胀制冷工艺。
1.1 阶式制冷工艺阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺。
对于天然气液化过程，一般是由丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂的3个制冷循环阶组成，逐级提供天然气液化所需的冷量，制冷温度梯度分别为-30℃、-90℃及-150℃左右。
净化后的原料天然气在3个制冷循环的冷却器中逐级冷却、冷凝、液化并过冷，经节流降压后获得低温常压液态天然气产品，送至储罐储存。
阶式制冷工艺制冷系统与天然气液化系统相互独立，制冷剂为单一组分，各系统相互影响少，*作稳定，较适合于高压气源(利用气源压力能)。
但由于该工艺制冷机组多，流程长，对制冷剂纯度要求严格，且不适用于含氮量较多的天然气。
因此这种液化工艺在天然气液化装置上已较少应用。
1.2 混合制冷工艺混合制冷工艺是六十年代末期由阶式制冷工艺演变而来的，多采用烃类混合物作为制冷剂，代替阶式制冷工艺中的多个纯组分。
其制冷剂组成根据原料气的组成和压力而定，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。
天然气加工与液化技术
天然气加工与液化技术天然气是一种重要的能源资源，具有丰富的储量和广泛的应用领域。
然而，由于天然气在自然界中以气态存在，对于长距离运输和储存存在一定的困难。
因此，天然气加工与液化技术应运而生，成为了解决这一问题的关键方法。
一、天然气加工技术天然气加工技术是将原始的天然气进行处理和分离，以提取出其中的有价值的成分。
常用的加工方法包括脱硫、脱氮、脱酸、脱水等。
其中，脱硫是天然气加工中最常见的步骤，目的是去除天然气中的硫化氢。
硫化氢不仅会腐蚀管道和设备，还对环境和人体健康造成威胁。
通过加工处理，可以降低天然气中的硫化氢含量，提高其应用价值和安全性。
除了脱硫外，脱氮和脱酸也是天然气加工中常用的步骤。
脱氮的目的是降低天然气中的氮含量，防止氮气在输送过程中产生凝结物。
脱酸则是去除天然气中的酸性物质，防止对管道和设备的腐蚀。
通过这些加工步骤，可以使得天然气更加适合长距离运输和应用。
二、天然气液化技术天然气液化技术是将天然气转化为液态，以便于储存和运输。
天然气液化采用的是低温工艺，常见的方法是通过降低天然气的温度使其达到接近零下162摄氏度，这是天然气变为液态的温度。
在液化过程中，压力也会增加，以保证天然气保持液态。
天然气液化技术在储存和运输方面具有诸多优势。
首先，液化后的天然气体积缩小了600倍左右，便于保存和运输。
其次，液化天然气可以通过船舶、卡车等多种方式进行长距离运输，扩大了天然气的市场。
此外，液化天然气储存方便，可供应地方和季节性需求。
三、天然气加工与液化在能源行业的应用天然气加工与液化技术在能源行业具有广泛的应用。
首先，在能源生产中，天然气加工可以提高天然气的品质和利用率，减少对环境的影响。
其次，在能源储存和运输中，天然气液化技术可以解决天然气长距离运输和储存的问题，满足不同地区和季节的需求。
此外，在城市燃气供应和工业用气领域，天然气加工与液化也有重要应用，为人们的生活和工作提供可靠的能源支持。
总结：天然气加工与液化技术的应用使得天然气的利用变得更加便捷和广泛。
新型天然气液化技术
新型天然气液化技术一、引言随着全球经济的快速发展，市场上对能源需求的不断增长已经成为了一个全球性的问题。
为了满足市场上对能源的需求，当前天然气被广泛应用。
与此同时，人们逐渐认识到，在运输过程中天然气液化是最理想的选择。
然而，传统的液化技术的能效低下和成本较高，限制了天然气的有效利用。
因此，新型天然气液化技术的研究是非常有必要的。
二、天然气液化技术的基础天然气液化技术是指将天然气转化为液体状态，通过管道或运输船只等方式，将其输送到全国各地。
主要的液化技术包括：普遍使用的罐式液化、冷凝液化、空气分离液化、冷却液化、压缩液化等。
然而，传统的液化技术中，用于降低温度的过程消耗大量的能量，且生产成本较高。
因此，为了提高天然气液化技术的效率，新型的天然气液化技术应运而生。
三、新型天然气液化技术（一）混合气体制冷液化技术混合气体制冷液化技术是一种新型的天然气液化技术，其原理基于压缩空气来冷却气体并将其转化为液态。
具体地说，这种技术将压缩空气和氮气等惰性气体混合，从而降低温度并使其处于液态。
混合气体制冷液化技术的优势在于其能耗较低，且由于其能源来源多样化，运转成本也较低。
（二）特殊材料的研究除了使用新型的液化技术，科学家们还研究了新的材料来替换传统液化材料。
例如，研究人员发展了一种名为“超级材料”的合金，这种合金具有非常散热能力。
通过使用这种特殊材料，科学家们能够更高效地降低天然气的温度，从而将其液化。
这种材料的发展极有可能取代传统液化材料，从而使天然气的生产更为经济和可持续。
（三）压缩管道液化技术压缩管道液化技术也是一种新型的天然气液化技术。
与传统的基于冷却的液化技术不同，该技术通过压缩天然气来降低其体积，从而使其处于液态。
压缩管道液化技术的优势在于其能效较高，适用于长距离的天然气传输，而且其在运转过程中生成的废气可被回收利用，极大地降低了温室气体的排放。
四、结论总的来说，新型天然气液化技术的发展为我们在提高天然气能源利用效率过程中带来了更为广阔的思路和前景。
天然气的液化技术和储存方式
天然气的液化技术和储存方式近年来，天然气已经成为了全球能源领域的一个非常重要的热门话题。
这是由于天然气具有清洁、廉价、易于获取等优点，因此被广泛应用于工业、交通、房屋供暖等领域。
但是，天然气的使用也面临着很多的挑战，其中最重要的一点就是如何保持其稳定性和储存安全性。
因此，研究天然气储存技术也成为了全球能源领域的一个热门研究方向。
天然气储存技术可以分为常温、低温和高压气体储存技术三种。
常温储存技术的原理是在常温和常压下将天然气吸附在材料表面。
这种技术具有体积小、占用空间少等优点。
但是，其燃烧性能相对较差，同时吸附材料的使用寿命也比较短。
因此，常温储存技术一般在研究和应用领域中较为常见。
低温储存技术是通过将天然气液化，将其储存于低温状态中。
这种技术具有储存密度大、占地面积小等优点。
同时也解决了燃烧性能相对较差的问题。
而天然气的液化技术是低温储存技术中最为关键的一环。
天然气液化技术是将天然气从气态直接改变成液态的过程，其重要性在于液态天然气能够占据原来气态天然气的四分之一甚至更小的体积。
这种技术需要在极低的温度下进行，通常需要千分之一到万分之一摄氏度。
液化过程中，天然气的压力由常压（0.1MPa）增大到7-10MPa。
液化天然气（LNG）是液态天然气的缩写，其是天然气液化技术中最成熟的一种。
LNG的主要组成成分是甲烷（CH4）和乙烷（C2H6）。
LNG的密度约为空气的一半，体积约为气态储藏的1/600，这使得LNG的储存和运输变得比较容易。
液化天然气的制冷剂可以使用空气、天然气，也可以使用其他适合的化学物质。
最常用的制冷剂是液态氮，它的沸点是-196℃，远低于甲烷的沸点（-162℃）。
在液化过程中，首先使用液态氮或其他制冷剂对原始天然气进行冷却，使其沸点降至-162℃以下，此时天然气便成为了液态，这些液态天然气可以直接储存或者进行运输。
LNG的储存方式主要有三种，分别是隔膜式、球形储存罐和储槽式。
隔膜式储存罐是将LNG置于双层皮的钢制隔膜内部，以保持时间久的稳定温度和降低渗漏风险。
第三章--天然气液化技术
在上海建造的CII液化流程是我国第一座调峰型天然 气液化装置中所采用的流程。
CII液化流程吸收了国外技术的最新发展成果，代表天然 气液化技术的发展趋势。
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4、其它膨胀液化流程
带膨胀机的液化流程中，由于换热器的传热温差太大，
从而使流程的Βιβλιοθήκη 损很大，为了降低流程的 损，可采
取以下措施：
1)采用预冷方法，对制冷剂进行预冷
2)提高进入膨胀机气流的压力，并降低其温度。
3)将带膨胀机液化流程与其它液化流程（例如混合制冷 剂液化流程）结合起来使用。
环能耗低，技术成熟，最早建成的基本负
荷型LNG工厂采用了这种液化工艺。如图
所示，该液化流程分三级压缩制冷，逐级
提供冷量液化天然气，制冷剂分别为丙烷、
乙烯和甲烷，每个制冷循环中均含有三个
换热器。级联式液化流程中较低温度级的
循环，将热量转移给相邻的较高温度级的
循环。
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• 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。
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丙烷预冷混合制冷剂液化流程主要由三个循环组成：两个闭
式制冷循环，即丙烷压缩制冷循环(用于预冷天然气和混合制冷
剂)和混合制冷剂循环(用于冷凝、过冷天然气)；一个开式循环，
即天然气液化循环。
C3/MRC工艺综合了级联式循环工艺和MRC工艺的特长，具
天然气液化及输送技术创新与应用
天然气液化及输送技术创新与应用一、天然气液化技术天然气液化技术是将天然气通过气体分离、压缩、冷却等处理过程，将其转化为低温液态天然气，从而方便储运和使用的一种技术。
天然气液化技术的发展对于天然气的利用与应用具有极为重要的意义。
目前，液化技术主要包括传统液化技术和新型液化技术两种。
传统液化技术主要有极低温液化技术和常温液化技术，极低温液化技术是利用膨胀制冷循环过程将天然气冷却至-162℃以下的温度，达到液化的目的。
该技术成本高、能耗大，但是具有较高效率和产能。
常温液化技术是指采用合成材料或化合物溶剂等对天然气进行吸附、分离、脱附等工艺过程，从而达到液化的目的。
该技术成本较低，但是产能和能效相对较低。
新型液化技术主要有电化学液化技术和磁性液化技术，电化学液化技术是指利用电化学反应的能量将天然气液化，并使得电能与液化天然气的能量实现转换的一种技术。
该技术具有简单高效的特点，目前正在积极研究应用中。
磁性液化技术是指采用磁场和低温的双重作用，将天然气分子通过分子间相互作用而液化。
该技术具有成本、能效和产能等方面的优势。
二、天然气输送技术天然气输送技术是指将天然气从开采地点送至用户之间的过程，主要包括输气管道、气体储运船、柔性输送管道、液化天然气槽车等。
1. 输气管道输气管道是传输天然气最为常见和广泛的方式，在全球范围内，约70%的天然气运输采用输气管道。
输气管道主要分为长输管道和干线管道两种，长输管道是指覆盖大范围、跨越境内外多地、有重大战略意义的大口径管道。
干线管道则是指独立或较少分段的普通管道，主要用于中小地区天然气输送。
目前，世界上最长的输气管道是俄罗斯的天然气管道，总长度达到9500公里。
在管道的设计和建设过程中，除了与沿途地区的地质、气候、人口、物资等相关条件紧密配合外，还需要考虑到管道的物理机械性质、防腐蚀、防爆等技术问题。
2. 气体储运船气体储运船主要用于海上天然气储存和输送，其有高效率和节省成本的优势。
浅谈天然气液化技术及其应用
浅谈天然气液化技术及其应用摘要：液化天然气是天然气的一种液态存在形式，在实际生产及生活中，液态天然气在储存和运输方面显示出了独特的优越性。
因此，研究天然气的液化技术以及应用对于我国天然气资源合理使用有着十分重要的意义。
在本文中，讨论了天然气液化技术的相应工艺内容，并围绕天然气的应用问题进行了讨论。
关键词：液化天然气存储运输应用一、引言天然气在工业生产及日常生活中被普遍采用，其主要分布于气田、油田、煤层以及页岩层。
同煤炭、石油等能源相比较，天然气燃烧后不产生废渣及废水，相对来说更加安全，且具有更高热值，是一种较为清洁的能源。
在各种替代燃料中，天然气燃料被广泛使用。
天然气分为压缩天然气以及和液化天然气两种形式。
当温度低至零下162摄氏度时，天然气从气态转变为液态形式，是一种无色无味、无毒的燃料。
这就是人们所说的液化天然气（英文是Liquefied Natural Gas，简称为LNG）。
通过液化过程，天然气得到了进一步得到净化，因此被广泛采用，其优势如下所述：1.方便于运输和贮存当天然气处于液态时，其密度为标准甲烷的625倍。
也就是说，1立方的液化天然气等同于625立方的天然气。
因此，相比于天然气的气态形式，液化后的更方便于运输和贮存。
2.较少的间接投资压缩天然气的体积能量密度约为汽油的26%，而液化天然气（LNG）体积能量密度约为汽油的72%，大大高于压缩天然气。
因此，液化天然气的汽车有更远的行程，可以很大程度减少汽车加气站的数量。
3.更高的安全性较为常用的压缩天然气一般具有较高的压力，这给天然气的运输以及贮存带来了许多的不安全因素，而液化天然气则不会有太高的压力存在。
4.使用中更为清洁然气在液化前一般会经过严格的预净化，从而，液化天然气中的杂质含量相对较少，使用过程中造成对环境的污染程度更小。
5.调峰作用作为发电厂或民用燃气的燃料，天然气不可避免会有需要量的波动，这就要求供应上具有调峰作用。
二、天然气液化的主要工艺开采出的天然气在进行天然气的液化操作之前，通常需要对原天然气进行进一步的净化处理。
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2、氮气膨胀液化流程 与 混合 制 冷 剂液 化 流 程 相比，氮气膨胀液化流程 （ N2Cycle ）较为简化、紧凑， 造价略低，起动快。热态起动 1－ 2h即可获得满负荷产品， 运行灵活，适应性强，易于操 作和控制，安全性好，放空不 会引起火灾或爆炸危险。制冷 剂采用单组分气体。但其能耗 要 比 混 合制 冷 剂 液化 流 程 高 40%左右。
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4、其它膨胀液化流程
带膨胀机的液化流程中，由于换热器的传热温差太 大，从而使流程的 损很大，为了降低流程的 损，可 采取以下措施：
1)采用预冷方法，对制冷剂进行预冷
2)提高进入膨胀机气流的压力，并降低其温度。 3) 将带膨胀机液化流程与其它液化流程（例如混合制 冷剂液化流程）结合起来使用。 典型的如：带丙烷预冷的天然气膨胀液化流程。
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第一节 天然气液化流程
制冷原理：
• 气体膨胀制冷：利用较高压力的气体通过节流阀或膨
胀机绝热膨胀使气体降压降温来获得冷量。这种方法又分 为节流膨胀制冷和绝热膨胀制冷两种类型。
• 相变制冷：利用某些物质（即制冷剂）在相变时的吸热
效应来产生冷量。这种方法也称为蒸汽制冷。
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混合制冷剂液化流程。
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与级联式液化流程相比，MRC循环的优缺点： 优点: 1. 机组设备少，流程简单，投资省，投资费用比经典级联式液 化流程约低15%~20%；
2. 管理方便；
3. 混合制冷剂可以部分或全部从天然气本身提取与补充。
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与级联式液化流程相比，MRC循环的优缺点：
缺点: 1. 混合制冷剂的合理配比困难； 2. 流程计算必须提供各组分可靠的平衡数据与物性参数，计算 困难。
3. 能耗较高，比阶式液化流程高10%~20%左右；
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1、无预冷的混合制冷剂液化流程 以混合制冷剂制冷循环为基础的天然气液化流程是目前应用 最广泛的液化工艺。MRC是目前最具代表性且应用最为广泛的混
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3、氮－甲烷膨胀液化流程 为了降低膨胀机的功耗，采 用 N2 － CH4 混合气体代替纯 N2,发展了 N2 －CH4膨胀液化 流程。与混合制冷剂液化流 程相比较，氮－甲烷膨胀液 化流程（N2 / CH4Cycle）具 有起动时间短、流程简单、 控制容易、混合制冷剂测定 及计算方便等优点。由于缩 小了冷端换热温差，它比纯 氮膨胀液化流程节省 10% － 20%的动力消耗。
⑶使用一台集成换热器（即MRC主换热器），在设备费用和易
于制造方面也具有显著的优势。 ⑷利用节流阀降压可以减少LNG产品的蒸发损失；采用制冷压 缩机的级间分离器，可减少压缩机的操作功率。
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2、带预冷的混合制冷剂液化流程
既然难以通过调整混合冷剂的组分来使整个液化过程都能按冷 却曲线提供所需的冷量，自然便考虑采取分段供冷以实现制冷 的方法。在MRC工艺基础上，经过改进，开发出了第三代新型 的液化工艺—带预冷的混合剂制冷循环，预冷方式有丙烷预冷、 混合工质预冷、利用氨吸收制冷来预冷等。 带丙烷预冷的混合冷剂制冷循环，简称C3/MRC工艺，是在 MRC工艺基础上开发出来的新一代液化工艺，也可视其为对传 统的阶式循环的改进。C3/MRC循环采用丙烷预冷（或者氨制 冷预冷）与混合制冷剂（N2+C1~C4）联合作用方式,流程既高 效又简单。
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• CII流程具有如下特点： l）流程精简、设备少。CII液化流程出于降低设备投资和建 设费用的考虑，简化了预冷制冷机组的设计。在流程中增 加了分馏塔，将混合制冷剂分馏为重组分（以丁烷和戊烷 为主）和轻组分（以氮、甲烷、乙烷为主）两部分。重组 分冷却、节流降温后返流，作为冷源进入冷箱上部预冷天 然气和混合制冷剂；轻组分气液分离后进入冷箱下部，用 于冷凝、过冷天然气。 • 2）冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器。整体式冷箱结构 紧凑，分为上下两部分，天然气在冷箱内由环境温度冷却 至-160℃左右液体，减少了漏热损失。 3）压缩机和驱动机的型式简单、可靠、降低了投资与维护费 用。
合制冷剂循环工艺。
MRC循环是由美国APCI公司于六十年代末开发成功的，该工 艺的主要特色是APCI公司发明的一台深冷的、集成化的主换热 器和多组分混合制冷剂。MRC主换热器是MRC制冷系统的核心。
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典型的无预冷MRC流程图
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• MRC循环采用的混合制冷剂由许多种不同沸点的气体组分
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混合制冷剂的制冷原理与纯单组分制冷剂的制冷原理大致
相同，即都是通过冷剂液体的汽化，与被冷介质进行热交换，
使其降温。与纯组分制冷剂不同的是，混合制冷剂产生的冷量 是在一个连续的范围之内，纯组分制冷剂产生的冷量是在一个 固定的温度上。 MRC既达到类似级联式液化流程的目的，又克服了其系统复
杂的缺点。自 20 世纪 70 年代以后建立的 LNG 装置中有 60% 采用了
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四、CII液化流程 法国燃气公司的研究部门开发了新型的混合制冷剂液 化流程，即整体结合式级联型液化流程(Integral Incorporated Cascade)，简称为CII液化流程。 CII液化流程的主要设备包括混合制冷剂压缩机、混合 制冷剂分馏设备和整体式冷箱三个部分。整个液化流程 可分为天然气液化系统和混合制冷剂循环两部分。 在上海建造的CII液化流程是我国第一座调峰型天然 气液化装置中所采用的流程。 CII液化流程吸收了国外技术的最新发展成果，代表天然 气液化技术的发展趋势。
气与离开液化装置的商品气有“自由”压差时，液化过程就 可能不要“从外界”加入能量，而是靠“自由”压差通过膨 胀机制冷，使进入装置的天然气液化。流程的关键设备是涡 轮膨胀机。根据制冷剂的不同，可分为氮气膨胀液化流程和 天然气膨胀液化流程。
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1、天然气膨胀液化流程 利用原料气管道中的高 压天然气，在制冷循环 膨胀机中等熵膨胀，获 得的低温冷量用于液化 另一股天然气，这被称 之为天然气膨胀制冷循 环。 突出优点是它的功耗小、 只需对液化的那部分天 然气脱除杂质，因而预 处理的天然气量可大为 减少（约占气量的 20%~35%）。
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• 带膨胀机的液化流程优点： 流程简单、调节灵活、工作可靠、易起动、易操作、维护方 便； 用天然气本身为工质时，省去专门生产、运输、储存制冷剂 的费用； • 缺点： 送入装置的气流须全部深度干燥； 回流压力低．换热面积大，设备金属投入量大； 受低压用户多少的限制； 液化率低，如再循环，则再增加循环压缩机后，功耗大大增 加。由于带膨胀机的液化流程操作比较简单，投资适中，特 别适用于液化能力较小的调峰型天然气液化装置。
• 应用共沸液是制冷剂发展的方向之一，因为共沸溶液的热力
性质不同于溶液中的任一组分的热力学性质，因而可以用组 成共沸溶液的方法来改进制冷剂的特性。
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•天然气液化工艺流程
按制冷方式分： 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 CII液化流程
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• 20世纪60年代最早建设的天然气液化装置，采用当时技
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目前，
对基本负荷型液化装置，一般采用级联式液化流程
和混合制冷式液化流程；
对调峰型液化装置，一般采用带膨胀机的液化流程
和混合制冷剂液化流程。
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一、 级联式液化流程
级联式液化流程也被称为阶式 （Cascade）液化流程、复叠式液化流程 或串联蒸发冷凝液化流程。由于级联式循 环能耗低，技术成熟，最早建成的基本负 荷型LNG工厂采用了这种液化工艺。如图 所示，该液化流程分三级压缩制冷，逐级 提供冷量液化天然气，制冷剂分别为丙烷、 乙烯和甲烷，每个制冷循环中均含有三个 换热器。级联式液化流程中较低温度级的 循环，将热量转移给相邻的较高温度级的 循环。
气体膨胀制冷
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相变制冷循环
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四个过程：
• 1.膨胀过程
• 2.液体冷剂蒸发过程
• 3.气体冷剂压缩过程
• 4.过热气体冷凝过程
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• 制冷剂，也称制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作
介质。
• 按化学成分分类，可将制冷剂分为四类：无机化合物制冷剂、 氟利昂制冷剂、碳氢化合物制冷剂、共沸溶液制冷剂。 • 在天然气液化装置中，常用碳氢化合物作为制冷剂，如丙烷、 丙烯、乙烷、乙烯、甲烷等。
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第三章 天然气液化技术
• 天然气液化装置： 由原料气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统
和消防系统等组成。液化流程是其最重要的组成部分。
• 液化装置种类：
①基本负荷型液化装置
②调峰型液化装置 ③浮式液化天然气生产储卸装置(FPSO)
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典型的LNG生产步骤和工艺装置图
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二、混合制冷剂液化流程
混合制冷剂液化流程 MRC （ mixed-refrigerant cycle ）是 以C1-C5的碳氢化合物及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、节流膨胀得到不同温度水平的制
冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。
液化天然气技术
构成。利用部分冷凝和逐级闪蒸的原理，高压的混合制冷 剂液体经过降压和多级分离，提供了不同温位的制冷剂。 传热后的各股制冷剂汇合后，进入制冷压缩机，进行制冷 循环。
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MRC循环的主要特点