【正文】 圖 410 雙循環(huán)混合冷劑工藝二圖 411 雙循環(huán)混合冷劑工藝三 三循環(huán)混合冷劑循環(huán)工藝 。這一工藝包括兩個混合制冷劑循環(huán)， 一個用于預(yù)冷，一個用于液化，通過充分利用兩個循環(huán)中壓縮機(jī)驅(qū)動機(jī)的動力，提高裝置的能力。原則流程示意圖見圖 49。C 左右，而混合冷劑用于深冷和液化天然氣。圖 46 改進(jìn)型單級混合冷劑工藝一 可行性研究報告 第 34 頁 圖 47 改進(jìn)型單級混合冷劑工藝二圖 48 改進(jìn)型單級混合冷劑工藝三 可行性研究報告 第 35 頁 雙循環(huán)混合冷劑工藝C3+MRC 流程比較于經(jīng)典的 MR 工藝多增加了一級丙烷預(yù)冷。 可行性研究報告 第 33 頁 圖 45 整體合并階聯(lián)式液化流程示意圖改進(jìn)性單循環(huán)混合冷劑液化藝 這類工藝和典型的單級混合冷劑工藝相比，將混合冷劑分段壓縮，并在段間分離出部分重組分，這樣達(dá)到減小二段壓縮功耗的目的。此種工藝在我國上海的一套小型裝置上使用，但是運(yùn)行結(jié)果顯示，增加的冷劑精餾塔的作用非常有限，特別是對于中小型裝置，而且大大增加了操作的復(fù)雜程度，也降低了運(yùn)行的可靠性。塔頂組分首先在冷箱上部進(jìn)行預(yù)冷之后進(jìn)行部分冷凝，液態(tài)作為回流，而氣相被進(jìn)一步壓縮為高壓后再被預(yù)冷，之后依次節(jié)流提供冷量。圖 44 典型單循環(huán)混合冷劑液化工藝原則流程示意圖整體合并階聯(lián)式液化流程 整體合并階聯(lián)式液化流程也是一種單循環(huán)混合冷劑工藝，其基本設(shè)計(jì)思想是混合冷劑由氮?dú)夂蜔N類組成。該工藝功耗合理，但這類流程控制較為復(fù)雜，冷劑組分的配比非?？量蹋黾恿碎_車和操作的難度。 典型混合冷劑工藝技術(shù)的選擇從工藝設(shè)計(jì)概念上來講，天然氣液化工藝流程按照循環(huán)數(shù)量可分為單循環(huán)混合冷劑工藝，雙循環(huán)冷劑工藝以及三循環(huán)混合冷劑工藝。所以，建議本項(xiàng)目 30x104Nm3/d 裝置也選擇混合冷劑工藝路線，而 5x104Nm3/d 采取俄羅斯深冷機(jī)械制造股份公司的天然氣液化工藝。而和復(fù)迭流程相比，混合冷劑流程機(jī)組設(shè)備少，流程簡單，操作容易掌握，管理更加方便，效率也具有競爭性。 表 43 各種制冷循環(huán)效率比較表 44 各種制冷循環(huán)特性比較指標(biāo) 階式制冷 混合制冷 膨脹制冷效率 高 中 低復(fù)雜程度 高 中 低換熱器面積 小 大 小適應(yīng)性 中 高本項(xiàng)目的規(guī)模為 30x104Nm3/d 和 5x104Nm3/d。70 年代中期以來，混合制冷劑循環(huán)已經(jīng)成為商業(yè)化天然氣液化流程的首選，逐漸被各種規(guī)模的液化天然氣生產(chǎn)設(shè)施采用。圖 43 混合冷劑工藝的原則流程示意圖它既達(dá)到了類似復(fù)迭式工藝流程的目的，又克服了其系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn)。讓它們依次節(jié)流，蒸發(fā)制冷，最后使天然氣液化。它以多組分混合物做為一種制冷劑，代替了復(fù)迭式制冷液化循環(huán)中的單組分的多種制冷劑。因此僅適用于產(chǎn)能很小而且特 可行性研究報告 第 30 頁 殊的場合，比如說原料天然氣壓力高，近處就有低壓管網(wǎng)，可以接收裝置在液化過程中所產(chǎn)生的沒有液化的大量的低壓天然氣。圖 42 膨脹機(jī)工藝的原則流程示意圖膨脹機(jī)流程循環(huán)氣量大，液化率低，工作性能受原料氣壓力和組成變化的影響很大。另一種是間接式膨脹機(jī)制冷液化循環(huán)，它使用另一種氣體（例如氮?dú)夂?或甲烷，亦或是經(jīng)處理后的原料天然氣自身）經(jīng)過壓縮，進(jìn)入冷箱，膨脹制冷來液化天然氣，可得到較高的液化率。直接膨脹制冷的天然氣液化循環(huán)利用天然氣的自身壓力在膨脹機(jī)中絕熱膨脹制冷，使天然氣液化，因此幾乎不消耗額外的能量，但它的液化率比較低，一般在7%?15%。帶膨脹機(jī)的天然氣液化循環(huán) 帶膨脹機(jī)的天然氣液化循環(huán)，冷量主要是由氣體在膨脹機(jī)中的絕熱膨脹產(chǎn)生的。由于其流程復(fù)雜，出于開工率考慮，主要機(jī)組需要備用，因此投資較大，也僅僅在極少數(shù)的大型的基地型 LNG 生產(chǎn)設(shè)施上應(yīng)用。這種工藝熱效率高、能耗少，但是缺點(diǎn)是機(jī)組多、控制復(fù)雜、維修不便，各制冷循環(huán)系統(tǒng)間不能有任何泄露，因而可靠度相對較低，在混合冷劑工藝出現(xiàn)后很快被取代。原則流程示意見圖 41。 天然氣液化工藝選擇 典型的液化工藝 可行性研究報告 第 28 頁 迄今為止，世界上成熟的天然氣液化工藝流程有三種類型，分別是復(fù)迭（階）式循環(huán)流程、膨脹機(jī)制冷流程和混合冷劑制冷流程。低溫脫水和溶劑吸收法脫水深度較低，不能用于深冷裝置；因此天然氣液化脫水必須采取固體吸附法，固體干燥劑常見的是硅膠法、分子篩法或這兩種方法的混合使用。本可研報告推薦采用 MDEA 化學(xué)吸收法脫 H2S 和 CO2 的凈化工藝。本項(xiàng)目選用化學(xué)吸收法中醇胺法較適合。為重要的天然氣凈化方法，有 130 多套裝置在使用。砜胺法環(huán)丁砜和二異丙醇胺或甲基單乙醇胺兼有化學(xué)吸收和物理吸收作用，當(dāng)酸氣分壓較高，H 2S 濃度比CO2 濃度較高時，此法較為經(jīng)濟(jì)，能脫除有機(jī)硫、對設(shè)備腐蝕小。此法所需的再生熱較低。 可行性研究報告 第 27 頁 堿性鹽溶液法改良熱鉀堿法20～35% 碳酸鉀溶液中加入烷基醇胺和硼酸鹽等活化劑主要是化學(xué)吸收過程，當(dāng)酸氣分壓較高時用此法較為經(jīng)濟(jì)。在存在時對的吸收有一定的選擇性，腐蝕性小，胺損失小。常用的方法，應(yīng)用廣泛。此法工藝成熟，同時吸收 CO2 和 H2S 的能力強(qiáng)，尤在 CO2 濃度比 H2S濃度較高時應(yīng)用，亦可部分脫除有機(jī)硫。這三種方法的對比見表 42。目前國內(nèi)外天然氣脫硫通常都采用化學(xué)吸收法。但是隨著 CO2 濃度的增高，投資和運(yùn)行費(fèi)用上升很快。例如上海 UOP 分子篩廠的 13X 分子篩就是一種 CO2 吸附能力很強(qiáng)的分子篩。其脫除的溶劑與流程選擇主要根據(jù)是：原料氣的組成、壓力、對產(chǎn)品的規(guī)格要求、總的成本與運(yùn)行費(fèi)用的估價等。表 41 液化天然氣工廠原料氣預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)和雜質(zhì)的最大含量雜質(zhì) 含量極限 依據(jù)H2O ＜1ppmV A（在不限制產(chǎn)量條件下，允許超過溶解極限）CO2 ＜50 ppmV B（極限溶解度)H2S ＜（4 ppmV） C（產(chǎn)品技術(shù)要求）COS ＜ C總含硫量 10～50 mg/Nm3 CHg ＜芳香烴類 1～10ppmV A 或 B注： A 為無限制生產(chǎn)下的累積允許值；B 為溶解度限制；C 為產(chǎn)品規(guī)格從氣質(zhì)分析報告來看，本項(xiàng)目原料氣中二氧化碳、硫等組分超標(biāo)，所以原料氣必須進(jìn)行進(jìn)一步凈化。酸性氣體不但對人體有害，對設(shè)備管道有腐蝕作用，而且因其沸點(diǎn)較高，在降溫過程中易呈固體析出，必須脫除。 天然氣凈化工藝選擇天然氣中含二氧化碳、硫化氫、水分、和汞等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在會腐蝕設(shè)備及在低溫下凍結(jié)而阻塞設(shè)備和管道。表 32 產(chǎn)品方案表序號 物料 單位 數(shù)量 備注1 液化天然氣 t/a 84960 主產(chǎn)品表 3－3 液化天然氣產(chǎn)品規(guī)格表序號 組分 摩爾分率 mol%1 C1 2 C2 3 N2 4 He 合計(jì) 1001 溫度 162℃2 壓力 15kPa 可行性研究報告 第 25 頁 第四章 工藝技術(shù)方案 天然氣液化工藝技術(shù)方案的選擇天然氣液化工廠的工藝過程基本包括預(yù)處理(凈化)、液化、副產(chǎn)品回收、儲存、裝車、及輔助設(shè)施等，主工藝流程包括天然氣預(yù)處理和液化工藝。裝置連續(xù)操作年操作時間為 8000h。具體建設(shè)內(nèi)容包括天然氣凈化、液化裝置、 可行性研究報告 第 24 頁 液化天然氣的存儲、運(yùn)輸以及相關(guān)系統(tǒng)配套設(shè)施。因而建設(shè) 35x104Nm3/d 天然氣綜合利用項(xiàng)目的規(guī)模是合適的。從建設(shè)周期考慮：從工藝技術(shù)和主要設(shè)備考慮，選用國外先進(jìn)的技術(shù)，已有現(xiàn)成系列，技術(shù)先進(jìn)、自動化程度高、安全可靠，且本項(xiàng)目推薦的技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外有多套成功運(yùn)行的工業(yè)裝置。本項(xiàng)目產(chǎn)品液化天然氣既可以為油田設(shè)備及車輛運(yùn)輸提供需要的燃料，同時可以滿足周邊地區(qū)的車輛和居民用燃料。充分利用和優(yōu)化公用工程。要有利于項(xiàng)目的順利實(shí)施。符合國家產(chǎn)業(yè)及能源政策。根據(jù)有關(guān)調(diào)研，結(jié)合本項(xiàng)目原料來源和產(chǎn)品市場情況下，在確保投資者一定的經(jīng)濟(jì)效益和保證下游用戶利益的前提下，本項(xiàng)目原料氣價格按 元/Nm 3 考慮，產(chǎn)品出廠價根據(jù)市場情況確定為 元/Nm 3 考慮。原料天然氣價格我國目前天然氣價格主要由上游氣價（井口氣價和凈化費(fèi)） 、管線運(yùn)輸費(fèi)和下游的輸配運(yùn)營費(fèi)組成。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對天然氣的需求量將會越來越大，LNG 具有廣闊的市場前景。 可行性研究報告 第 22 頁 本項(xiàng)目建設(shè)的 LNG 液化廠天然氣液化量為 35104m3/d，其功能無論是城市主供氣氣源型還是調(diào)峰型均具有較強(qiáng)的保障性。為改善環(huán)境，提高電廠效益，電廠改燒液態(tài)烴是發(fā)展趨勢。根據(jù)調(diào)查分析，預(yù)計(jì)到 2020 年中國天然氣需求量可達(dá)2600108Nm3/a。隨著國內(nèi)液態(tài)烴應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，目前液態(tài)烴呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面。另一方面，LNG 非管道運(yùn)輸對衛(wèi)星站的大面積覆蓋，將大大加快形成 LNG 接受站所必須的市場容量，對推動新的 LNG 項(xiàng)目建設(shè)起到了重要的拉動作用，同時提高 LNG 裝置的資產(chǎn)利用率和資產(chǎn)盈利能力。 目標(biāo)市場分析由于中國的天然氣需求市場大，借助 LNG 衛(wèi)星站投資較小的靈活性和 LNG 非管道運(yùn)輸長距離、大面積覆蓋作用，LNG 將大大加快實(shí)現(xiàn)中國城市天然氣氣化的進(jìn)程。雖然受全球金融危機(jī)影響，但是 2022 年 1 至 10 月中國累計(jì)進(jìn)口量仍然為 萬噸。 2022 年中國液態(tài)天然氣（液態(tài)天然氣）進(jìn)口總量 萬噸。中 可行性研究報告 第 21 頁 國已與澳大利亞西北大陸架天然氣項(xiàng)目合作伙伴簽訂為期 25 年的液態(tài)天然氣供應(yīng)合同，這是澳大利亞有史以來最大的天然氣出口合同。2022 年 6 月，國家發(fā)改委制定了《關(guān)于我國液態(tài)天然氣進(jìn)口方案的建議》 ，提出在廣東、福建、山東、浙江、上海、江蘇、遼寧、河北、天津、廣西等沿海地區(qū)建設(shè)若干液態(tài)天然氣接收碼頭和輸氣干線，基本形成以液態(tài)天然氣為主體的沿海天然氣大通道。隨著國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對清潔能源的需求和對環(huán)保的日益加強(qiáng)，我國對液態(tài)天然氣需求越來越大。液態(tài)天然氣作為一種清潔、高效、廉價的能源，成為我國本世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的目標(biāo)。表 22 中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化趨勢預(yù)測消費(fèi)結(jié)構(gòu)，%年份煤炭 石油 天然氣 一次電力2022（實(shí)際） 2022（實(shí)際） 2022 2022 2020 據(jù)此預(yù)測，我國的天然氣需求量和目前能源結(jié)構(gòu)下生產(chǎn)及輸送的能力相比存在著極大的差距。天然氣工業(yè)被列為“十五”期間國民經(jīng)濟(jì)鼓勵發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。目前，中國能源生產(chǎn)總量僅次于美國和俄羅斯， 可行性研究報告 第 20 頁 名列世界第三；能源消費(fèi)總量僅次于美國，名列世界第二。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。2022 年要使中國天然氣在一次能源消費(fèi)總量中所占比例從目前的 3%增加到約 7%。中國天然氣利用的發(fā)展策略是：立足國內(nèi)，利用海外，西氣東輸，北氣南下，海氣登陸，就近供應(yīng)?？七_(dá)諾說：“我們預(yù)計(jì)全球液態(tài)天然氣日需求量在 2020 年前將增加 40%，達(dá)到大約 400 億立方英尺”。科達(dá)諾 2022 年 12 月在世界液態(tài)天然氣峰會上發(fā)表上