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我国液化天然气现状及发展前景分析


我国液化天然气现状及发展 前景分析

摘要
本文介绍了液化天然气的特性, 推荐了几种主要液化天然气生产 工艺,在分析我国液化天然气的 现状的基础上,提出了我国进一 步推广液化天然气生产和使用的 建议。

目录
概述 LNG的特性和优点 LNG工业链及液化生产工艺 国内LNG生产与消费情况 结束语 参考资料


中国与世界用能结构比较
80 70 60 50 40 30 20 10 0 天然气 石油 煤炭 中国 世界

我国用能结构调整迫在眉睫
我国以煤为主的能源结构严重污染了环境,部 分地区酸雨严重,频度增加,大气质量下降, 已严重威胁了经济和社会的可持续发展。

近年来国家下大力气调整用能结构,由以煤为 主的单一结构逐步过渡到以煤为主、多能互补 的用能生产系统。

我国天然气资源非常丰富
分布: 78%的天然气资源在陆上,而陆上天然气 资源量的75%在我国川渝气区、鄂尔多斯盆地、 柴达木盆地、塔里木盆地、莺歌海和东海六大 天然气产区; 总量: 根据我国近期对天然气可采资源量的评 估,预计在20万亿以上 ;

我国天然气产量快速增长
1200 1000 800 600 400

1200

499
200
0.117

0

174
1995 2005 2010

1949

单位: 单位 亿立方米

LNG蕴藏着具巨大的发展机遇和市场 LNG蕴藏着具巨大的发展机遇和市场
天然气的运输和存储问题一直困绕着天然气开采行业;

我国城市以及重要产业对天然气需求的不断增加,截 至2005年底,已有100多个城市的居民用上了天然气, 一些重要产业也不惜成本铺设专用管线供气。

大部分远离气源地和主供气管网的用户使用液化天然 气(LNG)更为经济。

LNG的特性及优点 LNG的特性及优点

液化天然气的特点 天然气的特点
天然气的主要组份是甲烷,其临界温度190.58K,故在 常温下无法仅靠加压将其液化。 LNG是天然气经“三脱”(即脱水、脱烃、脱酸性气 体)冷却后(-162℃)形成,液化后其体积只有液化 前的1/625,主要成份是甲烷(75%)以上,相对密度 (气体)0.60~0.70,液体密度430~460Kg/m3,高位发热 量41.5~45.3MJ/ m3,燃点650℃,爆炸极限5%~15%, 压缩系数0.73~0.82,其H2S含量不超过4×10-4(ρ), 总硫含量不超过30mg/ m3,N2含量不超过1.0%(摩尔), 是优质的化工原料及工业和民用燃料[2]。

液化天然气的优点 液化天然气的优点
天然气液化后便于经济可靠的远距离 运输;
用LNG专用槽车、轮船,把边远地区、海上油气 田以及新区的分散天然气,经液化后运抵销售地, 节省大笔管线建设投资,易适应用户用气量变化 的需要,风险很小。

液化天然气的优点 液化天然气的优点
存储效率高、占地少、投资省:
据资料统计,建六座1MPa 1000 m3天然气球罐 的投资,要比建一座储气量相当的0.5Mpa的 100 m3液化天然气储罐的投资高80多倍。

液化天然气 液化天然气可作为优质的车用燃料: 天然气
天然气辛烷值高,抗爆性好,燃烧完全,污染 小。与压缩天然气相比,LNG储存效率高,自 重轻,建站不受供气管网限制。

液化天然气的优点 液化天然气的优点
便于供气负荷调节:
对于定期或不定期供气不平衡,LNG储罐能很 好的起到“削蜂填谷” 调节作用。欧美国家 和日本已建成投产160多座LNG调峰装置,它比 地面高压储气罐和地下储气库节省投资,不受 地面及地质条件限制。

液化天然气的优点 液化天然气的优点
有利于保护环境:
内燃机大量使用石油产品。以汽车为中心的排气污染 物成为城市大气污染的主要元凶。CO2的巨量排放使地 球变暖,SO2、NxO形成酸雨已是世界性问题。天然气 对环境的污染要比煤和石油小得多,燃烧排放的SO2、 NxO极少,排放的温室气体也极少。
表1 相同发热量下各种石化燃料燃烧时碳排放量[3] NG LNG 汽油 煤油 柴油 原油 重油 (tc/toe) 烟煤 无烟煤

0.61 0.71

0.80

0.82

0.84

0.84

0.88

1.09

1.14

LNG气化时的冷能可利用 气化时的冷能可利用

LNG工业链及液化生产工艺

LNG工业链 工业链
LNG工业链包括天然气预处理、液化、 储存、运输、接收站、再气化装置等; LNG工厂主要可分为基本负荷型及调峰 型两类。

天然气液化生产工艺
天然气液化工艺主要是利用外加冷源和自身压 力使气态天然气转化为液态的工艺过程。 力使气态天然气转化为液态的工艺过程。目前 世界上成熟的工艺有三种: 世界上成熟的工艺有三种:
一是无制冷剂的液化工艺,天然气经过压缩,再经 膨胀(或节流)使其温度下降而部分液化; 二是只有一种制冷剂的液化工艺,这种方法通过制 冷剂的冷却、节流过程获得低温,通过换热使天然 气液化; 第三种是多种制冷剂如丙烷、乙烷(或乙烯)、甲 烷,通过多个制冷系统分别与天然气换热,使天然 气温度逐渐降低而液化的工艺。

大型LNG生产装置 生产装置 大型

中原油田天然气液化装置工艺流程

油田伴生气生产LNG 油田伴生气生产
油田伴生气LNG装置适应于产量较小、地理位 置较为偏远所产油田伴生气的液化,采用液化 后运输的方式可节省管线投资,增加销售灵活 性,可同时得到LNG和LPG.

小型液化天然气装置
小型液化天然气装置中气体预处理脱除天然气 中的硫化物、二氧化碳及水份等的工艺与大厂 基本相同,但液化工艺与大厂不同。

小型液化天然气装置
MRC工艺 工艺
美国Blach∮Veacth Pritchard(BVP)建设小型液化 天然气装置,采用了与大厂类似的冷剂循环工 艺,但为简化工艺和设备,降低建设投资,只 使用混合冷剂(MRC)循环。

混合冷剂( 混合冷剂(MRC)循环天然气液化工艺流程 )

小型液化天然气装置
建在CNG加气站上的装置 加气站上的装置 建在
利用CNG加气站压缩机的空隙时间,将原料天然气压缩 后经预冷,再进入装有涡流管制冷器的液化工序,膨 胀制冷后将天然气液化。

在CNG加气站建设小型LNG装置工艺流程 CNG加气站建设小型LNG装置工艺流程 加气站建设小型LNG

小型液化天然气装置
建在配气站上的装置 主干线天然气压力为5.5或5.7Mpa,经配气站将 天然气减压到0.3、0,6、1,2 Mpa向用户供气, 原来在配气站上的压力差是浪费掉的,利用压 差制冷而生成LNG。

配气站上建设的LNG工艺流程 配气站上建设的LNG工艺流程 LNG

国内LNG生产与消费情况

天然气液化研究的发展 天然气液化研究的发展
天然气液化研究始于20世纪初,40年代建成世 界上第一座工业规模天然气液化装置; 1964年,世界上第一座LNG工厂在阿尔及利亚 投产,同年第一艘运载1.2万吨LNG的船开往英 国,标志着世界LNG贸易的开始; 到目前已形成LNG生产、储存、运输和利用等 完善的配套技术,现有160多套生产装置, LNG生产能力7000×104t/a。

我国LNG的发展 的发展 我国
我国LNG生产始于20世纪90年代初,中科院先 后为四川和吉化建成了生产能力分别为0.5m3/h 和0,3m3/h的LNG生产装置。 2000年,国内第一家工业生产并商业化运行的 LNG生产装置在中原油田投产。该厂利用油田 天然气压力能,引进国外工艺技术,采用阶梯 式制冷工艺,日产15×104 m3,产品用汽车运 到淄博、济宁、商丘等地作为工业燃料和民用 气。该装置攻克了高压天然气净化工艺、天然 气微量苯低温高压脱除技术以及低温天然气带 压储存等技术难题。

我国LNG的发展 的发展 我国
上海东海气田的天然气通过海底管道输送到上 海。为应急供气和调峰,也建设了LNG调峰站, LNG生产能力10×104 m3/d,储存能力2×104 m3,再气化能力120 m3/d,作为城市调峰气源。 新疆广汇集团于2003年在吐哈油田建成 150×104 m3/dLNG生产装置,以后将扩产至 900×104 m3/d,将成为我国最大的LNG生产基 地。LNG用专用汽车槽车运至东南沿海地区[6]。

我国LNG的发展 的发展 我国
中石油西南油气田公司采用国产工艺技术和设 备,于2005年建成投产一座4×104 m3/dLNG生 产装置。该装置充分利用了气田天然气的压力 能,采用部分脱CO2开式天然气膨胀制冷循环 流程,解决了高温差、高压差下酸性气体的脱 除难题,投资省, 能耗低。产品供应贵州、 九寨风景区等用作汽车燃料和民用。

我国LNG的发展 的发展 我国
为满足国民经济的高速增长对天然气的巨大需 求,我国将迅速成为LNG进口国。现已规划于 2010年前在珠江三角洲、长江三角洲、福建和 浙江等沿海地区建设七处进口LNG接收装置, 预计每年将进口上千万吨LNG。 进口LNG主要用于燃气电厂项目。预计到2030 年,我国年进口LNG量将达7000×104t(约900 亿方),天然气在我国一次能源中所占比例将 从2004年的3%上升到2030年的15%。

结束语
虽然目前LNG生产技术成熟,市场前景广阔, 但其推广仍存在以下问题:
天然气资源地远离市场; LNG运输成本高; 市场对价格的承受有一个过程; 对煤炭、石油消费的依赖以及环保意识的淡漠; 配气管网的巨大投资; LNG在城市供气中的作用受到制约; 规划、价格等相关政策不; 配套; LNG用于城市调峰还有待推进.


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