关于LNG液化厂方案设计的情况说明.doc

关于LNG工厂生产方案设计的情况说明一、LNG的特点及优势LNG是常压-260条件下以液态形式运输和存储的天然气，主要成分是甲烷。LNG工厂生产的低温液态天然气，其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍)，气液体积比为6251，建站投资少，占地少，无大型动力设备，运行成本低，加气站无噪音，LNG可用专用槽车运输，建站不受天然气管网制约，因此便于规模化推广。更重要的一点是可将LNG用泵升压汽化后转化为CNG，对CNG汽车加气，而不需要提供CNG专用压缩机。 二、LNG常用生产工艺方式天然气液化为低温过程。天然气液化所需冷量是靠外加制冷循环来提供，配备的制冷系统就是要使得换热器达到最小的冷、热流之温差，并因此获得极高的制冷效率。 天然气液化的制冷系统已非常成熟，常用的工艺有：阶式制冷循环、混合冷剂制冷循环、膨胀机制冷循环、焦-汤节流制冷循环及采用带引射器高压节流工艺。 1、采用LNG 专利工艺ECASCADE（Enhanced Cascades），即简化阶式制冷工艺。原料气过滤、分离后增压到450psig 进入脱碳模块，采用MDEA 法脱除原料气中的二氧化碳，净化气冷却后进入分子筛脱水；然后在冷箱中被冷却、液化，节流到50psig 进入LNG 储槽。冷箱高温段冷量来自于乙烯制冷剂的蒸发，而丙烷制冷压缩机为高压乙烯冷凝提供冷量；冷箱低温段冷量来自于循环增压天然气的节流。设备全部撬装化或者模块化，现场积木式组装，撬快之间直接法兰连接。所有设备、管道、阀门、电气及仪表等在工厂中预制、安装到撬/模块上，绝缘、喷漆和测试已经完成，现场安装工程量很少，确保工程质量和工期短。特点：1） 撬装化；2） 制冷系统简单、工厂设计简洁，保证系统的可靠性；3） 热启动34 小时，短时停机后冷启动12 小时。优点：能耗低；制冷剂为纯物质，无匹配问题；技术成熟，操作稳定。缺点：机组多，流程复杂；附属设备多，专门储存制冷剂；管路和控制系统复杂，维护不便。适用范围：能够在规定条件和原料气组分变化范围可靠的运行，特别适合小型、偏远天然气液化项目。工艺流程图： 2、采用混合制冷剂制冷循环（MR 循环）制冷工艺 整个工艺主要分为进口计量系统、醇胺脱酸系统、分子筛干燥系统、液化冷箱系统、混合冷剂压缩系统、氨压缩系统及LPG、BOG 回收系统。原料气经过进口计量系统以保证恒定的入口气体压力及流量，通过原料气过滤分离器以脱除原料气中含有的较大颗粒和液体。醇胺脱酸系统和分子筛脱水系统分别将原料气中CO2 含量脱除至小于50ppm、水含量减小至小于0.5ppm，此时的天然气可进行液化。天然气进入冷箱前将经过氨预冷，预冷至-21左右的天然气进入冷箱，利用冷箱内混合制冷剂释放的大量冷量被液化至LNG，利用压差进入LNG 储罐。氨和混合制冷剂压缩系统进行压缩循环。总工艺描述：与阶式制冷循环相比，其优点是：机组少、流程简单、投资省，投资比阶式制冷循环少1520%；管理方便；制冷剂可从天然气中提取和补充。缺点是：能耗较高，比阶式制冷循环多1020%；混合冷剂的合理匹配较为困难。3、天然气膨胀机制冷循环膨胀机制冷循环是指利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷来实现天然气的液化。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能输出功，可用于驱动流程中的压缩机。膨胀液化工艺流程及其设备优点：它流程简单、设备简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便；它适用于自由压力能是可以被利用的场合。与阶式制冷循环和混合冷剂制冷循环工艺相比，氮气膨胀循环流程非常简单、紧凑，造价略低。起动快，热态起动24 小时即可获得满负荷产品，运行灵活，适应性强，易于操作和控制，安全性好，放空不会引起火灾或爆炸危险。制冷剂采用单组分气体，因而消除了像混合冷剂制冷循环工艺那样的分离和存储制冷剂的麻烦，也避免了由此带来的安全问题，使液化过程更简化和紧凑。缺点：能耗较高，比混合冷剂液化流程高40%左右，运行成本较高，经济性不好，而且使用了较多高速转动机械，降低了生产可靠性。4、焦-汤节流制冷循环焦-汤循环和膨胀机制冷循环流程简单，投资少，但效率较低。其中焦-汤循环最简单，投资最少，但效率也最低。膨胀机制冷循环和焦-汤节流制冷循环，这两种工艺流程适合于小型LNG装置。膨胀机制冷循环的效率比焦-汤循环高，特别是有较大的天然气压差时，能实现LNG生产的最佳经济性。5、采用带引射器高压节流工艺高压天然气流入引射器，在其中高速膨胀，将低压返流气吸入并增压，相当于减少了一台增压压缩机。单位能耗低、运行成本低，经济效益好；产生的BOG气经冷箱再液化，提高产量，减少排放。 天然气液化率高，达99.7%以上，其他未液化的氮气，氦气等杂质定时排放，不影响系统产量；冷箱的工作弹性大，原料气流量操作空间50%-110%，压力操作弹性空间在12-20Mpa下都能工作。优点：主要工艺设备模块化、撬装化，工艺流程简单，制冷部件没有运动部件（20年不维修），可靠性高。操作方便，设备维护量小一期人员不需增加操作工。能耗较低，可以同时实现