天然气液化原理

生产原理一、自然气1、性质自然气是一种易燃易爆气体,和空气混合后，温度只要到达550℃就燃烧。在空气中，5-15％就会爆炸。自然气无色,比空气轻，不溶于水.一立方米气田自然55%左右.自然气的热值较高,35。6-41。9兆焦/立方米〔8500-10000千卡/立方米。自然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量到达10％以上时，人就会因氧气缺乏而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。自然气中如含有肯定量的硫化氢时，也具有毒性.硫化氢是一种具有猛烈臭鸡蛋味的无0.31毫克/1.54毫克/升时,人就会死亡。因此,国家规定：对供给城市民用的自然气，每立方米中硫化氢含量要掌握在20自然气的主要成分是甲烷〔CH4〕，111K(-162℃〕，临界温6002、生产目的(LN。LNG1。3LNG1。5LNG3、生产任务50000Nm³/h，400000000Nm³/年。二、生产原理LNGLiquefiedNaturalGas目前，世界上80％以上的自然气液扮装置承受混合制冷剂液化循环，该循C1-C5的目的。1、原料预处理自然气作为液扮装置的原料气，首先必需对其进展预处理.自然气预处理主要是脱除其中的有害杂质及深冷过程中可能结晶的物质，也就是自然气中的与烃类组分冻结而堵塞设备和管道;②提高自然气的热值，满足气体质量标准；设备。〕的汞含量足以给铝制设备带来严峻的破坏,所以汞的含量应受到严格的掌握。1。1H2S4ppm，CO250ppm。CO2〔mol)C02C02CO2MEA胺〔乙醇胺〕溶剂来脱除进气中的CO2。1。2。1合成自然气中，一般都含有水蒸气(简称水气益的组分。缘由如下：然气中水气的存在，减小了输气力量，降低了自然气的热值；外表和节流阀的工作局部；(3〕自然气和水会形成自然气水合物，自然气水合物是由自然气(主要是甲0。88~0。90g/cm3.它是半稳定的固态化合物，严峻时还会堵塞阀门和管线，影响平稳供气。的温度也大不一样；③压力愈高，生成水合物的起始温度也愈高;④在输送含有处理,到达规定的含水气置指标后，才允许进入输送管线。脱水方法-1OO℃指标的比照，选出最正确的自然气脱水工艺。法，以及近年进展起来的膜分别法.由于冷却法脱水受条件因素影响较大，通LNGLNG到小于1ppm，这正是气体低温液化所要求的。本工程脱水承受双床层分子筛吸液扮装置不会消灭冻结。分子筛同其他吸附剂相比，具有以下优点:0。1~1.Omg/kg。〔2)脱水用分子筛不吸附甲烷，从而避开了因吸附甲烷而使有效气损耗。分子筛具有高效的吸附性能，当其在自然气相对湿度或饱和水分压很多、孔道小，其比外表积比其他吸附剂大,一般为700~900m2/g。〔4)分子筛的性能受液态水的影响较小.自然气液化过程自然气液化过程设备组合：—膨胀机〔或节流阀〕—压缩机—热交换器2。1.1〔膨胀机〕降压、降温作预备：2。1.2气和其它冷剂供给冷量2.1.3-实现低压制冷剂冷量向自然气和高压制冷剂传递,自然气吸取冷量后降温,2。2自然气脱酸性气体HS、COCOS2 2LNG-CON2 2化学吸取法MEA上升，压力降低时，化合物分解放出酸性气。优点:—脱除率高，净化后的自然气中酸性气＜50ppm-本钱低，良好的稳定性、易再生。汞的脱除汞：汞的存在会严峻腐蚀铝质设备用脱汞：硫浸煤基活性碳HGR质量:汞含量可达＜0。001μg/m3重烃脱除气体的露点受重组分影响最大;CLNG62.2。4常压下氮气的液化温度-196℃，比甲烷液化温度—161℃低很多了自然气中氮含量越多,液化自然气越困难，动力消耗增加；2。2。5自然气含水对液化的影响0℃将以冰或霜的形式冻结在换热器外表和节流阀的工作局部0℃以上形成,造成管线、喷咀和分别设施堵塞—压力越高，生在水合物的起始温度也越高游离水脱除，使其露点到达—100℃以下。分子筛物理吸附—人工合成沸石硅铝酸盐—对吸咐分子有很强选择性—4ACOHS2 22。2.6,然后气体通过膨胀机或,由于焦尔—汤姆逊效应，是气体温度降低，此低温气体和降压前气体换热，这样可以是降压后气体到达液化温度。—自然气的液化过程实质上就是通过换热不断取走自然气热量的过程。3、自然气液化原理3。1相是系统中具有完全一样的物理性质和化学组成的均匀局部.相变化过程是何物质在相间传递.度变化时，体积有较大的转变；液体则存在自由外表。物质三态在肯定的条件下会相互转化.当温度转变到肯定程度，分子热运动成另一种聚态,这就是所谓相变。相变中体积会发生变化。相变时会产生潜热,汽化、溶解、升华时吸热;分散、凝固、凝华时放热等。作用的结果。3.2临界常数LNG的推断.深冷法液化气体时,液化的温度与压力有关。对每一种气体都有一特定的温度,高于此温度，不管加多大的压力也不能使气体液化，此温度称为该气体的临界温度〔Tc〕甲烷的临界温度是:190。58K。在临界温度下，使气体液化所需的最小压力,称为临界压力〔Pc〕4.59MPa。在临界压力和临界温(ρc,和临界比容Vc容，亦即两者的密度相等，而且气化热和外表张力都等于零。自然气各组分临界温度及压力:物质空气物质空气O2N2H2ONH3CO2H2名称临界—1-11—14371331-23温度℃4065～-140.758.406.904。152.40.009.60临界3。5.03。22117.1。MPa868~3。87679394。565。580530320度降至临界温度以下就全部变为液体.3.2。1LNG430～470kg/m3，假设甲烷含量越高,则密度越小；LNG密度还是温度的函数，假设温度越高，则密度越小，其变化1。35kg/〔m3．℃)。3.2。2LNG沸点与压力的关系0.lMPa—166~—157℃。—162.15℃是指纯甲烷的沸点.由于LNG中甲烷的体积92％～98LNG,LNG点都随压力的增大而上升，3。3LNGLNGLNG的储存温度与压力是相互独立的，气液两相的物质的量分率也各不一样.由右图以提高自然气的液化率.根本循环:一台制冷机的四个根本部件：——压缩机——冷凝器--节流阀--蒸发器上称为循环过程。循环随效果的不同，可分为-正向循环-逆向循环利用工质的状态变化，将热能转化为机械能的循环叫作正向循环；全部的热力发动机都是依据这类循环工作的。〔〔热源〕的循环叫作逆向循环;维持低温的制冷循环、获得低温液体的气体液化循环为逆向循环；逆向循环需要消耗机械能或热能完成补偿过程；过冷—饱和制冷剂在节流膨胀是会有闪蒸，使单位制冷量削减-为弥补损失3。53。5支出的状况下,流体在节流前后的能量应不变，即节流前后的焓值相等i=i,这1 2说明节流本身并不产生冷量。节流工质的性质和节流前的状态有关。在相当大的范围内,气体节流后温度都会下降。节流前的气体温度越低，节流前后压差越大，节流所获得的温降就越大。3.6冷力量，这个制冷力量称为等温节流制冷量。H1工质的焓值H 。03.7绝热节