【正文】 （3）根據(jù)項(xiàng)目總體要求，對工程的總圖、運(yùn)輸、公用工程及配套設(shè)施，進(jìn)行合理規(guī)劃和設(shè)置。 工程內(nèi)容概述 項(xiàng)目概況本工程原料氣處理規(guī)模 11104Nm3/d，采用煤層氣膨脹制冷循環(huán)的液化工藝，裝置產(chǎn)品為液化天然氣。（2）安裝工程：原料進(jìn)氣系統(tǒng)、原料氣預(yù)處理系統(tǒng)、低溫液化系山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 10統(tǒng)，增壓透平膨脹機(jī)系統(tǒng)，氟利昂預(yù)冷系統(tǒng)，LNG 儲存系統(tǒng)，儀表空氣系統(tǒng)，置換用氮?dú)庀到y(tǒng)，儀表控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，變配電系統(tǒng)等。（2）本項(xiàng)目采用的生產(chǎn)工藝先進(jìn)成熟，安全可靠，節(jié)能高效。山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 14第 2 章 市場分析和價格預(yù)測 市場分析 國外市場簡介天然氣液化技術(shù)始于 1914 年，發(fā)展于 60 年代。預(yù)計(jì) 2022 年新增產(chǎn)能將達(dá)到 億噸。在亞太地區(qū)日、韓是兩大進(jìn)口國，印尼、馬來西亞是兩大出口國。目前，LNG 占全球天然氣市場的 ％及天然氣出口總量的 ％。亞太地區(qū) LNG 需求約為 ～10 6t/a，供應(yīng)能力約為 170106t/a。預(yù)計(jì) 2022 年日本 LNG 進(jìn)口量為7200 萬噸，韓國的進(jìn)口量為 2022 萬噸，臺灣地區(qū)為 1100 萬噸。據(jù)分析，未來幾年內(nèi)，我國天然氣需求增長將快于煤炭和石油，天然氣市場在全國范圍內(nèi)將得到發(fā)育。據(jù)此預(yù)測的天然氣需求量與中國今后潛在的、可生產(chǎn)的天然氣產(chǎn)量相比還有巨大的缺口（見下圖） 。下表為中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化趨勢預(yù)測（據(jù)：國家發(fā)展計(jì)劃委員會能源研究所相關(guān)數(shù)據(jù)） 。隨著國內(nèi) LNG應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面，預(yù)計(jì)到 2022 年增長到457 億立方米。由于受地理?xiàng)l件限制，這些地區(qū)鋪設(shè)管道施工難度太大，不經(jīng)濟(jì)，即便管道鋪設(shè)到達(dá)的城市也因各種條件限制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到全面氣化。 價格預(yù)測 產(chǎn)品價格（1）定價策略：經(jīng)過市場調(diào)查及對生產(chǎn)成本的測算，LNG 的出廠價初步定為 元/立方米（3831 元/噸） ，以山西南部及周邊作為目標(biāo)市場，主要考慮以陽城為中心，500 公里為半徑的輻射區(qū)內(nèi)的銷售市場。天然氣原料氣進(jìn)廠價為 元/ m3，加上 元/ m3的液化加工成本及 LNG 工廠 元/ m3的利潤，則售價為 元/ m3，仍低于目前周邊地區(qū)終端市場價 元/ m 3，給下游市場留有一定的盈利空間，因此價格上有一定的抗風(fēng)險性。（2）原料氣氣樣分析見表 煤層氣氣樣分析表 表 組份名稱 組成（mol%）氮 二氧化碳 硫化氫 甲烷 95乙烷 （3）原料氣資源狀況山西陽城 10104Nm3 液化煤層氣工廠建于陽城地區(qū)煤層氣產(chǎn)地旁，該區(qū)煤層氣總儲量為 萬億 m3，約占山西煤層氣儲量的 2/3 強(qiáng)，壓力在 ~，煤層氣涌出量最高達(dá) 178m3/min，氣源壓力、流量穩(wěn)定，能夠滿足該項(xiàng)目用氣需求?？?cè)丝?40 萬人。漢置縣，治所在今縣城西 15 公里的澤城村，屬河?xùn)|郡。孝昌元年（525 年） ，分濩澤為濩澤和西濩澤。五代后唐同光元年（923 年） ，復(fù)易名陽城。民國 13 年，直屬山西縣。耕地 萬畝。境內(nèi)有歷云、蟒河兩個省級自然保護(hù)區(qū)，有國家保護(hù)的稀有植物 9 種和珍貴動物 16 種。陽城蠶絲質(zhì)地優(yōu)良，潔白溫潤，色澤柔和，條理均勻，纖絲細(xì)長，歷來被稱為“軟黃金” ，遠(yuǎn)銷日本、韓國、美國和歐洲等地。 廠址選擇 廠址選擇的原則（1）一般要求煤層氣液化工廠選擇的原則，應(yīng)符合城市總體規(guī)劃、消防安全和環(huán)境保護(hù)的要求，并應(yīng)選擇在交通便利、方便大型車輛出入的地方。避開重要建筑物和人流密集區(qū)。各區(qū)之間分界明確，功能如下：廠前區(qū)：布置有綜合樓（包含消防泵房、中央控制室、化驗(yàn)分析室及辦公等） ，占地面積為 平方米，建筑面積為 2160 平方米；消防水沉淀池約 520 立方米，占地面積 130 平方米。區(qū)內(nèi)布置針對 LNG管線介質(zhì)特點(diǎn)，在滿足工藝配管及操作維修通道的前提下，盡量縮短管線，減少氣阻和氣蝕現(xiàn)象，節(jié)約投資。裝車區(qū)：布置有二個裝車臺及供 LNG 槽車裝車的回車場地。充分考慮安裝和檢修的要求，以方便工廠將來的管理。 廠區(qū)圍墻及其它圍護(hù)設(shè)施山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 26液化廠屬于易燃易爆性生產(chǎn)場所，為了廠區(qū)的安全管理，應(yīng)做適當(dāng)?shù)姆忾]。 排水及豎向布置站區(qū)現(xiàn)有場地自然坡度較為平緩，故本工程豎向設(shè)計(jì)采用平坡式設(shè)計(jì)方案。罐區(qū)四周設(shè)有圍堰，圍堰內(nèi)設(shè)有集液池，集液池內(nèi)設(shè)有潛水泵，收集后的雨水經(jīng)過潛水泵排出圍堰。 工藝方案的選擇天然氣的液化包括原料天然氣的凈化處理和天然氣液化兩個過程。A、對于硫化物和二氧化碳含量較高的氣源，凈化過程分成兩步：第一步采用乙醇胺等溶劑的溶劑吸收法進(jìn)行處理，將硫化物和二氧化碳的含量減少到幾十至幾百 ppm；第二步采用分子篩吸附將水減少到1ppm 以下，二氧化碳含量降到 50～100ppm?；瘜W(xué)吸收法是以可逆的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，以堿性溶劑為吸收劑的脫CO 2 、H 2S方法，溶劑與原料氣中的CO H2S等酸性氣體反應(yīng)生成化合物；吸收了CO H2S的富液在升高溫度、降低壓力的條件下又能分解而放出CO H2S，從而實(shí)現(xiàn)溶劑的再生。無論在國外 LNG 裝置中、或國內(nèi)天然氣預(yù)處理中，其應(yīng)用歷史悠久、技術(shù)成熟，能可靠達(dá)到CO H2S 的脫除深度，如上海、新疆、中原 LNG 裝置均選用此方法。C、汞的存在會嚴(yán)重腐蝕鋁設(shè)備，而且汞還會造成環(huán)境污染，以及檢修過程中對人的危害。從脫水單元來的天然氣進(jìn)入浸硫活性炭吸附器，汞與浸硫活性炭上的硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化汞，吸附在活性炭上，從而達(dá)到脫除汞之目的。天然氣的液化是將凈化好的天然氣變成液體狀態(tài)。它們的制冷溫度分別為40℃、100℃和160℃。缺點(diǎn)：液化效率低，機(jī)組多，流程復(fù)雜；附屬設(shè)備多，專門儲存制冷劑；管路和控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)不便。制冷劑是根據(jù)要液化的天然氣組分而配制的，經(jīng)充分混合，內(nèi)有 NC 1～C 5碳?xì)浠衔?。本?xiàng)目不推薦使用該流程。與階式及混合冷劑液化流程相比，膨脹液化流程簡單、緊湊，造價較低，該技術(shù)在深冷領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，故技術(shù)成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富，由山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 32于帶膨脹機(jī)的液化流程操作比較簡單，具有啟動快，運(yùn)行靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，易于操作和控制，安全可靠性好，維護(hù)方便，投資適中，特別適合液化能力為中小型的天然氣液化裝置。 焦湯節(jié)流循環(huán)流程最簡單，投資最少，但效率也最低。本 LNG 裝置采用膨脹機(jī)制冷流程。但流程不能獲得像氮?dú)庖夯蛎浟鞒棠菢拥偷臏囟取⒀h(huán)氣量大、液化山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 33率低，且膨脹機(jī)的工作性能受到原料氣壓力和組成變化的影響較大，對系統(tǒng)的安全行要求高。本項(xiàng)目不推薦使用該流程。 工藝方案的確定通過對幾個廠家的壓縮機(jī)進(jìn)行比較，在壓縮機(jī)參數(shù)相同情況下,氮和氮甲烷軸功率相差 3%,在流程參數(shù)相同情況下,氮和氮甲烷循環(huán)氣量相差 5%,故取流量相同情況下,氮和氮甲烷軸功相差 7%。原料氣進(jìn)裝置設(shè)置有事故聯(lián)鎖切斷閥，切斷進(jìn)入裝置的原料天然氣源，保證裝置、人員及附近設(shè)施的安全。吸收了 CO2的 MDEA 溶液稱富液，至閃蒸塔，降壓閃蒸出的原料氣體送往界外燃料系統(tǒng)。再生塔再沸器的熱源由來自水蒸氣系統(tǒng)的低壓飽和蒸汽提供，冷凝液返回水蒸氣系統(tǒng)。每臺吸附塔的工作時間由原料氣 量來確定，干燥后的氣體（稱為干燥氣）直接送出界區(qū)。每臺吸附塔設(shè)計(jì)滿負(fù)荷連續(xù)工作和再生時間見下表，再生過程主要由以下步驟 組成：①降壓（D）②加熱（H）③冷卻（C）④充壓（R） 。分離器頂部出來的原料氣在冷箱繼續(xù)冷卻、液化和過冷到一定的溫度（根據(jù) LNG 貯存方案而定）、節(jié)流降壓到貯存壓力，進(jìn)入液化冷箱內(nèi)的 LNG 閃蒸罐，分離出的液體，即為 LNG 產(chǎn)品送入 LNG 貯槽。山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 37氮甲烷氣體的獲得與補(bǔ)充：液氮?dú)饣到y(tǒng)為首次開車置換提供氮?dú)狻＃?）工作壓力不同——常壓罐為 15~50KPa，子母罐為 ~（3）內(nèi)罐形式不同——常壓罐為一只常壓內(nèi)罐構(gòu)成，不屬于壓力容器；子母罐由數(shù)量不等的內(nèi)罐組成子罐，子罐屬于壓力容器。（6）自動泄放的時間間隔不同——在蒸發(fā)率沒有任何優(yōu)勢的情形下，由于子母罐的工作壓力較高，氣相空間貯存氣體的能力較強(qiáng)，壓力泄放的時間間隔較長；而常壓罐的工作壓力較低，壓力泄放的時間間隔相對較短；因此常壓罐產(chǎn)生 BOG 的量比子母罐多一倍。儲存天數(shù)按照 10 天計(jì)算，故本液化工廠選用 1750m3 子母罐帶壓儲存（ 、℃） 。 主要工藝設(shè)備選擇 設(shè)備選擇原則LNG 為國內(nèi)新興產(chǎn)品，對工藝設(shè)備的選擇應(yīng)遵循如下原則：（1）根據(jù)國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并參照美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備。 主要設(shè)備表見表 工藝系統(tǒng)設(shè)備一覽表 表 序 號 項(xiàng) 目 數(shù)量 單位 備 注一 原料氣過濾、增壓系統(tǒng)過濾分離器 2 臺 帶精密過濾濾芯 用 1 備 1天然氣壓縮機(jī) 2 臺二 原料氣脫二氧化碳系統(tǒng) 　1 進(jìn)口分離器 1 臺 　2 吸收塔 1 臺 　3 脫碳?xì)饫鋮s器 1 臺 　4 脫碳?xì)夥蛛x器 1 臺 　5 MDEA 閃蒸分離器 1 臺 　6 貧富液換熱器 1 臺 　7 再生塔 1 臺 　8 貧液冷卻器 1 臺 　9 貧液循環(huán)泵 2 臺 用 1 備 110 溶液過濾器 1 臺 　11 酸氣冷卻器 1 臺 　12 酸氣分離器 1 臺 　13 MDEA 地下罐 1 臺 　14 液下泵 2 臺 用 1 備 115 MDEA 儲罐 1 臺 　三 原料氣脫水及脫重?zé)N和脫汞系統(tǒng)1 吸附塔 3 臺 含分子篩2 再生氣加熱爐 1 臺 　3 再生氣冷卻器 1 臺 U 形管換熱器山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 404 再生氣分離器 1 臺 　四 原料氣脫汞與過濾1 脫汞塔 2 臺 含脫汞劑 用 1 備 12 粉塵過濾器 2 臺 含濾芯 用 1 備 1五 凈化氣低溫液化系統(tǒng)1 液化冷箱 1 臺 　 預(yù)冷換熱器 1 臺 　 R22 蒸發(fā)器 1 臺 　 重?zé)N分離器 1 臺 　 液化換熱器 1 臺 　 過冷器 1 臺 LNG 閃蒸罐 1 臺 　 低溫管道 1 套 　 低溫手動閥門 1 套 　2 膨脹機(jī)過橋 1 臺 　3 冷箱和過橋絕熱材料 足量 　4 殘液放空分離器 1 臺 　六 氟里昂預(yù)冷凍系統(tǒng) 　1 R22 壓縮冷凝機(jī)組 1 臺 　2 附屬設(shè)備 1 套 　3 啟動柜 1 臺 　七 增壓透平膨脹機(jī)系統(tǒng) 　1 增壓透平膨脹機(jī) 2 臺 撬裝為整體2 潤滑油系統(tǒng) 2 套 　3 增壓機(jī)后冷卻器 2 臺 不銹鋼換熱管4 膨脹機(jī)過濾器 2 臺 　5 增壓機(jī)過濾器 2 臺 　山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 41八 循環(huán)制冷劑壓縮系統(tǒng) 　1 進(jìn)口緩沖罐 1 臺 　2 氮甲烷循環(huán)壓縮機(jī) 3 臺 活塞壓縮機(jī) PLC 控制用 2 備13 出口緩沖罐 1 臺 　九 LNG 儲存系統(tǒng)1 LNG 貯槽 1 臺 　2 增壓汽化器 1 臺 　3 BOG 加熱器 1 臺 　4 LNG 灌裝泵 2 臺 　5 BOG 壓縮機(jī) 2 臺 用 1 備 16 BOG 緩沖罐 1 臺 　十 氮?dú)庀到y(tǒng) 　1 空壓機(jī) 1 臺 　2 壓縮空氣凈化組件 1 臺 　3 空氣貯罐 1 臺 　4 PSA 氧氮分離系統(tǒng) 1 臺 　5 氮?dú)饩彌_罐 1 臺 　6 氮?dú)飧稍镅b置 1 臺 　7 PSA 制氮系統(tǒng)儀表 1 套 　8 液氮貯槽 1 臺 真空絕熱9 液氮汽化器 1 臺 　10 氮?dú)馄胶夤?1 臺 　11 氮?dú)怆娂訜崞?1 臺 電加熱十一 儀表空氣系統(tǒng) 　1 螺桿空壓機(jī) 1 臺 　2 氣水分離器 1 臺 　3 除油過濾器 2 臺 　山西陽城 10104Nm3/d 液化煤層氣工廠項(xiàng)目申請報(bào)告陜 西 省 燃 氣 設(shè) 計(jì) 院 424 無熱再生干燥裝置 1 臺