【正文】 到 3000萬噸 /年 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 5%32% 32%39%17% 16%32% 21% 21%24%30% 31%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2022 2022 2020發(fā)電 化工 工業(yè)燃料 城市燃?xì)夂嫌?jì) = 260(不含香港 ) 1068 2107 億方 預(yù)計(jì)發(fā)電和城市燃?xì)馐窃鲩L最快的兩個(gè)行業(yè) 全國天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中國天然氣供需平衡分析 根據(jù)全國天然氣產(chǎn)量規(guī)劃和未來市場需求預(yù)測 ， 未來國產(chǎn)天然氣將不能滿足我國對天然氣的實(shí)際需求 。 我國天然氣正由過去以化工為主的單一消費(fèi)結(jié)構(gòu)逐步向多元化轉(zhuǎn)變 。 目前共有 38個(gè) LNG接收站分布在日、韓等 11個(gè)國家。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 01000202230004000500060007000日本 韓國西班牙美國 法國中國臺(tái)灣意大利 土耳其萬噸2022年各主要 LNG進(jìn)口國進(jìn)口量分布圖 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 050010001500202225003000印度尼西亞 阿爾及利亞馬來西亞卡塔爾特立尼達(dá)多巴哥尼日利亞 澳大利亞文萊 阿曼萬噸 2022年各主要 LNG生產(chǎn)國出口量分布圖 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 全球現(xiàn)有 3個(gè)主要的 LNG市場： 亞太地區(qū) 、 歐洲和北美 亞太地區(qū)最大的 2個(gè) LNG進(jìn)口國日本和韓國的 LNG需求增長將變緩 ， 中國作為新興的 LNG市場 ， 其 LNG的需求量很大 ， 歐洲的 LNG需求增長也不大 。 ? 解決儲(chǔ)存、運(yùn)輸 ? 調(diào)峰：目前世界上 100多座調(diào)峰型液化 天然氣裝置 ? 汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 液化天然氣貯運(yùn) ， 有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： ? 節(jié)約風(fēng)險(xiǎn)性管線建設(shè)費(fèi)用 ， 有效回收遠(yuǎn)海 、 荒漠地區(qū)的天然氣資源； ? LNG的清潔度高 ， 已除去許多酸性氣體 、 重?zé)N 、水 、 汞等組分； ? 非常適合于用氣負(fù)荷調(diào)節(jié) 、 安全可靠； ? 可使遠(yuǎn)洋 LNG貿(mào)易成為可能； ? LNG的冷量可以用于冷藏 、 冷凍 、 低溫破碎等領(lǐng)域 ， 效益明顯 。主要集中在中部 （ 四川 、 陜西 ， 約占 %） 、 西部地區(qū) （ 約占 %） 和海域 （ 約占 21%） 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 天然氣資源潛力分析 根據(jù) 2022年最新資源評價(jià)結(jié)果，預(yù)測中國擁有天然氣地質(zhì)資源量 47 1012m3，可采資源量 14 1012m3。其中陸上天然氣資源量 30 1012m3，占全國天然氣資源量的 79%。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第一章、緒論 李兆慈 中國石油大學(xué)（北京） 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣為三大能源支柱之一，據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)研究報(bào)告， 2022年天然氣將超過煤炭，成為繼石油之后的第二大能源。 中國天然氣資源主要分布在 鄂爾多斯、塔里木、四川、柴達(dá)木、東海及鶯 瓊盆地 等六大氣區(qū)?？刹少Y源探明率為 20%，未來儲(chǔ)量增長潛力較大。 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部 ， 特別是沿海 ， 如江 、 浙 、 滬 、 粵 、閩等地 ， 天然氣資源極其貧乏 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 天然氣液化 ： 20世紀(jì)初 ? 第一座工業(yè)規(guī)模的天然氣液化裝置： 20世紀(jì) 40年代 ? 第一座 LNG工廠 ： 1964年，阿爾及利亞 ? LNG貿(mào)易： 1964年， t LNG船，英國 ? 2022年，全球 LNG貿(mào)易量： ? LNG占全球天然氣市場的 %， 天然氣出口量的 % LNG工業(yè)發(fā)展情況 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 世界 LNG貿(mào)易迅速擴(kuò)展 世界 LNG貿(mào)易量： 1970 200 104t 1980 300 104t 1990 5300 104t 2022 108t 2022 108t 2022 約為 108t LNG占整個(gè)天然氣貿(mào)易量的比例 1970年 6% 1980年 16% 1990年 24% 2022年 26% 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 2022年 ， 全球天然氣貿(mào)易量為 108m3， 其中LNG為 108m3， 占總貿(mào)易量 27%。 由于北美地區(qū)的現(xiàn)有天然氣田的產(chǎn)量增長緩慢 ， 并有下降的趨勢 ， 導(dǎo)致 LNG的需求量急劇增加 ， 尤以美國的 LNG需求增長最為明顯 。 2022年新增接收站 7座。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中國天然氣市場需求分析 根據(jù)全國天然氣利用規(guī)劃成果 ， 預(yù)計(jì) 2022年全國天然氣需求量為 1068 108m3 ， 2022 年需求量為1535 108m3， 2020年需求量 2107 108m3。 預(yù)計(jì) 2022年我國天然氣需求缺口為 222 108m3， 2022年達(dá)到 484 108m3， 2020年增加到 830 108m3左右 。主要分布在中國的福建、廣東、上海、江蘇、浙江、山東和遼寧等。℃ )； yi—i組分的摩爾分率 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣的熱值 單位體積或單位質(zhì)量天然氣完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量稱為天然氣的 燃燒熱值 ，簡稱 熱值 ． 在理想燃燒反應(yīng)中，生成的水全部以液態(tài)出現(xiàn)，且所有的產(chǎn)物冷卻到 15℃ ， 這時(shí)的熱值稱為總熱值或全熱值或高熱值。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣的遷移特性 天然氣的遷移特性是天然氣傳熱和流動(dòng)阻力 計(jì)算的關(guān)鍵數(shù)據(jù) 試驗(yàn)測量 采用擬合的經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)選定 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第三章、天然氣液化技術(shù) （一） 天然氣的預(yù)處理 李兆慈 中國石油大學(xué)（北京） 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣的預(yù)處理是指脫除天然氣中的硫化氫、CO水分、重?zé)N和汞等雜質(zhì)，以免這些雜質(zhì)腐蝕設(shè)備及在低溫下凍結(jié)而堵塞設(shè)備和管道。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 壓力很高的氣體： 直接節(jié)流 壓力較低的氣體： 壓縮、水冷卻、節(jié)流 如達(dá)不到液化原料氣要求，應(yīng)采用其它方法進(jìn)一步脫水 會(huì)脫除部分重?zé)N。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 防止甘醇分解： 再生溫度超過 204?C及系統(tǒng)中有氧氣、液態(tài)烴存在時(shí)，會(huì)降低甘醇的 PH值，促使甘醇分解。 吸附機(jī)理： 兩相界面上，由于異相分子間作用力不同于主體分子間作用力，使相界面上的流體的分子密度異于主體密度而發(fā)生吸附。不宜處理酸性天然氣 ? 硅膠： 堅(jiān)硬無定形鏈狀和網(wǎng)狀硅酸聚合物顆粒，脫水后氣體露點(diǎn)達(dá) 60?C；容易被水飽和，接觸液態(tài)水易炸裂 ? 分子篩： 天然或人工合成的沸石型硅鋁酸鹽，天然分子篩稱沸石。 含有酸性氣體的天然氣通常稱為 酸性氣或含硫氣 。 溶劑 一乙醇胺： CO2 二乙醇胺： H2S或 H2S 與 CO2兼有 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 熱鉀堿法（ Benfied） 溶劑為碳酸鉀、催化劑、防腐劑、水組成的混合物。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 砜胺法 近年來發(fā)展最快的聯(lián)合吸收法。此法工藝成熟，同時(shí)吸收 CO2和 H2S 能力較強(qiáng)，尤其 CO2含量比 H2S 含量高時(shí)應(yīng)用，可部分脫除有機(jī)硫。所需再生熱較低砜胺法（ S ul f i no l ）環(huán)丁砜和二異丙醇胺或甲基二醇胺水溶液兼有化學(xué)吸收和物理吸收作用，天然氣中酸氣分壓較高， H2S 含量比 CO2含量高時(shí)較經(jīng)濟(jì)。 焦耳－湯姆遜系數(shù) hJT )PT( ??? ? 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 零效應(yīng)的連線稱為轉(zhuǎn)化曲線，如圖上虛線所示。 節(jié)流元件 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 膨脹機(jī) ? 絕熱膨脹 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ?氣體等熵膨脹時(shí)，壓力的微小變化所引起的溫度變化 稱為微分等熵效應(yīng) ( ) ( )s s PPTTP C T? ???????對理想氣體 (?為絕熱指數(shù) ) 121 2 11[ 1 ( ) ]sPT T T TP???? ? ? ? ?等熵膨脹過程的溫差，隨著膨脹壓力比 P1/P2的增大而增大，還隨初溫 T1的提高而增大。 液化率隨熱交換器入口溫度變化關(guān)系 . 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ?應(yīng)用熱力學(xué)第一定律 drffarf hmmhhmhmhmm ?????? 21)(0?定義制冷劑的質(zhì)量流率比 : mmr r??液化率 : y h hh h r h hh hfa cf? ?? ? ??1 21 1?帶預(yù)冷系統(tǒng)的最大液化率 : y h hh hfm a x ? ??6 36 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 林德雙壓系統(tǒng) T－ S圖 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 取熱交換器，兩個(gè)氣液分離器，二個(gè)節(jié)流閥，作為熱力分析系統(tǒng)，針對穩(wěn)定流動(dòng)， 根據(jù)能量守恒原則，可得液化率為 : y h hh h i h hh hf f? ?? ? ??1 311 21?中間壓力蒸汽流率比： i m mi? . ./?熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于兩個(gè)壓縮機(jī)， 單位質(zhì)量氣體的壓縮耗功為 : ? ? ? ? ? ? ? ? ?wmT S S h h i T S S h h.. [ ( ) ( )] [ ( ) ( )]1 1 3 1 3 1 1 2 1 2 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 林德雙壓系統(tǒng)液化功 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 6. 克勞特系統(tǒng) 克勞特系統(tǒng) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 取熱交換器、節(jié)流閥、氣液分離器作為能量分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)沒有外部熱功交換， 對該系統(tǒng)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律 : 231)(0 mhhmhmhmhmm eeefff ???????膨脹機(jī)的流量比率 : 進(jìn)膨脹機(jī)質(zhì)量流量占總流量比例 : mmx e /??液化率 : y mmh hh h xh hh hffef? ? ?? ? ??..1 2131?凈耗功 : )( 43 hhmw ee ??)()]()([ 321211 ehhxhhssTmw ??????? 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 克勞特循環(huán)單位質(zhì)量液化功 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 7. 卡皮查系統(tǒng) 卡皮查循環(huán)：帶有高效率透平膨脹機(jī)的低壓液化循環(huán)。 各級(jí)所用的制冷劑一般為 丙烷 （ 大氣壓下沸點(diǎn)為 ℃ ） 、 乙烯 （ 104℃ ） 和 甲烷 （ 162℃ ） 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 混合制冷劑液化流程分類： ? 閉式混合制冷劑液化流程 ? 開式混合制冷劑液化流程 ? 丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化流程 ? CII液化流程 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 閉式混合制冷劑液化流程 制冷劑循環(huán)和天然氣液化過程分開，自成一個(gè)獨(dú)立的制冷循環(huán)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 流程組成： ? 丙烷預(yù)冷循環(huán)： 預(yù)冷混合制冷劑預(yù)冷天然氣 ? 混合制冷循環(huán)： 深冷和液化天然氣 ? 天然氣液化回路 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? CII液化流程 新型的雙級(jí)混合制冷劑液化流程，即整體結(jié)合式級(jí)聯(lián)型液化流程（ Integral Incorporated Gascade 簡稱 CII流程）。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 MRC液化流程的缺點(diǎn)： ? 能耗高，比級(jí)聯(lián)式流程高 10~20% ? 混合制冷劑的合理配比較為困難； ? 流程計(jì)算復(fù)雜，必須提供各組分可靠的平衡數(shù)據(jù)與物性參數(shù)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 3. 帶膨脹機(jī)的液化流程 Expander Cycle 利用高壓制冷劑通過透平膨脹機(jī)絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷實(shí)現(xiàn)天然氣液化的流程 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 液化流程能耗比較液化流程 能耗比較級(jí)聯(lián)式液化流程1單級(jí)混合制冷劑液化流程1. 25丙烷預(yù)冷的單級(jí)混合制冷劑液化流程1. 15多級(jí)混合制冷劑液化流程