LNG重点

LNG参考重点

题型：简答题（约12个）

画图题（约6个）

二大班

简答部分：

1.LNG的特性有哪些？有哪些杂质？

特点：

1经济高效

2.清洁环保

3.灵活方便

4.安全可靠

LNG 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 1/ / 600 ；LNG 的重量仅为同体积水的45% % 左右；天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。

燃烧特性

燃烧范围：5%-15%，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧；

自燃温度：可燃气体与空气混合物，在没有火源的情况下，达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。甲烷性质比较稳定，在大气压力条件下，纯甲烷的平均自燃温度为650°C。以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高，LNG的自燃温度随着组份的变化而变化。

燃烧速度：是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度。天然气的燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。

低温特性

隔热保冷：LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，吸湿率和吸水率小，抗冻性强，并在低温下不开裂，耐火性好，无气味，不易霉烂，对人体无害，机械强度高，经久耐用，价格低廉，方便施工等

蒸发特性

LNG作为沸腾液体储存在绝热储罐中，外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成气体，这就是蒸发气BOG(Boil Off Gas)。标准状况下蒸发气密度是空气60%。当LNG压力降到沸点压力以下时，将有一定量的液体蒸发成为气体，同时液体温度也随之降低到其在该压力下的沸点，这就是LNG闪蒸。由于压力/温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。

泄露特性

LNG泄漏到地面，起初迅速蒸发，当热量平衡后便降到某一固定的蒸发速度。当LNG泄漏到水中会产生强烈的对流传热，在一定的面积内蒸发速度保持不变，随着LNG流动泄漏面积逐渐增大，直到气体蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。泄漏的LNG以喷射形式进入大气，同时进行膨胀和蒸发，与空气进行剧烈的混合。

储存特性：

分层：LNG是多组分混合物，因温度和组分的变化引起密度变化，液体密度的差异使储罐内的LNG发生分层。

翻滚：若LNG已经分层，上层液体吸收的热量一部分消耗于液体表面蒸发所需的潜能，其余热量使上层液体温度升高。随着蒸发的持续，上层液体密度增大，下层液体密度减小，

当上下两层液体密度接近相等时，分界面消失，液层迅速混合并伴有大量液体蒸发，此时蒸发率远高于正常蒸发率，出现翻滚。

快速相态转变（RPT）：两种温差极大的液体接触，若热液体温度比冷液体温度沸点温度高1.1倍，则冷液体温度上升极快，表层温度超过自发成核温度（当液体中出现气泡），此过程冷液体能在极短时间内通过复杂的链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸气，这就是LNG或液氮与水接触时出现的RPT现象的原因

LNG能量密度大运输方便LNG安全性能好

杂质含量极限依据

H2O <0.1mg/l (ppm) A

CO2 50~100mg/l B

H2S 3.5mg/Nm3 C

COS <0.1mg/l C

总含S量10~50mg/Nm3 C

Hg 0.01μg/Nm3 A

芳香烃族

2.为什么要脱除天然气中的水分？

天然气中有游离水的存在时，在降温过程中会形成水合物，腐蚀或堵塞设备管道。天然气脱水的方法主要有以下三种：

冷却法：此法只用于大量水分的粗分离。（1）注乙二醇的节流制冷——露点控制（2）深冷前的预冷

溶剂吸收法脱水：采用二甘醇和三甘醇作为天然气脱水的吸收剂。

固体吸附法：采用4A型分子筛进行天然气脱水

3.天然气节流降压中熵、焓是如何变化的？

流体节流时，由于压力的变化所引起的温度变化，称为节流效应

连续流动的高压流体，在绝热且不对外做功的情况下通过节流阀急剧膨胀到低压的过程。节流的最终结果是等焓的

实际节流过程是不可逆过程，过程进行时，熵随之增加。

4.制冷的原理是什么？

制取冷量的方法: 气体膨胀制冷和相变制冷两大类

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

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。三类：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、膨胀机绝热膨胀制冷、蒸汽压缩制冷等三种。

5.节流膨胀的热效应？

P23

6.蒸汽压缩制冷有哪4个过程？蒸汽压缩制冷的原理？

蒸气压缩制冷是利用液体汽化相变制冷。

它包括：节流膨胀、液体冷剂蒸发、气体冷剂压缩、过热气体冷凝等四个过程

7.制冷剂的分类？

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

8.天然气液化工艺有哪些？

五种：1.级联式循环2.混合制冷剂液化流程3.膨胀机制冷液化流程4.液氮液化天然气的流程5.CII液化流程

9.三温度水平、九温度水平

级联式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙烯、甲烷）串接而成（3个温度水平）。为使实际级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵增，提高效率，用9个温度水平（丙烷段、乙烯段、甲烷段各3个）代替3个温度水平（丙烷段-38℃、乙烯段-85℃、甲烷段-160℃）。天然气3温度水平和9温度水平阶式循环的冷却曲线

10.小型液化厂怎么选用压缩设备？

压缩机的选择（大型液化装置）

预冷循环多选用离心式压缩机

气体液化循环，一级压缩多选用轴流式压缩机

次级压缩选用配有中间冷却器的离心式压缩机

甲烷压缩机多选用离心式压缩机

11.压缩机的计算应该考虑什么参数？

离心式压缩机主要参数计算

1)排气温度2）多变效率3）离心式压缩机的功率

往复式压缩机主要参数计算

1）排气量和供气量2）实际压缩机的排气量3）排气压力及级数4）排气温度5）功率螺杆式压缩机计算参数：1 ）排气温度2 ）指示功率3 ）绝热功率和绝热效率

12.LNG储存时为什么会分层？应该如何防止？

LNG在储罐内分层与漩涡

在LNG储存和LNG储罐充注过程中，常发生一种被称为“漩涡”或“翻滚”的不稳定现象。所谓漩涡，指在出现液体温度或密度分层的低温容器中，底部液体由于漏热而形成过热，在一定条件下迅速到达表面并产生大量蒸气的过程。此时罐内LNG的汽化量为平时自然蒸发量的10～50倍，将导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全阀排放，就可能造成储槽的机械损伤，带来经济上的损失及环境污染。漩涡现象通常出现在多组分液化气体中

分层与漩涡的机理

在向盛有LNG的低温储罐中充注新的LNG液体或者LNG中的氮蒸发而使储罐内的液体发生分层。分层液体在储罐周边漏热的作用下，形成各自独立的自然对流循环，进而使各层液体的密度不断发生变化，当相邻两层液体的密度近似相等时，两个液层就会发生剧烈的混合，从而易引起储罐内过热的LNG大量蒸发而导致漩涡的发生

LNG分层是引发漩涡的前提。因此，在实际操作过程中如何检测LNG分层非常重要。（１）检测ＬＮＧ分层的方法：

①监测储罐温度变化。