液化天然气可持续利用技术探讨

哈伟

（蓬莱市渤海燃气管道工程有限公司，山东 蓬莱 265600）

1 概述

绿色环保理念已经在众多行业得到了应用和推广，包括现在的能源供应，煤和石油由于对于环境的污染大并且数量在不断减少，所以天然气的市场渐渐开放起来，并得到了广泛的推崇，国际上都希望将天然气能够成为能源消费中的领军者，能够带动其他行业的发展，经济效益和社会效益都能优化实现。目前，天然气的发展情况在消费结构中的占有率变得越来越多，渐渐能够赶上石油的应用量。因为一些技术性问题需要探讨。从 2003年起，国际燃气联盟（IGU）成立了LNG问题的计划委员会（PGCD）,并将与其它国际组织（如世界LNG会议，美国燃气工艺研究院(IGT)和国际冷冻组织(IIR)等）合作进行工作。追踪并全面研究世界上发展LNG的经验。同时，我国能源消费总量占世界能源消费总量的11.1%，属世界第二位，在能源消费大国中，我国能源消费总量中煤炭比重最高，是全球平均水平的2.9倍，而天然气比重最低（仅占2.8%），只是全球平均水平的7.2%。从资源开发和保护工作角度来说，能够促进西部经济的发展，并且节约传统能源的利用，并且协调资源与资源之间的关系，资源与环境之间，环境与经济发展之间的矛盾，使得可持续发展真正能够提上日程。

2 国内研究现状

上世纪六十年代天然气的发展规划和实际工作都投入了实际运营阶段。四川石油管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年该厂为航天部提供30tLNG作为火箭试验燃料。由于面临的情况和可利用的方法不同。因此与国外研究的重点也不同，大多是对于定点的液化天然气工程的研究，研发出了较为实用的装置，现在就将这些装置介绍如下：

2.1 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汽车研究提供LNG。

此装置是以天然气自然产生的压力为基础，使天然气的液化工作得以有效实施，使得天然气的生产和存放工艺得到改进，并且工艺较为科学，使用气体膨胀机，对于水电能源的消耗能力较低。节省成本和能源，但是效率也较低，只能得到1/10，这是有一定的原则性的。

2.2 吉林油田液化天然气装置

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，该装置采用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。

能够应用此技术分离出内部的水分和二氧化碳。操作十分的简便轻巧。采用纯度极高的N2作为工作的基础点，因此比其他方式的循环功率要好得多，但是对于天然气自身拥有的压力利用不足，耗费的能源较大。所以装置的资源利用较多，但是受到的效果好比上一种装置要好一些。各部门可根据自己的需要来选择天然气的使用。

2.3 陕北气田液化天然气

1999年1月建成投运的2×104m3/d“陕北气田LNG示范工程”是发展我国LNG工业的先导工程，也是我国第一座小型LNG工业化装置。该装置采用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。

2.4 哈尔滨燃气工程设计研究院与哈尔滨工业大学

LNG系统主要包括天然气预处理、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。经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，内罐和外罐分别是由镍钢和碳钢制成。

循环气压装置利用天然气能源作为使用能源，能够少投入多收回，快速收回投入的成本，在结构设计上要尽量避免使用润滑药剂，这可以防止润滑剂进入到天然气内部将其成分改变，采用装有电子速度控制系统的透平，而且新型透平的最后几级叶片用钻合金制造，改善了机械运转。安装于透平压缩机上的新型离合器是挠性的，它的运行稳定，空间的调整也较为灵活。

3 国内LNG的应用现状

和发达国家对于天然气的投资力度和发展规模来看，中国的差距还较大。我国的第一个商业天然气公司是中原油田。该厂能够充分发挥自身的优势，将天然气开采的价格降到了最低，将其用作投入到居民使用和汽车等方面。与此同时，上海石油天然气总公司在东海气田的天然气通过海底管线输送到上海供工业和民用后，也建设了LNG调峰站，把东海天然气经加工深冷成LNG储存起来，作为后备利用，当时机合适的时候变为城市天然气使用的后备军，作为临时断气时的储备工作，促使天然气工作平稳发展。

国家计划在2001年－2007年实施几项大的天然气开发项目，即西气东输、进口俄罗斯天然气工程。而比较大的项目是我国广东在2002年确定的进口300万吨/年LNG项目，该LNG接收站建成后，将能把LNG汽化后通过管道输至广州、深圳、佛山、番禺、东莞、惠州等城市，用于发电及作为工业和民用清洁燃料，成为我国第一个真正意义上的LNG应用工程。福建、青岛等也都在规划或建设LNG接收站，从国外进口LNG，用于发电、石油化工、工业、民用燃料。同时，在东北地区以及四川、陕西、山西、江苏、云南、贵州等地相继发现新的天然气储量可供开发利用，将各地的天然气工程联合起来，将大的部门与小的部门之间的工作相互配合，共同为天然气事业的发展和利用带来收获，并将天然气开采利用基础提高到一个相当的水平。

总体说来，我国的发展势头是比较好的。能够在未来的几年内实现天然气进口国家的愿望，并能够与国际市场融合良好。所以天然气市场实际上市目前较为有利和有前途的行业之一，我国的资源和环境问题都能够通过天然气来得到改善，因此必须将合理开发落到实处。

天然气的优势有耗能低，成本低，盈利高，污染损伤小，运量好等，能够代替石油等行业变成领先行业，在管理方式上也要发挥其优势，将一些阻碍发展的因素合理得调配到一起，促进其向着更好更快的方向发展，促进西部开发事业的全面发展。

[1]李猷嘉.液化天然气(LNG)及其应用[J].城市燃气:2003，4(VOL.338).

[2]郑大振,李群.发展我国液化天然气工业的前景[J].天然气工业:1991，3(1).

[3]阎观亮,崔洪星,张明会.液化天然气工厂的原料气处理[J].石油与天然气化工.2000，79(5).