液化天然气的加工和储存问题研究

林娜

摘 要：近年来，随着世界天然气产业的迅猛发展，液化天然气（LNG）已成为国际天然气贸易的重要部分。我国天然气储量较丰富，天然气在采集、加工、储运方面都存在着一些技术关键点，文章从天然气的特性出发，对于天然气的加工和储运方面存在的问题提出了一些处理措施和建议。

关键词：天然气；低温；储运

天然气在国家经济发展中的地位越来越重要，在很多领域内都得到了广泛的应用。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5摄氏度）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。其主要成分为甲烷，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。

1 液化天然气的特性

液化天然气的优势：气态天然气比空气轻，比重约0.65（空气为1），所以万一有泄漏时扩散快，较为安全；天然气燃烧浓度（与空气之混合比）为4.5～15%，燃烧性良好；天然气完全燃烧后，不会产生有害气体，在泄露处不容易聚集而引起火灾或爆炸，是目前全世界公认最干净的商用燃料；燃烧后CO2排放量为煤之半，油之75%，可减轻地球温室效应；燃烧后无SOX空气污染问题；作为车用燃料时，一氧化碳（CO）排放量约为汽油车之1/3，氮氧化物（NOX）排放量约为汽油车之1/2；液态的天然气比水轻，比重约0.45（水为1）；液化天然气温度在一大气压下为零下162℃；液化后体积也缩减为气态的1/600。液化天然气热效高，在同样压力下，天然气在燃烧时较相同体积的大部分其他矿物燃料释放出更高的热值。

2 液化天然气的加工

液化天然气装置包括气体加工、液化、储存与产品送出几个步骤。

（1）清除CO2等杂质。一般是用胺基作为溶剂，加入其他的添加剂，比如甲基二乙醇胺等，加入此溶剂可以降低能耗、减小腐蚀，最终降低CO2的浓度，降至低于100ppm。

（2）分子筛杂质清除。经过第一步胺基处理后，还需要去除内部的水喝少些二氧化碳。通常采用分子筛床层让分子筛和脱水工作进度同时进行，如果CO2含量低于1%，则可以考虑不经过胺基处理，直接用分子筛装置将CO2与H2O一同去除。

（3）液化装置。现代小型天然气液化装置采用单级混合制冷系统。处理后的天然气进入液化装置的主换热器，冷却至-50～-100°F分出重烃后，再进入主换热器进一步冷却、液化与过冷并从装置引出送至储罐。主换热器内部安装了由板翅组成的冷箱，使天然气进行冷却。闭合环路制冷循环用压缩机压缩制冷剂，升压后的气体与液体制冷剂混合后进入主换热器，自上而下流动并进行冷却。冷却后的制冷剂通过控制阀进行减压，再送回换热器。

（4）选择压缩机的驱动机。螺杆式或者复式压缩机装置适用于较小装置，而采用离心式压缩机驱动的燃气轮机是液化装置的选择的关键点。电机的低成本和修复简单是选择马达的原则，因此可以优先电动机燃料价格低，燃气透平将是更好的选择方案。天然气液化系统主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用这五个子系统。

3 液化天然气的存储和运输

LNG是天然气的一种储存和运输形式，其广泛使用有利于边远天然气的回收和储存，有利于天然气远距离运输，有利于天然气使用中的调峰和开拓市场，以及扩展天然气的利用形式。由于天然气的低温特性，给其储藏以及运输带来了极大的便利。液化天然气的储罐共分为四类：地上罐、半地下罐、地下罐和地下洞穴储罐。液化天然气的运输主要有三种方式：车运、船运和管道运送。LNG低压泵作用将LNG压入通过冷凝器，之后再用高压泵加压送至气化器气化，气化后的的天然气进入输气管道。气化器由海水泵提供海水作为热源，加热LNG，使之气化。将高、低压泵和气化器启停数量保持一致，这样做的目的是为了保证有效的调节和自动控制。主设备应该考虑增加备用设备，防止意外，保证正常工作。备用设备应注意采用相同型号类型设备，保证其兼容性。首期工程应注意控制工程造价尽可能降低造价。处理后的天然气存储后即可进行运输。

LNG槽车近年才开始在国内研制发展。目前有30方，40方和45方和其他规格，由于汽车的监管限制，该真空粉末一般是有限的30到35方，多层绝缘可能高达40～45，并从新的底盘，改善制动，走路，照明等方面都有所改善。目前，中国的LNG油轮运输能力已达到2000万方规模，700多辆汽车总数，有效容积从原来的29发展至今天的51方。现在已经有多家专业从事液化天然气油轮业务和专业运输生产公司。同时，近年来罐式集装箱有了很大发展。罐式集装箱的加载可以达到17.5方，40或43.9方LNG产品，使用高真空多层绝热，保温性能好，无损存储重量轻，运输灵活。可以实现公路，水路，铁路运输的联运。

4 天然气液化技术应用前景

我国液化天然气产业起步比较晚，但发展迅速，十多年在液化、储存、运输、终端设备已经形成整个产业链，获得了一些技术成果。目前，中国正在规划建设液化天然气接收站22个，2015年液化天然气接收能力将达到6500万吨，总生产能力将达到750万吨。目前，液化天然气的设计取得的积极进展，在绝缘材料、技术构建等方面已经取得了较好的应用。施工企业广泛参与工程设计，参与低温储罐建设和天然气存储设计，在我国低温液化天然气储罐已经具备了一些技术优势。天然气资源分布不均匀，存在资源的合理开发与利用之间的矛盾，必须解决运输需求的增加，城市燃气调节供求矛盾，降低生产成本，开始建设液化天然气调峰在一些城市的工厂可以起到很好的调峰作用。据统计，在欧美已经完成100多座液化天然气调峰装置，相比而言比地下储气库更加节约土地、资金、缩短工期，而且方便灵活，不受地质条件。

在施工过程中，低温液化天然气储罐在建或者已建成的，无论在工艺技术和设备方面都是国内完成。因此，在天然气低温储罐施工企业积累了丰富的经验，在罐基础混凝土施工，内外墙保温箱组件焊接方面，引入国外技术并加以改进。目前，液化天然气的中国设计规范性、绝缘材料、施工工艺等方面取得的积极进展，低温储罐建设天然气存储设计的广泛参与，以及工程设计施工企业实践开发，在我国低温液化天然气储罐方面打下基础。

当前世界经济的形势发生了很大的变化，加快天然气液化装置研究，找出适合我国特点的技术应用和相关的存储技术，增加研究的技术投入，已成为投资的天然气开发和应用的重要课题和关键问题，市场前景广阔。

参考文献

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