小型撬装天然气液化装置-中科睿凌

主要问题：
投资大、运行维护工作量大、 能耗高 容易造成部分井报废 实际产量/产能较低
中联煤山西沁南区块的例子
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常规液化工厂存在弊端
现有天然气液化技术难以高效、低成本的实现撬装可移动化 高压液化流程复杂——小型化成本高、缺乏合适设备 专用大型液化设备——压缩机及换热器，国外垄断 氮气膨胀液化技术——效率低、可靠性差
“柔性液化中心”和“多套集群”
核 心： 多规格化的小型可移动 式煤层气液化单元
“油气重大专项” “十二五项目”
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主要内容
研制单位介绍 非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果
公司产品及业绩
经济性评述
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产业化方案 混合工质的标准化充配工艺及设备 装置清洁及快速检漏工艺及设备 液化成套装置在工厂完成生产、调试 液化装置整体结构布局及集成工艺
查新报告 项目验收 成果鉴定 产品检测 用户评价
中国科学院低温计量 测试站进行了测试
“20000 Nm3/d 撬装天然气液化装置 液 化量为 21000±700 Nm3/d，单位 液化能耗 0.35±0.1 kWh/ Nm3”
30000 Nm3/d 撬装天然气液化装置 液 化量为 31000±500 Nm3/d，单位 液化能耗 0.32±0.1 kWh/ Nm3
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研究领域
工艺流程包设计
天然/煤层气液化 小型撬装化研究 低温储存箱 高低温试验箱
混合工质节流制冷
研究领域
煤炭及煤化工
焦炉气液化 含氧煤层气液化 气体轴承膨胀机
透平膨胀机
高效增压膨胀机
氢、氦液化
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公司简介
中科睿凌低温设备有限公司
(Refrigeration and Liquefaction Equipment Co.,Ltd)，成立于2012 年5 月，注册资本5000万 元人民币。主营业务包括：煤层气/天然气液化、 煤层气/天然气净化、零散气提纯回收、工业冷冻 设备生产、加工及销售等。 公司依托于中国科学院理化技术研究所，是一家 个集科研、生产、经营三位一体的新型现代化高 科技企业。公司秉承“科技创新，服务至上”的 宗旨，为客户提供一站式解决方案。
煤层气
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传统管道及集中液化集输 均存在开采困难、单 模式不适宜 井产量低、稳产期短、 急需发展小型可移动式的 资源分散 撬装液化装置
液化天然气(LNG)：体积缩小600多倍
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非常规气源的利用现状
非常规气源是指在开发过程中获得的分散的、小股量天然气, 包括气田分散的单井气、油田伴生气、煤层气、页岩气，工艺 放散气以及海上采油平台产出的无法利用的小股量天然气。
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主要内容
研制单位介绍 非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果
公司产品及业绩
经济性评述
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天然气能源发展展望
国务院能源发展战略行动计划（2014-2020年）
大力发展天然气 突破非常规天然气发展瓶颈 培育自主创新和装备制造能力
一次能源结构中天然气占比
油田伴生气
煤层气
沼气
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非常规气源的利用现状
大量零散气和工艺放散气的焚烧将严重影响环境。
例如中原油田有100多口零散井单井产量大多在10吨以下，各井分布比较 分散，生产不稳定。据不完全统计，仅部分因地域限制、分散的小油田 每年烧掉的伴生气就高达10亿立方米左右。
回收零散气和放散气资源, 变废为宝，对缓解能源 供应紧张和改善地区环境有着十分重要的意义！
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第三方评价
查新报告 项目验收 成果鉴定 产品检测 用户评价
“万方级可移动式天然气液化 装置技术”查新结论： “采用自主研发的包括混合制 冷剂低压液化流程技术、分凝 分离液化流程、高效多股流板 翅式换热器和润滑油分离技术 在内的制冷技术……研制的万 方级全风冷、可移动式天然气 液化装置，在国内外公开文献 中未见相同报道”
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低温研究历史沿革
中国科学院物理研究所5室
我国最早从事气体制冷和液 化设备的研究、设计、成套 集成的研发集体； 我国最早开展天然气、焦炉气 和瓦斯气液化分离的团队；
中国制冷学会低温专业委员会和
中国科学院低温技术实验中心
中国物理学会低温物理专业委 员会挂靠单位；
中国科学院理化技术研究所
研究领域设计国防、航天和 化学工业的各个领域；
煤石油严重污染
天然气清洁能源
我国天然气占比低
作为最洁净的化石能源，发展天然气意义重大 缓解大气污染、优化能源结构、促进社会可持续发展
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天然气资源状况
气源分类
常规天然气
储量 / 万亿m³
38 37 25
资源特色
资源集中、单井产量 高且稳定
集输模式
管道集输或集中液化工厂 模式
非 常 页岩气 规 致密气
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非常规气源开发面临困难
对于我国广大的非常规天然气，包括煤层气、页岩气等气源，相对 分散，且均是以吸附状态存在的，具有单井产量低或压力低等特点， 不在适合于常规天然气集输方式。 30万方/天产量：
300余口井分布在十余平方公里的山地 中 数十个集气增压子、分站 支、干管网总计约百公里长
效率低，随着 流程较简单，但是 透平及离心氮气压缩 N2膨胀循环 增加膨胀级数， 膨胀机可靠性较差 机的小型化存在困难。 效率有所提高
混合制冷剂循环（MRC）液化流程是国际LNG 工业主流技术
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主要技术指标先进性
液化性能水平
序 规模 效率（千瓦 机构 号 （标方/天） 时/标方） 1 2000 0.947 美国 GTI 2 挪威 Wä 67000 0.50 rtsilä公司 3 20000 0.6 挪威 SINTEF 4 英国 Hamworthy 100000 0.57 5 阿根廷 Galileo 公司 20000 0.65 6 100000 0.48 昆仑能源 7 920000 0.48 中原绿能 8 25 0.5 浙江大学 9 辽宁中集哈深冷 70000 0.47 山东科瑞石油装备 10 50000 1.87 有限公司 11 100000 0.65 银川天佳 12 50000 0.37 天津振津 13 1000000 0.39 四川空分集团 14 中国寰球工程公司 2500000 0.9 15 30000 0.35 本项目
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制冷循环比较
循环 复叠循环 （Cascade） 效率 技术可靠性 小型化可行性
随着温度级数 多级复叠，多级节 可行，但系统部件多。 增加，效率增 流，系统十分复杂， 设备复杂 加 可靠性低
混合工质循环 高，优化混合 系统简单，可靠性 可行，现有设备充分， 物浓度 高 利用集成 （MRC）
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小型可移动撬装式天然 气液化回收装置
中国科学院理化技术研究所 中科睿凌低温设备有限公司
2017年 · 北京
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主要内容
研制单位介绍 非常规气源利用技术思路
撬装液化装置研究进展与成果
公司产品及业绩 经济性评述
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中国科学院（Chinese Academy of Sciences）成立 于1949年11月，为中国自然科学最高学术机构、科学技术 最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心。 中国科学院理化技术研究所组建于1999年6月，是以原 中国科学院感光化学研究所、低温技术实验中心为主体整合 而成。全所现有在职职工505人，其中中国科学院院士5人 、中国工程院院士2人、第三世界科学院院士2人、研究员 81人、副高级专业技术人员150人。现有在学博士和硕士研 究生500余人。
急需发展适用于非常规天然气的灵活高效的集输技术 满足偏散天然气资源液化回收需求 城市管网分布式调峰及加气站
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非常规气源利用新思路
提出一个新思路：
非常规天然气 发展标准化的小型撬装液化装置
“柔性液化中心”和“多套集群” 就地液化、液体贮运
管道调峰
分布式供气
车用燃料
战略储备
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4.5万方/日
山西晋城4.5万方/日煤 层气液化项目
3万方/日
陕西延安3万方/日石 油伴生气项目
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项目展示
10万方/
日
30万方/日
山西五寨30万 方/日天然气 管道气项目
内蒙古鄂尔多 斯新兴10万方/ 日天然气管道 气项目
12万方/
日
6万方/日
内蒙古杭锦旗 二站6万方/日 天然气井口气 项目
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第三方评价
查新报告 项目验收 成果鉴定 产品检测 用户评价
863计划课题验收
“课题在煤层气安全分离方 面取得了创新性成果，所研 发的低压混合液化流程技术 具有自主知识产权。形成了 小型化便利化煤层气液化装 置研发团队…… 具有较好的 社会、经济效益”
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第三方评价
查新报告 项目验收 成果鉴定 产品检测 用户评价
项目鉴定意见
“撬装天然气液化装置技术” 在2011年通过中科院组织的成 果鉴定。由倪维斗院士、徐建 中院士任正副主任，包括14位 院士在内的19名领域专家组成 鉴定委员会
“…该项目实现了重大技术创 新，在混合工质、低压流程、 冷箱技术一体化方面拥有自主 知识产权，达到国际领先水平”
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第三方评价
本项目的性能水平
国际水平
国内部分 百万方水平
比同规模的国际水平平均提高30~50%
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知识产权
共获授权国家发明专利17件，软件著作权2件。 在混合工质、低压制冷流程、冷箱技术一体化等天然气液 化核心技术方面拥有自主知识产权
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获奖荣誉
核心技术具有独立自主知识产权 -- 荣获国家技术发明二等奖 系列规格撬装式天然气液化装置技术 -- 2015年获中国制冷学会技术发明特等奖 -- 2016年获北京市科学技术一等奖 --……
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第三方评价
查新报告 项目验收 成果鉴定 产品检测 用户评价
濮阳市聚能油气技术开发有限公司
可很好的适应石油伴生气的气源特 点。产品撬装集成度高、灵活性好、 安装调试周期短……
陕西和胜石化有限公司
装置性能优越，价格低、服务好， 有明显的优势。投产以来，性能优 异、运行稳定……
中油化油气Fra Baidu bibliotek术服务有限公司
安装工作量小，方便移动，适合零 散煤层气。装置性能优异，开机即 达产，可靠性高……
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主要内容
研制单位介绍 非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果
公司产品及业绩
经济性评述
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公司发展成长
2016年 2015年
2017年
更高更强
12万方 陕西榆林井口
气项目
建站模式
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技术效果 形成标准化设备制造调试工艺，确保了性能、降低了成本 现场施工周期：大幅缩短至2周，实现“Plug and liquefy” 提出“多套装置集群应用，柔性液化中心”的滚动发展模 式，大幅降低初投资
小型液化装置的多规格化：5000—3万—5万—10万Nm3/天 整体撬装(可车载)产业化规模制造→出厂为标准设备
10万方 内蒙古鄂尔多斯新兴
天然气管道气项目
2014年
2013年
30万方 山西五寨管道气液化气项目 8个月出液 NO.1 山西晋城第一套煤层气
液化装置
2012年
公司成立
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公司产品及服务
液化工厂 小型撬装液化装置 天然气供气/加气装置 工业冷冻 BOG再液化 工程总包/运营服务
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项目展示
陕西榆林12 万方/日天然 气井口气项 目
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天然气井口气液化回收流程图
2017/8/1
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天然气液化回收装置液化撬
2017/8/1
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装置特点
灵活性：方便车载，可在气源地之间移动； 稳定性：设备固定选型，标准化生产； 便捷性：现场安装简单快捷，当月调试生产； 易用性：发电机自发自用，无需公用工程，自控 程度高，启停迅速； 通用性：负荷调节能力强，适用于不同成分及压 力气源； 经济性：交付时间短4-6个月，项目回收期短。
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业绩情况
1）应用基础研究
1960s，国内最早研制并批量生产氦液化（-269℃）设备; 1970s，我国航天事业氦制冷低温系统的研制（-253℃）; 1970~90s，研制透平膨胀机及制冷系统用于人造卫星模拟设备; 2007-10，可变容量撬装式低浓度煤层气液化分离技术及装置研究； 2008-2009，煤层气低温液化分离现场试验技术开发； 2007-2012，深冷多元混合物系相变传热和流动特性及其热力 耦合机理研究 2010，航天科技集团大型低温制冷设备研制项目； 2009-2015，系列规格煤层气撬装液化成套装置技术研究；