【正文】 通發(fā)達，110國道為公路交通的主要干道，同時省內公路四通八達，縣、鄉(xiāng)、村之間道路成網，鐵路以京蘭鐵路貫通呼和浩特、包頭、巴彥淖爾市。由以上地域資料可以看出本項目所選地理位置地質條件穩(wěn)定、水資源豐富、交通便利，是建設LNG廠的理想位置，完全滿足投產后生產及營運的需求。第三章 建設規(guī)模及總工藝流程本天然氣液化項目主要原料天然氣資源為長慶氣田生產的天然氣，通過長烏臨管道及相應支線輸送至液化廠。因此，天然氣液化廠的氣源是確有保障的。 天然氣組成一覽表介質長烏臨甲烷乙烷丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷己烷異構正己烷苯庚烷及以上組分氫氦氬氮二氧化碳一氧化碳未檢出硫化氫未檢出其他硫化物未檢出氧未檢出汞1μg/Nm3水余量 x104Nm3，液化廠每天分三班生產，按年產8000h設計。液化廠的主要功能是對進站的天然氣進行凈化和液化處理，原料氣是長烏臨管道的天然氣，C3＋以上的重烴含量較少，所以該液化廠的產品只有液化天然氣（LNG）。l 沸點：℃（10kPa）l 分子量：l 密度：453kg/Nm3l 熱容：℃l 低熱值：36231kJ/Nm3l H2S/CO2：痕量l 產量：200t/d（折合456m3/d） x104Nm3，液化廠每天分三班生產。本項目采用混合制冷劑（MRC）制冷工藝。為了減少設備現(xiàn)場安裝工作量，保證安裝質量和易于移動，工藝系統(tǒng)的全部設備將最大程度的采用撬裝。在壓縮機的選用中，主要有電驅動壓縮機和燃氣輪機驅動壓縮機，燃氣輪機驅動壓縮機投資大，維修工作量大，故本項目推薦電驅動形式。本天然氣液化裝置將采用混合制冷劑（MRC）制冷液化工藝流程，該流程的特點為：運行靈活、適應性強、相對容易操作和控制、維護方便；流程較簡單、操作比較簡單、能耗低、一次性投資較低。液化廠的工藝系統(tǒng)主要包括凈化工藝系統(tǒng)、液化工藝系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)。工藝優(yōu)化主要體現(xiàn)在：液化中制冷方式的優(yōu)化和儲存方式的優(yōu)化。 制冷方式的確定天然氣液化為低溫過程。天然氣液化所需冷量是靠外加制冷循環(huán)來提供，配備的制冷系統(tǒng)就是要使得換熱器達到最小的冷、熱流之溫差，并因此獲得極高的制冷效率。 天然氣液化的制冷系統(tǒng)已非常成熟，常用的工藝有：階式制冷循環(huán)、混合冷劑制冷循環(huán)、膨脹機制冷循環(huán)。 1）階式制冷循環(huán) 階式制冷循環(huán)1939 年首先應用于液化天然氣產品，裝于美國的Cleveland，采用NHC2H4 為第一、第二級制冷劑。 經典階式制冷循環(huán)由三個獨立的制冷系統(tǒng)組成。 第一級采用丙烷做制冷劑，經過凈化的天然氣在丙烷冷卻器中冷卻到35～40℃，分離出戊烷以上的重烴后進入第二級冷卻。由丙烷冷卻器中蒸發(fā)出來的丙烷氣體經壓縮機增壓，水冷卻器冷卻后重新液化，并循環(huán)到丙烷冷卻器。第二級采用乙烯做制冷劑，天然氣在第二級中被冷卻到80～100℃，并被液化后進入第三級冷卻。乙烷或乙烯冷卻器蒸發(fā)出來的氣體經過增壓、水冷后，在并在丙烷冷卻器中冷卻、液化，循環(huán)到乙烷或乙烯冷卻器。第三級采用甲烷做制冷劑，液化天然氣在甲烷冷卻器中被過冷到150～160℃，然后通過節(jié)流閥降壓，溫度降到162℃后，用泵輸送到LNG 貯槽。甲烷冷卻器中蒸發(fā)出來的氣體經增壓、水冷后，在丙烷冷卻器中冷卻、在乙烯冷卻器中液化后，循環(huán)到甲烷冷卻器。 經典階式制冷循環(huán)，包含幾個相對獨立、相互串聯(lián)的冷卻階段，由于制冷劑一般使用多級壓縮機壓縮，因而在每個冷卻階段中，制冷劑可在幾個壓力下蒸發(fā)，分成幾個溫度等級冷卻天然氣，各個壓力下蒸發(fā)的制冷劑進入相應的壓縮機級壓縮。各冷卻階段僅制冷劑不同，操作過程基本相似。從發(fā)展來看，最初興建LNG 裝置時就用階式制冷循環(huán)的著眼點是：能耗最低，技術成熟，無需改變即可移植用于LNG 生產。隨著發(fā)展要求而陸續(xù)興建新的LNG 裝置，這時經典的階式制冷循環(huán)就暴露出它固有的缺點：1）經典的階式制冷循環(huán)由三個獨立的丙烷、乙烯、甲烷制冷循環(huán)復迭而成。機組多（三臺壓縮機）、冷劑用量大、級間管路連接復雜，導致造價高昂；2）為使實際級間操作溫度盡可能與原料天然氣的冷卻曲線（QT 曲線）貼近，以減少熵增，提高效率，用9 個溫度水平（丙烷、乙烯、甲烷段各3 個）代替3 溫度水平（丙烷段38℃、乙烯段85℃、甲烷段160℃）。如此以來，效率提高了，但流程十分復雜。3）需要相當一部分資金購置和貯存制冷劑。2）混合冷劑循環(huán) 有鑒于階式制冷循環(huán)裝置復雜、投資高，為此開發(fā)了混合制冷循環(huán)（Mixed Refrigerant Cycle， MRC）。用一種制冷劑（一般是烴類混合物，如NC1～C5等），其QT 曲線與原料天然氣接近一致。利用混合物部分冷凝的特點來達到所需的不同溫度水平，既保留了階式制冷循環(huán)的優(yōu)點，而且又只有1 臺壓縮機，使流程大于簡化，造價也可降低。從原則上講，由NC1～C5等組成的混合物，其組成比例應依照原料天然氣組成、工藝流程、工藝壓力而異。一旦確定后組成不易調整，即使能作到這一點，要使整個液化過程（從常溫到162℃）都按冷卻曲線來提供所要求的冷量則是很困難的，充其量只能局部或一部分作到貼近原料天然氣的QT 曲線。因此MRC 的流程是簡單了，但它的效率要比9 個溫度水平的階式制冷循環(huán)低。既然調節(jié)混合冷劑的組成比例使整個液化過程按冷卻曲線提供所需的冷量是困難的，那么合乎邏輯的推論是采用折中的辦法，分段來實現(xiàn)供給所需的冷量，以期液化過程的熵增降至最小。 因而，在混合冷劑循環(huán)的基礎上，發(fā)展成有丙烷預冷的MRC 工藝，簡稱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 個溫度水平預冷原料天然氣到～40℃；低溫段的換熱采用兩種方式——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)了熱力學上的特性，從而使效率得以最大限度的提高。 3）膨脹機制冷循環(huán) 膨脹機制冷循環(huán)是指利用高壓制冷劑通過透平膨脹機絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷來實現(xiàn)天然氣的液化。氣體在膨脹機中膨脹降溫的同時，能輸出功，可用于驅動流程中的壓縮機。根據制冷劑的不同，膨脹機制冷循環(huán)可分為：氮膨脹機制冷循環(huán)、氮甲烷膨脹機制冷循環(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)工藝相比，氮氣膨脹循環(huán)流程非常簡單、緊湊，造價略低。起動快，熱態(tài)起動2～4 小時即可獲得滿負荷產品，運行靈活，適應性強，易于操作和控制，安全性好，放空不會引起火災