【正文】 5％～15％的動(dòng)力消耗。這種流程最突出的特點(diǎn)是它的功耗小，由于進(jìn)入膨脹機(jī)的天然氣不需要脫除 CO2，只對需液化的那部分原料氣脫除雜質(zhì)，因而預(yù)處理的天然氣的量可以大為減少。這一現(xiàn)象稱為節(jié)流效應(yīng)（JouleThompson 效應(yīng)） ，天然氣節(jié)流時(shí)溫度的變化與壓力的降低成比例。缺點(diǎn)是：能耗較高，比階式制冷循環(huán)多 10～20%；混合冷劑的合理匹配較為困難。 優(yōu)點(diǎn)：能耗低；制冷劑為純物質(zhì)，無匹配問題；技術(shù)成熟，操作山西陽城 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 31穩(wěn)定。國外的天然氣液化始于 20 世紀(jì) 30 年代，美國于 1966 年發(fā)布了世界上第一個(gè) LNG 的標(biāo)準(zhǔn)，即為 NFPA 59A“液化天然氣的生產(chǎn)、儲存和處理標(biāo)準(zhǔn)” 。本工程采用分子篩吸附脫水脫重?zé)N法。我們這里采用目前國內(nèi)外天然氣脫 CO2 、H 2S 通常采用的化學(xué)吸收法。全年生產(chǎn) LNG 3300104Nm3/a(萬噸/年)。為了防止儲罐發(fā)生事故時(shí)范圍擴(kuò)大，儲罐周圍設(shè)圍堰，圍堰高 米，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。力求緊湊合理，各單元及設(shè)備之間銜接短捷，以節(jié)約用地。裝置區(qū)：布置有工藝生產(chǎn)裝置及輔助工藝裝置。（2）保證站內(nèi)場地通暢，方便大型車輛和消防車輛的出入。 《穆天子傳》中就有周穆王“休于獲澤（今陽城縣） ，以觀桑者，乃飲于桑林”的記載。（3）物產(chǎn)資源山西陽城 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 22陽城年平均氣溫 ℃，7 月份平均 ℃，1 月份平均3℃，年降水量平均 627 毫米，無霜期為 170~195 天，日照年平均 小時(shí)。天佑二年（905 年） ，復(fù)稱濩澤。戰(zhàn)國時(shí)迭屬韓、魏。 氣源狀況（1）原料氣需求量：擬建 LNG 工廠每天需原料天然氣山西陽城 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 2011104Nm3/d，每月需 330104Nm3/d（月按 30 天計(jì)） ，每年需約3630104Nm3/d（年按 330 天計(jì)） 。因此本項(xiàng)目在市場上是可行的。由于在運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全等方面的突出特點(diǎn)，LNG 在國內(nèi)被廣泛用于城市燃?xì)馐袌龅南绕陂_發(fā)、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 17調(diào)峰、發(fā)電、汽車燃料、建材生產(chǎn)和居民燃?xì)獾阮I(lǐng)域。預(yù)計(jì) 2022 年，中國天然氣需求量為 1600 億立方米左右，2020 年需求量將達(dá)到 2600 億立方米。日本是 LNG 進(jìn)口大國，2022 年的需求量占世界需求量的 52％，占亞洲需求量的 70%左右。2022 年全球 LNG 貿(mào)易量為 106 噸，比上一年增長 ％。2022 年LNG 生產(chǎn)能力達(dá)到 億噸。裝置建成后，陽城煤層氣資源得到合理充分利用，產(chǎn)品附加值高，符合市場需要，市場空間廣闊，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極作用。（6）進(jìn)行項(xiàng)目投資估算，對項(xiàng)目財(cái)務(wù)效益和敏感性進(jìn)行初步計(jì)算、分析和評價(jià)。（2）改善大氣環(huán)境，打造宜居城市天然氣在燃燒過程中基本不排放二氧化硫，排放的氮氧化物比油和煤分別低 40％和 60％，排放的二氧化碳比煤炭低 50％，比石油低20％左右。用作調(diào)峰和事故氣源，一次性投資小，運(yùn)行成本低。3) LNG 的應(yīng)用范圍：（1）用作城市管道供氣的主氣源。使用專門的槽車、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 7輪船，將 LNG 運(yùn)輸?shù)焦艿啦荒艿竭_(dá)的地區(qū)，方便靈活，不受管網(wǎng)限制，適應(yīng)性強(qiáng)；能量密度大，同體積下是 CNG 儲量的 3 倍，運(yùn)輸成本低。 充分利用同類工廠的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，立足于先進(jìn)成熟的工藝裝置技術(shù)，選擇國內(nèi)一流裝置，降低工程投資，保證裝置長期安全運(yùn)行。 選擇先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝技術(shù)，降低能耗，減少運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。2) LNG優(yōu)點(diǎn)介紹：（1）煤層氣液化后便于進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸。LNG 燃點(diǎn)為 650℃，比汽油高 230℃，氣態(tài)時(shí)比空氣輕，所以稍有泄漏立即揮發(fā)飄散，不易引起自燃爆炸，安全性能好。由于 LNG 儲存效率高，儲運(yùn)手段比氣態(tài)天然氣更靈活，具有較高的機(jī)動(dòng)性。通過就地轉(zhuǎn)化，發(fā)展 LNG 產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng) LNG 市場，使陽城的煤層氣源得到充分利用，從而變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。（5）分析項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行對環(huán)境的影響。裝置其它消耗指標(biāo) 表 序號 消耗項(xiàng)目 耗量 備注1 13X 分子篩 2334㎏ (吸附塔用)每 2 年更換一次2 活性碳 2134㎏ (吸附塔用)根據(jù)實(shí)際情況更換 3 浸硫活性碳 1334㎏ (脫汞器用) 每 1 年更換一次4 3KT172 分子篩 1000㎏ (PSA 制氮用) 每 2 年更換一次5 13X 分子篩 174㎏ (PSA 制氮用) 每 2 年更換一次6 活性碳 100㎏ (PSA 制氮用) 每 2 年更換一次7 分子篩 1000㎏ (儀表空氣用) 每 2 年更換一次8 MDEA 8 m3 首次開車充裝量9 清洗用汽油 ～ 3 首次10 清洗用煤油 ～ 3 首次11 清洗用潤滑油 ～ 3 (N32 透平油) 首次12 加注潤滑油 ～ 3 (N32 透平油) 首次13 每次更換潤滑油 ～ 3 (N32 透平油)膨脹機(jī)用油14 加注 46冷凍油 400～600㎏ 首次 R22 冷凍機(jī)用油山西陽城 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 12序號 消耗項(xiàng)目 耗量 備注15 加注 R22 冷劑 ～800㎏ 首次16加注壓縮機(jī)潤滑油～650㎏/臺 首次 氮甲烷循環(huán)壓縮機(jī)用油4) 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表 主要財(cái)務(wù)評價(jià)數(shù)據(jù)指標(biāo)匯總表 表 序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)值 備注1 投資總額 萬元 （包括流動(dòng)資金） 建設(shè)投資 萬元 　 建設(shè)期利息 萬元 　 流動(dòng)資金 萬元 　2 建設(shè)期 年 1 　3 生產(chǎn)期 年 　4 年均銷售收入 萬元 　5 年均總成本 萬元 　6 年均經(jīng)營成本 萬元 　7 年均稅金及附加 萬元 　8 年均利潤總額 萬元 　9 年均所得稅 萬元 　10 年均稅后利潤 萬元 　11 年均利稅總額 萬元 　12 投資利潤率（年均） ％ 　13 投資利稅率（年均） ％ 　14 資本金利潤率（年均） ％ 　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 1315 全部投資（稅后）： 　 　 　 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 ％ 　 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 　 投資回收期（靜態(tài)） 年 　16 自有投資（稅后）： 　 　 　 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 ％ 　 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 　 投資回收期（靜態(tài)） 年 　17 借款償還期 年 　 結(jié)論（1）裝置原料來源穩(wěn)定、可靠。另外還有大量的 LNG 工廠正在計(jì)劃建造中。自 1980 年以來，LNG 出口量幾乎以每年 8％的速度增長。目前亞洲占世界 LNG 貿(mào)易量的 77％，預(yù)計(jì)今后亞洲市場 LNG 需山西陽城 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 15求仍持續(xù)增長。2022 年中國能源消費(fèi)目標(biāo)結(jié)構(gòu)：天然氣消費(fèi)占 ％，煤炭消費(fèi)占 ％，油品消費(fèi)占 ％，其它占 ％。我國需要開展多種形式的供應(yīng)手段和保障體系以適應(yīng)不斷增長的能源需求。 市場分析結(jié)果 通過以上分析可知，本項(xiàng)目產(chǎn)品 LNG 有較大的市場空間，國內(nèi)、國外市場均供不應(yīng)求，發(fā)展前景廣闊。（2）原料氣價(jià)格： 元/Nm 3。（2）歷史沿革陽城古稱濩澤，為堯舜夏冀州之域，商為畿內(nèi)地。天寶元年（742 年） ，改濩澤為陽城縣。1958 年 10 月，曾合沁水縣為陽城縣，1959 年 10 月兩縣分置。陽城還是華北第一大蠶繭大縣，其氣候溫和，植桑養(yǎng)蠶歷史悠久，是華夏蠶絲文明的發(fā)祥地之一。 本廠廠址選擇 山西省陽城町店鎮(zhèn)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 24第 4 章 總圖、運(yùn)輸 總圖布置的一般原則（1）根據(jù)站內(nèi)設(shè)施的功能性質(zhì)、生產(chǎn)流程和實(shí)際危險(xiǎn)性，結(jié)合四鄰狀況及風(fēng)向，分區(qū)集中布置，盡量減少管線長度，節(jié)約投資，方便以后的安全作業(yè)和經(jīng)營管理。占地面積為804 平方米。總平面布置必須滿足工藝流程和動(dòng)力設(shè)施要求，使得工藝流程順暢、管道縮短﹑交通運(yùn)輸方便。廠內(nèi)設(shè)施之間可設(shè)柵欄墻。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 27 年運(yùn)輸量表 表 序號 名 稱 運(yùn)輸量 運(yùn)輸方式 備 注一 運(yùn)入1 天然氣 107 m3/a 管道二 運(yùn)出2 液化天然氣 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 28第 5 章 工藝方案 建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模初步確定為日處理原料氣 11104Nm3，日生產(chǎn) LNG 10104Nm3，年開工天數(shù) 330 天。天然氣脫 COH 2S 通常有三種方法：化學(xué)吸收法、物理吸收法和氧化還原法。低溫冷凍分離主要用于避免天然氣在溫度低時(shí)出現(xiàn)水化物，然而它所允許達(dá)到的低溫是有限的，不能滿足天然氣液化的要求；溶劑吸收通常包括濃酸（一般是濃磷酸等有機(jī)酸） 、甘醇（常用三甘醇）等，但這些方法脫水深度較低，不能用于深冷裝置；固體干燥劑脫水法常見的是硅膠法（濕容量高，易破碎）活性氧化鋁與分子篩法，對于深度脫水，將原料氣中水含量降至小于 1ppm，分子篩吸附脫水法是最常用的方法。 天然氣液化流程的選擇山西陽城 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 30對于液化工廠的液化流程的選擇，必須綜合考慮以下因素：1） 、裝置的用途及處理能力2） 、被液化的天然氣組成、壓力以及產(chǎn)品組分、壓力和溫度等要求；3） 、主要設(shè)備類型及性能。 階式制冷循環(huán) 1939 年首先應(yīng)用于液化天然氣產(chǎn)品，裝于美國的Clevelant，采用 NHC2H4 為第一、第二級制冷劑。與階式制冷循環(huán)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組少、流程簡單、投資省，投資比階式制冷循環(huán)少 15～20%；管理方便；對制冷劑的純度要求不高；混合制冷劑組分可以部分或全部從天然氣中提取和補(bǔ)充。天然氣的焓值是溫度和壓力的函數(shù)，在絕熱節(jié)流時(shí)，焓值雖然不變，但由于壓力的改變，其溫度也可能發(fā)生變化。特別適用于管線壓力高、實(shí)際使用壓力較低、中間需要降壓的場合。與混合冷劑液化流程相比較，具有啟動(dòng)時(shí)間短、流程簡單、控制容易等優(yōu)點(diǎn)。出脫碳?xì)夥蛛x器的氣體進(jìn)入原料氣干燥單元，冷凝液去 MDEA 地下槽。 純化單元主要由三臺吸附塔組成，其中一臺處于工作狀態(tài)，另兩臺處于再生狀態(tài)，三臺吸附塔內(nèi)都裝填有吸附劑。在進(jìn)入液化單元之前，氣體必須進(jìn)行分析，以保證雜質(zhì)含量達(dá)到進(jìn)入液化單元的要求。甲烷氣體則引至純化后的再生氣緩沖罐。（8）首次投資時(shí)子母罐的投資要比常壓罐高，但日后運(yùn)行費(fèi)用較低；常壓罐雖然首次投資中罐體本身價(jià)格較低，但加上低溫泵和壓縮機(jī)的設(shè)備費(fèi)以及 1015 年的運(yùn)行費(fèi)用，其費(fèi)用基本相當(dāng)。（3）對于關(guān)鍵設(shè)備，國內(nèi)技術(shù)尚不成熟的，考慮進(jìn)口設(shè)備。配備2 臺流量 80 m3/h 的裝車泵，操作日按 8 小時(shí)(白天)計(jì)算，可設(shè) LNG 裝車位 2 個(gè)。投資上差價(jià)較大。氟利昂預(yù)冷氮甲烷膨脹制冷過程：采用氟利昂作為冷劑提供高溫段冷量，采用氮甲烷作為冷劑提供低溫段冷量。通過引入界區(qū)外再生氣（氮?dú)猓ν瓿晌焦ぷ?步驟的吸附塔進(jìn)行再生，主要包括以下步驟：1) 吸附塔的壓力通過閥門降低到再生狀態(tài)壓力；2) 再生氣通過加熱器升溫后，逆著吸附步驟原料氣流動(dòng)的方向，進(jìn)入吸附塔， 提高該吸附塔的溫度，吸附劑表面的水分被帶出；出吸附塔的氮?dú)獗辉偕鷼?冷卻器降溫后，送往界外；3) 完成水份解吸后，該吸附塔隨即引入未經(jīng)加熱的再生氣，吸附塔被冷卻；出吸附塔的再生氣進(jìn)入到再生器加熱器加熱后，用于