我国液化天然气工业的现状及发展前景_乔国发

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第 24 卷第 3 期 油 气 储 运
1
综 述
我国液化天然气工业的现状 及发展前景
乔国发* 李玉星
(石油大学(山东))
(张河南孔中明原 绿李能多高金科)
乔国发 李玉星等 :我国液化天然气工业的现状及发展前景 , 油气储运 , 2005 , 24(3) 1 ~ 4 。
1 、 LN G 是很好的工业 、民用和汽车燃料〔1 , 13〕
4
油 气 储 运 2005 年
LNG 在 生产过程中经过 预处理(脱酸性 气体 等), 甲烷的含量超过 90 %。 无论作为发电 、陶瓷 、 玻璃等燃料还是城市居民生活用气 , 其污染物排放 量都大大的降低 。另外 , 在城市冬季用气高峰期间 , LNG 可以作为城市燃气调峰的重要手段 , 所以市场 广阔 。此外 , LNG 作为汽车燃料与汽油相比 , 氮氧 化物 、一氧化碳 、碳氢排放量大幅度降低 , 无铅化物 排放 , 与柴油相比 , 没有碳烟排放 , 彻底解决了汽车 冒黑烟问题 。 目前国内 已经研 制出 LNG /汽油 和 LNG /柴油双燃料汽车 , 这对改 善城市环境质 量将 起到非常重要的作用 。国家环境保护法规和汽车尾 气排放标准的出台 , 不仅为 L NG 汽车的发展提供 广阔的发 展空 间 , 同 时 也 促进 LNG 工业 的 快 速 前进 。
2
油 气 储 运 2005 年
量为 600 m 3 液化天然 气储罐 , 可满足正常生 产时 4. 5 天的产品储存量 。
表 1 国内小型液化天然气装置的基本参数
制造 厂家
投产 日期
原料气量 (104 m3 /d)
液化能力 (104 m3 /d)
*257061 , 山东省东营市北二路 271 号 ;电话 :(0546)8391089 。
作 , 研制出 两台 小型 天然 气液 化试 验 装置 。 2001 年 , 该装置在中原油田试车成功 , 标志着我国 LNG 工业化迈出了关键的一步 。 随着上海浦东事故调峰 型 LNG 液化装置的建成投产 、新疆广汇 L NG 液化 装置的建设和深圳大鹏湾秤头角 LNG 接收终端的 开工建设 , 为我国的 L NG 工业发展拉开了序幕 。
摘 要 分析了我国天然气液化装置 、液化天然气的储运设备及液化天然气的应用现状和 LNG 工业链现状 , 概述了我国 LNG 工业的发展趋势 。 分析结果表明 , LNG 工业在我国将具有广 阔的发展前景 。 主题词 液化天然气 现状 发展前景
பைடு நூலகம்
液化天然气(LNG), 是将天然气经过净化处理 (脱水 、脱重烃 、脱酸性气体)后 , 采用节流 、膨胀或外 加冷源制冷工艺 , 在常压和 - 160 ℃条件下变成液态 天然气 , 天然气液化后其体积缩小 620 倍 。 液化天 然气是优质的工业和民用燃料 , 它具有很多优点〔1〕 , 表现在有利于储存和运输 、降低储运成本 ;热值高 , 可以作为发电和交通运输工具(汽车)的燃料 ;可用 于燃气调峰 , 减轻城市高峰能源的紧张状态 ;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 。我国从 20 世纪 60 年代就开 始着手 L NG 的研究 , 目前已经形成了一定的工业 规模 。
一 、我国 LN G 工业的现状
早在 20 世纪 60 年代 , 国家科委就制定了 LNG 发展规划 , 并指定四川天然气研究所承担该项科研 攻关项目 , 60 年代中期完成了工业性试验 , 掌握了 LNG 液化工艺技术 , 后来使用 L NG 作为燃料进行 了多次汽车试验 。 1993 年 11 月 , 在四川省 简阳市 召开的中国制冷学会第二专业委员会天然气分离与 液化学术研讨会上 , 与会专家认为 , 我国已经具备发 展 LNG 工业的条件 。“八五”至“十五” 期间 , 我国 LN G 工业打开新的局面〔2 , 3〕 。 此后 , 中国科学研究 院低 温中心 先后与 四川石 油管理 局 、吉 林油田 合
2 、 我国的 LNG 接收站〔8〕 我国第一座 LNG 接收站建在珠江口海岸的深 圳市大鹏湾内的秤头角镇 。该接收站总体项目包括 LNG 接收站和输气干线项目 , 以及配套新建电厂 、 油电厂改造和城市管网等用户项目 , 其供气范围覆
盖珠江三角 洲和香 港地区 。 输气主 干线全 长 509 km , 贯穿 珠江三角洲的 深圳 、东 莞 、广 州 、佛山 , 惠 州 、肇庆 、江门 、中山和珠海等城市 。整个工程分两 期完成 , 一期工程包括接收站和输气干线的建设 , 总 投资约为 51 ×108 元 , 预计 2006 年 6 月建成投产 ; 年输气量约为 40 ×108 m3 , 汽化能力为 1 200 m3 /h LN G 。二期工 程增加一座 10 ×104 m3 的 LN G 储 罐 , 投资为 21 ×108 元 ;年输气总量约为 82 ×108 m3 (包括海南的 15 ×108 m3 ), 汽化能力为2 000 m3 /h LNG 。该接收站引进的 L NG 预计 70 %以上用于工 业和发电 , 其余作为民用燃气 。 LNG 的供应方为澳 大利 亚 的 AL NG 公 司 , 合 同 要 求 供 方 每 年 提 供 300 ×104 t L NG , 期限为 25 年 。
武 、陕京 、西气东输等管道 , 但管网的建设费用高 、投 资风险大 、建设周期长 、机动性差 、辐射范围有限 , 使 远离天然气气源和管道的用户 , 依然对清洁能源的 消费需求得不到满足 。 随着经济的快速发展 , 清洁 能源的需求量越来越大 。 L NG 以其独特的优点弥 补了管道天然气的缺陷 , 具有很好的应用前景 。
第 24 卷第 3 期 乔国发等 :我国液化天然气工业的现 状及发展前景
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来 , 该装置机动灵活 , 把 LNG 汽化后用高压压缩机 转化 为 CNG 对 CNG 汽 车 加 气 , 进 一 步 拓 宽 了 LNG 的应用范围 。
二 、我国 LNG 工业的发展新动向
1 、 我国 LNG 液化装置的现状 (1)小型天然气液化装置〔4 ~ 6〕 目前 , 我国小型天然气液化装置共有 3 台(见表 1), 分别由中国科学研究院低温中心与四川绵阳和 吉林油田与长庆油田联合研制 , 目的是为了开发利 用边远小气田 、油井残气和沼气等以及解决城市燃 气调峰等问题 。 因这些装置液化能力较低 , 液化成 本高 , 所以还没有形成商业化规模 。 目前 , 大庆油田 和胜利油田的小型天然气液化装置正在筹建中 。 (2)中原天然气液化装置〔7 , 8〕 该液化装置于 2001 年 11 月建成 , 由法国索菲 燃气公司设计 , 使用丙烷和乙烯为制冷剂的复叠式 制冷循环 , 属于基本负荷型液化装置 , 一期生产能力 为 15 ×104 m3 /d , 二期 计划扩建为 30 ×104 m3 /d 。 原料气的入口压力为 12 M Pa , 温度为 30 ℃, 甲烷含 量为 93. 35 %~ 95. 83 %。这是我国第一台实现商 业化的天然气液化装置 , 其产品通过 LNG 罐车向 山东 、江苏 、广东 、河南 、北京和安徽等地供气 , 满足 城市燃气和工业用燃气的需要 。 该装置备有两座容
型均为半挂式运输罐车 。 目前铁路 LNG 集装箱和 国产 LNG 船有望近期生产出来 。
4 、 我国 LNG 的应用状况 LNG 是液态的 , 使用之前必须将其进行汽化 。 目前已有北京 、苏州 、商丘 、焦作 、开封 、淄博 、潍坊 、 青岛 、日照 、新乡 、亳州 、龙川 、余杭 、余姚 、长沙等远 离天然气管网和没有天然气气源的地区或城市 , 建 立了 LNG 汽 化 站 , 使 用 L NG 作 为 工 业 和 民 用 燃料 。 除了用作工业和民用燃气外 , LNG 也可以作为 汽车的燃料 。 目前国内 LNG /汽油双燃料汽车已经 试制成功 。 L / CNG 橇 装式 加气 站也 已 被开 发出
该液化装置于 2002 年开工 , 将于近期投产 。 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 , 采用混 合制冷剂循环 。 整 个 LNG 工 厂由 净化部分 、液化部分 、LNG 储罐部分 、L NG 外输部 分和火炬放空部分组成 。 气源来自吐哈油田 , 液化 能力为 150 ×104 m3 / d 天然气 。 LN G 设计 年周转 量为 45. 6 ×104 t , 储罐设计容积为 30 000 m3 , 可以 满足装置正常生产 10 天的产品储存量 。 通过火车 和汽车将 LNG 运输到全国能源紧缺的地区 , 供应 我国西气东输工程主干网以外的天然气市场 , 如闽 东地区 、华东地区 、华北及新疆 天山北坡经济 带等 地区 。
为了优化我国能源的消费结构 , 缓解能源需求 危机 , 国家计划在湄洲湾和青岛再建两座 L NG 接 收站 。 湄洲湾 LN G 接 收站供应 能力为 250 ×104 t / a L NG , 气源来自印度尼西亚的东固气田 , 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 , 目前已经进入规划设计阶段 。 青岛 LNG接收站 供应能力预计在 200 ×104 ~ 300 ×104 t /a , 由中石化 筹建 , 气源计划采用招标的方式确定 。
液化率 %
进气压力 外输压力 (M Pa) (M P a)
自耗气量 (104 m3 /d)
工艺方式
四川 绵阳 1995 年
4. 2
吉林 油田 1996 年
1. 5
长庆 油田 建设中
2. 5
0. 45
9. 3
4. 0
0. 8
0. 75
50. 0
1. 0
0. 8
2. 00
80. 0
4. 0
0. 8
0. 75 0. 50
另外 , 我国也即将建设几座 LNG 工厂 。 海口 LNG工厂由大港和中原绿能高科等多家合资 , 目前
已进入工艺设计阶段 , 预计 2005 年底即可投产 , 其 气源来自南海西部莺歌海油田的凝析气 , 设计产量 为 300 ×104 t / a L NG ;重庆建南 LN G 工厂由中原 绿能高科 、重庆燃气等多家公司合资 , 目前已经通过 论证 , 并得到了有关部门的审批 , 其气源来自四川气 田 , 设计产量为 300 ×104 t / a LN G ;西安 LN G 工厂 由中原绿能高科 、长庆油田等多家公司合资 , 其气源 来自长庆油田 , 设计产量为 200 ×104 t /a L NG 。 另 外 , 胜利 、大港 、塔里木 、新疆等油田也正在研制中 、 小型 LNG 液化装置 。
3 、 我国 LNG 的储运现状〔10 ~ 12〕 目前我国 LNG 的储存设备主要有真空隔热和 普通堆积隔热储罐两种类型 。 前者容积较小 , 一般 低于 100 m3 ;后者的容积较大 , 超过 100 m3 。我国 的 LNG 运输工具目前都采用 L NG 罐车 , 容积为 25 ~ 45 m3 , 罐车均采用真空纤维隔热的双罐结构 , 车
膨胀制冷 氮气循环制冷 气波 +膨胀制冷
(3)上海浦东天然气液化装置〔8 , 9〕 该 LNG 装置于 2000 年 2 月投产 , 采用整体结
合式级联液化流程(简称 CII 液化流程)。 主要设备 包括混合制冷剂压缩机 、混合制冷剂分流设备和整 体式冷箱三部分 。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 。该装置由法国索菲 燃气公司设计 , 是我国第一台事故调峰型天然气液 化装置 。 浦东调峰型 LNG 装置主要用于东海天然 气早期开采中上游工程因不可抗拒的因素(如台风 等)停产 、输气管道事故或冬季调峰期间向管网提供 可靠的天然气供应 , 确保安全供气 。其液化能力为 10 ×104 m3 / d , 汽化能力为 120 ×104 m3 /h ;储罐单 容为 2 ×104 m3 ;储罐日蒸发率为 0. 08 %。 (4)新疆广汇天然气液化装置〔9〕
三 、我国 LNG 的工业链
L NG 工业主要包括天然气预处理 、液化 、储存 、 运输 、利用 5 个系统 。随 着我国 LNG 工业的蓬勃 发展 , 必将会形成完整的 L NG 工业链(见图 1)。
图 1 我国液化天然气工业链
四 、我国 LN G 工业的发展前景
我国天然气资源主要分布在人口稀少 、工业不 太发达的中部和西部地区 , 而人口稠密 、工业发达的 东部及东南沿海地区天然气资源相对不丰富 , 资源 分布和利用之间尚存在一定的矛盾 。尽管敷设了忠
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