浅谈液化天然气技术现状及应用 关顺伟

浅谈液化天然气技术现状及应用关顺伟

摘要：天然气作为清洁环保能源在我国得到大范围推广，并迅速得到人们认可，但在实际应用中也面临着众多问题，其中最为显著的就是如何更有效地应用液化

天然气技术。文章以自身经验为基础阐述了液化天然气技术，并分析该技术在应

用中需要注意的问题。

关键词：液化天然气；预处理；产品提取；技术应用；液化天然气技术

前言

随着天然气的广泛应用，液化天然气凭借着方便运输与存储的特点成为天然

气企业开采的首选方式。经过一系列操作将气态天然气转为液态形式，提高运输

与存储效率，降低企业生产成本，同时避免不必要的能源浪费。液态天然气使用时，需要将其转为常温气体，在这个转变过程中会释放大量的冷能，有效利用这

些冷能可以降低能源消耗。本文中笔者以调峰型液化天然气工厂为例，展开相关

论述。

一、国内研究现状及发展动态分析

国内天然气液化技术的研究起步较晚，上海交通大学、中科院低温中心、哈

尔滨工业大学低温与超导技术研究所、北京工业大学等均开展了相应的研究工作。上海交通大学顾安忠等对天然气液化流程热力学模拟、参数分析和优化分析等方

面开展了较多研究;中科院低温中心一直关注于混合制冷剂节流制冷机的研究工作;哈尔滨工业大学低温与超导技术研究所则在现有液化流程对比基础上，开发出了

适用于小型天然气液化装置的单级混合制冷剂液化流程和适用于中型及大型的双

级制冷剂液化流程;北京工业大学在小型天然气液化流程参数优化、低温换热装置

研制等方面开展了一定的研究。

自2000年上海五号沟采用混合制冷剂技术顺利建成并投产天然气液化装置以来，中原油田、新疆广汇、延长石油、西部天然气、华油天然气等均建立了天然

气液化装置，华油天然气安塞采用DMR流程，建立了迄今为止国内最大的天然

气液化装置，该流程额定产能为215万m3/d，约合0.56mt/a，与国外大型液化

天然气装置产能相比差距较大。目前，天然气液化厂在国内发展迅速，还有许多

在建和筹划建设中。由于天然气气源和液化天然气目标市场的限制，这些装置均

属于小型天然气液化装置。国内北京绿能高科天然气应用技术研究院有限公司为

适应国内小型天然气液化技术发展趋势，在国外技术基础上，开发出三段混合制

冷工艺技术(TMRC)，并在陕西定边进行了应用，证明该液化技术可靠性高、可操

作性强、开停机容易及经济适用等优点。但中国国内天然气资源较为丰富，且随

着中俄、中缅等管道天然气的供应，可用天然气资源较多，液化天然气又是一种

较好的天然气输送方式，因此开展大型液化天然气液化装置的建设势在必行。

二、液化天然气技术

1、液化天然气的生产。对天然气进行冷冻，当温度降到-162℃至-140℃时，

天然气可由气态转化成为液态。液化的天然气体积缩小约600倍，属于超低温，

饱和压力在0-0.5mPa。

2、液化天然气的运输。目前世界上常用的运输手段是船舶水运和火车、汽车运输，他们均采用的是槽罐保温工艺方式进行长距离的输送。运用液化天然气低

温集装箱，在汽车和铁路运输方面十分方便。

3、液化天然气的存储。其存储采用独特的保温储罐存储，一个容量为

10000m3的储罐，大约可以存储4000～5000t的液化天然气。储存期间如果不使

用的情况下，液化天然气存储可长达27天。

4、液化天然气的气化。气化是指通过换热器将液化天然气变成气态，它是一个吸热换热的过程。气化的方式有：海水气化、热水强制气化及空气气化。国内

的小规模气化器分为空浴式及水浴式两种。

5、调压、缓冲。经过气化的液化天然气需要进过调压至城市管网所需要的压力范围才行，如果有条件的需要设置缓冲罐，保证供气的稳定。

三、液化天然气优势分析

液化天然气有着明显的优势，笔者从安全环保、投资效益与冷藏优势三个角

度进行分析。

1、安全环保性

与一般的天然气相比，液化天然气是清洁型能源，可以完全燃烧，而且具有

很大的优势，可以减少对环境的污染和破坏，降低对人们生命健康的危害率，具

有很大的安全性。气态天然气的密度比空气的密度小，一旦泄露，就会迅速扩散，严重威胁着人们生命健康的安全和周围设施的稳定，具有极大的危险性。而液化

天然气的温度非常低，非常容易储存和运输，安全性极大，是人们可以广泛使用

和信赖的能源。

2、投资见效快

在储存液化天然气时，只需要利用温度较低的槽车就可以，不需要使用大型

的储气设备，而且同样适用于远距离运输，大大减少了液化天然气运输的成本，

提高了天然气企业的经济效益。液化天然气只需依靠气化站就可以确保规定范围

内的平衡供气。对于天然气企业和相关部门来说，液化天然气的建设投资不仅有

经济效益和环境效益的优势，更重要的是在时间上也具有优势。

3、冷藏优势明显

随着时代的发展和城市化进程的加快，普通的能源已经不适合时代的发展需求，人们更加追求环保、安全的清洁型能源，这种情况下，液化天然气以其显著

的优势被迅速应用和普及。液化天然气的优势不仅体现在其自身，而且在发生物

理反应的过程中也具有优势，供人们加以利用。液化天然气在气化的过程中会释

放出大量的冷气，借助这种释放出来的冷气可以进行很多活动，不同的温度有不

同的优势，比如进行橡胶研磨、建设速冻冷库、夏季供冷等。

四、液化天然气《LNG)技术应用前景

我国天然气资源多分布于中西部地区,而东南沿海发达地区则是能源消费量最

大的地区,要合理利用资源,就必须解决利用与运输间的矛盾。“西气东输”管线的建成投产,为我国天然气的广泛应用拉开了序幕,但长距离输送管线巨额的建设投资、地质地貌造成的施工技术困难和高昂的维护运行费用,在很大程度上又影响和制约

着对下游用户经济灵活、安全平稳的气源供应:就经济发展迅速的中小型城市而言,近期远期燃气消费量变化趋势和远期用气规模受社会环境、地理环境和经济政策

等诸多因素限制而难以确定,输气管网的经济性恰恰与输气管网输气能力的利用率

密不可分,输气管网能否获得预期的经济收益更是各大燃气供应商所关注的焦点,

所以“舍远求近”必然成为绝大多数燃气供应商采取的重要战略措施。

随着城市燃气消费量的增加,对原输气管网的系统改造和扩容,势必导致原有资产的报费或重复投资,在给各大燃气供应商造成巨大经济损失的同时,更增大了燃

气本身的附加成本,不利于燃气市场的开拓和用户的培育。一些城市“气化”以后,由于民用气量季节差异较大、输气管网出故障等,都会造成定期或不定期的供气不平衡,而建设LNG调峰工厂(储存气化装置)可以起到很好调峰的作用。