液化天然气LNG简介

液化天然气LNG简介1．LNG特性LNG是甲烷、乙烷、丙烷以及其他碳氢化合物的混合物，它的主要成分是甲烷。天然气是一种无色、无味、无毒、可燃的气体，如果人体吸入少量的气体，不会直接引起身体的损伤，但是当空气中含有的天然气体积大于40%时，人将无法生存。当天然气与空气混合时燃烧极限范围是5%～15%。表1是LNG主要成分的比热。表1LNG主要组分的比热组分分子式气体比热（KJ/Kg.K）液体比热（KJ/Kg.K）CPCVCP/CV甲烷CH42.21901.67471.3253.4667乙烷C2H61.71661.43251.2063.8770丙烷C3H81.63291.43251.1472.47862.LNG应用LNG在常压下的贮存温度为-162℃,在利用前须要先将其加热气化成为气态天然气,在气化工程中释放出大量冷能,如何合理优化利用LNG的冷能,对节约能源具有重要意义。LNG气化后作为天然气具有广泛的用途,可用于电力工业、交通运输、民用及商业用户、农业加工等,也可用于化工行业生产合成氨、甲醇、乙炔等化工产品。本文针对技术较为成熟并已广泛应用的天然气发电、城市燃气、工业燃料及作为化工原料的应用进行介绍。2.1LNG冷能的利用液化天然气在常压下贮存温度为-162℃,在气化过程中会释放大量冷能,如能将这部分冷能有效的回收利用将节省大量能源,具有可观的社会效益和经济效益。目前国内外对LNG冷能的利用可分为直接利用和间接利用两大类。直接利用包括冷能发电、空气分离、冷冻仓库、制造液态CO2、汽车冷藏、汽车空调、海水淡化、空调制冷和低温养殖、栽培等;间接利用包括有空分后的液氮、液氧、液氩来低温破碎,冷冻干燥、低温干燥、水和污染物处理及冷冻食品等。2.2LNG发电LNG发电可分为LNG冷能发电及天然气作燃料用于联合循环发电。(1)LNG冷能发电主要是依靠LNG与周围环境之间存在的温度差和压力差形成动力循环进行发电。LNG冷能发电可有多种途径,常用的有:(一)利用LNG低温冷量的朗肯循环;(二)利用LNG气化后压力较高的天然气直接膨胀;(三)综合了二者的联合法。(2)天然气发电主要有天然气联合循环发电和热电冷三联产系统。前者既可满足局部电力需求,又可以并网发电,易于大型化。后者主要用于区域内的供电、制冷和供热。联合循环发电系统就是燃气轮机-蒸汽轮机(Rankin循环)联合发电,天然气燃烧产生的1300～1500℃高温烟气在燃气轮机内做功发电后,排出500～600℃排气,在排气锅炉中回收热量产生蒸汽推动蒸汽轮机再次做功发电,这样两级产生动力的热力循环系统称作联合循环发电系统。目前,以天然气为燃料的联合循环发电机组的总效率最高可达到60%,天然气联合循环发电效率高,建设周期短,其环保、经济性能都要强于其他发电技术。2.3城市燃气LNG作燃料与煤和石油相比,除NOx、COx含量低和几乎不含硫等特性外,同时还具有燃烧及使用效率高等优点。天然气替代煤和石油可使燃烧后废物排放大幅降低,其中硫氧化物和粉尘的下降最为显著。当天然气的应用范围达到一定水准时,以煤的烟尘、煤与石油燃烧后排放的SO2为主体的空气污染将得到有效抑制,空气质量将得到明显改善。2.4化工原料天然气作为化工原料的利用,其应用遍及国民经济各个领域,现已逐步形成具有特色的甲烷化学与化工。天然气作为化工原料利用的消费量比例虽不大,但生产的化工产品数量却很可观,除了一些产量较少的一次产品(甲烷氯化物、乙炔等)直接由甲烷气制取外,作为大宗的两种化工产品———合成氨和甲醇,则是天然气经合成气(CO+H2)间接制取的。以甲烷气为原料生产合成氨和甲醇的产量分别占两种产品总产量的85%和90%,构成了天然气化工利用的核心。未来10年中用作化工原料的天然气量将有较大幅度的增长,但原料用天然气在消费结构中的比例将大幅度下降。3．LNG产业优劣势3.1优势之节约性

国际国内天然气价格比汽柴油低40％～60％，行驶里程，1m3LNG天然气可等效于1.4L汽油。LNG的柴油当量为1.7。综合节约效率50％以上。3.2优势之环保性天然气燃烧所产生的温室效应是煤炭的48%，石油的54%。对人体有害气体排放比汽油减少82％～95％。尾气排放达欧Ⅲ、欧Ⅳ甚至于以上3．3优势之安全性LNG的爆炸极限为5％～15％，且气化后密度很低，因而稍有泄漏即挥发扩散；而LPG燃点为466℃，爆炸极限为2.4％～9.5％，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发；汽油燃点为427℃，爆炸极限为1.0％～7.6％；柴油燃点为260℃，爆炸极限为0.5％～4.1％。由此可见。LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。3.4LNG产业劣势LNG生产成本相对较高，造成最后到用户的气价增加，保存也是个问题，气态液化后是超低温状态，通过蒸发气化进入发动机燃烧，虽然LNG气瓶是真空隔热的，但是要长期保存，仍然会蒸发泄漏，不如CNG保存时间长。4．LNG项目链及其产业链4.1LNG项目链LNG项目，是一个由上游项目、中游项目和下游项目等组成的链接结构。所谓LNG项目链，涵盖了三个方面的内容，即供应链、合同链和价值链。(1)LNG项目供应链上游，将气田开采出的天然气，通过管路送到液化工厂清洁并液化为液化天然气(LNG)，以方便运输；中游为LNG运输项目，负责将LNG安全、可靠和稳定地送到下游项目的目的港；下游，通过接收站，将LNG再汽化回天然气，并通过输气管路，将天然气送到不同的燃气用户。天然气货物由上游向下游输送，而资金流则由下游最终用户向中游和上游项目返还。(2)LNG项目合同链上游、中游和下游，项目之间通过合同紧密相联，相互制约。买卖双方签署的液化天然气购销合同(Li—queriedNaturalGasofSalesandPurchaseAgreement，SPA)是所有分项目之间合同关系中最基本的合同。(3)LNG项目价值链从气田开采天然气之始，到最终用户使用，天然气通过最终用户的应用得以实现其价值。4.2LNG产业链整个LNG产业链大致可以分为三段，第一段LNG产业链的上游，包括勘探、开发、净化、分离、液化等几个环节。第二段中游，包括装卸船运输，终端站（包括储罐和再气化设施）和供气主干管网的建设。第三段下游，即最终市场用户，包括联合循环电站，城市燃气公司，工业炉用户工业园区和建筑物冷热电多联供的分布式能源站。在整个世界LNG产业链中，主要的关系方有生产国、运输国、消费国。4.2.1LNG主要生产国伴随着全球LNG市场的繁荣，卡塔尔已经成为最大的出口国，2011年—2012年，卡塔尔将有6条大型LNG生产线投产，2015年前，卡特尔的LNG年产能将达到7700万吨。此外澳大利亚、尼日利亚、俄罗斯、伊朗等国家，未来三年也将新增超过1亿吨的天然气液化能力。4.2.2LNG主要消费国主要有日本、韩国、西班牙、中国和美国。其中自从1969年,日本第一船从美国Alaska进口到东京燃气和东京电力,到2004年，日本有22座接收站。韩国是世界上第二大LNG进口国,国内所有的天然气消费都是由进口LNG来供应的。需要说明的是美国是世界上惟一的既是进口国又是出口国的国家。美国自1971年第一个LNG接收站在麻省建成后开始从阿尔及利亚进口LNG。4.2.3LNG主要运输国新加坡的LNG模式是扮演枢纽码头或贸易商角色，目的是进军区域液化天然气贸易市场，将LNG货物运输、储存