浅谈液化天然气在油气工业中的应用

浅谈液化天然气在油气工业中的应用

0天然气工业的小康社会液化天然气是天然气的缩写。天然气在压下通过转化为162c形成。LNG(液化天然气)是当前最安全、最清洁的能源,并适合长距离运输,到用户后可直接利用。中国天然气工业已经进入大发展时期,目前天然气的生产无法满足用户的需求,下游的速度明显超出了上游的速度,使得特别是在气源、地理条件限制,输气网不能到达的地方,目前天然气的生产远远满足不了用气需求。因此,发展LNG工业是最为有效和经济的方式。液化天然气接收站是LNG产贸易流通的关键节点,随着LNG产业链的发展,LNG远洋船舶运输已经成为LNG运输的主要方式,LNG接收站既是LNG海运的末端,也是陆上天然气外供的始端,LNG接收站从LNG船舶接收运来的液化天然气,并将其储存再气化后外输供给用户。1大鼠的主要物理性质1.1朗的三个重要特征(1)温度极低:-160℃左右。(2)气液膨胀比大:620倍左右。(3)可燃范围较窄:5%～15%(V)。1.2高含氮lng的形成机理(1)翻滚:翻滚是一种由密度变化引起的热不稳定性现象,其产生的必要条件是分层界面受到搅动,如注入的LNG密度不同,形成两层以上的分层,产生传热,形成翻滚。高含氮LNG注入储罐后也容易产生翻滚。翻滚会导致容器超压,存在很大的安全隐患,因此在操作过程中需要密切关注,采取积极有效的方法加以防范。(2)快速相变:LNG与水接触有非常高的热传递速率,这种接触可以使LNG蒸发速度剧增,产生快速相变现象从而产生爆炸力形成危害。(3)沸腾液体膨胀蒸汽爆炸。处于沸腾温度的液体,由于所承受的压力系统突然失效得到释放,就会以极高的速率蒸发而产生爆炸。2接收站l的流程LNG的工艺流程一般是接卸、储存、再气化到转运。LNG接收站根据用户的压力需求对天然气的再处理可以分为直接输出和再冷凝两种。2.1直接输出公式LNG蒸发气(BOG)—低压压缩机增压—高压压缩机增压—输出LNG—增压—气化—输出2.2再冷设备LNG蒸发气(BOG)—低压压缩机增压—再冷凝—LNG—高压压缩机增压—再气化—输出3气化外输和火炬放空系统LNG接收站系统主要包括LNG卸船、LNG储存系统、BOG处理、LNG气化外输系统和火炬放空系统。从工艺角度来看,LNG工艺并不复杂,但其中包含很多技术难题,因为LNG站在气化之前的所有设备,都是在-160℃下长期低温运行,这对设备的保冷、材料和防止泄漏等方面有极高的要求。3.1气体排放量的下降LNG运输船到达接收站码头停靠,经过LNG卸船臂及卸船总管输送到LNG储罐。随着卸船舱内液位下降,会导致舱内负压,为了保持LNG船舱的压力,所需的气体通过回气臂从岸上的BOG总管返回。因此在卸载过程中,BOG总管的工作压力必须高于LNG运输船的工作压力,以便气体可以自然地从BOG总管流到船舱中,从而填补舱罐内因为卸掉LNG后产生的真空,以保持船舱内压力平衡。3.2lng截面监控LNG储存系统一般由低温储罐、罐内泵、进出口管线、安全阀及控制仪器等设备组成。从船舱内卸下的LNG输送到LNG储罐内储存,正常的储罐工艺操作压力在8～24kPa,操作温度-159～162℃左右,一般储罐的容积为16*10LNG接收站内每个储罐都装有对LNG液面高度、压力、温度和密度进行参数监控的装置,密切有效的监控生产过程。在正常情况下,LNG储罐的压力是通过BOG压缩机压缩回收罐内BOG来控制的,由于BOG蒸发量并非定量,波动较大,会使后续的工作操作难度和失控几率增大。有效地调节储罐的操作压力,提高BOG蒸发量稳定性,可以降低能耗,减少不必要的资源浪费。3.3bog气体回输BOG工艺是LNG接收站工艺的关键部分,对于BOG气体的处理一般从经济和环保两个方面来综合考量,目前对于BOG气体的处理工艺处理方法有如下四种,可根据实际工艺情况进行选择:(1)卸船过程中,船舱内因为LNG减少而产生真空,可以将储罐中产生的BOG气体通过管线回输到LNG船舱,保持船舱内压力。(2)再冷凝工艺:BOG气体压缩后与罐内输出的LNG直接换热再液化后,经高压泵外输。(3)直接加压外输工艺:通过BOG压缩机、BOG增压机增压,使得压力与外输管网压力相同,直接将BOG气体压缩到外输管道内输出。(4)送火炬燃烧或者排放入大气。当外输量≤BOG的量,因外输量限制,此时需要选择直接加压外输工艺;当外输量大于BOG量并且小于最小外输量,这种情况选择再冷凝工艺与直接增压外输工艺相结合的方式;当外输量≥最小外输量,为了节能全部选择再冷凝工艺。3.4lng气化流程LNG气化/外输工艺系统主要包括罐内泵、再冷凝器、LNG高压外输泵、汽化器、计量撬等设备,主要功能是实现LNG再气化,外输供气。LNG通过低压输送泵排出储罐,一部分进入再冷凝器,另一部分直接流入高压泵入口,经高压输出总管进入气化器的高压输出泵出口,然后进入天然气外输总管。LNG气化有开架式气化器、浸没式气化器、中间介质气化器和空气气化器四种,通常用的是开架式气化器和浸没式气化器。开架式气化器有流程简单,运行费用较低等特点,通常选作常年运行的气化设备。而浸没燃烧式气化器有启动快,运行费用高等特点,一般作为调峰或者开架式气化器维修时使用。3.5火炬/放空系统LNG接收站运行会产生BOG,当遇到特殊情况时会额外产生大量BOG,火炬/放空系统是为了处理产生的BOG。一般情况下,超压排放的低压BOG由低压火炬系统燃烧掉,高压BOG通常在事故发生时,出现率低,泄出量比较大,应根据环境和安全环保的要求,可用高压火炬或者大气放空来处理BOG。4流程再造的技术难点近年来,LNG生产与贸易日渐活跃,国内对LNG技术的掌握也有了很大进步,但与国外相比仍有一定的差距。LNG技术本身并不复杂,国内也可以通过流程模拟软件进行比较准确的计算设计,但进行工业规模化、全流程的设计仍存在技术难点,设计又安全又经济的LNG接收站仍