【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /噸），隨著能源產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)一步調(diào)整，預(yù)計(jì) LNG 產(chǎn)品價(jià)格將會(huì)有較大幅度提高。西南地區(qū) 2021 年 8 月份部分出廠(chǎng)價(jià)格統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表所示： 表 32 2021 年 8 月份西南地區(qū)部分 LNG出廠(chǎng)價(jià)格表 序號(hào) LNG 液化工廠(chǎng) 出廠(chǎng)價(jià)格 （元／噸） 氣化率 （ m3／ t） 備注 1 重慶民生 4500 1489 2 華油廣安 4350 1489 3 達(dá)州匯鑫 4350 1489 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 10 4 生產(chǎn)規(guī)模及工藝技術(shù)方案 生 產(chǎn) 規(guī)模 裝置規(guī)模： 30xl04Nm3／ d 技術(shù)來(lái)源：自主 工 藝 路線(xiàn) 的原料天然氣進(jìn)入原料天然氣預(yù)處理系統(tǒng)，在由變壓吸附設(shè)備組成的預(yù)處理系統(tǒng)中取出其中的 C0 及微量的 H H2S 和汞等。凈化后的天然氣進(jìn)入冷箱內(nèi)的各段換熱器被冷卻液化后經(jīng)減壓作為產(chǎn)品進(jìn)入LNG 貯罐，減壓汽化后的天然氣返回各段換熱器復(fù)熱回收冷量后送出冷箱作為純化器的再生用氣。 工藝技術(shù)方案選擇 本天然氣液化工程的ェ藝過(guò)程基本包括原 料氣壓縮系統(tǒng)、預(yù)處理 (凈化）、提純液化、制冷劑循環(huán)壓縮、產(chǎn)品儲(chǔ)存、裝車(chē)及輔助系統(tǒng)等，主要工藝流程包括原料氣凈化、提純液化ェ藝。 原料化工尾氣凈化工藝選擇 本裝置的原料氣未進(jìn)行凈化處理，因此不符合低溫液化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此在進(jìn)行液化前必須對(duì)其進(jìn)行徹底凈化。即除去原料氣中的酸性氣體、水分和雜質(zhì)，如 H2S、 CO2 和 h2O 等，以免它們?cè)诘蜏叵聝鼋Y(jié) 而堵塞、腐蝕設(shè)備和管道。 本裝置的原料氣中水等的含量超標(biāo)，必須進(jìn)行凈化。 天然氣中水分的存在往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果：水分與天然氣在一定條件下形成水合物阻塞管路，影響冷 卻液化過(guò)程；另外由于水分的 存在也 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 11 會(huì)造成不必要的動(dòng)力消耗；由于天然氣液化溫度低，水和 co2 的存在還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備凍堵，故必須脫除。 本裝置的分子篩吸附系統(tǒng)用凈化后的原料天然氣作為冷吹和再 生介質(zhì)，再生氣出吸附塔后通過(guò)冷卻、分離后排至原料壓縮機(jī)入口。 三、低溫液化與分餾工藝選擇 迄今為止，在深冷液化天然氣領(lǐng)域中成熟的液化エ藝主要有以下 三種：階式制冷循環(huán)エ藝、混合制冷循環(huán)エ藝和膨脹機(jī)制冷循環(huán)エ藝。 ① 階式制冷循環(huán)工藝 階式制冷循環(huán)是用丙烷（或丙烯）、こ烷（或乙烯）、甲烷（或氮 氣）等制冷劑（分別提供約為 40176。 C、 100176。 C、 160176。 c的溫度場(chǎng)）進(jìn) 行的三級(jí)冷凍，使天然氣在多個(gè)溫度等級(jí)的制冷劑中與相應(yīng)的制冷劑 換熱，從而使其冷卻和液化。 經(jīng)典的階式制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是采用了 3種制冷劑、 9個(gè)制冷溫度 梯度（丙烷、乙烷、甲烷各 3個(gè)溫度等級(jí) )，使各級(jí)制冷溫度與原料 氣的冷卻曲線(xiàn)接近，減少了熵值，比能量消耗接近于理論的熱力學(xué)效 率的上限。而且該工藝操作靈活，開(kāi)停車(chē)快捷，易于初期開(kāi)車(chē)投產(chǎn)。 但是階式制冷也存在ー些缺點(diǎn)，需要三個(gè)大型循環(huán)壓縮機(jī)，以及 相當(dāng)數(shù)量的冷換 設(shè)備； 流程長(zhǎng)、控制復(fù)雜、設(shè)備多等。 ② 混合制冷循環(huán)工藝 混合制冷劑制冷循環(huán)是采用 N2 和 烴 類(lèi) 混 合 物 作 為 循 環(huán) 制 冷 劑的工藝。 該ェ藝的特點(diǎn)是在制冷循環(huán)中釆用混合制冷劑，只需要一臺(tái)壓縮機(jī)，簡(jiǎn)化了流程，降低了造價(jià)。但是從理論上講，混合冷劑的 組成比例應(yīng)按照天然氣原料的組成、壓力、ェ藝流程而異，因此對(duì)冷 劑的配比和 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 12 原料氣的氣質(zhì)要求更為嚴(yán)格，一旦確定是不容易改變的。 即使能做到這一點(diǎn)，要使整個(gè)液化過(guò)程（從常溫到 162176。 C )所需的冷 量與冷劑所提供的冷量完全匹配是比較困難的，充其量只能局部或一 部分做到貼近冷卻曲線(xiàn)。因此混合制冷劑循環(huán)流程的效率要比九個(gè)溫 度梯度水平的階式循環(huán) 流程低。 既然調(diào)節(jié)混合冷劑的組成比例使整個(gè)液化過(guò)程按冷卻曲線(xiàn)提供 所需的冷量是困難的，那么合乎邏輯的推論是釆用折中的辦法，分段 來(lái)實(shí)現(xiàn)供給所需的冷量，以期液化過(guò)程的熵增降至最小。 因而，在混合冷劑循環(huán)的基礎(chǔ)上，發(fā)展成有丙烷預(yù)冷的 MRC ェ藝， 簡(jiǎn)稱(chēng) C3/MRC 工藝，它的效率接近階式循環(huán)。此法的原理是分兩段供 給冷量：高溫段用丙烷壓縮制冷，按 3 個(gè)溫度水平預(yù)冷原料天然氣 到 ~40176。 C。低溫段的換熱采用兩種方式一高壓的混合冷劑與較高溫 度的原料氣換熱，低壓的混合冷劑與較低溫度的原料氣換熱。 充分體 現(xiàn)了熱力學(xué)上的特 性，從而使效率得以最大限度的提高。 ③ 膨脹制冷循環(huán)工藝 膨脹機(jī)制冷循環(huán)是指利用高壓制冷劑通過(guò)透平膨脹機(jī)絕熱膨脹 的克勞德循環(huán)制冷來(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣的液化。氣體在膨脹機(jī)中膨脹降溫的 同時(shí)，能輸出功，可用于驅(qū)動(dòng)流程中的壓縮機(jī)。 根據(jù)制冷劑的不同，膨脹機(jī)制冷循環(huán)可分為：氮膨脹機(jī)制冷循環(huán)、 氮甲烷膨脹機(jī)制冷循環(huán)、天然氣膨脹制冷循環(huán)。 與階式制冷循環(huán)和混合冷劑制冷循環(huán)エ藝相比，氮?dú)馀蛎浹h(huán)流 程非常簡(jiǎn)單、緊湊，造價(jià)略低。 起動(dòng)快，熱態(tài)起動(dòng) 2~4 小時(shí)即可獲 得滿(mǎn)負(fù)荷產(chǎn)品，運(yùn)行靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，易于操作和控制，安全性好， 放空不 會(huì) 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 13 引起火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。 制冷劑釆用單組分氣體，因而消除了 像混合冷劑制冷循環(huán)エ藝那樣的分離和存儲(chǔ)制冷劑的麻煩，也避免了 由此帶來(lái)的安全問(wèn)題，使液化冷箱的更簡(jiǎn)化和緊湊。但能耗要比混合 冷劑液化流程高40%左右。 ④ 三種エ藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 將階式制冷循環(huán)的能耗設(shè)定為 1，各種制冷循環(huán)比較見(jiàn)表 41 所列，各種制冷循環(huán)的特性比較見(jiàn)表 42。 本裝置的液化工藝選用混合制冷劑循環(huán)壓縮制冷エ藝，達(dá)到較低液化能粍，且裝置能夠長(zhǎng)周期運(yùn)行并有效降低維護(hù)成本。 工 藝 流程 原料天然氣過(guò)濾與壓縮單元 原料天然氣經(jīng)過(guò)調(diào)壓和計(jì)量，進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)組入口平衡分離 罐，為原料氣壓縮機(jī)提供潔凈、壓カ比較穩(wěn)定的天然氣。 表 41 各種制冷循環(huán)效率比較 制冷工藝 與階式制冷的相對(duì)能耗 階式制冷循環(huán) 混合制冷劑制冷循環(huán) N2 CH4 膨脹制冷循環(huán) 表 42 各種制冷循環(huán)特性比較 指標(biāo) 階式制冷 混合冷劑 膨脹制冷 效率 高 中 低 復(fù)雜程度 高 中 低 換熱器類(lèi)型 板翅式 板翅式或繞管式 板翅式 換熱器面積 小 大 小 適應(yīng)性 高 中 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 14 原料氣經(jīng)原料氣壓縮機(jī)組多次增壓、冷卻分離至 ，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)組自身的末級(jí)冷卻器冷卻，進(jìn)入出口分離器，并經(jīng)計(jì)量后進(jìn) 入后續(xù)單元。 原料氣進(jìn)裝置設(shè)置有事故聯(lián)鎖切斷閥，切斷進(jìn)入裝置的原料氣 源，保證裝置、人員及附近設(shè)施的安全。 原料天然氣脫酸性氣體單元 從原料天然氣過(guò)濾與壓縮單元來(lái)的天然氣從吸收塔下部進(jìn)入，自 下而上通過(guò)吸收塔；再生后的 MDEA 溶液（貧液）從吸收塔上部進(jìn)入， 自上而下通過(guò)吸收塔，逆向流動(dòng)的 MDEA 溶液和天然氣在吸收塔內(nèi)充 分接觸，氣體中的 H2S 和 C02 被吸收而進(jìn)入液相，未被吸 收的組份從 吸收塔頂部引出，進(jìn)入脫碳?xì)饫鋮s器和分離器。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。 處理后的天然中 C02 含量小于 50ppmV， H2S 含量小于 4ppmV。 吸收了 H2S 和 C02 的 MDEA 溶液稱(chēng)富液，至閃蒸塔，降壓閃蒸出的 天然體送往界外燃料系統(tǒng)。閃蒸后的富液與再生塔底部流出的溶液 (貧液）換熱后，升溫到 98176。 C去再生塔上部，在再生塔進(jìn)行汽提再 生，直至貧液的貧液度達(dá)到指標(biāo)。 出再生塔的貧液經(jīng)過(guò)溶液換熱器、貧液泵進(jìn)入貧液冷卻器，貧液 被冷卻到 40で，從吸收塔上部進(jìn)入。 再生塔頂部出口氣體經(jīng)酸氣冷卻器，進(jìn)入酸氣分離器，出酸氣分 離器的氣體送往安全泄壓系統(tǒng)，冷凝液去 MDEA 地下槽。 再生塔再沸器的熱源由來(lái)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)。 30x104Nm3/d 液化天然氣（ LNG）工廠(chǎng)項(xiàng)目建議書(shū) 15 原料氣干燥與脫重?zé)N單元 原料氣干燥與脫重?zé)N單元設(shè)三臺(tái)吸附器切換操作，其中一臺(tái)吸 附、一臺(tái)冷卻、一臺(tái)加溫再生。 從原料氣壓縮單元來(lái)的原料氣進(jìn)入吸附器頂部，通過(guò)分子篩吸附 脫除水分和重?zé)N后，從吸附器底部出來(lái)，脫水后天然氣中含水量小于 IppmV，重炫含量小于 20ppmV，之后進(jìn)入凈化氣提純液化單元。 原料氣干燥 與脫重?zé)N單元用凈化后的少量的原料氣節(jié)流降壓后 作為冷吹和再生介質(zhì)，再生氣出吸附塔后通過(guò)冷卻、分離后排至原料 壓縮機(jī)入口。 低壓原料氣首先從下而上通過(guò)冷卻狀態(tài)的吸附器，之后再生氣通 過(guò)電加熱器加熱至再生溫度 260～ 280176。 C,從吸附器底部進(jìn)入，將吸 附劑吸附的水和重?zé)N解吸。再生氣從干燥器頂部出來(lái)，經(jīng)再生冷卻器 冷卻后進(jìn)入再生氣分離器，分離其中的液體后排至原料壓縮機(jī)入口。 原料氣脫汞單元 從原料氣干燥與脫重?zé)N單元來(lái)的天然氣進(jìn)入浸硫活性炭吸附器， 汞與浸硫