
一、兩套小型的LNG示范裝置
我國從20世紀80年代末開始就進行LNG裝置的實踐,下面介紹兩套小型LNG裝置,這些小型裝置的研制與開發為我國探索天然氣液化技術提供了寶貴的經驗。
(1)陜北氣田LNG示范工程
陜北氣田LNG示范工程,以偏遠單井所產小量天然氣為原料,經凈化、預冷、深冷液化、循環壓縮等工藝過程,將天然氣液化,用槽車運送到使用地點。這可充分利用偏遠單井的天然氣資源。
該LNG工程設在長慶油田靖邊基地內,于1999年1月建成,采用林五井所產天然氣為原料,日液化天然氣量為2*10
4m³。原料氣中甲烷的體積分數達95.27%。原料氣壓力25MPa,液化裝置中天然氣的入口壓力為4.1MPa。
該裝置有以下特點:①采用天然氣膨脹制冷循環;②采用低溫甲醇洗和分子篩聯合進行原料氣凈化;③采用氣波制冷機和透平膨脹聯合進行低溫制冷;④用燃氣發動機作為壓縮機的動力源;⑤日用燃氣發動機的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。
(2)中國科學院低溫中心等單位研制的天然氣液化裝置
中國科學院低溫中心與四川省綿陽燃氣集團總公司、中國石油天然氣總公司勘探局、吉林油田管理局等單位聯合研制了兩臺天然氣液化設備,一臺容量為0.3m³/hLNG,采用天然氣自身壓力膨脹制冷循環;另一臺容量為0.5m³/hLNG,采用氮氣膨脹閉式制冷循環。
利用天然氣自身壓力膨脹制冷循環,其進氣壓力4MPa,出口壓力為0.8MPa。高壓氣體經換熱器預冷,并分離掉重烴。然后,一部分氣進入膨脹機膨脹降溫,進入另一換熱器,冷卻需液化的天然氣。未進入膨脹機的天然氣經過換熱器冷卻,節流降溫后進入
LNG天然氣儲罐儲存。對自蒸發的LNG進行冷量回收后進入管網。
二、中原天然氣液化工廠
2001年,我國第一座小型天然氣液化裝置在中原油田試運行成功,這標志著我國在生產LNG方面邁開了關鍵的一步。其生產的LNG通過槽車運輸的方式供應給山東、江蘇等省的一些城市。中原油田有豐富的天然氣儲量,天然氣遠景儲量為2800*10
8m³,現已探明地質儲量為947.57*10
8m³,這些天然氣能為液化裝置提供長期穩定的氣源。
該液化裝置生產LNG的能力為15.0*10
4m³/d,原料氣壓力為12MPa,溫度為30℃,甲烷含量93.35%~95.83%。
原料天然氣進入裝置后,首先進入原料分液罐除去原料氣中的液體,然后進入過濾器,過濾掉粒徑大的液體和固體。過濾后的天然氣進入脫CO2設備,用一乙醇胺(MEA)法脫除CO2;脫CO2后的天然氣用分子篩進行脫水處理。預處理流程中有兩臺干燥器切換使用,其中一臺干燥,另一臺再生。
凈化后的天然氣,首先利用丙烷制冷循環提供的冷量冷卻天然氣。然后進行節流降溫,產生的氣相經乙烯換熱器和中壓LNG換熱器冷卻,再經節流降溫,產生的液相進一步冷卻及節流后進入儲罐儲存。
液化裝置液化生成的LNG進入儲罐儲存。每臺
天然氣低溫儲罐包括外罐和內罐,在內罐和外罐之間,填充絕熱材料,并充注微量氮氣,保持其壓力處于微正壓狀態,從而可有效地防止空氣及水分滲入絕熱層。
三、上海LNG事故調峰站
建于上海的LNG事故調峰站是 我國第一座調峰型天然氣液化裝置,該調峰站是 東海天然氣供應上海城市燃氣工程下游部分中的一個重要組成部分。它主要用于東海天然氣中上游工程因不可抗拒的因素(如臺風等)造成停產、輸氣管線故障或冬季調峰時向管網提供可靠的天然氣供應,確保安全供氣。
調峰LNG裝置的工作過程如下:由市區1.5MPa天然氣管網送至調峰LNG站的天然氣,首先進行過濾、計量并加壓至5MPa;然后進入預處理系統,用MEA法脫CO2、H2S,用分子篩脫水;再經液化流程液化;液化后的天然氣貯存在2*10
4m³LNG儲槽內。當需要供氣時,儲槽內的LNG經LNG泵加壓送至氣化器,氣化后天然氣經加臭、調壓后送入市區高壓管網。儲槽內的LNG在貯存期間產生的蒸發氣體,經BOG(BoilOffGas)處理工段的壓縮機增壓后送入市區高壓管網。
該LNG裝置的主要性能指標如下:①儲槽容積2*10
4m³;②儲槽日蒸發率0.08%;③液化能力為LNG165m³/d;④氣化能力為LNG120m³/h。
該LNG事故調峰站的流程由法國燃氣公司設計開發的整體結合式級聯型液化流程,簡稱為CII液化流程。
該液化流程的主要設備包括混合制冷劑壓縮機、混合制冷劑分餾設備和整體式冷箱三部分。整個液化流程可分為天然氣液化系統和混合制冷劑循環兩部分。CII流程具有如下三個特點:①流程精簡、設備少;②冷箱采用高效釬焊鋁板翅式換熱器,體積小,便于安裝;③壓縮機和驅動機的型式簡單、可靠,降低了投資與維護費用。
四、新疆LNG工程
新疆LNG項目一期工程原計劃于2003年9月完工,將通過火車和汽車把LNG運輸到全國能源緊缺的地區,對國家“西氣東輸”,主干管網以外的廣闊市場供氣。市場目標主要有如下三個:①閩東南地區,即從福州至廈門沿鐵路的14個城市;②以江西景德鎮為中心輻射湖南、湖北等華中地區;③華北及新疆天山北坡經濟帶一些地區。
該LNG工廠的氣源來自吐哈油田。設計液化能力為150*10
4m³/d天然氣。LNG設計年周轉量456kt;設計LNG儲罐容量為3*10
4m³,可儲存液化裝置正常生產10天的LNG量。
整個LNG工廠由五大部分組成,即凈化部分、液化部分、LNG儲罐部分、LNG外輸部分和火炬放空部分。
生產的LNG以70%通過鐵路運輸,30%通過公路運輸的方式運往目的地。
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