液化天然气 第一章：绪论

LNG运移至液体表面形成组成不同于其余部位的薄层。

分层是一种不稳定热力学体系，储罐受热产生的自然对流力求使罐
内LNG密度均匀，这就产生了所谓的“翻滚”现象。翻滚使LNG在短
时间内产生大量蒸汽，导致储罐压力增高，有时造成泄压阀开启。

经验说明，控制LNG中的含氮量使之不超过1%是防止罐内LNG翻滚
的有效措施，此外还应该采取措施使罐内液体混合均匀。
东海、渤海湾、松辽、准格尔、吐哈盆地等11个盆地之中。上述11个盆地 探明NG地质储量占中国NG储量的99.29%。 目前，中国已建成四川盆地（2001年年底NG 9.8×1010m3）、鄂尔多
斯（2001年年底NG 3.4×109m3）、琼东南（2011年年底NG 3.4×109m3
）渤海湾（2001年年底NG 4.8×109m3）、松辽（2001年年底NG 2.5×109m3）等5个生产基地。
LNG需求增长最为明显。

LNG价格呈上扬趋势
3、我国LNG发展的形势
中国天然气现有产量及预测
单位 亿方
天然气 已开发储量
未开发探明储量
2010年
206
2015年 130 500 300
930 95
2020年 62 520 550
1132 95
490
50
气层气
新增储量
小计
746
95
溶解气
煤层气
合计

LNG占整个天然气贸易量的比例

1970年6% 1980年16% 1990年24% 2000年26%
2003年，全球天然气贸易量为6237.1×108m3，其中 LNG为1688.4×108m3，占总贸易量27%。
亚洲占世界LNG贸易量67%。
日本自1969年起进口LNG，是目前世界上最大的LNG进口国， 其进口量占世界贸易量的一半。
油田的凝析气，设计年产为300万吨。

重庆建南LNG工厂：目前已经通过论证，并得到了有关部门的审批。
该工厂气源来自于四川气田，年产计划为300万吨。

西安LNG工厂：该工厂长庆油田建造。气源来自长庆油田，年产设计 为200万吨。 青岛LNG接收站：与埃克森美孚旗下子公司埃索高地有限公

司———巴布亚新几内亚液化天然气项目的运营商，签署一项

LNG是一种温度极低的流体，与皮肤接触可造成类似烧伤的起 疱灼伤。不得接触隔热层损坏的装有LNG的裸露容器和管道， 否则极冷的金属会粘住皮肉。
2、LNG工业发展情况

天然气液化：20世纪初 第一座工业规模的天然气液化装置：20世纪40年代


第一座LNG工厂：1964年，阿尔及利亚 LNG贸易：1964年，1.2万t LNG船，英国
1、组成与特性
470 460 450
600
500
液相密度/(kg/m3)
440
400
压力/kPa
-170 -165 -160 -155 -150 -145 -140 -135
430 420 410 400
300
200
100
0 -170 -165 -160 -155 -150 -145 -140 -135
第一章 绪论
目录

组成与特性 LNG工业发展情况


我国LNG发展的形势 LNG的发展史
LNG的工业链
天然气储运方式
气态压力储运（CNG）
常用
天然气
储运方式
液化储运（LNG）
吸附储运（ANG）
水合物储运（NGH）
天然气储运方法比较
优点 气态压力储运 低温液化 吸附储运 技术成熟 储存密度高 压力较低 储存密度高、 费用低 缺点 压力高，初投资大 温度低，成本高 吸附剂寿命短， 吸附和脱附周期长 形成条件苛刻， 实际储量不足


由中国海洋石油总公司与其合作伙伴在福建湄洲湾共同兴 建的LNG接收终端项目

总投资为二百四十亿元人民币，一期工程规模为260万吨LNG ／年，二期工程接收站设计规模将达到600万吨／年。

中石油在深圳建立LNG厂，与西气东输二线搭接

在建项目

海南LNG工厂：该工厂由中海油独家控股，气源来自南海西部莺歌海
130
的气体。LNG泄漏至地面
上时，最初会猛烈沸腾，
然后蒸发速率将迅速衰减
至某个固定值。
轻胶体混凝土
65

储存特性

LNG在储罐内会出现分层现象，即密度不同的LNG占有不同的层位。
分层的原因可能是新装入储罐的LNG和残留在储罐罐内LNG的密度不
同；或者LNG中的氮含量较高（如>3%），自然对流使含氮量高的

安全

液化天然气是一种易燃物品，安全生产始终应放在首要地位。 在大气环境下，与空气混合时，天然气体积浓度在5~15%范 围内是可燃的。LNG失火时，火焰表面的辐射功率很高，应防 止消防人员灼伤。可以用高膨胀泡沫材料或泡沫玻璃块覆盖 着火表面，降低火焰的辐射作用。推荐用干粉（最好是碳酸 钾）灭火器处理LNG火灾，不能用水灭火，水只能用于冷却火 灾周围的建、构筑物并用于泡沫的产生。
5、LNG的工业链

LNG工业主要包括天然气预处理、液化、储存、运输、利用 五个系统。天然气经过净化处理（脱水、脱烃、脱酸性气
体）后，采用节流、膨胀或外加冷源制冷工艺，使甲烷变
水合物储运
1、组成与特性

利用低温技术把天然气液化后储存、运输和使用，在国外是一项
广泛应用的先进技术。 液化天然气（LNG）的体积只有同量气态体积的1/625，所以将其

液化后:

有利于储存和运输、降低储运成本； 可以作为发电和交通运输工具（汽车、船舶、飞机）的燃料。
可用于燃气调峰，减轻城市高峰能源的紧张状态。
流到邻近的排水沟和街道上，生成爆炸性气体混合物并剧烈燃
烧起来，火焰高度达800m。在这次事故中死亡128人，几百人
受伤，教训十分惨痛。目前使用的许多规范和建议都来自对这
次事故的调查。这场灾难性事故使液化天然气工业的发展几乎 完全停止了15年。

1964年9月27日，阿尔及利亚的世界上第一座LNG工厂建成投产。 同年，第一艘载着12000吨LNG的船驶往英国，标志着世界LNG贸
2000年，全球LNG贸易量：105.5Mt LNG占全球天然气市场的5.6%，

天然气出口量的25.7%

世界LNG贸易迅速扩展

世界LNG贸易量：1970 200×104t
1980 300×104t
1990 5300×104t
2001 1.03×108t
2002 1.11×108t 2003 约为1.26×108t
温度/℃
温度/℃
密度是温度的函数，温度每提高1℃密度降低约1.35kg/m3。
沸点与压力有关，压力每提高1kPa，液化温度点约升高0.125℃。

蒸发气特性

若LNG压力为（1~2）×105Pa，温度为其沸点，估算时
可认为压力每下降1kPa，由于闪蒸，1m3液体能产生 0.4kg的气体。这些蒸发气体外泄时，由于温度很低常在
浙江LNG站
温州LNG站
福建LNG站 汕头LNG站 广东深圳LNG站 广东珠海LNG站 海南LNG站
广西LNG站

因此，随着中原天然气液化工厂、新疆广汇LNG液化装置 等基地型LNG生产工厂的建设投产，上海浦东LNG调峰站
的建成，以及深圳大鹏湾秤头角LNG接收终端、福建湄洲
湾LNG接收终端的建设，我国LNG工业已经形成了一定的 规模。现阶段我国大力进行的LNG接收终端建设，必将带
每年200万LNG的长期供货协议。

浙江LNG项目由接收站、码头、输气干线及LNG电厂组 成。其中，接收站项目一期建设规模300万吨/年，二
期扩建到600万吨/年，一期工程总投资约43亿元人民 币，其中包括建设一座停靠8-16.5万立方米LNG运输船
单泊位接卸码头。

上海LNG接收站项目将由三部分组成，即LNG专用码头、

2003年各主要LNG进口国进口量分布图
Biblioteka Baidu

2003年各主要LNG生产国出口量分布

全球现有3个主要的LNG市场：亚太地区、欧洲和北美

亚太地区最大的2个LNG进口国日本和韩国的LNG需求增
长将变缓，中国作为新兴的LNG市场，其LNG的需求量 很大，欧洲的LNG需求增长也不大。

由于北美地区的现有天然气田的产量增长缓慢，并有下 降的趋势，导致LNG的需求量急剧增加，尤以美国的
储运机动性强，不受天然气气源和管网的限制，可弥补管道天 然气使用上的局限。

零散天然气回收
1、组成与特性

组成：
液化天然气的主要组分为甲烷，并可能含有少量乙烷、 丙烷、氮和通常存在于天然气中的其它组分。有人认为，
液化天然气中甲烷含量不低于75%，氮气的含量应控制在 5%之内。法国对氮气含量的要求是<1.4%。
5
846
25
1050
50
1277
经过近50年的发展，在中国的四川、鄂尔多斯、塔里木、琼东南、莺 歌海，以及东海盆地的勘探，取得重大发现，基本形成六大NG主要探区。
截止2011年底，中国（未含台湾省）探明NG地质储量为3.01×1013m3。
主要集中分布在四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木、琼东南、莺歌海、

上海浦东事故调峰型LNG液化装置


新疆广汇LNG液化装置

该液化装置是由德国林德公司设计，新疆广汇实业股份有限公司投资 建设的天然气液化项目。采用的是混合制冷剂循环。气源来自于吐哈 油田，液化能力为150万Nm3/d天然气。 二00八年四月十日，双方在北京签署二百万吨 LNG长期资源采购框架 协议，六月二十三日在多哈正式签署为期二十五年，每年二百万吨 LNG长期资源采购协议。
-100℃左右，气体密度大于空气。从环境吸热升温后，
密度减小。在标准条件下，蒸发气的密度约为空气密度
的0.6倍。

泄漏特性

发生泄漏时，LNG将与环
材料
骨料
60s后的蒸发 速率/kgm2h-1 480
境迅速换热、发生快速相
变而气化，单位体积的 LNG能产生约600倍体积
湿沙 干沙 水
标准混凝土
240 195 190
决定建液化天然气调峰厂并决定在Cornwell进行先导 试验。

1940年春天设备进入了试用阶段。液化厂投产后运行正常。因 罐容太小，决定建第四座圆柱形储罐，罐容4500m3。1944年
10月20日下午2点40，四号罐发生泄漏，大团白色蒸气从四号
罐中冒出。几秒钟后，液化天然气蒸气引起火灾，导致四号罐 倒塌。几分钟后，三号球形罐也倒塌了。LNG从围油墙溢出，
易的开始。

1969年，位于美国阿拉斯加的肯奈LNG装置投产，开始向日本出
口LNG。

如今，LNG国际贸易已有近50年的历史，全球已有8个LNG出口国 与9个LNG进口国或地区。 自二十世纪80年代起，LNG贸易年均
增长率为8%，是世界发展最快的燃料之一。2000年，世界LNG
贸易增长率为10.1%，达1369.6亿立方米，占国际天然气贸易总 量的26%，占全球天然气消费总量的5.7%。

深圳大鹏湾秤头角LNG接收终端


2003年底正式开工的大鹏湾LNG项目一期，包括能力为370万吨/年 的LNG接收站、383公里的输气干线、配套建设的456万千瓦LNG电 厂等，主要为珠江口东岸的广州、深圳、佛山、东莞四个城市和香港 供气。该项目由中资绝对控股，中国海洋石油总公司 (下称“中海 油”)、英国BP公司、深圳燃气集团和香港港灯公司、香港中华煤气 公司等均在项目中占有股份。 LNG到岸价折合人民币约为1.64元/立方米

中原油田天然气液化厂

该液化装置第一期由法国索菲燃气公司设计，使用阶式制冷循 环，属于基本负荷型； 第二期采用N2膨胀液化工艺；


第三期采用MRC液化工艺。
浦东调峰型LNG装置是东海天然气早期开采供应上海城市燃气 工程下游部分的一个重要组成部分。它主要用于东海天然气早 期开采中上游工程因不可抗拒的因素（如台风等）停产、输气 管线事故或冬季调峰时间向管网提供可靠的天然气供应，确保 安全供气。
LNG接收站及海底输气干线，每年可接收LNG达600万 吨。该项目按计划将于2008年投产，共分两期建设，
其中一期工程的设计能力为300万吨/年。
新疆LNG工程
辽宁LNG站 大连LNG站 秦皇岛LNG站 河北曹妃甸LNG站 天津LNG站 青岛LNG站 江苏连云港LNG站 江苏滨海LNG站 中原NG液化工厂 江苏洋口港LNG站 上海LNG站
动LNG生产及储运等相关技术的进步，我国LNG工业将迎
来快速发展的阶段。
4、LNG的发展史

1895年，德国人Linde申请了空气液化工业化的第一 批专利，并成立了现在仍以他的名字命名的公司致 力于气体液化工业的发展。

在20世纪30年代末，为解决美国俄亥俄州东北部港 口城市克利夫兰的季节性调峰问题，经方案论证后