LNG装置液化工艺技术研究

LNG装置液化工艺技术研究

王占才

陕西延长石油天然气股份有限公司志丹天然气液化站 陕西 延安 717500

摘要：我国现阶段大多数的天然气液化处理之前，首先需要全面去除天然气其中的杂质，包括水、二氧化碳等，常见应用到阶式制冷以及复迭式制冷工艺，全面实施酸性气体以及水分的脱除处理，因此，考虑到天然气液化过程当中的回收率以及性价比等，本文将基于LNG装置液化工艺技术的不同方式进行分析研究。

关键词：LNG；液化装置；天然气

引言：结合我国当前液化天然气的使用需求来看，为了有效提高天然气液化回收率以及经济效益成本等需要，应用到更加先进的工艺技术，全面提高天然气液化效果，而当前我国针对于天然气液化处理过程当中的净化装置以及液化工艺技术等存在着一定问题亟待改进，需要全面优化相关工艺技术，形成良好的液化回收效果。

1 LNG装置流程

天然气原料实施液化处理，需要对其进行净化预处理，有效去除燃气原料中含有的酸性气体以及水分等杂质，如若在其中含有大量的二氧化碳以及重烃，则会对后续储存装置以及运输管道等造成影响。在装置内壁中产生结晶，缩小传输管径，其中的酸性气体经过长时间的储存发酵之后，将会对金属设备造成严重腐蚀，影响正常储运效果。只有经过净化处理保障其中的杂质成分得到有效脱除，达到标准状态下的液化天然气储存需求，实施下一环节的工艺流程^[1]。

而在实际当中，对酸性气体以及各种杂质脱除的有效工艺办法多种多样，其中包括矾股法、醇胺法以及Benfield法。在实际当中，对天然气原料实施处理时，需要结合天然气原料的运行压力以及其中的组分，结合温度条件确定差异性的脱除办法，对比不同脱除工艺流程的使用需求，选择最适宜的工艺流程。而现阶段，我国大多数天然气原料实施净化预处理，脱除处理酸性气体会应用到醇胺法进行，并结合分子筛对天然气原料实施脱水处理。

天然气实施液化的整体流程为，将天然气原料输送到接收器当中，脱除其中的二氧化碳以及水分，经过脱水环节，天然气会产生再生气，随后，经过脱汞环节，将天然气预处理完成后的气体进行液化。液化完成后，与再生气共同传输到燃气系统当中，供应燃油系统以及发动机等作为基础应用燃料。亦或是在液化完成后将液化天然气储存到LNG储罐当中，进行蒸发处理或是传输到输出系统当中，最后，完成液化天然气的输出，成为人民大众日常当中可应用到的液化天然气能源。

2 天然气液化工艺技术

完成净化预处理之后，需要对其进行检测，保障其中的二氧化碳、水等杂质达到标准参数值，随后将天然气气体导入到液化装置中，实施液化处理，进而形成液化天然气形态进行储存。如若在液化处理工艺过程当中发现其中的二氧化碳以及H₂S含量严重超标，工艺系统则会自动识别其中的杂质成分，随后发出警报信号，通知后台操作人员及时切断天然气输送管线，将液化单元中的天然气气体再次送回到净化单元中实施预处理，确保其中再无超标杂质之后，正式实施液化处理。

2.1复迭式制冷液化

作为常见的天然气液化工艺方式之一，复迭式制冷液化工艺相对来讲具有简便快捷的优势所在，主要是借助于简单液化设备，对天然气实施液化制冷。预冷剂主要是应用到丙烷，而制冷剂则主要是应用到氮气，首先，需要将完全净化处理后的天然气气体传送到制冷箱当中，随后，通过制冷箱中的丙烷实施预冷处理，降温达到-30℃，在制冷箱当中传输充足氮气原料，促使天然气气体与之进行充分接触。压缩机一、二级通过膨胀增压制冷，促使整体环境温度达到-140℃，天然气气体状态在这样的低温环境温度当中发生形态变化，逐渐转换为液态，通过检测这样的环境发现其实际压强处于低压0.35MPa状态，最终获得液化天然气产品也就是LNG，将液化完成的LNG产品进行储存以及运输处理^[2]。

2.2阶式制冷液化

而随着我国科学技术的逐渐发展，应用到国内外前沿科技领域当中的先进技术对天然气液化加以处理，形成更良好的液化要求。相较于复迭式制冷液化天然气处理工艺来讲，阶式制冷液化处理所应用到的技术以及装置要求相对较高，这主要是由于阶式制冷液化工艺技术从国外引进，在国内的应用缺乏相对较为充足的操作技术经验。因此，在以往的应用过程当中，难以呈现出较为娴熟的操作效果，并且需要高精尖设备与之相配合，形成良好天然气液化处理效果，进口设备的应用程序相对较为复杂，且制冷工艺同样呈现出繁杂流程。

应用到阶式制冷液化处理方式，在实际实施液化处理的过程当中，需要应用到大量的制冷剂，同样是应用到丙烷作为天然气液化处理的预冷剂，而制冷剂则相对较为复杂，需要应用到乙烷、乙烯或甲烷并结合氮气形成制冷剂，最终的液态LNG产品需要经过多次反复的分级制冷获得。繁琐的操作流程促使阶式制冷液化工艺同样也被称为级联式液化工艺，在液化处理过程当中，需要实施分级制冷，并根据不同制冷剂的压沸点差异，形成逐级降温制冷条件，降低制冷温度，全面缩减压缩机实际运行功率消耗，最终保障冷凝效果相对更为良好。

在上个世纪六七十年代当中，阶式制冷液化工艺作为天然气液化处理当中常见应用到的工艺方式，具有显著应用优势，主要是以相对较为低廉的消耗成本，获得较高的气体液化率，阶式制冷液化处理天然气液化率高达90%。但是相对来讲，这一制冷处理工艺流程将会涉及到大量的工艺设备，占地面积相对较大，并且在液化制冷过程当中，涉及到的制冷剂相对较多，会产生较大的总体投资。

2.3液化工艺对比

通过对比复迭式制冷工艺以及阶式制冷液化工艺来讲，如若保障相同的天然气液化回收率，则复迭式制冷液化处理方式在实际应用过程当中会产生相对较大的功率消耗，而阶式制冷液化处理则呈现出明显的设备低功率消耗现象。但是相对来讲，复迭式制冷处理方式总体投资成本相对较小，且回收率、技术成本以及收益率等进行综合对比分析，发现其性价比相对较高，应用到相对较少的设备，形成高液化率，占地面积相对较小，工艺流程简单，因此，可以将复迭式制冷液化工艺将作为天燃气液化处理的最常用工艺方式。

结束语：获得LNG液化产品需要实施净化预处理，脱除其中杂质，随后选择合理的液化工艺技术获得高收率的LNG液态产品，降低能源消耗，并形成良好液化效果。

参考文献：

[1]董荟思. 液化天然气工厂的生产装置及工艺技术[J]. 化工管理,2019,(08):190-191.

[2]张欢,周姿潼,李简. LNG装置液化工艺技术研究[J]. 化工管理,2015,(28):204-205.