中国高科技标准战略研究分析报告资料

1、新疆天然气资源利用调查报告二五年九月目 录1概述11.1天然气的形成及化学组成11.2天然气的用途11.3天然气的利用方式21.4新疆天然气资源储量及分布31.5新疆天然气的当地利用情况32国内外天然气利用技术研究情况52.1国外研究现状 52.2国内研究现状63LNG技术的应用93.1LNG的广泛用途93.2我国已建成和立即建成的LNG生产厂103.3LNG技术设备简介124CNG技术的应用144.1国内应用现状144.2 CNG供应城镇燃气的工艺简介154.3 CNG供应汽车燃料系统简介164.4CNG设备专业生产厂家简介175开发利用新疆天然气资源的方案设想175.1CNG项目与LNG项

2、目比较185.2新疆CNG企业185.3CNG项目设想196参考文献（略）新疆天然气资源利用调查报告1概述1.1天然气的形成及化学组成天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用，在不同地质条件下生成、转移，在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。天然气按形成条件的不同可分为5种：气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气、矿井气。天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，以甲烷为主，一般组成比（体积）为7090，其次是重烃类（即乙烷、丙烷和丁烷的总称），组成比327，所含的少量非烃类气体一般有二氧化碳、一氧

3、化碳、氮气、氢气、硫化氢和和水蒸气以及少量的惰性气体。天然气是无色、无味、无毒且无腐蚀性的气体，它比空气轻，常压沸点在-161左右，临界温度为-84 ，临界压力为4.1MPa，难以液化。天然气爆炸极限为5%15%（占空气中体积%），天然气相对容易爆炸。1.2天然气的用途天然气既是清洁优质的民用、商用和工业绿色能源，又是化工产品的原料气。工业燃料。以天然气为燃料用于发电，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。民用、商用燃料。天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷。天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的一次加工产品要紧有合成氨、甲醇、炭黑等近20

4、个品种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50个品种以上。1.3天然气的利用方式天然气依照其使用方式分为：管道天然气、压缩天然气、液化天然气、吸附天然气。管道天然气是天然气通过铺设管道、加压站接入都市燃气系统，是目前常用的一种利用方式。但管道天然气的进展要紧要紧受以下因素制约：管网建设投资巨大、天然气消费结构不合理、适合天然进展的治理体制不完善。液化天然气（英文名称LNG）是天然气通过净化（脱水、脱烃、脱酸性气体）后，在温度不超过临界温度（-84 ），对气体进行加压0.1 Mpa以上，采纳节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体。天然气由气态变为液态，其体积缩小

5、625倍。LNG经特制的罐槽车储运至都市管网、用气站。压缩天然气（英文名称CNG）是天然气经加气站由压缩机加压后，压到20至25Mpa，再通过高压深度脱水，充装进入高压钢瓶或槽车储存，再运送到都市管网、用气站。吸附天然气（英文名称ANG）是目前尚处研究时期的一种天然气储存方式，它用多孔吸附剂填充在储存容器中，在中高压（3.5MPa左右）条件下，利用吸附剂对天然气高的吸附容量来增加天然气的储存密度。ANG作为以后替代CNG的一项新技术将有宽敞的进展前景，但由于技术上的许多难点还有持解决，故在目前还尚难进入有用化时期。1.4新疆天然气资源储量及分布新疆具有丰富的天然气资源，准噶尔、塔里木、吐哈三大

6、盆地天然气储量达10.3万亿 m3，占全国陆上天然气资源总量的34%，已累计探明的储量达8807 亿m3。其中吐哈油田868亿m3，准噶尔油田1770亿m3。而“西气东输”只把塔里木盆地作为供气气源，如此吐哈、准噶尔两盆地的天然气为进展CNG、LNG提供了可靠的资源保证。1.5新疆天然气的当地利用情况1.5.1民用情况据新疆石油治理局工程咨询中心的资料：至2004年新疆都市天然气气化率达到30.6，新疆都市居民生活、采暖用气和汽车用天然气总量达到4.29亿立方米，比2003年增长90.3，用气总量占新疆天然气总产量的8.5。实现管道天然气的都市达到18个、实现液化天然气（LNG）的都市1个，还

7、有2个都市的天然气管道正在修建之中。新疆还建成了压缩天然气（CNG）汽车加气站46座、液化天然气（LNG）汽车加气站1座，充气总能力为1.55亿立方米年，燃用CNG汽车进展到8700辆。仅乌鲁木齐市已建成汽车压缩天然气加气站17座，完成天然气化改造的机动车达4500辆，其中公交汽车2500辆。目前，新疆有203.8万人可在家中使用清洁高效的天然气。与此同时，有21.5万吨民用液化石油气走进乡村，代替了柴薪、林木等传统燃料。1.5.2电力工业用情况以天然气为燃料发电在油田企业也得到运用。塔里木、准噶尔、吐哈三大盆地油田，均利用自产天然气发电。1.5.3化学工业用情况天然气制化肥、乙烯、聚甲醛、塑

8、料等化工产品有较好的效益。新疆天然气作为化工原料，尤其在化肥生产方面取得了一定经验。乌鲁木齐石化公司化肥厂和新疆新化化肥有限责任公司均是利用吐哈油田供的天然气作原料加工制造化工产品。其中，乌石化化肥厂年用气3.5亿立方米，年生产尿素116万吨；新化公司年用气1.1亿立方米，生产能力为年产合成氨14万吨、尿素17万吨、硝酸氨9万吨。泽普石化尿素生产能力可达25万吨，年用气量可达2亿立方米。叶城也建有一家小型天然气炭黑厂。目前，库车和库尔勒等地正在建设和规划建设较大规模的天然气化工项目。1.5.4天然气的处理、外运情况目前天然气输送方式除了管道运输，还有罐装液化天然气（LNG）和压缩（CNG）天然

9、气方式。新疆广汇公司正在实施大规模的液化天然气项目，一期工程已建成可提供日处理150万立方米天然气的液化能力，通过铁路和公路运输到天然气管网达不到的地区，要紧供应到福建、江西、广东等地，作民用燃料和高级陶瓷、玻璃等建材工业的燃料。工程投产后每年用气6.8亿立方米。2国内外天然气利用技术研究情况我国是天然气资源的大国，但利用率低，已开发出的天然气到现在放空烧掉的有相当比例，究其缘故要紧是在技术上没有较好的贮运和使用方式。现以LNG为侧重介绍天然气利用技术研究情况。2.1国外研究现状 国外的液化装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高，差不多都采纳阶式制冷和混合冷剂制冷工艺，目前两种类型的装置都在运行

10、，新投产设计的要紧是混合冷剂制冷工艺，研究的要紧目的在于降低液化能耗。（1）Liquefin技术法国Axens公司与法国石油研究所(IFP)合作，共同开发的一种先进的天然气液化新工艺-Liquefin首次工业化，该工艺为LNG市场奠定了基础。其生产能力较通用的方法高15%20%，生产成本低 25%。使用Liquefin法之后，每单元液化装置产量可达600 104t/a以上。采纳Liquefin工艺生产LNG的费用每吨可降低25%。该工艺的要紧优点是使用了翅片式换热器和热力学优化后的工艺，可建设超大容量的液化装置。Liquefin工艺的安全、环保、有用及创新特点最近已被世界认可，该工艺获得了化学

11、工程师学会授予的“工程优秀奖”。（2）GTL技术美国德克萨斯大学工程实验站，开发了一种新型天然气液化的技术 GTL 技术已申请专利。该技术比目前开发的GTL技术更适用于小规模装置，可加工30.5104m3/d 的天然气。该实验站的 GTL 已许可给合成燃料 (Synfuels) 公司。该公司建立了一套GTL中试装置，目前正在进行经济性模拟分析。第一套工业装置可能在2004年上半年建成。2.2国内研究现状早在60年代，国家科委就制订了LNG进展规划，60年代中期完成了工业性试验，四川石油治理局威远化工厂拥有国内最早的天然气深冷分离及液化的工业生产装置，除生产He外，还生产LNG。1991年该厂为

12、航天部提供30tLNG作为火箭试验燃料。与国外情况不同的是，国内天然气液化的研究差不多上以小型液化工艺为目标。（1）四川液化天然气装置由中国科学院北京科阳气体液化技术联合公司与四川简阳市科阳低温设备公司合作研制的300l/h天然气液化装置，是用LNG作为工业和民用气调峰和以气代油的示范工程。该装置于 1992年建成，为LNG汽车提供LNG。该装置充分利用天然气自身的压力，采纳气体透平膨胀机制冷使天然气液化，用于民用天然气调峰或生产LNG，工艺流程合理，采纳气体透平膨胀机，技术较先进。该装置差不多不消耗水、电，属节能工程，但液化率专门低，约10%左右，这是与它的设计原则一致的。（2）吉林油田液化

13、天然气装置由吉林油田、中国石油天然气总公司和中科院低温中心联合开发研制的500l/h 撬装式工业试验装置于1996年12月整体试车成功，该装置采纳以氮气为冷剂的膨胀机循环工艺，整个装置由10个撬块组成，全部设备国产化。该装置采纳气体轴承透平膨胀机，国产分子筛深度脱除天然气中的水和CO2，工艺流程简单，采纳撬装结构，符合小型装置的特点。采纳纯氮作为制冷工质，功耗比采纳冷剂的膨胀机循环要高。没有充分利用天然气自身压力，将天然气在中压下（5.0MPa左右）液化（较高压力下液化既可提高氮气的制冷温度，又可减少制冷负荷），因此该装置功耗大。（3）陕北气田液化天然气1999年1月建成投运的2 104m3/

14、d陕北气田 LNG 示范工程是进展我国LNG工业的先导工程，也是我国第一座小型LNG工业化装置。该装置采纳天然气膨胀制冷循环，低温甲醇洗和分子筛干燥联合进行原料气净化，气波制冷机和透平膨胀机联合进行低温制冷，燃气机作为循环压缩机的动力源，利用燃气发动机的尾气作为加热分子筛再生气的热源。该装置设备全部国产化。装置的成功投运为我国在边远油气田上利用天然气生产 LNG 提供了经验。（4）中原油田液化天然气装置中原油田曾经建设了我国最大的LNG 装置，原料气规模为26.65 104m3/d 、液化能力为10104m3/d 、储存能力为1200m3、液化率为37.5%。目前，又研究出新的LNG工艺方案。

15、该工艺流程采纳常用的分子筛吸附法脱水，液化工艺选用丙烷预冷+乙烯预冷+节流。 该装置在原料气量30104m3/d 时，收率高达51.4%，能耗为0.13 Kwh/Nm3。其优点在于各制冷系统相对独立，可靠性、灵活性好。然而工艺相对较复杂，须两种制冷介质和循环，设备投资高。由于该厂充分利用了油田气井天然气的压力能，因此液化成本低。（5）西南石油学院液化新工艺该工艺日处理3.0104m3天然气，要紧由原料气（CH4：95.28%，CO2：2.9%）脱CO2、脱水、丙烷预冷、气波制冷机制冷和循环压缩等系统组成。压缩机动力采纳天然气发动机。由于边远地区无集输管线可利用，将未能液化的天然气循环压缩，以提

16、高整套装置的天然气液化率。装置采纳乙醇胺法（MK-4）脱除CO2。由于处理量小，脱二氧化碳的汲取塔和再生塔应采纳高效填料塔。考虑到原料气中甲烷含量高，有压力能能够利用，故采纳天然气直接膨胀制冷作为天然气液化循环工艺。 （6）哈尔滨燃气工程设计研究院与哈尔滨工业大学LNG系统要紧包括天然气预处理、天然气的低温液化、天然气的低温储存及天然气的气化和输出等。通过处理的天然气通过一个多级单混冷凝过程被液化，制冷压缩机是由天然气发动机驱动。LNG储罐为一个双金属壁的绝热罐，内罐和外罐分不是由镍钢和碳钢制成。3LNG技术的应用3.1LNG的广泛用途（1）用作都市管网供气的高峰负荷和事故调峰1937年，英国

17、工程师埃克汤提出用LNG作为都市供气中的高峰负荷和事故调峰之后，在欧美等国家得到广泛的应用。1999年，由法国索非工程公司关心建设的上海浦东LNG液化厂，便是我国首座采纳LNG技术的天然气备用调峰站。（2）用作大中都市管道供气的要紧气源到目前止，日本已建设了22座LNG接收站，每年进口5000多万吨LNG，85%通过气化送进都市管网，用于发电、民用和工商业用，15%用汽车或大车运至离接收站较远的中小城镇，用作LNG小区气化的气源。（3）用作LNG小区气化的气源全世界有接近200座LNG卫星站投入使用，日本就有70多座，在北美和欧洲有100多座。据不完全统计，中国目前40多座有LNG卫星站投入运

18、行，更多的正在规划、设计、筹建中。（4）用作汽车加气的燃料俄罗斯的LNG用于拖带集装箱的重型柴油车，每lkgLNG，能够代替1.25kg柴油。俄罗斯有5万辆重型柴油车，将逐步使用LNG，俄罗斯还将LNG用于内河航运的船舶燃料。（5）用作飞机燃料俄罗斯图波列夫飞机设计局应用 LNG作为飞机燃料，第一架试验飞机图-155，发动机型号为HK88。后正式使用LNG为燃料的是图-156客货运输机，已成功安全飞行12年。在投入航线运行的图-204客机基础上，设计局设计了使用LNG的图-206客机，此机可载乘210人，飞行里程为5200km。（6）LNG的冷能利用深冷可用于低温研磨橡胶，中冷用于制冰、建滑冰

19、场，浅冷用于冷冻库建设。日本还将冷能用于发电，利用能源制造舒适的环境。3.2我国已建成和立即建成的LNG生产厂（1）我国第一座采纳丙烷预冷+乙烯深冷+节流膨胀制冷工艺流程生产15万m3/d规模LNG的河南中原油田濮阳LNG液化厂2001年11月份建成投产，至2003年6月销售LNG1918万m3。2003年7月8日经中石化组织全国专家进行技术论证、鉴定、验收。专家建议加大生产能力，积极推广应用。（2）新疆广汇合团建设的规模150万m3/d的吐哈油田LNG液化厂已于2004年9月建成投产。（3）海南福山气田25万m3/d规模的LNG液化厂已于2005年4月建成投产。（4）广西北海涠洲岛15万m3

20、/d的LNG液化厂将在2005年10月建成投产。（5）重庆建南油田30万m3/d的LNG液化厂正在报批之中。（6）兰州燃气化工集团在兰州筹建的30万m3/d的LNG液化厂的工作积极在推进。（7）内蒙额尔多斯100万m3/d的LNG液化厂筹建工作差不多开始。（8）两个引进LNG项目差不多启动：每年300万t规模的广东LNG站线项目于2002年10月18日在澳大利亚堪培拉签署了为期25年，每年供应325万tLNG的合同，可能2006年6月份建成投产；每年200万t规模的福建LNG站线项目于2002年9月26日在印尼雅加达签署了为期25年，每年供应260万tLNG的合同。可能2007年6月份建成投产

21、。3.3LNG技术设备简介3.3.1俄罗斯深冷机械制造股份公司（北京代表处）（1）净化设备。天然气脱硫，除二氧化碳和水。（2）液化设备。生产能力为0.510t/h，采纳带循环压缩机的天然气膨胀机制冷循环流程；新型天然气膨胀机。（3）LNG贮存系统。天然气贮罐为双金属罐，内层为含9Ni的不锈钢，外层为碳钢，中间绝热层为膨胀珍宝岩，其容积为5100m3。（4）移动式的低温槽车。槽车容积为825m3，压力为0.6MPa，还能够制成容积为155m3,压力为0.8MPa，存期为71 0天的LNG无泄漏贮槽。（5）LNG气化器。型号为BCX，利用空气加热LNG，气化能力为120Nm3/h。（6）车用低温燃

22、料贮罐。容积90560升。（7）监控系统。实现参数的监测及操纵LNG的净化、液化和贮存过程。3.3.2新疆广汇合团LNG设备（1）核心生产设备。项目首期装置是国内第一套具有工业规模的集荷型的装置。该项目引进比利时的乔特波国际工程公司和德国林德公司技术和设备。同上海医药化工设计院签订了工程设计合同。三方紧密合作完成设计、施工、设备采购、安装、调式等各项工作，整个装置已于2004年投产。（2）储存、运输设备鉴于国内LNG铁路运输尚无先例，为了能顺利通过铁道部的LNG运输审批，将该设备报请全国压力容器标准委员会，托付编制LNG罐式集装箱行业制造标准，2002年9月上报了国家有关部门评审颁布。国家经贸

23、委于2002年11月28日公布了公告（2002年第89号）：液化天然气罐式集装箱压力容器行业标准。LNG储罐容量为3104m3，可储存液化装置正常生产10天的LNG量。LNG罐式集装箱和LNG汽车运输槽车由新疆广汇合团公司的控股企业张家港市圣达因化工机械有限公司（主营业务为从事低温液体贮槽、罐车、汽化设备及LPG、LNG贮槽、罐车、车载燃料罐、加气站、L-CNG汽车加气站、化工设备、大型钢结构件的设计、制造和相关技术服务）和新疆化工机械有限责任公司生产，LNG罐式集装箱和LNG汽车运输槽车完全达到设计要求，通过国家鉴定，并已工业化，且列入国家汽车产品目录。LNG运输车选用戴姆勒-克莱斯勒公司的

24、梅赛德斯-奔驰Actros卡车共200辆，每车运输约36m3LNG（折常压下气态天然气21600 m3），可直接送到各都市气化站。（3）LNG的装卸设备依照LNG物资危险性和铁路部门对液化气物资运输专门要求，LNG物资装卸作业必须在专用线内进行。装卸机选用法国或意大利进口的专用吊具设备进行。灌装卸配套装置也相应与其匹配。4CNG技术的应用4.1国内应用现状我国CNG应用技术差不多比较成熟，目前要紧应用于都市天然气汽车和城镇民用。（1）1995年10月新疆鄯善首次在国内将压缩天然气技术应用到城镇燃气供应。（2）1999年12月北京怀柔压缩天然气储运工程投产。其技术是在气源地将天然气经净化加压至2

25、025MPa压力，充装到天然气槽车中，由槽车运送至使用地，减压后输送到都市燃气管网，供燃气用户使用。每辆槽车一次可充装30007000m3（标准状态）天然气。该工程总投资1205万元，一期投资487万元，建成卸气站一座，购入天然气槽车一辆，建设了一座加气站，可供应1.5万户居民用气。二期将供应3.5万户居民用气。（3）2000年1月北京密云县CNG工程投入运行。在密云城区要紧由北京新奥燃气有限公司经营天然气项目。该公司建设了压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）储配站，在城区铺设了中、低压管网140公里，已为近2万多户居民和近30多家公福用户提供了压缩天然气服务，2004年年用气量已达到5

26、50万立方米。所用天然气差不多上由CNG和LNG专用运输车从廊房、新疆、河南浦阳油田、北京市等多处运输到密云。（4）海口市CNG站处于施工时期。（5）内蒙古乌审旗汽车用天然气装置项目正报批建设。该项目投资总额2585万元，打算2006年建成。（6）新疆巴州尉犁县天然气利用工程项目已完成可行性研究，正在招商。该项目将建设库尔勒至尉犁县城48公里输气干管，尉犁县西尼尔镇、县城门站，尉犁县西尼尔镇、县城区供气管网工程，CNG加汽站。项目投资总额6600万元。项目打算建设期2年。4.2 CNG供应城镇燃气的工艺简介CNG系统供应城镇方式源自天然气汽车加气的子母系统。在高中压取气点建立加气母站，将天然气

27、加压至1525Mpa，然后装入高压钢瓶拖车，通过公路输送至加气子站供汽车加气。CNG城镇燃气供应系统要紧由取气点加压站、CNG钢瓶拖车、城镇卸气站、城镇输配管网组成。天然气首先经计量、调压后进入净化装置，脱除超标的水、硫化氢、二氧化碳，净化后的天然气压力范围为1525Mpa，再通过加压站的高压胶管和快装接头向CNG钢瓶拖车充气，当拖车内的钢瓶压力达到设定值后，压缩机自动停止充装。CNG钢瓶拖车通过公路运输到达城镇卸气，CNG首先进入一级换热器加热（防止天然气通过调压器减压时温降过大，阻碍后续设备及管网的正常运行），再进入一级调压器减压，之后依次通过二级换热器、二级调压器、三级调压器，将压力调至

28、城镇管网运行压力，经计量、加臭后进入城镇输配管网。城镇卸气站卸气装置的换热和调压级数应综合钢瓶拖车最高工作压力、调压装置卸气能力、城镇管网设计压力等因素确定。卸气站的调节器峰可采纳多种方式，如采纳管束储气、储罐储气、设调峰气源以及利用钢瓶拖车等。由于每辆钢瓶拖车的载气能力为30006000m3，具有一定的调峰能力，利用CNG钢瓶拖车调峰不失为一种经济、灵活的调峰手段，而且随着科技的进步以及CNG钢瓶逐步国产化，材质也在向非金属材料过渡，必将在提高载气能力的同时进一步降低CNG输气的工程造价。4.3CNG供应汽车燃料系统简介CNG汽车燃料系统通常包括：天然气气瓶、减压调压器、各类阀门和管件、混合

29、器（或者天然气喷射装置）、各类电控装置等。CNG气瓶是压缩天然气汽车的要紧设备之一。气瓶的设置和生产都由严格的标准操纵。CNG车用气瓶能够分为四类：（1）全金属气瓶，材料是钢或铝；（2）采纳金属内衬，不处用纤维环状缠绕；（3）采纳薄金属内衬，不处用纤维完全缠绕；（4）完全由非金属材料制成，例如玻璃纤维、碳纤维和塑料。西安天洁航天科技股份有限公司可生产塑料内胆复合材料气瓶。4.4CNG设备专业生产厂家简介（1）四川自贡通达机器制造公司该公司隶属于深圳市华新股份有限公司，是国内最大的天然气车用加气站成套设备制造商。先后开发出L型、D型系列天然气压缩机、CNG天然气子母站压缩机、CNG站用系列高压深

30、度脱水装置、CNG站用脱硫塔以及CNG大容积站用储气罐，成为中国首家能自行全套开发、制造CNG站用成套设备的专业企业。该公司的主导产品国内市场占有率长期保持在60%以上，并大量出口南亚及东南亚地区。（2）安瑞科能源装备控股有限公司（河北廊坊）该公司是新奥集团旗下骨干产业集团之一，要紧从事压力容器、压缩机等高端燃气装备产品的研发、生产、销售及天然气输配系统的集成业务，可为城镇气化、汽车加气站等燃气装备客户提供各类个性化、全方位解决方案。安瑞科能源装备在压缩天然气、液化天然气领域拥有多项专利技术，自主开发的高压气体瓶式压力容器系列产品，填补国内空白，达到国际先进水平，可用于天然气及特种气体的贮存、运输。引进并汲取美国液压式CNG加气子站技术，成为亚洲地区唯一制造商和销售商。安瑞科能源装备依照客户需求，提供整体系统设计、关键设备制造、现场安装调试、客户职员培训、运营技术支持及治理模式服务的一揽子服务，可为客户提供CNG城镇气化、LNG城镇气化、CNG汽车加气标准站与子/母站，特