【正文】 業(yè)頻道 LNG接收終端 ? 深圳大鵬灣： 澳大利亞每年進(jìn)口 300萬(wàn) t LNG， 70%以上用于工業(yè)與發(fā)電，其余作為民用 .中國(guó)海洋石油總公司（ CNOOC）在廣東引進(jìn) LNG項(xiàng)目，一期工程每年引進(jìn) 300萬(wàn)噸 LNG，二期達(dá)到每年 700萬(wàn)噸 LNG的規(guī)模。 到 2020年，中國(guó)累計(jì)建成 LNG接收站總接收規(guī)模將達(dá)到 3000萬(wàn)噸 /年 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 數(shù)據(jù)來(lái)源：規(guī)劃總院 在建 LNG接收站 地下儲(chǔ)氣庫(kù) 已建管線 立項(xiàng) LNG接收站 待批 LNG接收站 規(guī)劃 LNG接收站 中國(guó) LNG接收終端規(guī)劃分布圖 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 LNG運(yùn)輸 ? 運(yùn)輸槽車、鐵路和海運(yùn)集裝箱 ? LNG船，計(jì)劃中，滬東造船廠 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 LNG船型 球形儲(chǔ)罐船 薄膜型艙船 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 20英尺 LNG罐箱 LNG槽車 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 LNG應(yīng)用 ? 居民或工業(yè)燃?xì)? ? 汽車：北京、上海等進(jìn)入示范性階段 ? 冷量利用，尚未開(kāi)展 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第二章、天然氣的熱物理特性 李兆慈 中國(guó)石油大學(xué)（北京） 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 熱物性 熱力學(xué)性質(zhì) 遷移性質(zhì) 密度 /比體積 壓縮因子 比熱容 焓 熵 反應(yīng)熱 熱導(dǎo)率 粘度 擴(kuò)散系數(shù) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 壓縮因子 當(dāng)天然氣被壓縮，壓力上升時(shí)，它們的分子體系 和分子間將會(huì)與理想氣體的性質(zhì)產(chǎn)生很大的偏差， 這種偏差定義為 壓縮因子 ， 有的文獻(xiàn)稱之為偏離 因子 或 偏差系數(shù) ，用符號(hào)“ Z”表示?！?)； C—i組分的比熱容， kJ／ (kg 在上述理想燃燒過(guò)程中，燃燒生成的水是以氣態(tài)形式存在時(shí)稱為 低熱值或凈熱值 。 在燃燒過(guò)程中，如果在標(biāo)準(zhǔn)狀況下天然氣不含水蒸氣，此熱值稱為 干基熱值 ；當(dāng)天然氣完全被水飽和時(shí)，則此熱值稱為 濕基熱值 。 ? 脫水 ? 脫酸性氣體 ? 其它雜質(zhì) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 雜質(zhì) 預(yù)處理指標(biāo) 限制依據(jù)水 0 . 1 ? 106m3/m3ACO2 ( 5 0 ~ 1 0 0 ) ? 106m3/m3BH2S 4 ? 106m3/m3CC O S 0 . 5 ? 106m3/m3C硫化物總量 1 0 ~ 5 0 m g / m3* C汞 0 . 0 1 ? g / m3* A芳香族化合物 ( 1 ~ 1 0 ) ? 106m3/m3A 或 B基本負(fù)荷 LNG工廠預(yù)處理指標(biāo) A—累積允許值； B—溶解度限制； C—產(chǎn)品規(guī)格 *—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 水的影響： 凍結(jié)、形成水合物 為了避免天然氣中由于水的存在造成堵塞現(xiàn)象，通常須在高于水合物形成溫度時(shí)就將原料氣中的游離水脫除，使其露點(diǎn)達(dá)到 100?C以下。 適用于大量水份的粗分離。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 吸收脫水 利用吸濕性液體（或活性固體）吸收的方法脫除氣流中的水蒸氣。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 吸收劑 ? 早期吸收劑： 甘油、氯化鈣溶液 ? 常用的吸收劑： 甘醇胺溶液、二甘醇水溶液、 三甘醇水溶液 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 甘醇胺溶液 優(yōu)點(diǎn)： 可同時(shí)脫除水、 CO H2S，甘醇能降低醇 胺容易起泡傾向 缺點(diǎn)： 攜帶損失量較大，再生溫度高，易產(chǎn)生腐 蝕，露點(diǎn)降較小，限用于酸性天然氣脫水 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 二甘醇水溶液 優(yōu)點(diǎn)： 濃溶液不會(huì)凝固，天然氣中有硫、氧和CO2存在時(shí)性能較穩(wěn)定，吸濕性高，容易再生 缺點(diǎn)： 攜帶損失量較大，一般方法溶劑再生的體積分?jǐn)?shù)較小，露點(diǎn)降較三甘醇水溶液小，投資高 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 三甘醇水溶液 優(yōu)點(diǎn)： 濃溶液不會(huì)凝固，天然氣中有硫、氧和CO2存在時(shí)性能較穩(wěn)定，吸濕性高，容易再生，攜帶損失量小，露點(diǎn)降較大 缺點(diǎn)： 投資高，有起泡傾向，需加入小泡劑 我國(guó)主要使用 二甘醇 或 三甘醇 。將甘醇用氮?dú)獗Ｗo(hù)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 吸附脫水 吸附定義： 一個(gè)或多個(gè)組分在界面上的富集（正吸附或簡(jiǎn)單吸附）或損耗（負(fù)吸附）。 按吸附作用力性質(zhì)： 物理吸附、化學(xué)吸附 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 吸附脫水的特點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： 提供非常低的露點(diǎn)，對(duì)氣溫、流速、壓力 變化不敏感，沒(méi)有腐蝕、形成泡沫問(wèn)題。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 吸附脫水應(yīng)用場(chǎng)合 ? 小流量氣體 ? 露點(diǎn)降高于 44?C：甘醇吸收脫水 +吸附法脫水 ? 氣體流量、 氣溫、壓力變化頻繁 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 常用吸附劑 ? 活性氧化鋁： 對(duì)多數(shù)氣體及蒸汽都穩(wěn)定，結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定，脫水后氣體露點(diǎn)達(dá) 73?C。優(yōu)良的水吸附劑，并可以吸附CO H2S等雜質(zhì) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 分子篩吸附劑 ? A型、 X型、 Y型等 ? 吸附選擇性強(qiáng) ? 高效吸附，適用深度干燥 ? 不易受液態(tài)水的損害 ? 可以吸附 CO H2S等雜質(zhì) 目前在天然氣液化裝置中得到廣泛應(yīng)用。酸性氣體： H2S、 CO COS等氣相雜質(zhì)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? H2S 具有致命毒性，對(duì)金屬具有腐蝕性 ? CO2 易固相析出，堵塞管道。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 脫硫方法 濕法 化學(xué)吸收法 物理吸收法 聯(lián)合吸收法 直接轉(zhuǎn)化法 采用溶液或溶劑作脫硫劑 干法 海綿鐵法（氧化鐵） 分子篩法 固體床 非再生性法、膜分離法、低溫分離法等 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣脫硫方法類別 方法 原理 主要特點(diǎn)化學(xué)吸收法M E A 、 D E A 、 S N P A D E A 、A d i p 、 E C o n a m i n e （ D G A ）、M D E A 、 F L E X S O R B 、B e n f i e l d 、 C a t a c a r b 等靠酸堿反應(yīng)吸收酸氣，升溫脫出酸氣凈化度高，適應(yīng)性寬，經(jīng)驗(yàn)豐富，應(yīng)用廣泛物理吸收法S e l e x o l 、 P u r i s o l 、 F l o u r S o l v e n t等靠物理溶解吸收酸氣，閃蒸脫出酸氣再生能耗高，吸收重?zé)N，高凈化度需要特別的再生措施聯(lián)合吸收法S u l f i n o l（ D ， M ）、 S e l e f i n i n g 、O p t i s o l 、 A m i s o l 等兼有化學(xué)及物理吸收法二者的優(yōu)點(diǎn)脫有機(jī)硫較好，再生能耗較低，吸收重?zé)N直接轉(zhuǎn)化法S t r e t f o r d 、 S u l f o l i n 、 L o C a t 、S u l f e r o x 、 U n i s u l f 等靠氧化還原反應(yīng)將H2S 氧化為元素硫集脫硫與硫回收與一體，溶液硫容低非再生性法 C h e m s w e e t ， S l u r r i s w e e t 等與 H2S 反應(yīng)，定期排放簡(jiǎn)易，廢液需妥善處理膜分離法P r i s m 、 S e p a r e x 、 G a s e p 、 D e s e p等靠氣體中各組分滲透速率不同而分離能耗低，適于處理高CO2氣體低溫分離法 R y a n H o l m e s 、 C r y o f r a e 等 靠低溫分餾而分離 用于 CO2驅(qū)油伴生氣 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 常用的凈化方法 天然氣液化裝置中，常用的凈化方法有三種： 醇胺法、熱鉀堿法、砜胺法 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 醇胺法 利用以胺為溶劑的水溶液，與原料氣中的酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)同時(shí)脫除 H2S、 CO2。凈化程度較好，可同時(shí)脫除 H2S、 CO2。 600多座天然氣預(yù)處理裝置采用。吸收溶液由物理溶劑環(huán)丁砜、化學(xué)吸收劑二異丙醇胺加少量的水組成。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 三種基本脫酸氣方法比較方法 脫酸劑 脫酸情況及應(yīng)用一乙醇胺法（ M E A ）一乙醇胺水溶液主要是化學(xué)吸收過(guò)程，操作壓力影響較小，當(dāng)酸氣分壓較低時(shí)用此法較為經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是需較高再生熱，溶液易起泡，與有機(jī)硫作用易變質(zhì)等。壓力對(duì)操作影響較大，在 CO2含量比 H2S含量高時(shí)適用。凈化能力強(qiáng)，能脫除有機(jī)硫化合物，對(duì)設(shè)備腐蝕小，缺點(diǎn)是價(jià)格較高，能吸收重?zé)N 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 脫除其它雜質(zhì) ? 汞： 嚴(yán)重腐蝕鋁制設(shè)備，污染環(huán)境，危害人員 ? 重?zé)N： 凍結(jié)堵塞管道 ? COS： 易與水形成 H2S和 CO2 ? 氦氣 :液化溫度較低，貴重氣體 ? 氮?dú)猓?液化溫度較低 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第三章 天然氣液化技術(shù) （二） 氣體液化原理與系統(tǒng) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 1. 基本概念 mw /?fmw /?mmy f /?ymwmw f )/()/( ???() 系統(tǒng)的性能參數(shù) 單位質(zhì)量氣體的壓縮功 單位質(zhì)量氣體液化功 液化率 三者之間的關(guān)系是 : 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 循環(huán)效率 FOM(熱力完善度 ): 通常以理想循環(huán)所需的最小功與實(shí)際循環(huán)液化功比值作為評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 (1) 節(jié)流過(guò)程的熱力學(xué)特征 因閥中存在摩擦阻力損耗，所以它是個(gè)不可逆過(guò)程，節(jié)流后熵必定增加 設(shè)流動(dòng)絕熱，前后兩截面間的動(dòng)能差和位能差忽略，因過(guò)程無(wú)對(duì)外做功，故節(jié)流前后的焓相等 21 hh ? 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 理想氣體的焓值僅是溫度的函數(shù)，氣體節(jié)流時(shí)溫度保持不變，而實(shí)際氣體的焓值是溫度和壓力的函數(shù)，節(jié)流后溫度一般會(huì)發(fā)生變化 。 若節(jié)流后氣體溫度保持不變，這樣的溫度稱為轉(zhuǎn)化溫度。 1994 NH3 1500 CO2 603 空氣 939 CH4 621 N2 761 O2 250 Ne 794 Ar 205 H2 652 CO 45 He4 最高轉(zhuǎn)化溫度 (K) 氣體 最高轉(zhuǎn)化溫度 (K) 氣體 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ?節(jié)流閥、毛細(xì)管、熱力膨脹閥和電子膨脹閥等多種形式。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 壓縮過(guò)程 工質(zhì)流經(jīng)壓縮機(jī)時(shí)，機(jī)器對(duì)工質(zhì)做功 wc,使工質(zhì)升壓，工質(zhì)對(duì)外放熱 q 每 kg工質(zhì)需作功 )()( 12 qhhw c ???? 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 2. 熱力學(xué)理想系統(tǒng) 熱力學(xué)理想液化系統(tǒng) . (a) TS圖， (b)系統(tǒng)圖。 1P T1P2P2 h2?我們無(wú)法改變環(huán)境狀態(tài) ,因此系統(tǒng)的性能取決于壓力 要使液化率 最大，則必須使 最?。? ( hP )T T?? ? ?10?熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于除壓縮機(jī)外的所有設(shè)備，得到 : 0) 11 ??? ?? TTpJTTT C()Ph( ???2hy2p 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ?林德－漢普遜系統(tǒng)的耗功 : )( 12 hhmwQ R ????單位質(zhì)量耗功 : )()(/ 21211 hhssTmw ?????)]()()[( 21211211 hhssThhhhmywmw ff??????????單位質(zhì)量的液化功 : 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 4. 帶預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) 預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) : 對(duì)簡(jiǎn)單林德－漢普遜系統(tǒng)，當(dāng)熱交換器入口溫度低于環(huán)境溫度時(shí)，可以改善簡(jiǎn)單林德－漢普遜系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 它采用低壓力，等溫節(jié)流效應(yīng)及膨脹機(jī)焓降均較小。 利用某一制冷劑的蒸發(fā)來(lái)冷凝另一種較低沸點(diǎn)的物質(zhì)而組成逐級(jí)液化循環(huán) 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 級(jí)聯(lián)式液化流程 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 優(yōu)點(diǎn)： ? 能耗低 ? 制冷劑為純物質(zhì)，無(wú)配比問(wèn)題 ? 各液化循環(huán)與天然氣液化系統(tǒng)各自獨(dú)立 ? 技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 缺點(diǎn)： ? 機(jī)組多，流程復(fù)雜 ? 附屬設(shè)備多，要有專門生產(chǎn)和儲(chǔ)存多種制冷劑 的設(shè)備 ? 管道與控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)不